近年来,我国清洁可再生能源迅猛增长,可再生能源在电网中的地位愈发突出。大规模可再生能源的接入使得电网发电更加清洁、环保,但也对电网的灵活运行带来挑战。在高比例可再生能源电力系统中,以风电和光伏为代表的新能源出力的不确定性将加剧系统的灵活调节需求,且可再生能源的大量接入压缩了常规电源在电网中的比例,进一步降低了系统灵活电源规模,从供给侧和需求侧上提高了系统的灵活性不足风险。在此背景下,本文考虑了可再生能源多时间尺度出力特性,提出了基于多尺度形态学分解的灵活性评估方法和基于双层决策的多尺度储能配置模型。主要工作如下:(1)基于大量历史实测数据,运用概率统计分析和时间序列分析方法,归纳了大规模可再生能源在1分钟级、15分钟级和1小时级的出力特性,分析了风电和光伏在日内调峰和月尺度电量变化上的互补特性及其对电网的影响,为后续灵活性评估和储能配置提供思想指导。(2)考虑风电和光伏波动的多时间尺度差异对电力系统灵活性的影响,提出了一种有效区分多时间尺度灵活性需求的电力系统灵活性评估指标及其计算方法。通过基于WMMF滤波器的多尺度分解算法准确得出相互独立的多尺度分量,并获得特定波动周期下灵活性需求;建立系统内不同类型可控机组在不同调节速率区间下的调节能力模型,形成多时间尺度灵活性资源调节区间;最后通过同一时间尺度下的灵活性资源与需求的匹配分析,计算对应尺度下的灵活性指标。(3)根据不同时间尺度上的灵活性对灵活性电源的要求,通过储能机组出力特性与各尺度灵活性需求的匹配情况,构建了一个多尺度储能系统框架。然后基于WMMF滤波器的多尺度分解算法获取不同尺度上的灵活性需求,考虑储能配置的经济性和系统运行的灵活性,建立了一个基于双层决策问题的多尺度储能配置模型。算例表明,该多尺度储能配置优化模型能根据电力系统中风电和光伏的出力情况实现系统各时间尺度上灵活性需求与灵活性资源的平衡,提高系统电源灵活性。