随着现代电力系统中风电渗透率的逐步增加,为了保证电力系统运行的稳定性,风力发电需要提供类似于传统发电机组的频率支持作用。然而,当风机通过变流器实现最大功率跟踪时,由于风电机组通常与系统频率完全解耦,使得电力系统惯性降低、频率调节能力变弱,电网的安全稳定运行难以得到保障。基于上述背景,本文针对双馈风电机组和永磁风电机组,进一步研究了减载风电机组全风速范围主动参与电网调频的策略。主要工作如下:首先,考虑到变速风电机组在工程上运用的广泛性,为了模拟系统扰动后风电机组的动态响应,针对常见的控制结构搭建了变速风力发电系统的动态数学模型,包括:基于有功功率控制转子侧变流器的双馈异步发电机模型、基于转子转速控制机侧变流器的永磁同步发电机模型、风机及桨距角控制系统模型,通过搭建Matlab/Simulink模型对比分析两种变速风电机组结构的差异,结合转速和桨距角控制在最大功率跟踪控制策略下不同运行阶段的功率输出特性,为风电机组接入电网后对系统提供有功功率支持奠定结构基础。其次,通过分析传统风电机组叠加额外的频率控制环节以参与调频的控制方法,基于双馈风力发电机组模型,通过控制转子侧变流器的有功功率参考值,改进惯性控制方法,提出参数化功率曲线的控制策略。通过定义修正的参数化功率-转子转速曲线以提供额外的有功功率支持,包括虚拟惯性功率-转子转速曲线和下垂功率-转子转速曲线。在不同的风速下,根据机组运行状态以及系统频率,自适应地改变有功功率输出参考值,避免仔细选择控制增益系数的同时防止转子过减速。此外,考虑到实际运行过程中桨距角的动作情况,拟合桨距角与有功功率的关系,以期在没有额外风速测量信息的情况下实现整个风速范围的减载与调频。通过搭建不同风速条件下的仿真模型,验证所提控制策略的有效性。最后,基于永磁同步风力发电机组,通过控制机侧变流器的转速控制环节,设计了等效转子转速补偿的调频控制策略。将桨距角与转子转速信息相结合,定义了一个新的变量,即等效转子转速。在此基础上通过数据拟合,定义等效转子转速-减载功率曲线,通过电磁功率查找该曲线实现整个风速范围的有功功率备用。同时,为了实现转子转速和桨距角直接与系统频率的耦合,在等效转子转速上加入一个虚拟补偿的等效转速变量,对惯性控制方法进行优化,以得到机侧变流器转子控制回路的转速参考值以及风机的桨距角参考值。通过对控制策略频率调节的动态过程进行分析,在对比仿真模型中验证等效转子转速补偿控制策略的效果。