为适应我国电力负荷的日益增长和新能源的迅猛发展,高可靠性的输电系统是建设新一代电力系统的核心环节。但是,由于输电系统地理跨度较大,且长期暴露于外部环境,受元件老化和大范围恶劣天气等多种因素影响,输电设备故障频发,已成为电力系统可靠性的主要风险之一。同时澳大利亚和英国等多起大停电事故表明,高比例新能源接入后,电网的调节能力和耐扰动能力明显改变,输电系统发生连锁故障的风险上升。为保证电力可靠性,研究高比例新能源接入下考虑连锁故障的输电系统可靠性具有重要的经济和社会意义。本文在国家重点研发计划项目（2017YFB0902200）和国家杰出青年科学基金（51725701）的资助下,针对含新能源电力系统的可靠性风险开展研究,在含新能源输电系统的连锁故障动态模型、连锁故障风险概率评估模型、考虑随机故障和连锁故障的可靠性评估、考虑随机故障和连锁故障的薄弱环节辨识等方面进行了探索。在评估高比例新能源电力系统的大停电风险时,现有连锁故障模型对新能源动态特性的刻画仍有待改进。为此,提出一种计及集中式（场站型）和分布式新能源的连锁故障动态模型,通过求解含新能源电力系统的动态方程,模拟输电线路、常规机组、集中式新能源和分布式新能源等元件的保护逻辑,更全面地分析源-网-荷之间的故障交互动态。其中,为刻画新能源在连锁故障中对系统安稳的影响,采用美国西部电力协调委员会（Western Electricity Coordinating Council,WECC）的新能源通用模型建立集中式新能源的动态方程,同时采用节点净负荷水平模拟分布式新能源与主网的交互;为刻画新能源的耐扰动能力,对集中式新能源的电压保护、频率保护和分布式新能源的反孤岛保护,建立动作模拟逻辑。将模型应用于IEEE 39节点系统,结果表明:随着新能源渗透率的上升,连锁故障中源-网-荷的耦合更加紧密。实际电网中连锁故障的统计数据非常有限,而连锁故障机理模型的计算复杂度通常较高,这对评估小概率高影响的大停电风险提出了挑战。为此,提出基于少量样本的连锁故障概率评估模型。首先,为描述故障传播路径和失负荷风险的关联性,给出连锁故障的耦合交互作用矩阵定义。然后,采用少量的连锁故障样本,基于最大期望（Expectation-maximization,EM）算法提出耦合交互作用矩阵的高效估计方法。最后,根据耦合矩阵提出连锁故障的概率评估模型,采用故障交互作用快速模拟连锁故障的传播路径和失负荷,显著降低大停电风险分析的复杂度。将该概率评估模型应用于IEEE 39节点系统等多个标准算例,结果表明:仅需分析稳态或动态机理模型生成的少量连锁故障样本,本文概率评估模型即可产生与机理模型一致的停电概率分布,连锁故障的模拟复杂度大幅降低90%-97%。为更全面地从随机故障和连锁故障两方面评估停电风险,提出基于动态空间修剪的输电系统随机故障筛选算法,大大减少风险分析中的冗余随机故障事件,结合连锁故障的概率评估模型,可快速评估输电系统的充裕性和灾难性风险指标。首先,根据故障元件对充裕性的影响差异,给出随机故障的根事件定义。然后,基于根事件提出高阶随机故障空间的动态修剪方法,将高阶故障空间划分为根事件子空间和补集子空间,优化随机故障筛选的搜索方向。最后,面向子空间提出根事件的筛选模型,在保证精确度的前提下快速筛选随机故障。将该算法应用于IEEE RTS-79系统和IEEE 39节点系统,结果表明:相较于面向高风险事件的随机故障筛选,所提方法可采用根事件子空间等效代表76%-82%的故障事件,减少87%-96%的故障筛选时间,同时准确评估输电系统的可靠性风险。通过分摊输电系统中随机故障和连锁故障的风险,可以更全面地量化输电元件的重要度。为此,提出基于模糊熵权法的元件综合风险责任量化方法,准确辨识输电系统的薄弱环节,进而更有效地改善系统可靠性。首先,结合随机故障的根事件筛选,提出考虑失负荷责任的可靠性跟踪方法,量化元件停运对充裕性风险承担的责任。其次,结合连锁故障的传播特性,构建交互概率子图,提出输电元件对故障传播路径和失负荷的风险责任量化方法。最后,采用模糊熵权法计算随机故障和连锁故障的风险权重,构建输电元件的可靠性综合风险责任指标,通过指标排序辨识系统薄弱环节。将该算法应用于IEEE 39节点系统,结果表明:综合风险责任指标可更全面地代表随机故障和连锁故障中的元件风险“贡献”,在改善薄弱环节的元件可靠性后,系统的充裕性和安全性均得到较好提升。