随着能源工业的发展,太阳能、风能等新能源发电在工业用电和生活用电中都越来越普遍。由于新能源所获电能存在很多不稳定因素,难以直接提供使用。因此,储能系统在新能源领域具有广阔的应用前景。本文首先依次阐述了双向储能变流器的作用及三相并网逆变器关键技术研究现状,并根据储能系统既要储存电能也要供电,来确定系统的双向主电路结构。另外,重点介绍双向DC/DC和双向DC/AC的拓扑结构、工作原理,并推导逆变过程在三相静止坐标系下的数学模型。为了便于仿真实现和实验编程,进行等量坐标变换,得到三相旋转坐标系、两相旋转坐标系下逆变过程的数学模型。针对三相并网逆变器并网电流中奇次谐波多的问题,设计LCL型滤波器、LLCL型滤波器、LCCL型滤波器。计算以逆变器侧电压为输入、并网电流为输出的传递函数,观察其幅频特性和相频特性。对三种滤波器在低频段、高频段、基波频率处、开关频率处的滤波特性进行对比分析,根据LCL型滤波器在高频段具有高谐波衰减斜率、且阶次较低、易于控制等优点,选为本文所用滤波器。并采用并联RC支路的无源阻尼方式来解决LCL型滤波器在基波频率处存在谐振尖峰和滤波阻尼功率损耗大的缺陷。针对控制并网电流常用的传统重复控制策略不能处理非周期谐波,并且易受电网频率波动影响导致系统不稳定的问题,提出了一种改进的重复控制器,采用分数阶精确处理内模延迟环节和相位校正,来提高系统的动态性能、稳态性能和抗扰动性能。最后通过MATLAB/Simulink仿真验证,仿真结果表明:分数阶重复PI控制策略具有良好的动态响应性能、稳态性能、抗扰动性能。在已有的5kW双向储能变流器系统实验平台上进行实验,分析并网功率改变情况下的并网电流波形变化、电网频率波动情况下的并网电流波形变化、并网电流谐波、以及并网和离网时的并网电流波形。实验结果表明:采用RC无源阻尼法的LCL型滤波器的可行性和重复PI复合控制的正确性。