随着世界上环境污染和能源危机问题日益突出,清洁、可再生的风能资源越来越受到各国的重视,风电并网容量在不断增加。然而,利用变频器控制的风电机组通常与系统频率完全解耦,无法主动参与系统频率调整,降低了电网的频率稳定性,给电网安全稳定运行带来了极大的挑战,制约了电网的风电接纳容量。如何使大规模风电参与电网频率调整已经成为当前急需解决的问题。为了改善系统频率稳定性,转子动能控制、超速控制、变桨控制等用于提升风电频率响应能力的控制方法相继被提出。然而各控制策略的作用范围和调频效果不同,如何协调不同控制策略以达到风机调频能力的最大利用是目前急需解决的关键问题;此外,由于风电场及风电集群内风速分布的复杂性,各风机运行工况不同,如何在复杂运行工况下协调分配各机组的有功出力,以充分发挥风电场的调频能力也是风电参与电网调频面临的难题。针对以上问题,本文首先分析了转子动能控制、超速控制、变桨控制的控制原理,通过仿真验证各控制策略的控制特性,明确了各控制策略的控制效果、优势和不足。然后,量化了超速控制的适用范围,推导并拟合了超速极限减载曲线,提出了一种基于超速极限减载曲线分区的风电调频控制策略。该策略能够根据减载水平调整分界点,发挥了超速控制响应快速的优势,避免了频繁变桨导致的机械磨损,充分发挥了风电机组的调频能力。最后,在机组调频控制策略研究的基础上,考虑减载功率对风机调频特性的影响,提出一种基于减载功率协调分配的风电场参与电网调频方法。该方法在风电场内单个风电机组采用转子动能和减载控制的联合控制策略的基础上,考虑了风电场内部各机组运行状态的差异,根据风速协调分配减载功率,优化了整个风电场的调频能力。