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近年来,为实现清洁能源比重的提高和能源结构的优化,风能、太阳能等可再生能源被大规模开发利用,但是其波动性、间歇性等特点也给电力系统稳定运行带来了挑战。由电池储能单元与功率转换装置组成的储能系统可以有效平抑新能源并网的功率波动,产生良好的效果。功率转换器种类较多,其中模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)以其模块化的结构特点以及扩展灵活、输出电能质量好、可靠性高等优点受到广泛关注。本文以MMC电池储能系统(Modular Multilevel Converter-Energy Storage,MMC-ES)作为研究对象,针对其控制策略进行了以下几个方面的研究。首先,分析了MMC电池储能系统的拓扑结构与基本工作原理,建立了数学模型,研究了交直流端与电池端的功率传递关系,对适用于MMC-ES系统的调制策略进行了讨论,为控制策略的设计提供理论基础。其次,在功率传递关系分析的基础上提出了MMC-ES系统的交直流端功率控制策略,实现了储能系统电池单元的充放电控制。对分数阶PI控制器进行了理论分析,并提出了基于分数阶PI控制的并网电流控制策略。通过仿真验证了该功率控制策略的可行性,以及分数阶PI控制器控制效果的优越性。接着,对系统环流进行理论分析,研究了基于准PR控制器的环流抑制策略;阐述了电池接入对电容电压平衡的影响,并提出了基于子模块平均功率控制的电容电压平衡方法;对电池二阶RC等效模型进行了参数辨识,研究了三级SOC均衡控制方法,并在此基础上提出一种基于交流端并网功率反馈的相间SOC均衡方法,提高了SOC的调节速度。仿真验证了系统整体控制策略的的正确性和有效性。最后,对实时数字仿真仪器(Real Time Digital Simulator,RTDS)的软件和硬件设计进行了介绍,结合RTDS小步长仿真环境特点,在RTDS仿真环境下搭建MMC-ES系统的仿真模型,对系统的综合控制策略进行了仿真验证。