近年来,随着储能技术逐渐成熟,由于其快速响应和灵活调控的特性,储能已得到广泛应用。一方面,大容量储能系统可参与电网的调峰调频辅助服务,能够平抑大规模的可再生能源波动,改善电网调频调峰性能;另一方面,分散的中小容量储能在配电网中提供调压、潮流优化等服务,拓宽电网辅助服务类型与范围。本文针对不同规模的储能系统参与不同类型的电网辅助服务进行研究,以改善电网的频率电压等电能质量问题。本文围绕面向电网辅助服务的储能系统运行控制技术为出发点,开展了以下研究工作:1)由于不同类型储能在控制方式、响应能力等方面各有不同,储能在面向不同类型辅助服务的运行控制方式也不一致。首先对储能系统建立通用模型,讨论储能电池和并网变流器的工作原理,研究其对于储能系统运行控制的影响;其次,在通用模型的基础上讨论大容量储能电站提供辅助服务时所需要的模型,对模型进行简化处理以满足储能电站的调控需求;最后,考虑分布式储能在配电网应用与储能电站的差异性,建立适用于配电网电压控制的分布式储能系统模型。2)在大容量储能在输电网层级提供辅助调峰调频的有功服务方面,储能可抑制电网频率波动偏差和降低负荷峰谷差。在储能系统提供辅助调频方面,在二次调频过程考虑电网中多类不确定性进行鲁棒控制设计;在储能系统提供调峰服务方面,侧重对电网长时间运行的经济成本进行优化。首先,针对调频服务中储能控制存在通信延迟和系统的参数不确定性问题,基于鲁棒控制方法进行输电网调峰服务的储能系统控制策略设计;其次,针对调峰服务中储能的运行成本和系统的经济性问题,进行长时间尺度输电网调峰服务的储能系统控制策略设计;最后,通过控制目标评价的分析,利用含储能的区域电网对所提方法进行仿真验证。3)在配电网的调压辅助服务中,针对小容量分布式储能系统在配电网层级提供辅助调压服务的运行控制方法展开研究,发挥分布式光伏和储能的灵活调节能力,实现电压越限的快速恢复控制。首先,针对光伏和储能不同的本地工作方式建立动态模型;结合配电网电压灵敏度模型,通过ε分解法将整体配电网进行区域划分,构建各子区域的分布式电压控制模式,实现配电网不同区域间的系统解耦;根据形成的分布式电压控制结构,基于分布式模型预测控制方法设计控制策略,实现了配电网电压越限的动态恢复,并保持在控制过程中对分布式光伏出力限制、分布式储能荷电状态限制等运行约束的良好兼顾。