当传统能源污染问题日渐严重,伴随的环境恶化等因素促进情节能源迅速发展。其中风力发电是有很大发展潜力的新能源发电方式。风能的随机性、波动性、间歇性决定了风电出力具有很强的变化性,电网中功率不平衡加剧;同时,由于风电机组多采用电力电子器件并网,使其转速与电网频率解耦,从而失去对系统频率的快速有效响应,使系统惯量降低。风电大规模并网在一定程度上会对系统频率稳定带来不利影响,加剧电网调频压力,因此有必要对风电机组参与系统频率调节进行研究。随着大规模风电接入及国家相关并网政策出台,以风力机释放转子动能与减载备用为控制手段的风电机组功率控制,使风电机组能够参与电网调频、支撑电网功率平衡。考虑到减载备用控制不利于风电场发电经济效益的最大化,本文主要对基于转子动能控制的风电调频策略进行研究,主要工作如下:首先,本文在构建了双馈风力发电机的数学模型的基础上,对目前基于转子动能控制的风电机组调频策略进行了分析与总结。先对双馈风力发电机基本运行原理进行分析,在此基础上对双馈风电机组进行数学建模,为后文研究双馈风机参与一次调频控制策略奠定了数学基础。接着在对风电并网的电网频率响应分析的基础上,归纳出风电渗透率对系统频率特性的影响。再从风电机组参与系统一次调频动态过程出发,对基于转子动能控制的风电机组调频方法原理进行分析,对现有几种策略进行归纳和总结。其次,在考虑二次跌落影响的基础上,对传统短时过载方法进行优化,提出了改进短时过载调频策略。通过分析总结了传统短时过载控制下的调频性能适宜的风机调频过程中应该具有的特征,针对基于释放转子动能方式的风机参与调频会引发的频率二次跌落问题,本文所提策略使风机在调频过程中能平缓地稳定运行到机械功率-转速曲线上的某一工作点,在缓解二次跌落问题的同时,也使风机能尽快恢复到最大功率点,保证风电场的发电效益。最后,本文在DIg SILENT/Power Factory中构建了仿真系统,对所提出的基于转子动能控制的改进短时过载调频策略进行仿真验证。将本文提出的改进短时过载调频策略与传统短时过载调频策略的调频效果做对比,分析在不同工况下、不同风电渗透率下所提出的调频策略的可行性及有效性,为实际工程应用提供参考。经过仿真验证后,可得出结论本文所提出的改进短时过载调频策略,能够有效地提高系统频率的稳定性,在对系统提供功率支撑的同时缓解频率的二次跌落。