在全球能源转型与“双碳”目标推动下，构建以新能源为主导的新型电力系统成为重要方向。然而，新能源大规模开发、高水平消纳与电力安全可靠保障的多重挑战，使得新型电力系统源网结构及动态特性与传统电力系统差异显著，频率失稳风险增加，其频率特性分析与安全运行调控面临严峻技术挑战。
在频率特性建模与分析方面，研究构建了两类核心模型。一是基于惯量中心（COI）的系统全局频率响应模型，考虑新能源和直流等调频作用，统一划分跟网型和构网型电源，推导频率动态特征表达式，实现频率响应特性的定量分析，经仿真验证，该模型与时域仿真结果误差较小。二是考虑网络分布特性的系统节点频率响应模型，基于改进的分频理论原理，处理新能源接入后节点频率的时空差异，通过求解节点电压方程与频率计算步骤，经仿真验证具有较高精确性和适用性。
频率协调控制方面，提出了两种关键策略。其一为风电场和多端柔直协同的分阶段调频控制策略，根据调频备用容量计算启动阈值，风电场和受端换流站依次启动调频，控制参数可自适应调整，有效提升受端电网频率稳定性。其二是全风况下风电经柔直并网系统的频率全过程支撑策略，设计VSFR频率控制方法与风电机组自适应功率控制，通过“先变速、后变桨”的原则，实现全风况下的频率支撑，适用于各类风速场景。
在考虑频率安全的运行优化上，构建了两类优化模型。一是输配协同两阶段鲁棒优化运行模型，分阶段处理机组启停与经济调度问题，考虑风光出力不确定性，纳入多项频率安全约束，算例表明考虑分布式能源频率支撑可提升运行经济性。二是计及风电和直流频率协调控制的交直流系统优化运行模型，建立频率响应模型与安全约束，通过两阶段优化最小化成本，协同常规机组、直流电网和风电场运行，在保障频率稳定性的同时提升运行经济性。
这些研究成果为新型电力系统的频率安全稳定运行提供了全面的技术支撑，通过精准建模、协同控制与优化运行，有效应对了新能源高渗透下的频率调控难题。
