随着社会经济增长,电力需求不断提升,伴随全球性的能源短缺与环境问题等,以太阳能、风能为代表的新能源发展迅猛并大规模并网。其弱惯性、波动性以及不确定性等威胁了电力系统的安全稳定运行,水电和火电等传统机组受爬坡率低、响应速度慢,以难以满足电网的调频需求,引入更加优质的调频资源具有迫切的现实工程意义。近年来,电池储能技术发展迅速,由于具备精确跟踪、响应速度快以及可双向调节等特性,被视为最具发展前景的辅助调频手段。本文在当前储能参与调频研究现状的基础上,对储能辅助传统机组的必要性与可行性进行分析,最后围绕储能辅助火电机组参与二次调频的控制策略以及容量优化方面展开研究。首先在对电力系统调频原理分析的基础上,建立了包括火电机组调速器、汽轮机、发电机在内的区域电网调频模型;通过对不同类型储能的技术性指标、经济性指标进行权重分配并计算其最终评分,从而确定了选择锂电池作为参与调频的储能类型,并在研究了目前常用的储能模型的基础上,提出了基于电池储能单体的储能调频新模型,最后给出了含储能参与的区域电网调频模型。其次构建了一种基于调频需求灵活切换控制方式的储能电池参与二次调频控制策略。该策略将储能划分为调频和恢复两种工况,在调频工况下时,将调频需求与储能荷电状态(State of charge,SOC)进行状态区间划分,从而确定两种控制方式的切换时机与自适应出力深度大小;在恢复工况下,根据储能状态进行SOC自恢复,使得储能更加灵活的应对下一阶段的调频任务。最后在连续负荷扰动工况下进行仿真分析,结果表明,本文策略能够在有效改善暂态频偏与稳态频偏的同时,提高常规机组利用率,并且能够降低储能调频功率和容量配置。最后提出一种基于变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)经济性最优的储能电池参与二次调频的容量配置方法。利用变分模态分解将调频指令分为高低频分量,实现了在每分钟时间段内以最优比例在两种资源间分配调频指令。随后以构建的储能调频日成本-效益模型为目标,基于实测的区域控制偏差(Area control error,ACE)信号,选择不同的重构点进行信号分配并配置其功率和容量,并对其配置结果、经济性和技术性进行分析。结果表明:采用本文的容量配置方法合理有效,可以减小储能电池容量配置的大小,在保证最大经济效益的同时还具有较好的技术指标。