由于生产生活用电需求不断增大和化石能源的日趋枯竭,风力、光伏等新能源发电作为传统化石能源的替代能源,占发电总量的比例越来越高。然而,由于大部分集中式新能源发电装置与电网是通过电力电子器件连接,因此通常不具备惯性特征。所以高比例的新能源电源接入电网将导致电力系统惯性的明显降低。当系统受到比较大的功率扰动时,电力系统惯性的不足将有可能导致系统频率偏移幅值特别大的情况出现,因此通过设计有效的控制策略以调节系统惯性,对电网的安全稳定运行非常重要,也为新能源大比例参与发电提供了安全保障。本文以此为契机,开展温控负荷参与虚拟惯量控制的研究,以达到调节电力系统惯性、降低频率偏差幅值、提高系统稳定性的目的。本文主要工作包括:(1)介绍研究背景及意义,分析高比例新能源电源接入电网对电力系统惯性的影响。论述了利用大量温控负荷集群参与电力系统频率控制的优势。从现有的提升电力系统惯性的策略、温控负荷建模和温控负荷参与调频调度三方面介绍国内外研究现状。(2)基于等效热参数模型,考虑温控负荷运行状态不能连续切换的实际情况,建立基于等效热参数模型的温控负荷改进仿真模型。在大量温控负荷集群参数多样化的条件下,推导出温控负荷集群的动态储能模型。分析高比例新能源电源接入电力系统对电力系统频率响应模型参数的影响,详细研究频率响应模型参数的推导过程,给出计及高比例新能源接入的电力系统频率响应模型参数修正方案。(3)根据发电机转子的运动方程,探究基于微分控制器的需求响应策略对电力系统惯性的影响,确定大量温控负荷集群参与需求响应的控制架构和控制手段。并基于大量温控负荷储能模型,分析储能模型能量与实际电量之间的关系,给出储能能量与等效电量之间的转换系数表达式。在此基础上,设计出虚拟惯量控制器参数的实时调整方案。(4)基于本文建立的温控负荷改进仿真模型和计及新能源电源接入的电力系统频率响应修正模型,选取参数进行仿真验证。首先从是否采用微分控制器方面进行仿真验证了基于微分控制器的温控负荷需求响应策略对调节电力系统惯性的有效性,其次从是否对温控负荷集群引入功率跟踪控制器形成反馈闭环方面设计仿真,验证了功率跟踪控制器对抑制大量温控负荷集群功率不确定性的有效性,最后通过选取适当的温控负荷温度状态进行仿真验证了给出的虚拟惯量控制器参数实时调整方案的有效性。