近年来,以风能为代表的各种新能源发电迅猛发展。因大多数风电机组不具有传统电源的惯性响应特性,且其输出功率具有波动性和不确定性,大规模风电并网给电网安全稳定经济运行带来一系列新的挑战。水、火电机组等常规机组受响应速度和爬坡率等因素制约,越来越难以应对大规模风电并网后的电网调频问题,如何确保大规模风电并网条件下电网的频率稳定,是电网面临的严峻挑战之一。储能电池因其响应速度快、短时功率吞吐能力强、控制灵活等特点,作为一种快速调频手段具有显著的技术优势,成为近年来学术和工程界广泛关注的热点。本文就大规模风电并网条件下常规机组调频的不足、风电功率波动对电网频率及机组有功出力的影响评估、储能电池对改善电网调频性能的作用及其效果评价等方面展开相关研究。首先,分析了大规模风电并网条件下常规机组调频的不足。基于幅频特性分析了非再热式、再热式火电机组或水电机组一次调频时,不同频率分量风电功率波动引起频率偏差的特点,以及常规机组在调频过程中,其有功出力变化量对不同频率分量风电功率波动的响应情况;对比了常规机组一次调频与一二次联合调频时,电网对各频率分量风电功率波动引起频率偏差抑制作用的不同,以及常规机组在调频过程中,其有功出力变化量对各频率分量风电功率波动响应情况的不同;分析并得出了常规机组调频时,受其响应速度等方面的制约,导致电网对中高频段风电功率波动引起频率偏差的抑制作用较弱。其次,定量评估了风电功率波动对电网频率及机组有功出力的影响。由某实际风电场.典型日风电功率波动数据计算了风电功率波动谱密度,分析并总结了风电功率波动谱密度的基本特点;阐述了已知风电功率波动谱密度条件下,频率偏差谱密度和机组有功出力变化量谱密度的计算方法;定量对比了大规模风电并网条件下,常规机组一次调频与一二次联合调频时,风电功率波动对电网频率及机组有功出力影响的不同。再次,探讨了储能电池参与调频的控制方式及控制参数对调频效果改善程度及调频责任分配的影响。阐述了储能电池参与调频的不同控制方式;构建了单区域电网储能电池虚拟惯性控制及虚拟下垂控制参与快速调频的模型;基于幅频特性分析了储能电池以两种不同控制方式参与调频时,其改善电网调频性能的不同;探讨了虚拟惯性系数、虚拟单位调节功率对储能电池改善电网调频作用的影响。最后,提出了基于幅频特性分析和功率谱密度计算的时频域指标评价体系。定量评价储能电池参与电网快速调频在调频效果上的改善作用及其与常规机组在调频责任分配上的区别。研究结果可为评价储能电池相关控制方式的有效性及分析其在大规模风电并网条件下参与电网调频中所起的作用提供有益参考。