生态环境日益恶化,威胁着人类生存,能源清洁化变革势在必行,电力系统必须向绿色、低碳、环保和节能的智能化方向发展。新形势下,电力系统中发电、用电呈现多元化,在用电负荷自身不确定性的基础上,加之风光等清洁可再生能源的并入,进一步增加了不确定性。同时,主动可控量和被动不可控量间构成也发生了本质性的变化,二者间呈现反调性。由此,发电与负荷的平衡过程发生了改变,呈现多元交织、关联互补的复杂形态,这使电力系统经济调度与控制面临严峻的、亟待解决的矛盾。电力系统经济调度就是以有限的调控能力,在应对上述矛盾中发挥最佳的效果,其核心是预先决策可调、可控量的基点与可控量的备用,前者是基于预测的期望计划,后者是偏离期望的备用范围,二者间必须有机衔接以保证调度在控制的配合下按预期执行。可见,基点位置、可控范围以及范围的变动构成电力系统经济调度的三个基本要素,三者间紧密关联、不可分割。本文的工作正是在这一研究背景下,以电力系统经济调度中出现的不确定性因素为研究对象,以主动与被动间矛盾的解决为线索,在经济规律为导向的前提下,进行以应对不确定性为目的的电力系统经济调度的基础理论和方法的研究与探索,其主要工作和创新性成果体现如下：(1)针对电力系统运行中主动量与被动量间关联、耦合,扰动不确定性与波动不确定性交织、共存的复杂矛盾关系,提出基于运动学规律、并用几何学描述的电力系统经济调度中不确定性的概念与度量定义。主要体现在：给出经济调度类比的点、线、面、体以及主动量和被动量的定义,以此概念为基础,具象描述和量化分析了主动与被动的有功功率平衡过程中不确定性的特征和性质,并把经济调度应对被动量波动不确定性、被动量间歇不确定性和主动量扰动不确定性的决策问题总结为点与区间联动,点、线与区间联动,点、面与区间联动的决策问题。经济调度研究范围与轨迹得以明晰、作用有的放矢,为后续铺垫基础。(2)针对被动量区间波动不确定性特征,提出了计及机组备用响应能力的电力系统区间经济调度模型。按机组运行位置和释放备用响应能力的方向和大小对机组进行分类,即下调类、上下可调类和上调类,并对这3类机组的运行的特性进行分析；根据被动量需求区间分布范围提出了有效备用响应能力的概念,将区间满足度作为新的约束条件,提出一种考虑被动量需求区间波动不确定性的经济调度方法；通过拉格朗日乘子法对模型进行求解,推演出第一类机组和第三类机组微增率存在对称性,对三类机组功率变化、微增率变化、成本差值变化的等差性进行了分析和论证,并探讨了区间备用响应的受限情况、经济特性和物理本质等基础问题。最后,为验证本文理论研究的有效性,以10机系统进行算例分析,实现了区间备用范围的最优选择,且达到单位备用成本最低的目标,表明此研究对电力系统调度如何应对不确定性问题具有一定参考价值。(3)针对多种被动量共存时的不同分布、不同特性,提出计及多区间不确定性的经济调度模型。本文将多种被动量波动不确定集划分为关键不确定集与柔性不确定集,给出了负荷区间备用约束与可再生能源发电置信度备用约束两种约束的定义和表达,提出了计及被动量多区间不确定性的经济调度模型；采取机组分类的方法进行求解,并对两类约束的作用机理进行分析,研究了不同约束作用下机组备用的响应原理和特性；最后,通过10机系统的仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。该研究体现出一种得失折中的决策思想,并进一步拓展了区间经济调度方法的适应性。(4)针对可再生能源发电中不可预知的变动引起发电功率不均衡,使调度必须要考虑这一变动的问题,通过对不确定量变化波动不确定性和间歇不确定性两类不同的属性特征进行分析,以探寻负荷及可再生能源发电变化苛刻情景范围为线索,在被动量区间满足度约束基础上,提出被动量功率变化速度的概念和对应满足度约束新表达,建立计及间歇性的电力系统区间经济调度模型。该研究使得电力系统经济调度在应对与接纳可再生能源发电的决策中能够有效兼顾不确定性的量与度的要求,有效提高了调度解的鲁棒性。(5)在电力系统经济调度中,由于不确定性呈现多元化特征,即决策量和被决策量都存在不确定性,这给调度中备用的决策带来困难。对此,在对备用特性、功效深入分析的前提下,提出一种使备用配置更有效的经济调度方法。该方法的核心体现在：结合主动量与被动量的概念,依据其不确定性的特性,分别设置备用,并以期望能量得不到应用为指标表达备用的效用。在此基础上,以主动量为纯火电机组和被动量为负荷及可再生能源发电,推演对应主动量与被动量配置备用效用以及备用边际效用的解析表达,进而借助边际效用递减规律构成主动量与被动量的等备用边际效用的新约束条件,促进电力系统经济调度模型的发展。以此为基础,建立主动量与被动量等备用边际效用约束下的经济调度模型,并给出求解方法。该研究可实现主动量与被动量备用的最优匹配,使经济调度理论取得有益进展。(6)针对发电机组内部存在禁止运行区间的物理特性,提出了一种求解含禁止运行域机组经济调度问题的有效迭代算法。对一台含禁止运行域的机组来说,其有效运行区域被划分为输出功率下限和上限之间的几个子运行域,这将形成一个非凸优化问题。通过深入探讨和分析含禁止运行域机组对系统内其他机组的影响、含禁止运行域机组之间的影响和含禁止运行域机组经济调度问题最优解的状态三个问题对决策结果产生的影响,对该问题的求解进行三次修正,使该问题仍能通过传统的拉格朗日松弛法求解。该研究在求解计算的同时探索了含禁止运行域机组经济调度问题的经济规律和物理本质,且计算效率较高,具有一定的工程应用价值。