风电、光伏等可再生能源出力具有强不确定性和不可控性,其高比例接入将会导致电力系统有功扰动增大,抑制频率变化的系统惯性降低,系统的结构、参数和频率响应特性等也将发生不确定性变化,进而导致频率质量的恶化。本文主要针对高比例可再生能源并网对电力系统频率响应特性的影响及含高比例可再生能源电力系统的负荷频率控制开展研究,旨在改善可再生能源出力不确定性引起的频率控制问题,从而进一步提升可再生能源渗透率。首先对电力系统频率响应特性及频率偏置系数进行研究。介绍了电力系统自然频率响应特性,并分别对传统电力系统频率响应的动静态特性进行分析。在此基础上,通过推导发生扰动后系统的功率平衡方程,证明了传统频率偏置系数取值方式的合理性,并通过仿真验证了频率偏置系数B的不同取值方式对频率控制效果的影响。进而考虑高比例可再生能源接入对系统频率响应特性的影响,得出在高比例可再生能源电力系统中,固定B参数取值将不再适宜的结论。其次,考虑到现阶段可再生能源并网时,通常要求其具备一定的调频能力,但目前缺少可再生能源参与调频的通用模型描述。因此,本文考虑风电、光伏等可再生能源通过适宜手段减载运行,获得一定备用容量,并通过虚拟同步机技术参与调频,可具有与同步机组相似的虚拟惯量特性和下垂特性,进而可与传统机组共同等效为单机等值模型,建立考虑可再生能源参与调频的负荷频率控制模型。最后,提出基于云模型理论的变频率偏置系数两区域互联电力系统负荷频率控制方法。该方法利用云模型理论可实现定性概念与定量数据间不确定性转换的能力,建立由频率偏差Δf到频率偏置系数调整量ΔB的非线性映射,实现对频率偏置系数的实时调整,使频率偏置系数B的值始终跟随系统频率响应特性β的变化,进而达到优化控制效果的目的。在Matlab/Simulink平台设计仿真实验,对比了在随机扰动、阶跃扰动和风电出力扰动三种工况下,所提的变B控制方法和传统固定B控制方法的控制性能,结果表明,基于云模型理论的变B控制方法可有效改善系统频率响应的动态品质。