随着全球资源环境压力的不断增大,人类社会对环境保护、节能减排和可持续发展的要求日益提高。智能电网是解决未来能源输送问题的理想方案,是我国能源结构转型和节能减排的核心,而智能电网的各项目标和功能,能否实现,很大程度上取决于电网中电气设备的性能和智能化水平,显然传统的工频变压器很难完全满足未来电力系统发展的需求,电子电力变压器(Electronic Power Transformer, EPT)因其突出的可控性、丰富的交直流接口等优点,为智能电网提供了一种有效的能量管理手段。本文主要研究了电子电力变压器在电力系统中的应用的相关问题。论文首先建立了电子电力变压器的潮流计算模型和暂态稳定分析模型。建立了适用于牛顿法潮流计算的电子电力变压器稳态数学模型,研究了含电子电力变压器的交直流混合系统潮流计算的交替求解算法。基于节点电流注入法,建立了含电子电力变压器的电力系统暂态稳定分析模型,并在电力系统分析综合程序(Power System Analysis Software Package, PSASP)中,利用用户自定义程序接口(User Program Interface, UPI)功能,实现了含电子电力变压器的电力系统的稳态仿真和机电暂态仿真。建立了电子电力变压器的小干扰稳定分析模型,提出了一种利用电子电力变压器的附加阻尼控制器来提高电力系统阻尼的方法,并研究了基于频率响应法的附加阻尼控制器参数设计方法,仿真结果表明,配备附加阻尼控制器的电子电力变压器能够显著增加系统的阻尼,有效地抑制低频振荡。研究了电子电力变压器在微网中的应用。建立了基于储能型电子电力变压器并网的直驱风力发电机组的数学模型,并为该系统提出了一种控制策略,通过对并网功率和储能单元充放电功率的控制,有效提高了系统的低电压穿越能力和平抑并网功率波动的能力；建立了应用于配电网的电子电力变压器的数学模型,提出了一种控制策略来提高系统的低电压穿越能力和带不平衡负荷/电源的能力,详细介绍了高压侧H桥级联多电平变换器的正序负序解耦控制策略、隔离级的移相控制策略和输出级三相四桥臂变换器的正序负序和零序解耦控制策略,并且研究了基于根轨迹法的零序电压谐振控制器参数的设计方法,实现了对零序电压的无稳态误差跟踪。最后介绍了10kV/400V1MVA电子电力变压器高压大功率工业样机系统,并进行了大量的试验研究。分析了电子电力变压器逆变器的并网控制问题和电子电力变压器输出侧短路限流控制问题,提出了相应的控制策略,试验结果验证了控制策略的有效性。