随着风电系统和区域电网之间互联进程的加快,各类频发的故障事件（如短路故障、负荷突增、发电机故障切除等）以及风能间歇式特性引起的故障,正在威胁系统的安全稳定运行。因此,开展风电互联电力系统的安全性评估及安全稳定性提升的控制,对于保障风电互联电力系统的安全稳定运行具有重要意义。目前,在大规模风电并网场景下,由于并网接口采用变流器,从而使风电系统与电力系统解耦,导致风电互联电力系统的等效旋转惯量降低,削弱了系统抑制频率波动的能力。于是,确保频率安全稳定是风电互联电力系统安全稳定运行的关键。在系统受到故障扰动后,根据频率响应的时序,将频率响应过程划分为暂态过程、动态过程与稳态过程三个阶段。暂态过程时间短,在扰动下若不能快速干预,将会影响风电互联电力系统的安全稳定性;对于动态过程,若缺乏精确的频率预测值作为先验信息,则无法宏观调控风电互联电力系统的频率安全性。因此,执行暂态过程与动态过程的频率安全性评估与控制,才能保证系统顺利过渡至预定的稳态阶段。据此,本文以风电互联电力系统为研究对象,针对由于风电并网引起的等效惯量降低、风电变流器响应较快等导致的频率安全稳定问题,从挖掘测量的数据与频率安全性之间的因果关系,以及探索频率安全稳定性提升的控制策略两个角度开展研究。主要研究工作及创新性成果如下:（1）考虑系统受到故障扰动后的频率响应机理以及分析风电影响电力系统暂态频率偏移安全性的因素,结合风电替代比例、风电场输出功率等特征,构建频率响应的正常、故障、恢复与稳态4个状态的隐马尔科夫模型,提出基于隐马尔科夫模型的暂态频率偏移安全性评估方法,解决暂态过程的频率偏移安全性评估问题。此外,所提方法还能较好地处理风电互联电力系统样本数据不平衡的问题。从而实现风电互联电力系统暂态频率偏移安全性的高效、高精度评估。（2）基于虚拟同步机控制原理和模型预测控制理论,在预测控制中同时考虑两个优化目标,即限制系统频率波动和双馈风电机组转子电流波动幅度,提出基于模型预测的虚拟同步机控制策略,通过增大系统等效惯量和提升频率最低点,从而优化了风电互联电力系统暂态过程的频率响应。最终提升暂态过程的频率安全稳定性。（3）构建考虑风电影响的输入特征,结合堆叠降噪自编码器生成输入特征两种特征构造方法,提出集成的深度置信网络频率准稳态值预测模型。依据不同输入特征以及分别训练相应的深度置信网络,然后将两个子模型经由概率机制集成,解决单一模型在预测频率准稳态值时精度不高的问题。从而实现风电互联电力系统的频率准稳态值高精度预测。（4）为了使系统的频率快速且稳定地恢复,通过构建风电互联电力系统的模型,提出风电互联电力系统的外层分布式模型预测控制以及风电场的内层模糊控制策略,协调控制使风电场参与系统频率恢复。通过优化功率分配方式,实现风电互联电力系统实时协调控制、频率快速且稳定地恢复。此外,在风电场内通过模糊控制策略,利用储能短时输出大量有功功率的优势,解决了频率二次跌落问题。最终提升风电互联电力系统动态过程的频率恢复能力。