光伏发电普遍采用电力电子元件控制和最大功率运行,呈现“隐藏”惯量或零惯量特征,这给光伏渗透率高的电网的频率安全带来了挑战,因此电网运营商纷纷开始鼓励光伏电站参与电力系统的一次调频。按调频动作方向的不同,一次调频可进一步分为频率上扰响应和频率下扰响应,即高频时段的功率下调服务和低频时段的功率上调服务。如果光伏参与频率下扰响应就必须通过长期降额运行的方式,提前预留备用,这会给光伏电站造成巨大的经济损失,所以目前光伏电站一般只提供频率上扰响应。但是一方面光伏电站参与调频会带来调节精度不足的问题,容易过调或欠调,另一方面光伏提供频率上扰响应仍然需要主动降额出力,即需要付出不能将该部分电量上网出售的机会成本。化学储能设施可以存储电能,当储能度电成本低于光伏的上网电价时,通过在光伏电站配置储能提供频率上扰响应不仅可以增强光伏电站的调频性能,还可以提高光伏电站的收益。由于现阶段电化学储能系统成本仍然较高,合理配置储能容量可以减少不必要的投资,因此本文在国内外已有研究成果和实践经验的基础上,对参与光伏频率上扰响应的储能容量配置问题开展研究。首先,阐述了一次调频的原理和特征,以及一次调频在英国、芬兰、美国PJM、中国的实践情况,并且将国内外一次调频实践情况的异同做了对比分析。其次,介绍了化学储能的常见概念,分析了化学储能成本的构成以及计算方法,其中重点阐述了基于雨流计数法的电池系统折旧成本计算方法。最后,针对参与光伏频率上扰响应的储能系统,考虑了光伏出力的波动性提出调频时段储能的充电策略,考虑了光伏出力的不确定性提出非调频时段储能的两种放电策略,然后基于提出的储能充放电策略,以光储系统净收益最大为目标建立储能容量优化模型,并采用粒子群算法对模型进行求解。结果表明,储能的控制策略、一次调频补偿标准、储能的单位容量成本均会影响到应配置储能容量的大小,储能的循环寿命特性会影响光储系统的净收益。在本场景下,采用本文提出的储能充电策略和即时放电策略,配合光伏参与频率上扰响应,可以满足电网的调频需求,充分利用储能的容量,有效提高光储系统的整体效益。