随着大规模可再生能源发电系统接入电网,现代电力系统运行呈现出显著的不确定性。以风电和光伏为代表的可再生能源电源出力具有间歇性和随机性,随着它们应用的广泛与渗透率的提高,其不确定性对电力系统稳态运行产生显著影响。传统基于确定性理论的分析方法已不适用于含不确定性的系统分析中,在此背景下,研究考虑不确定性的电力系统稳态分析及优化运行问题具有十分重要的理论与现实意义。本文针对可再生能源不确定性对电力系统的影响,从安全性与经济性出发,在潮流分析、静态安全分析以及经济调度三个方面展开研究:首先研究基于区间模型的稳态潮流分析,降低不确定性给稳态运行中系统状态监测带来的分析误差;其次研究含不确定性静态安全分析,提升静态安全评估中基于区间分析的技术精度与效能;最后研究了实时经济调度中考虑预想事故的鲁棒最优潮流,提高含不确定性实时经济调度方案的安全性。基于区间模型的稳态潮流分析研究中,针对传统迭代方法的算法保守性问题,提出了基于区间与仿射算术的电流注入潮流算法,所提算法在电流注入区间潮流模型的求解中采用仿射算术以减少误差累积。针对采用优化方法求解区间潮流问题时模型精度与计算速度的不足,提出了基于改进仿射优化模型的区间潮流模型及其优化计算方法。采用多个IEEE标准测试算例对所提两种区间潮流计算方法进行验证,算例分析表明,基于区间与仿射算术的电流注入潮流算法比传统迭代潮流算法精度高,但仍具有一定保守性。基于改进仿射优化模型的区间潮流方法不仅计算精度高,且计算速度能满足工程需求。电力系统区间静态安全分析方法的研究中,针对传统区间静态安全分析中开断潮流计算的保守性,提出了基于分布因子法的区间线路潮流计算方法。针对区间直流开断潮流中电压区间信息无法获知的不足,提出了基于灵敏度法的区间交流潮流断线模型。针对不确定预想事故分析指标比较与排序的困难,提出了基于贝叶斯原理的区间指标比较与预想事故排序方法。算例分析中,采用多个IEEE标准测试系统及两个实际电网数据分别对所开发静态安全分析方法进行对比测试,测试结果表明所开发算法的静态安全分析结果与蒙特卡洛模拟的结果一致,且计算速度满足在线应用的需求。考虑预想事故的鲁棒最优潮流的研究中,针对传统鲁棒经济调度模型未考虑预想事故的不足,提出了考虑预想事故的预防安全约束鲁棒最优潮流。模型基于采用仿射可调鲁棒优化模型,考虑了预想事故的预防安全约束,能够满足预想事故下系统调度的安全性需求。方法中针对安全约束数量极大时优化问题求解困难的问题,采用了有效安全约束甄别算法。算例中,选取多种不同不确定工况下的多机系统的预防安全约束经济调度进行测试,最优潮流计算的算例结果表明所开发最优潮流模型及经济调度结果能够满足安全性及经济性的需求,且算法满足实时经济调度的计算要求。