随着能源短缺和环境污染问题的加剧,储能电站、电动汽车以及新能源的应用逐渐增大,蓄电池开始被大量应用。因此在蓄电池的使用过程中,需要大量的充电装置,且蓄电池在使用前,需要对其进行多次充放电测试,这就需要高性能及对电网无污染的蓄电池充放电装置。目前使用最广泛的大功率蓄电池充电装置是通过晶闸管的相控整流来实现的,这种装置交流侧电流波形畸变严重、功率因数低,严重污染电网,且自动化程度低、操作复杂、易出现故障,可靠性不高；放电装置则通常是经过一级电能变换装置,将电能通过电阻以热能的形式消耗掉,从而造成极大的能源浪费。本文针对现有蓄电池充放电装置存在的问题,研究了一种能量可以双向流动的充放电装置。文章主要工作总结如下：(1)系统拓扑结构的选择及充放电控制策略的研究通过分析能量双向流动充放电装置的拓扑结构,前级采用三相PWM整流器,可将交流电转换为直流电,也可将直流电逆变回馈到电网中,并且能保证电流谐波畸变率(Total Harmonics Distortion, THD)小,减少其对电网引入的无功电流。后级采用Buck-Boost双向DC/DC变换器,可将PWM整流器输出的高电压进行降压给蓄电池充电,也可以将蓄电池电压升高再通过PWM整流器将能量回馈到电网。既可以实现对蓄电池进行充电,也可以实现对蓄电池放电。根据蓄电池充放电方式研究了前后两级的联合控制策略,实现蓄电池的恒压或恒流充电以及放电控制。(2)系统数学模型的建立及控制算法的设计与实现建立三相PWM整流器在同步旋转dq坐标系下的数学模型,设计了基于单同步旋转坐标系的三相锁相环,保证了对电网侧功率因数的准确控制。对基于电流前馈解耦的控制算法进行研究,实现三相PWM整流器有功电流和无功电流的独立控制。利用状态空间平均法建立了Buck-Boost变换器的数学模型,设计了PID控制器参数,使系统符合蓄电池充放电时电流电压的纹波要求。(3)系统软硬件设计对系统硬件电路进行设计,主要有：PWM整流主电路、Buck-Boost变换器主电路、电流电压检测电路、驱动电路和保护电路等,计算了系统主电路中关键元器件参数。利用CCS软件编写了软件程序,实现了各控制算法,结合系统硬件电路搭建了实验平台。(4)仿真与实验测试利用PLECS仿真软件搭建了系统前后两级变换器的模型,分别对设计的控制算法做了仿真,验证了核心控制算法的正确性。利用搭建的实验平台进行实验测试,仿真和试验结果均表明：系统无论在充电还是放电时均可以保证其交流侧电流功率因数为0.97(放电时为-0.97),而且交流侧电流为正弦波,其电流THD<5%,减小了对电网造成的谐波和无功污染；在放电时,可以将蓄电池中的电能回馈到电网,节约能源。对于储能电站而言,实现了充放电一体化,不再需要两套装置,节约了成本。