随着风力发电技术的提高,风电在低碳清洁电力行业中呈现出主流化的发展趋势。由于湍流风速的随机性和不确定性,风电功率的剧烈波动也给电网的安全稳定运行带来了巨大挑战。考虑到风电机组自身不具备惯量和频率支撑能力,大规模地风电接入将取代部分常规发电机组,导致系统调频能力明显减弱,因此,有必要开发研究风电机组的一次调频辅助技术。同时,在规划电网的过程中,如果忽视了风电机组潜在的调频能力,将很大程度地限制风电的发展规模。在此背景下,如何提升风电穿越极限对高风电占比的电力系统发展具有重要意义。本文以含风电的电力系统为研究对象,搭建了风电机组的简化模型和电力系统的频率响应模型,并针对湍流风况下风电参与一次调频的风电穿越极限优化展开深入研究,主要研究成果如下:（1）分析了湍流风速下风电参与调频对提升穿越极限的影响。本文针对湍流风速场景,分析了风电机组在MPPT控制和附加调频控制下的出力波动特性,以及对电网频率的影响。同时,结合不同风电渗透率下的仿真算例,初步验证了风电参与调频对电网频率波动的改善作用。在此基础上,考虑到固定的调频系数难以在快速变化的湍流风速中取得较好的调频效果,本文进一步分析了风电机组调频参数设定的影响因素,并结合变调频参数的调频控制策略,说明了调频参数优化在湍流风况下的适应性,使得参与一次调频的风电机组能够兼顾运行稳定性和调频可靠性,有利于风电穿越极限的提升。（2）提出了湍流风速下风电参与调频的风电穿越极限优化方法。本文在现有优化模型的基础上,进一步考虑了风电参与一次调频对电网频率的影响。同时,针对湍流风速的不确定性,本文在设计目标约束的过程中引入了机会约束规划方法,即使满足该约束条件的概率不低于某一个置信水平,并采用粒子群算法对所设计的优化函数进行求解。最后,结合IEEE的10机39节点系统,在不同接入点和不同负荷变化的场景下进行仿真,对比了考虑风电参与调频和不考虑风电参与调频的风电穿越极限,并比较了不同置信水平和不同平均风速对风电穿越极限优化的影响,验证了本文所提方法的可行性和优越性。