为了保证电力系统稳定运行,《电力系统安全稳定导则》制定了三道安全稳定防线。而低频减载是第三道防线的重要组成部分。好的低频减载策略不仅可以避免系统在严重故障时崩溃,还可以在尽量减小切负荷量的同时使系统频率快速恢复到允许范围之内。因此制订切实可行的低频减载方案具有重要意义。本文对电力系统低频减载及国内外在该领域的研究进行了较全面的分析,在对已有研究成果的综合归纳和分析的基础上,在电力系统频率实时测量和低频减载方案设计方面提出了新的观点,使得系统在出现功率缺额后能够更加快速的切除负荷和尽量减小切负荷量。系统频率准确快速测量,是低频减载方案准确动作的基础。本文针对全波傅氏算法应用于频率暂态时将产生正比于频率变化率的误差,对全波傅氏算法进行了修正。并针对傅氏算法响应时间,提出了一种符合系统频率暂态变化规律并对采样结束时刻系统频率进行预测的预测算法。仿真说明该预测算法不仅能够有效的消除传统傅氏算法应用于频率动态变化时所引起的误差,同时也有效地减小了傅氏响应时间所带来的误差。低频减载方案要求在使系统频率快速恢复到允许范围之内尽量减小切负荷量。本文针对传统低频减载方案在切负荷总量离线估计、动作频率和每级切负荷量固定不变的缺点,提出了能够根据系统频率变化率的大小,即功率缺额的大小,动态改变首级动作频率值和每级切负荷量的改进型低频减载方案。单机模型下仿真表明改进后的方案能够有效抑制频率下降深度,同时与调速器配合较好,充分发挥系统的旋转备用容量,减小了切负荷量,降低了系统过切或者欠切的可能性。在多机系统下,由于系统频率的空间分布性,本文提出了根据频率变化率分配切负荷容量的方法。在单区域多机系统中,该方法能够在灵敏度较大节点切除更多负荷,有利于频率恢复;在多区域系统中,该方法有利于功率缺额的就地平衡,降低了联络线过载的可能性。为了验证改进后的低频减载方案在多机系统中的有效性,本文构造了一个五节点多机系统和一个三区域系统,并与传统方案进行了仿真比较。仿真结果表明,改进后的低频减载方案切负荷量小,恢复频率满足系统要求。