以风电、光伏为代表的可再生能源具有低惯性、高随机性特性,大规模并网运行会对电网的频率稳定性带来巨大压力。尤其是含高比例可再生能源的电网面对严重扰动时,传统调频机组因响应速度慢、调节精度差等特点将难以满足调频需求,调频能力问题已成为电网消纳可再生能源的主要制约因素之一。目前通过引入具有调节速度快、精度高、瞬时吞吐能力大的储能系统作为新型调频资源,可缓解可再生能源并网瓶颈。本文以储能参与调频辅助服务并改善电网频率为目标,围绕储能系统参与调频的容量配置、市场机制、调度策略和储能能量管理策略展开研究,主要研究内容如下:(1)针对电源侧储能,研究了不同电源结构的区域电网储能调频容量配置方法。首先,基于水电、火电两种传统电源和储能系统的调频模型,建立了储能参与调频的互联电网仿真模型。然后,计及水电机组季节性丰枯调频工况影响,提出了水-火-储联合系统调频指令分配方法;最后,基于互联电网控制性能标准,提出了考虑调频性能贡献度指标和调频改善度指标的储能容量配置方法。(2)针对电网侧储能,提出了电网侧储能调频辅助服务市场机制及调度控制策略。首先,建立了包含储能调频辅助服务控制器的调度体系架构;设计了储能参与调频的市场机制,实现了储能调频任务的解耦,并建立了辅助服务市场准入条件、报价调整方案、组织出清时序。然后,提出了考虑寿命衰减的储能动态成本模型,并依据调频工况特性对其成本模型做出简化,设计了考虑储能容量均衡的动态竞价策略;提出了采用等边际报价的调频储能调度策略。最后,仿真结果表明采用所提出的模型和策略,可实现减小调频资源总运行成本,延长储能电站提供调频辅助服务时间的目的,有利于以市场化手段激励各储能电站可靠、稳定提供调频服务。(3)针对前述两种接入模式的储能,提出了计及电网-储能能流状态的储能系统内部能量管理方法。首先,调研获取华北某省储能辅助火电机组调频电厂的监测数据及省电力调控中心针对该机组的调频性能指标数据,采用K-means聚类算法分析储能与电网各自的能流状态,并做出相关性分析;然后,通过辨识影响调频性能指标优劣的特征状态,制定了计及能流状态的电站内部储能单元的能量管理方法;最后,通过仿真算例验证该能量管理方法具有减少储能总折返次数,均衡各储能单元荷电状态的作用。