随着化石能源危机及环境保护问题的日益突出,具有随机性、间歇性和难以预测性的风电等新能源在电力工业中得到快速发展,同时也给电网调频带来日益严峻的挑战。常规机组调频容量有限、响应慢、存在死区振荡且可能反向调频,难以满足日益增长的调频需求,限制了电网消纳新能源的能力。储能电源时间尺度灵活,能动态吸收、释放能量,且其响应快速、控制精度高,在参与电网调频方面具有优势,利用储能电池参与电网二次调频已经成为非常重要的调频手段。而确定合适的储能参与二次调频的收益模式、合理的储能配置以及科学的储能调频控制策略不仅直接影响到储能调频的技术经济性,还会影响到其在调频市场的推广和应用。本文研究储能电池参与新能源大规模并网系统二次调频的容量配置和协调控制问题。首先定性分析了储能参与调频的静态效益、动态效益以及环境效益;然后分析了目前广泛采取的两种储能调频效益回报模型,在此基础上,构建了综合考虑实时电量效益、备用功率效益和环境效益并能单独计算储能调频效益的储能二次调频全寿命周期成本-效益模型。所得模型能较好地诠释储能在二次调频中获得的收益,能够为储能容量配置及优化控制提供一定的理论支撑。其次,基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)原理,设计了一种考虑常规机组爬坡率限制的初始功率指令分配方法;并以形成的储能二次调频成本-效益模型为基础,建立以净效益最大为目标,以储能容量及功率为决策变量,综合考虑储能实时出力、调频需求约束和储能荷电状态(State of Charge,SOC)约束的储能电池优化配置模型;利用遗传算法辅助求解该优化模型的过程即为相应的容量配置方法流程。仿真表明,设计的初始功率指令分配方法,有利于更好地发挥机组与储能各自的优势;提出的容量配置优化模型考虑了调频需求对储能出力的约束作用,便于协调配置方案的经济性和技术要求,增强了规划的灵活性。最后,将储能电池看作独立的调频资源,提出了一种基于优先顺序法的储能与常规机组协调参与二次调频的控制策略。考虑常规机组出力与爬坡率约束、储能电池SOC与使用寿命约束的限制,确定储能电池与常规机组功率响应能力、响应时间以及剩余寿命的二次调频性能参量;基于二次调频性能参量,建立二次调频性能指标,形成常规机组与电池储能电源初始变出力序列表;并设计一种基于常规机组出力稳定要求的初始变出力序列表修正方法,设计了功率分配原则以及防止储能SOC越限的储能闭锁情形,由此形成最终的基于优先顺序法的储能二次调频控制策略实现流程。仿真实验结果表明:所提出的控制策略具有可行性和一定的优越性;与石景山策略相比,在保证调频效果的基础上,所提控制策略减少了常规机组和储能电池改变出力的次数;保障机组稳定运行的同时可延长储能电池使用寿命。