新能源出力的随机性、远离负荷中心等特点,为大规模新能源并网消纳和电力系统安全稳定运行带来了严峻挑战。基于电压源型换流器的柔性直流输电技术(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC),具有潮流快速反转、有功无功解耦控制等优点,为新能源的并网、跨区域电网互联提供了可行方案。在VSC-HVDC的隔离下,送端电网与受端电网拥有各自的频率,如我国张北四端柔直工程,当受端电网发生频率偏移时,送端电网无法感知其频率变化,无法参与频率调整。随着VSC-HVDC输送功率占比不断提高,压缩受端电网中同步发电机组占比,降低系统调频能力。因此,有必要针对柔直互联区域研究频率协调控制策略,使不同区域间具备相互支援的能力。本文以新能源发电机组作为基本研究单元,从新能源发电机组的基本运行原理、不平衡功率激励-相位响应模型以及新能源发电与柔性直流输电协调控制策略等方面展开研究。在新能源发电机组的基本工作原理与控制策略研究中,研究不同结构下新能源发电机组(双馈风力发电机组、光伏发电)的基本工作原理与控制策略,包括最大功率追踪控制策略;构建风力发电机组和光伏发电的仿真模型,研究风力发电机组和光伏发电的秒级功率输出性能。在慢时间尺度下新能源发电机组的运动学建模研究中,基于新能源发电机组的多时间尺度特征与典型矢量控制策略,研究慢时间尺度下新能源发电机组相位运动模型,建立不平衡有功功率激励下新能源发电机组的动态响应,揭示新能源发电机组的相位动态特性响应机理,归纳总结不同类型的新能源发电机组对其激励响应关系的影响;分析不同控制参数、运行工况对其惯量特性的影响,为设计新能源发电主动参与电网频率调节控制策略提供机理性的解释与系统性指导思路;研究双馈风力发电机组和光伏发电参与电网频率调整的主动控制技术原理;设计双馈风力发电机组和光伏发电的惯量控制策略,即基于优化锁相环动态的频率响应策略。在新能源发电的惯量控制及与柔性直流输电的协调运行控制研究中,研究新能源发电集群接入柔直互联区域协同调频的技术需求;为充分利用新能源发电机组中电力电子变流器的快速控制性,研究新能源发电机组、柔性直流输电以及与同步发电机组协调运行控制策略;基于时域仿真验证控制策略的有效性与可行性。