我国的风能资源十分丰富,且具备较大的开发利用价值。近年来,随着我国风电装机规模不断扩大,已居于世界前列。但由于风电大规模接入使得电网的等效转动惯量降低且时变,加之不具备备用容量,无法参与电网频率调节,因此风电并网对于电力系统而言,无论从扰动后的系统频率稳定性,还是安稳控制手段方面看,都提出了新的挑战。频率是衡量电网电能质量的重要因素,当电力系统在受到干扰时,系统中发电机发出的有功功率不等于负载吸收的有功功率,由此产生的电力短缺可能会导致系统频率的下降。对于传统同步机来说,调速系统能够根据系统频率变化,调节系统的有功出力,实现系统的一次调频。双馈风力发电机是目前风电场广泛采用的风机机型,其转子转速与电网频率并不相关,不能像同步机一样进行一次调频。近年来提出的虚拟惯量控制策略可以使风机在发生扰动时暂时地降低或提高其转速,从而释放或吸收一部分转子动能以参与系统的频率调整。然而,风电机组转子中存储的动能有限,若过度释放转子动能,可能对风电机组自身的稳定性造成不利影响,加快风机退出调频的过程,进而对电网的频率造成二次冲击。本文首先分析了风电调频及频率二次跌落现状,介绍了双馈风力发电机的运行原理及最大频率跟踪原理,仿真出不同风速下的最大功率运行曲线,得出双馈风机的几个主要优点,并分析了双馈风机的虚拟惯量控制原理。其次,根据在虚拟惯量调频过程中风机转子转速的三种运行模式:转子转速稳定且不退出调频、转子转速稳定但退出调频、转子转速失稳且退出调频,提出了双馈风机运行过程中的三个关键运行点,根据此设计了动态转速保护策略,此策略以调节风机的功率参考值为手段,改变风机在调频过程中的运行状态,避免出现转速过度下降等不利于风电机组稳定运行的状况,确保风机正常运行,同时改善电网频率响应,保证系统频率不会因为风机退出调频而导致二次跌落。然后对变风速下的虚拟惯量控制进行分析,仿真出变风速下系统频率上升和下降时虚拟惯量调频的结果,之后分别对定风速和变风速下加入动态转速保护策略的虚拟惯量调频进行仿真,仿真结果表明,如果使用动态转速保护,风机有功输出将平稳地回到MPPT曲线上,不会造成较大幅度的频率二次冲击,并且可以自动地使风机恢复到最优运行点,提高了虚拟惯量控制的调频效果,具有极高的实际应用价值。