可再生能源发电功率的波动性和间歇性给电力系统的稳定运行带来了巨大的挑战,需要储能功率转换系统(Power Conversion System,PCS)提供备用容量来实现电网的动态供需平衡。级联型H桥储能功率转换系统是用于高压大容量系统中的主要拓扑结构,可与不同储能介质相结合,在大容量储能场合有广阔的应用空间。本文以级联型H桥储能功率转换系统为研究对象,对其控制策略进行了深入的研究,并对实验装置的软硬件进行设计。本文以级联型H桥变换器的单相等效电路为例分析了级联型H桥PCS的工作原理。级联型H桥PCS的数学模型是控制策略设计的基础,建立了 abc、αβ和dq坐标系下的数学模型,并给出了复频域下的表达式。本文采用水平载波移相调制策略,详细阐述了调制规律,具体分析了级联型H桥单相交流侧输出电压。本文重点对储能介质为蓄电池的级联型H桥PCS控制策略进行了研究,对储能介质为超级电容的级联型H桥PCS控制策略进行简要概述。在级联型H桥PCS数学模型的基础上,采用基于PI调节器的电流前馈解耦控制策略对系统的有功功率进行控制,实现了蓄电池组的充放电。采用零序电压注入法实现了相间SOC均衡,采用基波电压注入法实现了相内SOC均衡。文中具体分析了两种方法能实现均衡的原因,并给出了零序电压和基波电压的产生形式。容错控制能够保证系统在故障情况下仍能可靠运行,本文从保证故障情况下输出线电压对称和非故障单元SOC均衡两个方面进行理论分析,简要介绍了容错控制策略。本文依据工业级平台的设计原则,搭建了 10kW小型实验样机,完成了驱动板电路的设计,实现了驱动功率器件和采样每个功率单元直流侧蓄电池组电压的功能。完成了电压采样板电路的设计,实现了对AD7656时序的控制,蓄电池组电压和驱动信号的编解码功能。完成了主控制板和底板电路的硬件设计,采用双"DSP+FPGA"架构实现了 SOC的采集,控制算法和调制策略的功能。最后,通过MATLAB仿真,验证了控制策略的有效性。