功率电池是电池储能系统的一大核心部分,为了降低储能成本,可以充分利用近年来已经或即将退役车载功率电池,建立梯次利用的储能电池供应模式。电池储能系统的另一个核心部分是功率转化系统,功率转换系统是能量在储能系统与电网之间流动的桥梁,本文主要对适用于大规模储能的模块化级联H桥结构的功率转化系统结构拓扑与其控制方式进行研究,主要内容包括:研究了模块化级联H桥变流器的结构与工作方式,并对其进行改进,选用三电平全桥变流器的拓扑作为子模块结构拓扑。分析子模块工作原理和三相工作原理。比较各种调制方式,选用适用于级联H桥变流器的载波移相调制原理。载波移相调制方式在多电平输出的结构下,能在控制复杂度与谐波抑制之间达到较好的平衡。调制波生成方式选用直接电流控制原理,可以及时跟踪电网的波动和电池电压变化,动态响应能力较好,能够实现四象限运行。控制方式中加入中性点平衡算法以解决子模块结构中会出现的中性点平衡问题。在MATLAB/SIMULINK中对系统进行仿真实验。接着对子模块的均衡问题进行计算,提出了在考虑均衡算法时,子模块之间电量SOC分布能够满足并网电压要求的边界判别条件,称之为均衡边界条件,并根据典型情况计算均衡边界条件的判别式。最后设计了搭建了主从结构的储能变流器控制系统——一个主控制器与多个子模块控制器。该控制方式下,系统统筹分管各个子模块过程更加清晰。主控制器由DSP与FPGA构成,DSP主要负责数字计算参考波形;FPGA的工作主要是信息传递与统筹各部运行。子模块控制器由单独的FPGA控制,主要工作是收发信号与驱动IGBT。设计了PCB板,对主从模块的FPGA部分功能用Verilog编程实现。最后对未来的工作进行规划与展望。