随着光伏(Photovoltaic，PV)、风电等可再生能源发电在电力系统中渗透率的不断升高，其出力固有的波动性和不确定性使电网的安全稳定运行面临着很大的挑战。而电网频率稳定性是衡量电网稳定运行的重要指标，因此针对可再生能源融合电网频率暂态稳定性控制的研究具有重要意义。风电作为占比最高的可再生能源通常被要求参与系统调频，而应用最为广泛的双馈异步风力发电机(Doubly fed Induction Generator, DFIG)，其转子转速与系统频率解耦而不具备惯性响应能力，且DFIG常以最大功率追踪(Maximum power point tracking，MPPT)模式运行也无法为系统提供用于一次调频的备用容量，所以需通过附加功率控制环节使风机响应系统频率调节。此外，现有的风机调频策略主要以充分发挥风机的调频能力为目标，并没有从统筹电网所有调频资源的角度出发来考虑电网对风电参与系统调频的实际需求。针对上述问题，本文主要围绕风机的惯性控制和一次调频控制策略展开研究，综合考虑可再生能源融合电网的实时频率风险情况，并结合风电机组自身的频率响应能力给出了风机在系统不同运行状态下的调频策略。本文主要工作和研究成果如下:
　　(1)计及源-网-荷多种风险源进行电力系统频率风险评估。首先建立输电网层级的风险源模型，包括发电机和线路的实时运行状态模型、分区间描述的风电场出力预测误差概率模型、常规负荷预测误差模型和计及PV接入配网的主动配电网(Active distribution network，ADN)类型负荷的预测误差分布模型。同时引入双参数柯西-高斯混合分布(Bi-parameter Cauchy Gaussian mixture，BCGM)模型描述ADN类型负荷的预测误差分布情况，在一定程度上反映了配网中PV出力预测误差呈现的尖峰特性。然后基于各种风险源的概率模型进行非序贯性蒙特卡洛抽样，得到系统的不同运行状态，并利用直流最优潮流求解系统切负荷期望值反映系统供电充裕度，并表征系统的频率风险。本章最后基于IEEE-RTS79测试系统构建仿真算例，求解了系统的频率风险指标。
　　(2)进行系统频率风险对应风电响应能力的象限划分。基于系统频率风险估计值和风电响应能力估计值的规格化指标，引入模糊划分理论，以解决“系统风险对应风电响应能力象限划分”的边界不确定性问题。首先构造二维模糊变量的隶属度函数并确定输入变量的评价等级，然后以Mamdani推理的最小值逻辑设定四条模糊推理规则，最后将四项模糊输出映射到[0，1]四等分区间内，再经去模糊化来别输入二维模糊的所属象限。本章最后验证了所提二维变量模糊划分方法的可行性和有效性。
　　(3)设计了适应于各象限的风电机组频率响应策略。基于系统频率风险对应风电响应能力的象限划分结果，在每个象限内明确风机的调频责任:在系统频率风险较高时，风机为参与的系统一次调频预留备用容量，并最大程度上利用风机的一次调频和惯性响应能力;系统频率风险较低时，则令风机运行在MPPT模式下从而提高风能利用率，同时根据风机运行工况为系统频率提供双向的惯性支撑。针对上述风机调频原则，分别在各象限设计了相对应的频率响应策略，并整定了相关控制参数，最后设计了各象限之间风机频率响应控制的切换策略。本章最后针对各象限分别设置了仿真场景，并设置负荷扰动事件验证了四个象限内所提调频策略的有效性。