电力系统的年度发电优化是生产运行中的重要环节,其对网内发电机组的年度启停与出力计划进行跨区域、跨季节的整体调度,优化各类发电资源配置,为电力系统的中长期规划、发购电决策优化及政策制定提供重要参考依据。但在向高比例可再生能源系统转型的背景下,传统的年度优化方法正面临许多新的问题。第一,随着电源种类增多,系统规模增大,要在年尺度优化中确保求解精度与求解效率对模型和算法都提出了更高的要求;第二,可再生能源的高随机性为年度尺度的源荷随机性模拟带来了新的挑战;最后,可再生能源的波动性对系统调峰能力也提出了更高的要求,在年度优化中考虑各类调峰资源,进行调峰辅助服务需求评估具有重要的现实意义。因此,本文针对上述问题,基于多时间尺度优化框架对风-水-火-储发电系统的年度优化展开研究。本文主要创新工作如下:（1）建立计及跨日启停的年度发电计划多时间尺度优化模型针对现有的电力系统多时间尺度优化模型未考虑系统全年时序电力电量平衡与火电机组启停优化的问题,构建了计及跨日启停的年度发电计划多时间尺度优化模型。模型以机组日启停计划与水库周末库容为衔接变量,将年度时序生产模拟问题解耦为中长期与短期两个阶段进行优化。相较于现有的多时间尺度优化模型,该模型在中长期阶段不仅考虑了系统能量平衡,还考虑了机组跨日启停优化与日最大最小负荷时的电力约束,兼顾了模型优化精度与速度的双重要求。在实际仿真算例下,通过与常规多时间尺度优化模型以及年度统一优化模型的对比分析,验证了所提模型计算结果有效性;通过不同系统规模下的对比分析,验证了模型在计算效率上的优越性。（2）建立考虑源荷随机性的年度发电计划多时间尺度优化模型现有的不确定性发电优化模型只考虑了电力系统的长期随机性或短期波动问题,未充分考虑全年的源荷时序随机性;现有的马尔科夫链蒙特卡洛（markov chain monte carlo,MCMC）法未能考虑风电资源的季节分布特性。针对上述问题,在前述模型的基础上构建了考虑源荷随机性的年度发电计划多时间尺度优化模型。该模型分别采用改进后的MCMC法与动态场景法生成年度风电功率序列场景与年度负荷预测误差场景,以机组启停与周末库容为决策变量进行概率优化,评估年度新能源消纳能力。在实际仿真算例下,通过与不同随机性模型的对比分析,验证了所提模型能有效降低源荷随机性带来的年度发电调度决策风险。（3）建立考虑调峰辅助服务的年度发电计划多时间尺度随机优化模型现有的电力系统年度生产模拟中仅考虑了火电机组的深度调峰费用,缺少对发电侧多种调峰资源的综合考虑,并且缺乏对辅助服务市场启动条件的模拟,无法探究调峰辅助服务中长期需求。针对上述问题,构建了考虑调峰辅助服务的年度发电计划多时间尺度随机优化模型。该模型在前述模型的基础上考虑了火电机组的深度调峰、启停调峰以及两类抽水蓄能电站的长期能量调节与短期调峰能力,构建了考虑售电机会成本后各辅助服务市场主体的调峰收益与成本约束,以预计调峰能力和日弃水情况为启动条件新增调峰优化阶段,模拟年度调峰辅助服务市场。从而为抽水蓄能长期能量调节决策与电力系统年度调峰辅助服务需求评估提供基础模型。基于实际算例的仿真结果表明,该模型可以有效实现抽水蓄能电站与辅助服务市场的年度运行模拟。