随着能源和环境问题的日益凸出,分布式发电技术不断发展。尽管分布式发电技术有着众多的优点,但光伏发电等相对不可控的间歇性电源的接入对电网电能质量产生了一定的负面影响。为了协调分布式电源与电网的之间的关系,电池储能系统得到了广泛的应用。变流器是电池储能系统中的基本电力电子接口单元,对电池储能变流器的控制机理研究具有深远的理论和现实意义。基于中国电科院项目《储能系统并离网特性与检测技术研究》,本文对储能装置的并离网控制策略展开研究。针对储能系统需要实现并网和离网两种运行模式下的稳定运行以及运行模式间的平滑无缝切换的要求,本文对基于储能变流器的虚拟同步发电机控制策略展开研究。首先,基于电压型变流器的控制原理和数学模型,分析了电压电流双闭环解耦控制策略以及虚拟同步发电机的建模方法并给出了相关控制参数的选取方法。其次,建立了基于虚拟同步发电机控制策略的储能系统在并网模式以及离网多机并联运行模式下的小信号分析模型,分析了惯量值对系统稳定性的影响,并对分析结果进行了仿真验证;根据离网模式多机并联的功率分配机理,当频率越限时,对多机并联系统进行二次调频,并提出分散式调频易受误差积分放大影响,使得并联变流器功率不能实现准确均分,指出分散式调频适合单机二次调频,而集中式二次调频不易受误差影响,功率分配不受二次调频动态过程影响,更适合多机二次调频;针对虚拟同步发电机多机并联的均流过程中出现的短时过流现象,提出了一种自整定惯量法,有效解决均流过程中的过流问题,并通过仿真验证了方法的有效性。再次,根据运行模式无缝切换的要求,对离并网切换中的相位、频率和电压预同步控制方法进行了分析,对离并网切换、计划离网与非计划离网工况分别进行仿真分析。最后,基于硬件在环的实验平台,设计了虚拟同步发电机控制程序以及硬件电路,对储能系统的并离网控制策略进行了实验验证,通过硬件在环实验进一步验证了控制策略的可行性。