随着国家大力发展可接入分布式电源、运行方式灵活的微电网技术,储能装置作为微电网中必不可少的组成部分,将发挥重要的作用。储能技术和储能设施的发展将决定新能源发电的利用规模和微电网的建设和推广,因此储能技术将在电力系统中得到越来越广泛地应用。另一方面,煤矿中的安全生产问题历来是社会关注的重点,众所周知,煤矿中一旦出现断电现象将会发生重大事故,直接威胁到人身及财产安全,因此,在双路电源停电情况下,应急电源系统的启动可大大减少重大事故发生的可能性,避免井下人员伤亡和财产损失,具有很大的经济效益和社会效益,同时也能促进社会的和谐发展与稳定进步。储能变流器是应急电源系统的关键组成部分,其作用是使能量在电网与储能电池之间进行双向转换。系统将应用于煤矿中作为应急电源,目前市场上没有48V以上锂电池的防爆标准,据此,提出了一种新型级联型储能变流器拓扑结构,以此为研究对象,重点研究级联型储能变流系统的控制策略以及3kW样机的研制,通过仿真和样机实验对系统进行验证。首先论文对储能技术发展的现状进行了详细的介绍,同时还对目前工程中常用的四种储能电池,如铅酸蓄电池、磷酸铁锂蓄电池、钛酸锂电池以及铅炭电池从特点、适用场合等方面进行了分析。在分析了已有的级联型变流器拓扑的基础上,根据矿用环境,提出了一种新型级联型储能变流器拓扑,分析了其工作原理,并对这种级联型拓扑结构的优势进行了归纳和总结。针对所提出的新拓扑,论文对级联型储能系统的控制策略以及级联H桥的调制方法进行了深入研究,系统采用基于PI控制器的电压电流双闭环控制策略以及载波移相SPWM调制方法。利用MATLAB仿真软件和PSIM仿真软件对系统进行了建模与仿真研究,仿真结果验证了所采用的控制策略的可行性。在理论研究的基础上,制定了级联型储能系统的整体设计方案,并设计完成了控制板以及功率板,对预充电电阻、滤波电感以及电容等关键器件进行了计算,完成了样机的研制。最后对完成的级联型储能变流器进行了实验研究,在研制的样机上对级联型储能变流器的性能进行了实验测试,实验表明所提出的拓扑结构合理性、采用的控制策略正确性,研制的样机达到设计要求。