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我国风能资源丰富,主要集中在内蒙古、新疆、甘肃、吉林和黑龙江等三北地区,受能源资源和负荷“逆向”分布的特点所限,及西北地区风电与火电同时存在外送需求,将风电与火电打捆并经特高压直流系统外送已成为西北地区大规模风电开发与并网的重要模式。随着风电基地装机容量的增加,风电出力的间歇性与波动性必然对送端系统的频率稳定性产生重大影响,因此亟需对我国大规模风电和火电基地直流外送系统的频率稳定问题及其控制策略展开研究。本文基于哈密-郑州±800kV特高压直流风火打捆外送系统的实际背景,总结概述了风火打捆交直流外送系统的实际情况及可能存在的问题,包括功角稳定问题、电压稳定问题和频率稳定问题。在电力系统分析软件PSD-BPA中,分别建立了风火打捆孤岛直流外送系统和风火打捆联网直流外送系统模型,包括详细的风电机组模型、火电机组模型、直流系统模型及风速模型等。基于实际测风数据,分析了不同时间尺度下风功率波动的概率分布情况。其次,基于风火打捆联网直流外送等值系统,从宏观特性上研究了不同因素对风火打捆送端系统频率稳定性的影响,主要包括不同风电类型、风电接入比例、系统备用比例及联网系统惯量:通过对火电机组一次调频的机理分析,研究了风火打捆系统中火电机组一次调频关键参数对调频效果的影响,提出了风电接入情况下对火电机组一次调频关键参数的整定要求。最后,本文概述了直流系统调制技术的原理及多种直流调制控制方式,分析了利用直流调制改善系统频率稳定性的作用原理。针对频率稳定问题较为突出的风火打捆孤岛直流外送方式,提出了用于改善送端系统频率稳定性的直流频率控制策略,包括调制方式及调制信号的选择、控制器参数优化整定;综合考虑火电机组调频能力,分析了直流系统与火电机组协调频率控制的必要性,并提出直流系统与火电机组的协调频率控制策略,通过仿真验证了所提控制策略的有效性。最后总结了风火打捆系统两种外送方式的特点及其频率控制策略。