随着社会文明的不断进步和经济的高速发展,化石能源的不断消耗和日益严重的环境污染问题与日益增长的能源需求之间的矛盾愈发的突出。发展以风力发电、太阳能光伏发电为代表的新能源发电技术为解决这一问题提供了良好的途径。与此同时,将新能源引入电力系统中不仅可以减低电网的运行成本,也可减轻对环境的负面影响。本文着眼于伴有新能源特性的传输电力系统、陆地微电网及船舶电力系统规划问题,利用优化算法,深入对包含有储能和新能源发电系统在内的各类电力系统优化配置研究。本文的主要研究内容包括:首先,根据典型的风能分布特点,搭建了含单风场的传输电力系统模型,并首次提出了一种概率性经济模型。与只考虑最差工况下的电网规划方法不同,本文将考虑完整的风能分布,并利用5点估计法将连续的风能分布离散化。随后,本文围绕伴有风力发电特性的大电网经济性与电压稳定性问题,联合多目标粒子群优化算法、伴有精英机制的非支配解排序方法及牛顿拉夫逊潮流分析方法,优化大电网中储能系统的位置和容量、优化柴油发电机的输出,使系统的成本最低、电压波动最小。其次,随着风力发电机装机容量不断的增加,往往同一风源下会有多个风场并存,并且风场间相互影响,风场的输出不再具有独立性。为此,本文利用Clayton-Copula函数建立了多风场间的联合分布模型,结合一种新型点估计法在保留风场间彼此关系的同时,将连续的联合概率分布离散化,并以系统经济性和碳排放最小为目标,对多个风电场联合作用下的储能系统进行优化配置研究。再次,根据智能电网的快速发展趋势,本文建立了包含有太阳能光伏发电系统、风力发电系统、柴油机发电系统、储能系统和各类负载在内的陆地微电网模型,并针对系统损耗高,电压波动大等问题,优化配置了储能系统的位置和容量,在保证系统稳定运行的同时,使系统损耗最小。然后,由于交通运输业的快速发展,随之产生了燃油效率低、污染严重、噪音高等问题,将新能源发电技术引入到移动式微电网中提升能源利用率,减少移动式微电网的系统成本与污染物排放已迫在眉睫。本文以新能源绿色船舶电力系统为研究对象,首次将陆地上关于太阳能输出的经纬度修正方法应用于船载太阳能光伏系统,并根据太阳能船舶摇摆平台的实际实验数据,搭建了符合远洋油轮特点的太阳能光伏发电系统,考虑了船舶运动和摇摆的影响;随后,根据船舶航行时不同的工况(巡航、全速航行、靠离码头、装卸物和停泊)建立了船舶负载模型;利用区间优化的理论与方法,以伴有光伏发电特性的船舶电力系统经济性和碳排放最小为目标,优化配置蓄电池储能系统。最后,本文利用沿中国大连到也门亚丁典型远洋航线上的风速分布特点,考虑船舶航向和航速,进一步修正了船载风力发电系统模型,并搭建了包含有风力发电系统、太阳能光伏发电系统、柴油机发电系统、储能系统和各类负载在内的混合船舶电力系统,结合多目标粒子群优化算法,对伴有新能源特性的船舶电力系统进行优化配置研究,通过对比不同的系统,使得引入新能源发电技术和优化后的系统,系统运行成本和投入成本最低,二氧化碳排放量最小。