频率是衡量电能质量的重要指标之一,是电力系统是否稳定的重要判断依据,互联电力系统的负荷频率控制对于保障电力系统的频率稳定具有重要意义。随着电网规模扩大和能源多样化,电力系统由传统单一能源的独立供电方式逐渐向多区域互联的混合能源供电转变。此外,新能源具有随机性、间歇性、波动性等特性,并网时会对电力系统的稳定运行造成巨大冲击。诸多原因导致电力系统的频率控制变得愈发困难,因此设计适用性强,控制性能好的负荷频率控制器变得迫在眉睫。本文的主要研究内容如下:首先是对负荷频率控制各个环节进行分析和等效处理,得到其传递函数模型,搭建了典型的两区无再热电力系统和包含再热火电、水电和燃气轮机的两区多源电力系统,还设计和搭建了包含风电和储能的三区非线性不平衡电力系统以及包含风电和光伏的四区电力系统,并在MATLAB/Simulink中验证了合理性和有效性。其次是选择结合模糊控制和PID控制的模糊PID控制器（Fuzzy PID,FPID）作为本文的负荷频率控制器,并选择引力搜索算法（Gravitational Search Algorithm,GSA）进行控制器参数优化。而针对算法在该问题上的不足,通过结合粒子群算法、精英策略和均匀变异三种改进措施进行优化,得到了改进引力搜索算法（Improved Gravitational Search Algorithm,IGSA）,并在基准函数测试中进行了验证。此外还提出了结合时域性能指标的目标函数,使得所提出的控制策略具有更好的控制性能。最后将IGSA FPID控制策略应用到四个多区多源系统中,进行控制策略的性能验证。在两区无再热和两区多源系统中验证控制策略的控制性能和鲁棒性,并探究了高压直流输电线路对系统频率的影响;在三区非线性系统中和四区风光系统中验证控制策略的控制性能和普遍适用性。此外,在三区系统中探究了非线性约束、风电、储能对系统频率的影响,在四区系统中探究了风速、光照强度对系统频率的影响。仿真结果和数据证明了本文所提出的IGSA FPID控制策略在解决多区多源负荷频率控制问题上具有较好的效果。