随着风力发电、光伏发电等新能源发电方式在传统电网中的占比不断提高,由于其输出功率的间歇性和不确定性,对传统电网的稳定运行造成了重大影响,为此,需要引入储能系统对电网中的功率波动进行调节。作为储能系统的重要组成部分,储能变流器(Power Conversion System,PCS)担负着电网中削峰填谷、调峰调频、抑制功率波动、提高电能质量的作用。因此,对储能变流器在不同工作模式下控制策略的研究具有重要意义。本文以双极式T型三电平储能变流器作为研究对象,分别对其在并网模式、离网模式和切换模式下的控制策略进行了研究,并且根据工业级装置的设计原则,研制了实验装置。本文主要研究内容如下:(1)从储能变流器的拓扑结构入手,对比了单级式拓扑结构与双极式拓扑结构之间的区别,总结了相对于单级式拓扑结构,双极式拓扑结构的优缺点,阐述了三电平拓扑相对于两电平拓扑结构的区别和优越性,比较了三种三电平储能变流器的拓扑结构,总结了目前储能变流器的拓扑结构和控制策略。(2)根据主电路拓扑分别分析了前级DC/DC变换器和后级DC/AC变换器的工作原理,进而得到储能变流器的整体数学模型。(3)对于储能变流器的控制策略,分别针对其并网模式、离网模式和切换模式进行了研究。在并网模式下,通过P/Q解耦法实现了对并网电流的控制;在离网模式下,通过恒压恒频V/f控制策略实现了对逆变侧交流电压幅值和频率的控制;在切换模式下,本文完成了并网充/放电切换控制和并/离网切换控制,实现了切换过程中的平滑过渡。(4)通过Matlab/Simulink实现了储能变流器的并/离网运行的系统仿真,验证了本课题研究的储能变流器控制策略的可行性;根据工业级平台的设计原则,研制了一台PCS硬件实验装置,并给出了装置的关键设计参数,装置的各项标准化实验进一步证明了本课题控制策略的正确性。