随着“碳中和”、“碳达峰”目标的制定,我国大力推进能源结构调整,积极发展风、光等可再生能源。高渗透率新能源发电出力的波动性和不可控性导致新能源消纳以及调度困难等问题日益凸显。与此同时,可再生能源的大规模并网使得系统调峰问题逐渐显现。在此背景下,本文主要从水光互补发电调度以及深度调峰运行下火电机组调峰主动性两个角度出发,开展了梯级水光互补与火电耦合系统的随机经济调度研究,其主要内容归纳如下:首先,详细阐述了乌江流域梯级水电站基本概况、梯级水库群电站主要特征参数。考虑光伏全消纳,水电补偿的原则,分别以调度期内水光互补系统的平均容量系数和发电负荷率最大为目标,构建了基于NSGA-Ⅱ的水光互补短期多目标优化调度模型。以洪家渡水光互补发电项目为例,分析了晴天、多云天气和雨天三种典型日下的水光互补运行结果。实验结果表明,水光互补联合运行不仅可以提升系统日发电量,还能有效抑制光伏出力的间歇性和波动性,使互补发电系统稳定输出功率。然后,考虑光伏出力的不确定性,以置信区间表征光伏出力的随机性,在此基础上建立了梯级水光互补与火电耦合系统两阶段随机经济调度模型。将梯级水光互补调度模型引入第一阶段的优化决策,充分发挥水光互补发电系统对光伏发电出力的平抑作用。然后在第二阶段采用了一种新的含贪婪策略和自适应交叉算子的帝王蝶优化算法（Monarch Butterfly Optimization with Greedy Strategy and Self-adaptive Crossover Operator,GCMBO）来求解含潮流约束等复杂约束的经济调度模型。以一个简化的中国省域电力系统为例,表明所提模型不仅能有效抑制光伏出力波动对电网调度的影响,而且GCMBO在寻找经济性更好适应度方面更具优势,验证了模型的有效性。最后,针对可再生能源大规模并网而引起的电力系统调峰难度增大的问题,根据调峰补偿和分摊,从调动火电机组积极参与深度调峰的角度出发,提出一种考虑调峰主动性的梯级水光互补与火电耦合系统经济调度模型。采用分层调度的思想,上层以净负荷波动最小为目标,旨在利用水电的快速响应能力降低负荷峰谷差,提高可再生能源消纳空间;下层以系统总调峰成本最小为目标,考虑调峰主动性约束,旨在充分发挥火电深度调峰能力,优化可再生能源消纳与火电经济运行。以一个修改的IEEE 30节点系统进行仿真,结果表明,所提模型能有效提升系统运行经济性与灵活性。