大规模可再生能源发电机组接入电网造成电力系统中有效惯量水平下降,当遇到扰动及暂态稳定故障时,系统频率稳定性下降。因此如何调整可控变量使新能源机组为系统提供有效的惯量支撑,惯量有限的情况下通过惯量的合理配置有效抑制频率波动,提高系统的频率稳定性就成为了新能源电网频率稳定的核心问题。本文主要研究内容如下:阐述转动惯量的基本原理及对系统中扰动时提供有功支撑的作用方式,指出新能源机组接入电网造成系统惯量下降的原因。介绍了各种机组接入电网的惯量特点及新能源机组通过虚拟惯量控制可为系统提供等效惯量的分析。提供了在系统总体惯量有限的情况下,转动惯量分布对系统稳定性的影响已有的分析方式及方法。在单机无穷大系统中,针对新能源发电机组经过虚拟惯量控制后,以光伏发电单元和双馈风电机组为代表,研究了这两者在虚拟惯量控制下等效惯量的影响因素。光伏发电单元在虚拟惯量控制下可提供的惯量由超级电容器和蓄电池提供,研究了影响这两者可提供惯量大小的因素;研究了双馈风力发电机在各运行工况下可提供惯量的水平。依据扰动时频率越限情况将机组分为两组,此时将系统等效为两机系统,研究供受端机组惯量变化对系统频率稳定性的影响。进而研究在实际系统中,惯量有限且可调节的条件下,如何改变两端等效机组惯量,改善系统频率稳定性。针对复杂网络中,处于同步状态的耦合动力系统在受到外部扰动的情况下,通过模态分解,构建了小扰动耦合动态模型,分析了节点惯量改变对系统频率稳定性的影响。从频率扰动的角度,分析了在各模态下响应节点频率扰动的表达形式,以系统所有机组节点频率变化率绝对值之和为指标,研究系统频率稳定性对不同位置节点惯量变化的敏感度。