在化石能源日益枯竭的今天,大力发展可再生能源可以降低电网对化石能源的依赖性。但从另一方面来说,可再生能源在电网中大量渗透又会给电网系统带来新的挑战。研究表明,当可再生能源在电网中的占比达到一定程度后会给电力系统的稳定性带来严重影响。维持电力供需平衡是保证电网稳定的基本要求,而当可再生能源在电网中的占比不断增加时,其会变得越来越困难。在目前,供给侧管理是应对可再生能源间歇性和不稳定性的主要手段。对并网功率进行限制以及下垂控制法是为电网提供电压和频率支撑的典型方法。此外,采用昂贵的储能设备来维持电网供需平衡也是当前的主要应对措施。随着电网系统的不断升级,传统的“供给侧服从需求侧”的电网模式已不能满足需求,其正逐渐被“需求侧服从供给侧”的电网模式所替代。目前已被提出的需求侧响应(DSM)技术包含负荷调度、直接负荷控制、实时定价及需求侧竞价等。虽然这些DMS方法为供电公司提供了发电预测信息,但是它们并不能保证供给侧与需求侧的功率能实时平衡。电力弹簧(Electric Spring,简称ES)作为一种响应时间为毫秒级的快速、自动需求侧响应技术被研究者所发现。它可用来稳定电网电压、调整系统频率、改善电能质量及平衡电网三相功率等。本文重点研究电力弹簧的控制策略,用以提高可再生能源并网系统的电压稳定性。论文主要研究内容如下:(1)介绍了ES的基本原理、典型拓扑结构、工作模式,并对含ES-Ⅱ及ES-B2B智能负载的有功及无功容量进行了对比分析。(2)针对现有的I型电力弹簧(ES-Ⅰ)控制策略结构复杂、动态响应慢、不利于实现对关键性负载上交流信号进行直接跟踪等问题,提出了一种基于单周控制技术的电力弹簧控制策略,控制器实时采集电网系统的电压、输电线路阻抗、关键性负载及非关键性负载阻值等参数计算出单周控制器的给定电压参考信号滞后于电网电压信号的相位角,通过单周控制技术让电力弹簧实现在同电网交换无功功率的同时将电网的功率波动转移到非关键性负载上。最后在Simulink中搭建仿真模型对该控制策略进行了验证。(3)基于Ⅰ型电力弹簧提出了一种更为简单的改进型控制策略,该控制策略只需要获得关键性负载上的电压有效值及流过非关键性负载的电流相位即可实现对关键性负载上电压的准确控制,让其保持稳定。通过在Simulink里搭建仿真模型进行仿真分析,证实了该简易控制策略的合理性。(4)对背靠背型电力弹簧(B2B-ES)拓扑及其控制策略进行了研究。针对现有背靠背电力弹簧控制策略结构复杂、不易于调试和实际应用等缺点,本文提出了一种基于PR控制器的多环控制策略来对改进型B2B-ES加以控制,该控制策略实现了对串联ES及并联ES的独立控制,使得系统调试起来更为简单,增加了B2B-ES的实用性。通过仿真验证得出,所提出的改进型B2B电力弹簧拓扑及其控制策略在可再生能源并网系统中可以很好的稳定关键性负载上的电压。