构建以新能源为主体的新型电力系统是实现“碳达峰、碳中和”的主要能源发展目标,大规模新能源的接入将形成以换流器为接口的高占比电力电子电力系统,逐步替代电力系统中传统同步发电机组,成为未来新型电力系统的发展趋势。然而,随着新能源占比的不断增长,高占比电力电子化电力系统的转动惯量水平持续下降,显著降低了有功扰动故障下电力系统的调频能力,存在着一定的频率失稳风险。为此,新型电力系统背景下,以风电机组为代表的新能源发电系统应具备传统同步机组的频率响应能力,通过增加附加频率控制环节,提高系统的频率稳定性。本文从系统最小惯量需求出发,在全风速范围内研究风电机组输出惯量参与系统的调频机理,结合传统火电机组的惯量控制,考虑负荷的频率特性,全面构建了风火联合协同调频的控制方案与策略,并通过仿真算例验证本文所提方法及方案的有效性和可行性。论文的主要工作有以下几点:1、以双馈风电机组为研究对象,研究风电机组全风速段内惯量控制,通过采用转子动能控制与功率备用控制计算风电机组的输出惯量并评估风电机组的调频能力,其中转子动能控制策略下,研究风电机组的最优退出调频策略,避免系统发生二次频率跌落事故。根据风电机组的惯量控制与调频能力评估,建立风电场的等效惯量输出模型,研究风电场的惯量控制以及调频能力评估,保证风电场的最大发电效益。2、考虑同步机组调频特征、负荷的频率特性,计及频率变化率和频率偏移量的约束,研究系统有功扰动故障下最小惯量需求的评估方法。根据系统最小惯量需求,结合风电场的实时运行工况,提出风电场的惯量输出控制方法以及调频能力评估。结合火电机组的调频特性,考虑风电调频控制灵活、可塑性强的优点,构建风电场与火电机组的协同一次调频框架,研究风电与火电的协同调频策略。3、提出利用调度层实现风火协同调频策略,调度中心根据系统有功扰动故障特征以及风电机组和风电场的运行工况,结合系统的最小惯量需求,研究系统中风电场和火电机组调频功率的最优分配。在典型36节点算例基础上,搭建含风电、火电的大规模区域电力系统调频模型,验证本文所提调频方案以及调频策略的有效性和可行性。通过仿真结果表明,风火协同联合一次调频有效提高电力系统的频率响应能力,为高比例新能源电力系统运行提供一定的理论依据。