随着社会的发展，电力需求不断增大，人们已经开始加大对风能、太阳能等新能源的开发力度。但这些能源由于本身的特点而不够稳定，难以大规模接入到电力系统中。电池储能电站具有储存电能的作用，能够平滑风电的输出，可以通过储能系统让大容量的新能源并网，不仅有利于环境保护，而且提高了电力系统的经济性。经济的快速发展造成了用电量的急速增长，也使得日负荷的峰谷差逐渐拉大，如果没有有效的调节措施，必然要增大系统的备用容量来满足高峰时期的负荷需求，然而这是很不经济的手段。电池储能电站能在低谷期储存电网中多余的电能，在高峰期释放电能以满足用电需求，这样的特性使得储能电站成为实现削峰填谷的重要方式。如今电池储能电站已越来越多地应用到电力系统中去，因此有必要研究电池储能电站的基本结构、内部的接地方式和保护配置、以及进行削峰填谷的优化算法等。本文从理论上对这些问题进行了分析和研究，主要取得的研究成果如下：1.总结出电池储能电站的基本结构，并在PSCAD/EMTDC软件平台上搭建了大型电池储能电站的仿真模型，分析了储能电站的运行特性和故障特性。2.提出储能电站直流侧三种接地方式，以极间故障和极地故障分析为基础，比较了各种接地方式下故障电气量的特点，同时考虑了存在过渡电阻影响的故障特征。从整个系统稳定运行的角度研究了交、直流侧之间接地方式的配合，分析了不同接地方式下系统稳态运行特点。给出了选择大型电池储能电站直流系统接地方式的一般性原则。3.基于不同接地方式下直流系统的故障电气量特点，提出直流系统极间短路、直流接地系统极地短路的保护配置。利用PSCAD/EMTDC建立仿真模型，仿真验证保护方案的可靠性及有效性。4.提出基于功率差充放电方式的削峰填谷算法，利用电池组容量、充放电功率，日负荷曲线等条件，实现削峰填谷，并与恒功率算法比较，体现出功率差方式的优越性，最后通过仿真计算验证优化效果。上述研究成果为大型电池储能电站的应用提供了颇有价值的理论基础和实践指导意义。