频率作为重要的电能质量评估指标,其稳定性主要受系统有功功率平衡的影响。为了维持系统频率稳定性和电网运行的充裕性,系统在正常运行时需要保留一定的调频备用容量。调频备用容量不足会降低系统的充裕性,进而降低系统在不确定性故障中的频率稳定性；同时,调频备用调用效果不理想也会对系统频率稳定带来负面影响。因此本文的主要研究工作将针对一定备用水平下系统供电充裕度和一次、二次调频备用调用过程对系统频率的影响展开。本文首先介绍了电力系统频率稳定的基本原理,介绍了负荷及发电机的频率效应,详细研究了一次调频备用和二次调频备用的调用过程,并分析了电网发展新形势给系统调频备用带来的影响以及提出的新要求。其次,本文在调研国内外相关研究的基础上,提出了一种考虑多种随机因素面向实际系统的供电充裕度概率评估方法。在建立发电机、直流线路以及负荷模型的基础上,考虑发电设备的概率性故障和负荷预测误差,利用蒙特卡洛方法评估系统供电充裕性。再次,本文基于时域仿真分析法研究了频率的时空分布特性,分析了系统一次调频备用容量和分布对故障后电网频率恢复的影响,进一步分析了调频机组调差系数、调速死区、机组惯量以及负荷频率因子等对频率恢复效果的影响。针对华东电网某实际事故,考察一次调频备用实际响应指标,通过调整负荷频率效应系数,仿真复现了故障后频率变化的动态过程,研究了事故中华东电网各控制区中发电机组一次调频备用的调用情况。最后,针对二次调频备用调用研究过程中建模困难、重要参数无法求取的问题,本文在简化一系列动态过程的基础上,提出一种模拟二次调频备用调用的工程化计算方法。该方法主要考虑系统的频率偏移和联络线功率变化,可以模拟互联电网二次调频过程中频率的变化轨迹以及区域控制偏差的变化过程,并且可以获得机组出力变化曲线,同时根据时域仿真结果可进一步计算AGC动作效果考核指标,在一定程度上解决了现有二次调频研究中系统动态过程模拟和考核指标计算不能兼顾的问题。