风能作为清洁、丰富、经济的新能源,越发受到广泛利用。然而大规模风电注入电网后,部分地区20%以上的风电渗透率聚集电网末端,导致电网中传统的同步发电机难以维持同步运行同时也遭受着巨大的调频压力。目前国内外对风电一次调频已展开了相关研究,但对风电二次调频研究甚少,二次调频能够改善系统频率至额定值,对于电网无差调频意义重大。因此,对高渗透率风电机组参与电网调频时的一、二次调频特性进行分析并采用相应调频控制策略就显得极为必要。本文对双馈感应风力发电机(DFIG)的超速减载法、虚拟惯量控制及变桨距运行方式进行了研究,改进了风电机组参与电网一、二次调频的方法并构建了相应的频率响应控制模块,在低风速段运用超速与综合虚拟惯量法进行一次调频来增强系统频率的稳定性,在高风速段利用变桨法和改进的PI控制进行二次调频使电网频率恢复至额定值。本文设定了风机运行的3种运行状态并且提出了“调频渗透率”和“调频深度”的概念,在恒定渗透率模型中不改变电网参数的情况下对比分析了不同调频渗透率或调频深度下系统的频率调整特性并基于调频参数提出了“最大一次调频渗透率”、“一、二次调频共同作用”和“增加调频深度”的3种控制方式,充分发挥DFIG的调频能力。在DFIG风机的频率调整特性和3种控制方式的基础之上,本文利用低风速段“优化调差系数”的一次调频策略来改善DFIG备用功率利用不充分的问题,在高风速段提出了“高渗透率下留有裕量”和“利用容风积分配调频任务”的二次调频策略来增强风电场机组调度和任务分配的经济性与合理性。本文基于MATLAB/Simulink平台对改进的3机9节点模型进行仿真分析,在风电渗透率恒为40%的大规模风电场中验证了综合调频控制策略,该策略能够在全风速段调配风电机组,保证电力系统经济稳定运行,具有科学性和有效性。