直驱永磁风电机组采用最大功率跟踪控制策略,其转子转速和电力系统的频率解耦,不能响应系统频率的变化。风力发电渗透率的增加将威胁电网的稳定运行。本文从改善电力系统频率响应的角度出发,对直驱永磁风电机组的频率控制策略进行了深入研究,具体内容如下:首先,建立了直驱永磁风电机组各个部分的数学模型,为了将研究重点放在风电机组的频率控制策略上,对轴系模型和发电机-变流器模型进行了简化,得到了风电机组的整体简化模型。其次,研究了附加惯性控制的结构,对附加惯性的机理进行了分析。针对附加惯性控制的比例、微分系数难以整定的问题,将风电机组等值为同步发电机组,对比例、微分系数进行了整定。采用Matlab/Simulink软件,在负荷突增和负荷突减的情况下对附加惯性控制进行了仿真分析。仿真结果表明,和最大功率跟踪控制相比,参数整定后的附加惯性控制能够有效地降低系统频率在初始时刻的变化速度和变化幅度。然后,分析了桨距角减载频率控制策略的原理,针对传统桨距角频率控制中桨距角和减载水平对应关系难以确定的问题,提出了一种改变功率设定值的桨距角减载频率控制策略。同时,针对传统PID控制器参数难以整定、适应性差等问题,引入了模糊PID控制器进行改进。仿真结果表明,所提出的基于模糊PID的桨距角减载频率控制策略能够有效地实现风电机组的减载运行,为系统频率提供长期稳定的支撑,改变系统频率的稳态值。最后,对比分析了附加惯性控制和桨距角减载频率控制的优缺点,提出了一种附加惯性控制和基于模糊PID的桨距角减载频率控制相结合的综合控制策略。该综合控制策略不仅能够改善系统频率的初始变化速率和变化幅度,而且能够改善系统频率的稳态值。