随着国民经济和社会的稳定快速发展,我国电网发展十分迅速。同时大电网稳定控制也越来越成为电网发展中要解决的重要问题。一次调频是保证电网稳定的重要手段之一,其特点是频率调整速度快,动作响应迅速。水力发电现已占据我国总发电量的四分之一,由于水电机组运行灵活、起停快、调节能力强等优点,更是进行一次调频的高效平台。但受水头变化和水锤效应所制约,至今仍缺乏完整统一的水电机组一次调频性能试验方法,并且缺少完善的试验设备,导致各水电机组的一次调频性能不一,甚至是不具备一次调频功能。本文首先简要阐述了电力系统一次调频的主要作用及水电机组一次调频的特点和技术要求,总结分析了水电机组一次调频的研究及应用现状,指出了目前水电机组一次调频性能试验及其应用上存在的主要问题,并系统地阐述了水电机组一次调频的原理及其实现方法。然后针对水电机组一次调频功能优化及性能试验存在的问题,基于湖南省凤滩水力发电厂的运行特点,提出了中、大型水电机组一次调频性能试验的改进方案。以凤滩水力发电厂200MW机组为研究对象,进行了系统的水电机组一次调频性能试验；建立了水轮机组及其调速系统的完整数学模型,并以Matlab平台开发的仿真测试系统为工具,进行了系统的一次调频闭环综合性能数字仿真。基于大量较翔实的现场试验数据和数字仿真结果的综合分析,为中、大型水电机组(特别是凤滩水力发电厂)的调频调度控制总结积累了宝贵的基础数据。最后就凤滩电厂水电机组一次调频性能及其影响因数得出了针对性强并具有实际工程参考价值和指导意义的结论。