随着风力发电装机容量的不断增大,电力系统中风电渗透率将会逐渐提高。多数风电机组的频率与转子转速解耦的特性使高风电渗透率电力系统的频率响应能力受到直接的挑战,因此采用一定控制方法使风电机组具备调频能力具有重要意义。同时,由于锂电池储能系统具有快速的响应能力及较高能量密度使得其协调风电场参与电力系统频率调节成为可能,因此研究储能系统协调风电场参与电力系统调频,进而提高风电场参与电力系统一次调频的经济效益是一项新能源发电领域的重要课题。本文基于经典电力系统频率响应模型,研究不同风电渗透率下电力系统一次调频响应特性及需要风电场提供的一次调频备用容量,说明风电机组有必要参与电力系统一次调频备用;提出比例弃风法和常量弃风法两种风电场一次调频备用的控制方法,基于弃风利用率这一评价指标,研究比例弃风法在集中控制和分散控制时的弃风利用率,以及在不同弃风系数下风电场的弃风利用率变化趋势,研究发现采用集中控制将获得更高的弃风利用率;根据不同储能介质的技术及经济特性,选择适用电力系统一次调频特性的储能介质,提出基于不同有效备用容量选取方法的储能系统的运行控制方法,提供相同容量的一次调频备用的前提下最大值法为较优的控制方法;介绍风储联网系统结构及储能系统的数学模型,说明10kW/20kWh锂电池能量管理系统的结构设计、工作原理及功能实现方法,通过实验验证了锂电池储能系统参与电力系统一次调频的能力。本文研究的内容为提高风电场提供一次调频备用的经济效益研究提供参考,具有一定的工程应用价值。