频率是衡量电力系统电能质量的三大指标之一,我国允许的频率正常偏移是±0.2Hz。当频率变化超出允许值时,将会对电力系统、发电厂和用户产生不利影响;严重时,电力系统崩溃,造成大面积停电,带来不可估量的损失。因此,频率调节至关重要。电力系统的频率调节分为一次调频、二次调频和三次调频,以上统称为电力系统的频率调节。现有的频率调节大都是通过水电机组和专门的火电机组进行调频,传统的火电调频方式大都存在着一定的滞后性,爬坡速率低,不能准确跟踪电网调度的调频指令等现象;水电机组调频又受到地理条件和季节的限制,因此亟需一种新的调频手段。电池储能系统因为其响应速度快,短时功率吞吐能力强,调节灵活等优点得到关注。将电池储能系统应用于调频是一种新的挑战。本文首先对现阶段电网频率调节存在的问题进行分析研究,分析新能源发电给电网调频带来的问题;分析新兴的电池储能技术的发展现状和电池储能应用于电网调频的实例;分析电池储能技术应用于电网调频的前景。其次对传统火电机组的一次调频和二次调频进行理论分析,同时分析电池储能参与电网频率调节的原理,并对二者调频的特点进行对比分析;在理论分析的基础上对火电机组的一、二次调频进行建模,并在MATLAB/Simulink中进行,仿真结果验证上述的理论分析。最后在火电机组一、二次调频的基础上加入电池储能环节,针对电池储能参与一、二次调频设计两种不同的控制策略。电池储能参与一次调频采用PID控制,通过仿真分析PID控制策略的可行性;电池储能参与二次调频时,提出一种基于模型预测控制方法的电池储能系统调频控制策略,模型预测控制策略可以根据当前的历史信息输入预测未来一段时间内的输出,对电网频率调节的同时,调整电池储能系统的荷电状态,按照期望值出力,使电池储能能够长时间进行频率调节。本文以广州华润热电厂调频数据为基础,在MATLAB/Simulink中设计基于电池储能系统的模型预测控制器,并进行仿真分析,验证所提控制策略的可行性。