随着风电渗透率的不断提高,电力系统单独依靠传统电源调频的能力逐渐被削弱,这样不仅给电力系统的调度运行带来困难,更对电力系统的安全稳定运行构成潜在威胁。为此,研究大规模风电集群一次调频控制策略成为了迫切需要解决的问题。通过风电参与系统一次调频,不仅能提高电力系统频率响应能力,还可降低风电的弃风率。本文从风电机组层面、风电场层面以及电力系统层面对大规模风电参与系统一次调频控制策略展开研究,主要工作如下:在风电机组层面,本文提出风电机组全风速段控制策略。将虚拟惯性控制与下垂控制相结合实现对机组低风速段的调频控制,并对释放转子动能后的机组进行转子转速恢复控制,避免可能出现的频率二次跌落问题;在高风速段采用桨距角控制,给出桨距角控制流程图,依据不同的频率偏差计算不同的桨距角增量。最终实现高、低风速段共同控制使风机在全风速范围内参与系统频率调整。在风电场层面,本文提出风电场机组调频功率参考值的最优分配方法。针对风电机组的不同运行工况制定分组规则,并对各风速段设定权重因子并建立基于权重因子的风电场内各风机的功率分配策略,对不同风速段的风机给定不同的调频功率,充分发挥各个机组的调频能力实现大规模风电场调频功率的最优分配。在风电场退出调频阶段时,以有功增量作为一个权衡指标确定了不同风速段风机退出调频开始恢复的初始时刻以及各风速段之间的延时间隔,最后搭建两区域四机组仿真模型,以突增负荷作为扰动验证控制策略对频率波动的效果,结果表明分组策略以及风机有序恢复策略对改善系统频率波动有积极作用。在电力系统层面,提出一种大规模风电场协同火电厂参与系统一次调频的控制策略。构建了风火协同调频的控制框架,结合风机惯量小响应速度快的特点与火电厂相互协调,调度中心根据风电场和火电机组的运行状态以及系统频率变化量实时分配系统功率缺额给风电场和火电机组,风电场再将调频任务发送至各个机组完成风火协同电力系统一次调频。并通过36节点算例的仿真进行验证,结果表明风火协同调频策略的可行性和有效性。本文提出的风火协同频率控制策略能够充分发挥风电场的调频作用,有效提高系统的频率响应能力和电力系统稳定性,为含大规模风电的电力系统调度提供一定的技术支持和方法指导。