作为储能系统中连接储能元件和三相电网的核心部件,储能变流器的性能直接决定着整个储能系统能否高效运行。A-NPC (Advanced Neutral Point Clamped)储能变流器是一种具有全新拓扑结构的变流器,其内部包含的功率开关管数量少,具有运行效率高、谐波含量低等优点,因此深入研究这种变流器对储能系统性能的提升具有重要的现实意义。本文的主要研究对象为A-NPC储能变流器,文中首先分析了A-NPC储能变流器的基本组成结构以及工作原理,并对其在实际工作过程中的换流过程进行了详细说明。然后通过严谨的数学推导得出了A-NPC储能变流器在不同坐标系下的基于开关函数的数学模型,接着根据这些数学模型设计了基于电压定向控制策略的电流闭环PI控制器,并建立了相应的电流闭环控制结构框图。另外本文还研究了三电平正弦脉宽调制方法的基本原理,由此得出A-NPC储能变流器的PWM驱动信号产生方式,并通过SIMULINK仿真软件建立了A-NPC储能变流器仿真模型以验证上述理论的可行性。在充分研究了A-NPC储能变流器相关理论的基础上,本文进行了数字控制系统的软硬件设计,并基于这些设计搭建了RT-LAB硬件在环实时仿真平台,通过该仿真平台对软硬件设计中的各项功能进行了硬件在环实时仿真验证,仿真结果显示输出电压电流波形畸变小,波形质量高,证明了软硬件设计的合理性和可行性。最后将该数字控制系统和功率主电路结合,搭建了一台A-NPC储能变流器样机,经调试初步实现了该样机的充放电过程。