风力发电的大规模并网,缓解了环境污染、资源紧张等压力,也推动了我国能源向着低碳、清洁、可持续方向发展,然而随着风电渗透率的不断提高,电网所面临的安全问题也愈发凸显。双馈风电机组作为目前主流机型之一,通常运行在最大功率跟踪状态,且无预留有功备用,因此在面对电网频率波动时,不具备频率动态响应能力。这就会导致系统等效惯量降低、一次调频能力下降,对电网安全稳定运行带来了较大隐患。针对这一问题,本文分析了双馈风电机组转子动能的调频潜力以及场站储能装置的安装拓扑,通过协调控制转子动能与超级电容器,有效解决风机并网带来的频率调节困难。首先,在两相旋转坐标系下分别对双馈风电机组的各个部分进行了数学建模,并搭建了风电机组控制系统的原理框图。之后,确定了用于风储联合调频的场站储能装置——超级电容器,以及建立了超级电容器的经典数学模型。其次,提出考虑频率连续波动的虚拟惯量通用控制策略,旨在解决传统惯量控制方案应用在输电线路短路故障时所表现出的不适应性。通过引入最大频率正偏差量和机端短路故障发生与切除逻辑判断环节,对应调整虚拟惯量的控制参数,实现不同频率响应事件下控制策略的自主转换;通过引入最大频率负偏差量,使风力发电机组在频率最低点提供恒定附加功率,保证其降速释放转子动能后稳定至某一运行点;同时,利用频率的逻辑判断环节,控制转子转速在系统频率恢复到额定值后再回升至最优运行点,避免二次跌落现象发生。然后,量化了双馈风电机组转子动能的功率支撑能力,确定了风电机组参与系统频率调节时的可行域,并以此为基础提出了基于转子动能与超级电容器储能的惯量和一次调频控制策略:当负荷增大时,由风电机组释放转子动能提供惯量支撑,超级电容器输出有功参与系统一次调频;当负荷减小时,风电机组通过升速减载方式提供频率调节。针对负荷突增工况下风电机组转子动能退出惯量支撑时存在的功率骤降和功率损失问题,引入储能装置以及改变功率-转速跟踪曲线加以解决。最后,对场站集中式储能和风机分布式储能、风储联合调频策略和基于超级电容器调频策略所组合成的四种储能调频方案进行了介绍,并对其储能容量、使用寿命、经济成本和技术性能各方面进行对比分析,确定了最具应用优势的配置方案——风机分布式储能下的风储协调方案。