随着可再生能源发电在电力系统中的占比逐渐提高,由于其出力具有较强的波动性及不确定性,电力系统运营商需要通过合理安排运行备用以维持电力系统实时供需平衡,保证电力系统的运行可靠性。根据功率输出的调整方向,电力系统运行备用可以分为正运行备用和负运行备用。正运行备用是发电机出力的上调空间,用于在实时运行过程中系统供电不足的情况下增加机组出力,有利于提高系统的运行可靠性。负运行备用是发电机出力的下调空间,用于在实时运行过程中当系统净负荷低于预测值时,在无需关闭发电机组的情况下降低机组出力,有利于提高系统对可再生能源的消纳能力。现阶段的电力系统可靠性研究主要侧重于正运行备用对系统运行可靠性的影响,但忽略了负运行备用对系统运行可靠性的影响。本文主要围绕负运行备用对电力系统运行可靠性的影响以及在满足电力系统期望切负荷指标和期望切风指标下对正、负运行备用进行优化调度的方式展开研究,主要研究内容如下:1)提出了计及负运行备用的电力系统运行可靠性分析方法,分析了负运行备用对电力系统运行可靠性的影响。首先通过计及负运行备用的日前机组组合模型确定电力系统的日前调度结果。然后在日前机组组合模型的调度结果基础上,综合考虑风电出力不确定性及电力系统随机故障,在实时运行过程中对电力系统进行重调度。并在重调度的结果基础之上,计算电力系统的运行可靠性。2)基于负荷需求、风电出力以及发电机组随机故障的多状态模型构建了期望切负荷指标和期望切风指标,为电力系统运行备用的分配提供了衡量标准。构建了同时考虑正、负运行备用的发电机组多状态模型,相比传统的发电机组的两状态模型,本文提出的发电机组多状态模型有利于更加有效地调度系统运行备用。3)在考虑机组随机故障和风电出力不确定性的基础上,提出了计及期望切负荷约束和期望切风约束的机组组合模型,能够在满足系统期望切负荷及期望切风指标的前提下,对电力系统进行优化调度。并在电力系统实时运行重调度模型的基础上计算了系统的运行可靠性指标,验证了期望切负荷指标的有效性。