可用输电能力（Available Transfer Capability,ATC）作为评估电力系统安全性和可靠性的指标,对电力系统调度运行和规划建设起着至关重要的作用。而区域互联电网的发展为电力系统带来了大量不确定性因素,对电网的安全稳定运行造成了巨大的威胁。如何合理地处理不确定因素,快速、准确地计算可用输电能力,对于电力系统的安全可靠性、经济性、清洁高效性具有重要意义。故此,本文着重从风电并网和电气设备故障两个方面,对考虑不确定性因素的可用输电能力进行了计算评估。主要工作如下:首先,建立了基于拉丁超立方的风电出力预测模型。针对风速间歇性、随机性的特点,采用Weibull模型和出力模型先后对风速进行预测并将其转化为风电出力。通常风速波动性会使出力值带入系统计算时波动过大,采用拉丁超立方采样法改善了样本值对随机变量分布空间的覆盖程度,结合Cholesky分解对变量之间的相关性进行排序,提高了采样效率和评估准确度。然后,在基于拉丁超立方的风电出力预测模型的基础上,建立了基于最优潮流的风电并网系统ATC计算模型。针对传统算法跳出局部最优能力差,计算结果有效性低的问题,对布谷鸟搜索算法进行改进,构建了混沌初始化、变异算子和动态发现概率的改进布谷鸟搜索算法。通过IEEE-30节点和IEEE-118节点的算例分析,对风电并网下可用输电能力的计算进行了评估,验证了改进算法的正确性和有效性。最后,针对常规故障筛选与排序在计及故障发生概率和经济损失方面存在局限性,本文以故障的期望损失作为指标,建立了计及故障期望损失的ATC双层优化模型。上层模型定义系统的故障状态,下层模型利用ATC的经济损失对上层故障进行优化校正。采用改进布谷鸟搜索算法,利用其全局寻优强,后期收敛快的特点对双层模型进行求解。通过IEEE-30节点的算例仿真,验证了模型和算法的有效性。