电能质量的改善是电力系统目前面临的重要问题之一。超导储能系统在调节电网质量、增强电网稳定性及用户安全性方面，有着传统装置不可比拟的优点。本文重点研究了超导储能系统进行动态电压补偿的一些关键技术问题，并将级联电路引入超导储能系统中，分析了其控制及工作特性。　　 首先，进行了电压补偿目标的分析与比较，针对三种基本的补偿目标分析了超导储能装置在补偿电网电压跌落时有功能量的消耗情况，进一步分析了当超导储能系统在三相三线制及三相四线制情况下进行电压补偿的控制差异，并进行了有功能量补偿的比较。　　 提出了基于dq0变换的快速电压跌落检测及补偿方法，根据换流装置的控制模型分析了储能装置在补偿电压跌落时的开环及闭环的控制品质，详细讨论了电路参数对控制误差以及响应时间的影响。仿真及试验验证了控制方法的正确性，理论分析结果有助于提高储能系统的控制精度，并根据具体条件设计合理的控制参数。　　 建立了换流器的数学模型，并根据模型提出了一种滞环滑模电压补偿闭环控制策略，采用滞环能够降低开关频率。深入分析了电网以及换流器自身参数对滞环滑模控制稳定性的影响以及控制参数的选择。基于级联型换流器控制，首次提出了一种滞环滑模分程控制策略，控制系统根据控制参数决定功率模块投入工作的数量，因而换流器输出的控制电压波形为阶梯波，进一步降低了开关损耗。仿真及试验结果表明滑模控制方法具有一定的自适应能力及稳定性，能够快速消除电网电压波动对负荷的影响。　　 本文设计了一种基于高速DSP的控制电路以及试验样机，并进行了电压补偿及控制算法的试验工作。样机电压补偿试验结果说明本文提出的控制策略能够满足电压补偿要求。