该文以SMES为研究对象,就系统的建模、特性分析、控制策略及对电力系统运行的影响和作用等方面问题展开研究.该文首先指出了SMES研究的意义,综述了SMES在电力系统的应用和国内外的发展概况,接着分析了SMES系统的基本结构原理和各组成部分及其不同实现方法,建立起SMES研究的整体概念.功率调节系统(PCS)是SMES的关键部分之一,有两种基本拓扑结构的PCS-电流源型变换器(CSC)和电压源型变换器(VSC),相应地,可以得到两种基本形式的SMES,分别称为电流源型SMES(CSMES)和电压源型SMES(VSMES).装置模型的建立是对装置特性进行仿真研究的基础,在MATLAB环境下建立了CSMES和VSMES的时域数字仿真模型.利用所建模型分别对CSMES和VSMES的稳态和动态特性进行了一系列的详细研究.论文以VSMES为例,研究了SMES对电力系统暂态过程的影响.SMES参与系统动态行为的作用在很大程度上依赖于其控制器的性能,SMES控制器的设计十分重要,只有采用有效的控制手段,才能使其满足系统的要求.该文设计了一种SMES的H<,∞>鲁棒控制器,设计中结合考虑了发电机励磁控制参数.时域仿真结果表明,该控制器具有提高电力系统暂态稳定能力的良好控制效果和鲁棒性.该文探索和尝试将这种控制方法用于SMES控制器的设计,设计过程中无需进行系统建模,所得到的控制器结构简单,算法简便,适于工程实践.从SMES阻尼系统功率振荡的观点出发研究了SMES的可控变阻尼特性的机理,采用基于Prony分析的辨识技术,研究不同控制策略和控制器参数对系统阻尼变化的影响.理论联系实际,论文最后研制了一套SMES控制器的样机系统,同时进行了所研制的样机在电力系统动态模拟试验系统中的实验,给出并分析了实验结果.