能源是社会可持续发展的基础，近年来，我国弃风、弃光比例不断增加，促进新能源的消纳刻不容缓。同时，由于新能源的间歇性、波动不确定性和逆负荷曲线功率特性，与其相关的系统调频调峰和安全稳定问题都变得更加突出。电力系统传统的调频技术在维持系统频率稳定方面存在较大压力，频率安全约束已经成为制约新能源渗透率进一步提升的关键因素。本文以改善高风电渗透率电力系统的调频能力，进而提升电网消纳风功率的能力为目标，对风电大规模接入下电网的调频控制措施从以下几个方面进行了分析研究：
　　波动性风电的高渗透接入降低了系统的阻尼和一次调频性能。综合考虑系统等效惯量和常规机组励磁系统的影响，分析推导了风电大规模接入时系统阻尼水平和动态频率响应的数学表达式；同时，定位分析了面向大规模风电并网的风电、火电两种调频电源的调频能力和调频任务。
　　电力系统的弱阻尼和低惯量特性制约了风电渗透率的进一步提升，研究在不降低系统动态稳定水平的前提下提高系统的频率响应性能，对于提升系统的风电渗透率极限具有重要意义。本文首先提出了一种含阻尼水平约束和频率偏差约束的风电渗透率极限求解方法，进一步基于火电机组惯性参数对系统阻尼特性和一次调频性能有相反作用的机理，提出了一种改善系统综合性能的火电机组惯性参数协调优化方法。所提风电渗透率极限求解方法的计算结果具有较高的参考价值，引入协调优化方法后有效改善了系统的动态稳定特性和调频特性，优化效果适用性强，优化后系统的风电渗透率得到了提高。
　　在风电大规模并网的背景下，研究和推广风电机组辅助调频控制技术对于提高系统的频率稳定性具有重要意义。本文基于风电、火电机组具有互补调频特性的关系，提出了适用于不同风电渗透率工况的风-火系统自适应虚拟惯量控制策略。首先根据风电机组运行工况和系统风电渗透率模糊动态决策出了风电场调频比例系数，其次基于风电机组等效惯量常数的大小和风火联合增量系统模型整定了风电机组虚拟惯量控制参数的变化范围。最后仿真结果表明所提控制策略不仅使得风电机组在各种运行工况下均能够提供可靠的有功支撑，还保证了调频过程中风电机组的稳定运行，提高了系统的频率稳定性。