开发利用可再生能源是推进能源低碳化转型和应对环境变化的国家战略,光伏发电联网是实现太阳能大规模开发利用的有效途径,光伏大规模联网劣化了电力系统功率调控能力,大幅光伏发电功率波动给电力系统运行调控带来了严峻挑战,迫切需求光伏发电主动参与电力系统频率调节,本文围绕光伏发电参与电力系统一、二次频率调节策略展开研究。在双级式光伏发电系统的基本运行原理研究中,建立了不同工况下(温度T、光照强度S)光伏电池阵列发电功率与其端电压的匹配关系,分析了光伏阵列输出功率与输出电压在变工况条件下的动态关系;建立了双级式光伏发电系统拓扑结构及其数学模型,包括网侧逆变器拓扑结构和Boost变换器拓扑结构;研究了双级式光伏发电的基本工作原理与控制策略,包括光伏阵列的最大功率追踪控制策略和限功率运行控制策略、网侧变流器控制策略以及Boost变换器控制策略;建立了双级式光伏发电系统的仿真模型,包括光伏逆变器的开关模型和等值模型;分析了双级式光伏逆变器的秒级功率输出性能。在光伏发电系统的调频控制研究中,针对光伏发电参与电力系统一次频率调节问题,研究了有功功率-频率下垂控制策略和虚拟惯量控制策略,提出了两种基于P-U外特性的新型调频控制策略,分析了不同控制策略以及控制参数对系统频率的影响;针对一次频率调节偏移与越界等问题,提出适应电网侧AGC不同控制模式(定频率控制模式、定联络线功率控制模式以及联络线功率频率偏差控制模式)的二次频率调节控制策略,进而实现频率的无差调节。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了控制策略的有效性与可行性。在光伏调频控制策略对系统频率特性的影响机理研究中,基于传统电力系统的频率动态响应模型,建立了含光伏发电的电力系统频率动态响应模型。以电网频率变化率初始值、频率最低跌落点、超调量和稳定时间作为评估频率调节动态过程的特征量,定性的分析了新型的光伏调频控制策略及调频参数对系统频率动态特性的影响及变化规律。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建两区四机仿真模型,通过时域仿真验证机理分析的有效性和新型调频控制策略的可行性。