随着人类社会的快速发展,人们对电能的需求量不断增加。与此同时,能源短缺和环境污染问题日益突出,大力开发和利用风能成为解决这些问题的有效途径。由于风电出力具有较强的波动性、随机性,大规模风电并网对系统的电能质量、频率稳定、运行调度带来较大影响。如何采取有效措施平抑风电出力波动,提高风电的可控性成为亟待解决的问题。储能技术的快速发展为改善并网风电功率波动提供了有效的解决方案。由于电池储能系统具有快速响应精确跟踪功率变化、调控风电有功出力、参与系统频率控制等特性,适合与大规模风电场协调运行调整风电出力,从而减小风电出力波动程度及其对电网的冲击,提高系统电能质量和频率稳定性。本文首先分析了风电功率的波动特性以及大规模风电接入对电网频率稳定的影响,重点介绍了电池储能系统的运行性能和等效电路模型,阐述了储能系统改善并网风电功率波动的原理。然后以改善风电并网特性、提高电网频率稳定性为目标,采用基于短期风电功率预测的超前控制策略调控风储联合系统出力,并以某风储联合系统为算例进行仿真,结果验证了该方法能够有效平滑风电场并网功率波动,降低风电并网给系统带来的调频压力,提高电网对风电的接纳能力。最后综合考虑储能成本和风电场收益之间的制约关系,依据风电相关并网标准,引入风电功率波动越限惩罚成本,建立了以风储联合系统净收益最大为目标函数的储能容量优化模型,并对惩罚系数进行灵敏度分析,结果表明制定合理的惩罚系数、选取合适的储能容量能够提高风电场的经济效益,有助于实现大规模风电并网。