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电池储能系统接入电网，不但可以提高风电和光伏等可再生能源发电的稳定性，而且可以进行削峰填谷、电网调频等，从而改善电能质量。且随着电池储能技术和电力电子技术的不断发展和完善，电池储能系统在电力系统中的接入位置逐步从低压系统扩展到中压系统，可用于海岛微网等容量较大、电压较高的独立微电网的电压控制、电力大用户的用电峰谷调节，或者作为区域微电网的黑启动电源等，以提高电力系统的稳定性。尽管低压电池储能系统可以通过并联及升压变压器实现高压大功率输出，但存在设备体积大，成本高，损耗大，效率低等缺点。而中压电池储能系统不但克服了低压电池储能系统的以上缺点，而且具有模块化程度高，便于控制等优点，更适合接入中压电网。 本文基于现有的电池储能系统技术，结合国内外对此领域的研究现状，在分析级联H桥多电平变换器的基础之上，设计了以级联H桥作为储能变流器的中压电池储能系统，并对其进行了系统的研究。 首先，对本文所设计的电池储能系统并网运行进行了系统的研究。在对储能系统并网运行数学模型分析的基础上，通过有功与无功的解耦，设计了基于电网电压定向的矢量控制策略，以对储能电池进行充放电控制;提出了采用SOC相间控制和相内控制的方法来实现SOC的均衡控制以及通过采用(N+1)冗余容错控制技术来提高系统的可靠性。在理论分析的基础上，基于RT-LAB实时仿真平台，搭建了仿真模型并进行了实时仿真和验证。 其次，重点研究了储能系统孤岛运行时的控制技术。从对孤岛运行时的数学模型分析出发，设计了孤岛运行时的V/f控制策略，并对控制参数进行了优化设计。针对孤岛运行带不平衡负载的情况，结合SOC均衡控制，实现了在储能系统在输出相电压不平衡时而线电压依旧平衡的目标。基于并网控制和孤岛控制，采用改进的基于控制器状态跟随的切换技术，初步实现了并网到孤岛的无缝切换。通过RT-LAB实时仿真验证了上述控制方法的正确性与有效性。 最后，本文依托RT-ALB分布式实时仿真平台，搭建了电池储能系统半实物实验平台，设计了基于RT-LAB的硬件在环实验方案，为控制策略的实物验证奠定了基础。