在国家政策的大力支持下,新能源快速发展,在电网中的占比不断提高。然而,双馈风机和光伏通过逆变器并网,而且一般采用最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking,MPPT）控制,造成电网中的转动惯量和一次调频能量不断减少,电网的频率安全受到严重威胁。在传统同步机电网中,一般假定同步机蓄热无穷多,然而在高比例新能源电网中,相同功率缺失下频率跌落速度和幅度均增大,同步机的蓄热量和释放速度可能不足以支撑一次调频,频率将进一步跌落,进而引发频率安全事故,若仍认为同步机的蓄热无穷多,将会使高比例新能源电网存在重大频率安全隐患。为此,本文对高比例新能源电网中同步机的蓄热缓冲动态进行分析,并对风电协同调频策略开展研究。针对蓄热缓冲动态对频率安全的影响,首先,分析了一次调频过程中汽轮机和锅炉的蓄热动态,指出频差过大触发一次调频限幅时,将会引发蓄热释放速度受限问题,蓄热的持续高强度释放导致主蒸汽压力偏差过大时,将继而引发蓄热不足问题,两者都将导致频率的持续下降;然后,针对锅炉及调速器控制系统高阶非线性的特点,利用线性化和拟合方法,建立了不同调速器控制方式下的简化一次调频模型;接着,考虑到传统系统频率响应（System Frequency Response,SFR）模型无法反映蓄热缓冲动态对频率响应的影响,而且频率响应模型的复杂度与同步机数量正相关,利用Pade近似方法对简化一次调频模型进行等值聚合,建立了单机带集中负荷的改进SFR模型;最后,在DIgSILENT中对所提模型进行了仿真验证,仿真结果表明,所提模型能够反映同步机蓄热缓冲动态影响下的频率响应,且具有一定的精度。由于常规的风电调频策略未充分考虑蓄热释放速度受限和蓄热量不足的情况,出现蓄热问题时可能无法保证电网的频率安全,针对该问题,提出了风电协同调频策略。首先,基于改进SFR模型分析了风电调频的要求;然后,对减载风机的功率备用和转子动能展开分析,指出风电的转子动能是解决蓄热问题的关键;接着,针对蓄热释放速度受限问题,建立风机转速与电网频率的一次函数关系,由电网频率得出风机的转速指令值后,将转速目标值与实际值输入PID控制器得出调频功率目标值,通过调整调频功率使风机转速跟随频率线性变化,针对蓄热量不足的问题,考虑风场间风速差异对风捕获功率损失的影响,根据风场风速设计了风机转速跟随频率变化的曲线,以减少总体的风捕获功率损失;最后,在DIgSILENT中对所提策略进行了仿真验证,结果表明所提策略能够应对蓄热问题,在保证风机安全运行的同时,维持电网的频率稳定。