辛 征，魏 莉，施啸寒

(1. 山东建筑大学 信息与电气工程学院，山东 济南 250101；2. 山东大学 电网智能化调度与控制教育部重点实验室,山东 济南 250061)

0 引言

超导磁储能SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage)系统具有高储能效率、快速响应和长寿命的特点[1]，在增强电力系统动态性能、提高电能质量、改善风电场出力特性等方面有着广阔的应用前景[2- 4]。功率调节系统PCS(Power Conditioning System)作为连接超导储能磁体与交流电网的接口，其动态特性直接影响SMES系统的性能。根据拓扑结构的不同，PCS可分为电流源型PCS和电压源型PCS。由于实现方便，电流源型PCS在早期研究中曾得到广泛应用[5- 6]。然而，基于全控型器件的电压源型PCS具有无功调节能力不依赖储能状态、可利用已有无功补偿装置扩展实现等显著优点，近年来受到了日益重视[7-8]。

电压源型PCS由DC-DC斩波器和电压源型变流器VSC(Voltage Source Converter)组成，通常前者控制直流侧电压，后者控制SMES装置与电网交换的功率。由于多数应用场合(如提高电力系统静态稳定极限或改善电力系统暂态稳定)要求SMES装置表现为四象限运行的可控功率源，构建能够控制VSC快速准确跟踪功率指令的控制系统是PCS设计的关键。控制理论的进步使得人们尝试使用新型控制方法如非线性控制理论[9]、直接功率控制[10]等来设计SMES用VSC的控制系统，但实现简单、鲁棒可靠的PI控制器双闭环控制系统在工程中仍大量使用。

多环控制系统在交流调速[11]及脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation)整流器[12-19]控制中应用多年，已发展出一套成熟的参数整定方法，如西门子公司提出的“二/三阶最佳”及在此基础上的改进方法。……