随着新能源发电和电动汽车技术的快速发展,越来越多的电池储能系统接入电网。储能变换器(PCS)作为储能电池组与电网之间的关键接口单元,其能否稳定运行关系着并网电能质量的优劣。传统的储能变换器设计忽略了电网阻抗的影响,但实际的电网存在电网阻抗,可能引起谐波振荡等不稳定问题。采用阻抗分析方法可有效分析储能并网逆变器的稳定性。论文首先设计了一台50kW级的储能变换器,并通过仿真实验验证其在理想电网条件下能够稳定工作。然后结合对称分量法推导了基于序阻抗的三相储能并网逆变器稳定性判据。介绍了阻抗比禁止区理论和阻抗标准规范概念,并给出了一种改进的阻抗比禁止区,可对储能并网逆变系统的稳定性分析提供参考。应用小信号建模技术和谐波线性化方法分别推导锁相环和电流环的小信号模型,并考虑数字控制延时的影响,最终建立储能逆变器的正、负序输出阻抗模型。通过仿真测量验证了数学模型的正确性。然后对输出阻抗特性展开分析,分析了锁相环、电流控制环和滤波器对输出阻抗的影响,加深了对阻抗模型的认识和理解。应用阻抗比判据分析储能并网逆变器的稳定性。分析了不同的电网阻抗条件对储能并网逆变器稳定性的影响,并通过仿真实验验证了理论分析的正确性。同时讨论了影响系统稳定性的因素,分析了电池组SOC和并网功率等级对系统稳定性的影响。分析了储能逆变器谐振失稳产生的机理和改善其稳定性的方法,并介绍了一种无源阻尼谐振抑制策略。给出了锁相环参数优化设计方法以抑制谐振,理论分析和仿真实验表明该方法能有效改善电网阻抗引起的稳定性问题。最后,针对PCS多机并联并网逆变系统,建立其序网络模型并分析了储能逆变器并联数目对系统稳定性的影响。本文的研究可为大功率储能PCS并网运行的稳定性问题提供一定参考。