电力系统频率是反应系统电能质量的重要指标之一,但近年来大量新能源发电的并网对电力系统频率稳定造成了一定冲击,单纯依靠发电侧调频装置进行调频的方式已难以取得满意的调频效果。随着智能控制技术、高级通信技术等高新技术的不断发展,各行各业纷纷进入信息化、智能化时代,电网也不例外。随着“智能电网”概念的提出与实施,利用需求响应负荷进行的需求侧调频变得更加容易实现,为电力系统调频问题开辟了一条新道路。本文就以需求响应负荷中典型的电热水器负荷为研究对象,对其参与需求侧调频的原理、调频潜力、聚合模型以及核心控制策略进行了细致的分析与研究。首先,分析了电力系统的调频机理,特别阐述了需求侧调频的相关原理。接着证明了电热水器负荷作为需求响应负荷参与电力系统调频的可行性与巨大潜力,并通过研究电热水器负荷的工作特性与单体物理模型,利用状态序列法构建了电热水器负荷聚合模型,获得了电热水器聚合群的相关容量信息,为电热水器负荷参与电力系统调频提供了相关的理论与模型基础。然后,在前文获得的理论与模型基础上提出了一种电热水器负荷参与电力系统调频的模糊自适应控制策略。该策略以电热水器负荷为控制对象,依据电热水器聚合模型,通过调温控制方式实现聚合群参与系统频率响应的自适应调节。同时为了使调节控制更加灵活,构建了一个模糊控制器,利用模糊规则对调频响应系数进行调整,实现了针对不同情况时能够达到不同调频效果的作用。最后通过算例仿真证实了该控制策略的有效性。最后,考虑到电热水器负荷构成的聚合群存在着丰富度的问题,进一步提出了一种在保持电热水器聚合群丰富度基础上参与调频的改进分组控制策略。该策略引入了聚合商机构,利用聚合商对电热水器负荷进行分组控制,首先通过对系统实际情况与电热水器聚合群运行状态信息进行分析实现负荷分组,然后利用基于模糊控制的弹性阀值法控制各负荷组响应系统频率调节,响应结束后再利用延时恢复机制使聚合群状态恢复,保证了聚合群在响应系统频率调节的同时丰富度不受干扰。最后通过算例仿真证实了该项改进分组控制策略的有效性与优越性。