太阳能、风能等可再生能源在现有的电力系统中发挥着重要的作用,也必将在未来的电力系统中不可或缺,但它们受到天气等自然条件的影响,存在间歇性和波动性的缺点。近年提出的电气弹簧(Electric Spring,ES)从需求侧角度出发,能够为可再生能源并网的电力系统补偿有功和无功功率,很好的解决可再生能源的波动给电网带来的电能质量问题。ES具有体积小,补偿迅速,较传统补偿设备成本低等优点,它不仅能稳定电网电压,还能实现功率因素校正等功能,但它仍存在以下缺点:一、需要提供一个较大的直流侧输入电压,其实现一般是通过串联多个电池来达到所需电压,这样的成本和体积将会较大;二、ES的逆变桥臂会因死区时间的不恰当设置而引起系统短路,即使正确的死区设置也会导致电压的畸变,进而影响其它设备。针对上述问题,传统方案是采用两级式升压ES,即将传统的两级式升压逆变电路与ES结合,能将直流侧的小电压提升,进而为电网进行补偿,减少储能电池体积和成本,但仍存在功率损耗大、逆变器桥臂直通的问题。因此,本文提出一种单级阻抗型电气弹簧(Impedance Network Electric Spring,INES)来解决上述问题。本文主要工作如下:1.详细阐述和分析了现有ES的基本工作原理和拓扑,总结了ES拓扑的优点和局限性;2.介绍了传统两级式升压ES的工作原理,针对现有ES和两级式升压ES存在的不足,提出了一种新型的INES,具体介绍了其工作原理,并分析了这两种拓扑在解决ES问题上的可行性及优缺点,最终验证了所提出的INES能较好解决ES的问题;3.建立了INES电路的数学模型,基于其等效电路模型对电路系统中影响关键负载稳定运行的电路参数进行了分析;4.通过对ES和阻抗型逆变器控制策略的学习,提出了INES的控制策略,设计了INES电路和控制电路的电气参数,并通过MATLAB/Simulink软件搭建了其仿真模型进行了验证;同时设计了实验样机进行实验验证。