利用可再生能源，开发中小型分散式电源系统是满足电力需求的持续增长，解决环境问题的重要手段。近年来，随着我国电气化事业的推进，小水电和风电得到了很大发展，在提高农村电气化水平、减排温室气体以及电力系统灾害应急等方面发挥了重要作用。笼型异步发电机由于简单，坚固，价廉等优点而备受关注；其缺点是原动机转速变化或负载阻抗改变时难以维持电压与频率的稳定。 本项目围绕笼型异步发电机系统独立运行时的稳定性问题展开研究，主要研究内容包括：1、异步发电机独立运行的稳定性分析；本项目建立了电容自励条件下异步发电机的稳暂态电气模型，分析了负载阻抗，电机转速，自励电容及定子端电压之间的量化关系。分析了负载跃变时电压衰减的动态过程，重点解决了负载变化时异步电机避免消磁的端电压临界条件。 2、MERS ( Magnetic Energy Recovery Switch) 并联无功补偿控制方法研究。本项目研究了MERS的结构拓扑组，提出了半桥和全桥结构的SVC-MERS，研究其工作原理，提出了相位角控制以及波形直接控制方法，进行了仿真和实验验证。同时，建立电气数学模型，分析其补偿性能，包括无功补偿范围，谐波特性等。最终提出了MERS优化控制以及参数设计方法。再次，提出了平衡/不平衡负载条件下基于MERS的异步电机稳定控制方法，并进行了仿真和实验验证。3、基于飞轮电力缓冲器的频率控制方法研究。本项目提出了飞轮电力缓冲器的基本概念，明确了其稳态和暂态运行机理，揭示了系统频率控制目标和飞轮装置自身设计参数之间的量化关系。实验验证了频率瞬变情况下飞轮电力缓冲器的有功输出响应以及电压瞬变时飞轮电力缓冲器的无功输出响应。 通过本项目的研究，阐明了负载变化时异步发电机的电压稳暂态变化过程，提出了基于MERS并联无功补偿的电压控制方法，以及基于飞轮电力缓冲器的频率控制方法，建立起简单可靠且性能优良的中小型分散式发电系统运行模式。研究成果可为分散式电源系统的电能质量控制、异步发电机的稳定运行提供理论指导。