本课题研究对象为四川电网某水光蓄互补系统,示范区属于电源外送系统,系统负荷占比小,大部分功率需要向外送入大电网。当示范区与大电网并网发电时,由于大电网惯性大,且调节能力强,系统的频率稳定问题并不突出;由于互补系统与大电网联系相对较弱,示范区与大电网相互联系的联络线可能会非计划的退出运行,这就导致示范区电网存在孤网运行的情况。此时的电网的频率稳定需要面临两个主要的问题:一个是示范区在由并网状态转为离网运行瞬间的暂态频率过渡过程;一个是完成过渡状态转换之后的孤网运行稳态和暂态频率稳定问题。本文首先对水光蓄互补系统的特点、结构及出力特性进行了介绍,分析互补系统的结构框架和运行方式,并在PSD-BPA仿真平台上搭建水光蓄互补联合发电系统的模型。包括水电机组、光伏电源和全功率抽水蓄能机组各个模块的仿真原理以及仿真模型构建,根据示范区实地数据和各发电厂实机参数并根据课题需求作出适当改进,建立了互补系统的仿真模型。其次为了应对水光蓄互补系统由并网状态转为离网运行瞬间的暂态频率过渡过程,提出了高频切机紧急控制策略。先是从调频能力、惯量支撑、耐受频率波动范围对系统中的各类电源进行比较。然后评估了切机安排对于离网频率稳定控制的影响,同时根据高频切机动作后频率恢复曲线的评价指标,以此为依据判断切机方案的优劣,针对最严重的高频问题,评估高频切机总量中三类机组容量的优化分配。最后,为了兼顾其他较小功率盈余情况,结合实际系统确定了三类电源合适的切机顺序,并且进一步优化高频切机各轮次的机组安排,可以得到初步的计及光伏调频能力的多类型电源参与的高频切机方案优化方法,并针对所研究电网提出高频切机方案,同时针对可变速抽水蓄能机组的调节作用,指出在高频切机中的角色定位。最后以孤网独立运行为背景,对互补系统进行了静态安全分析和暂态安全分析,并针对静态和暂态分析结论提出适合的安全稳定控制策略。包括通过系统潮流分析选择合适的热备用机组以平衡系统功率缺额、探究切除不同类型负荷对系统频率恢复的影响以作为低频减载依据、提出黑启动策略以应对局部电网瘫痪、提出分级调频控制策略以解决可能的负荷突降故障,同时对夜间运行模式进行了简要说明,验证了全功率抽蓄机组在抽水工况下对于有功功率的快速响应。