随着风电大规模的并网,风电调频控制技术越来越完善,如何在传统电力系统频率响应模型中计及风电调频响应,以及如何在考虑频率约束的电网优化调度中计及风电调频作用,对于确保电网调度中频率安全稳定运行和指导风电并网规划建设具有重要意义。因此,本文通过分析风电调频作用对频率安全的影响,建立包含风电虚拟惯性响应和一次调频响应耦合作用的电力系统频率响应特性计算模型,推导电网优化调度中含风电调频作用的电力系统动态频率约束和稳态频率约束,最终建立计及风电调频和频率约束的电力系统优化调度模型,针对本文所建模型提出一种基于Benders分解的调度模型求解方法,具体工作如下:结合电力系统频率响应过程,介绍传统电力系统频率响应安全指标计算公式以及系统频率安全约束范围。基于微分惯性控制方法,用风机虚拟惯性时间常数描述风电虚拟惯性响应模型,结合系统频率约束,分析风电虚拟惯性响应参与系统调频对系统频率约束的影响。同时基于转速一次调频控制方法,采用传递函数表征风机一次调频响应模型,结合系统频率约束,分析风电一次调频参与电力系统调频对系统频率约束的影响。建立了计及风电调频作用的电力系统频率响应解析计算等值模型,适用于分析计算计及风电虚拟惯性和一次调频的电网频率响应特性。针对含有火电、水电、风电系统,对传统的频率响应模型进行改造,通过风电虚拟惯性时间常数定量描述风电场惯性响应,采用聚合等值计算出的传递函数定量表征风电场一次调频作用,常规机组的一次调频作用采用再热式火电机组和水电机组的原动机-调速器模型描述,得出了改进的电力系统频率响应解析计算等值模型。为客观评估高风电渗透率下的电力系统频率稳定运行状态提供了理论基础。基于计及风电虚拟惯性与一次调频的系统频率响应特性计算模型,推导系统频率最大变化率和系统频率最低点,用其保证优化调度过程中突发扰动时系统有充足的动态频率响应能力;根据风机减载运行预留的调频备用,结合系统稳态频率偏差要求,计算系统最大最小调频备用,用以保障系统在优化过程中的稳态频率安全。以系统运行成本最小为目标,在系统调频响应中计入风电调频作用,将系统调频响应技术指标约束在频率安全范围内,建立计及风电调频和频率约束的电力系统优化调度模型。通过对IEEE10机39节点系统进行改造,采用Benders算法的优化割求解优化模型,验证所建模型的经济性与安全性。