为提高能源供应、改善能源结构，加快清洁能源的开发利用已成为普遍共识。近年来，我国光伏产业发展迅速，为缓解光伏出力的随机性与波动性对电能质量与电网安全的影响，多能互补开发模式的研究与实践是十分重要的。本文就多能互补系统混合储能优化配置和水-光互补、水-光-储互补系统运行模式等方面展开了研究。主要研究内容和结论如下：
　　(1)开展大规模光伏电站混合储能功率配置方法研究。通过青海共和光伏电站出力特性分析，发现天气因素等对光伏出力有显著影响，进而提出一种考虑不同天气类型光伏出力特性的大规模光伏电站混合储能功率配置方法，并以青海共和光伏电站为实例，分析得到其混合储能功率配置方案——“功率型储能5.65MW，能量型储能功率112.85MW”。
　　(2)开展大规模光伏电站混合储能容量优化配置方法研究。构建以全生命周期成本最小和目标出力满足度最大为目标的大规模光伏电站混合储能容量优化配置模型，以青海共和光伏电站为实例，分别计算了六种不同混合储能组合的容量配置结果，通过比选得到混合储能最优配置方案——“超级电容(5.56 MW/0.57 MWh)+全钒液流电池(112.85 MW/40.61 MWh)”，并在此基础上提出可进一步提高光伏电站出力稳定性的混合储能预储运行方案。结果表明：混合储能最优配置方案的目标出力满足度为87.8%，预储运行方案将目标出力满足度进一步提高至96.0%，有效提高了光伏电站出力稳定性。
　　(3)开展水-光互补及水-光-储互补运行模式研究。提出考虑光伏出力特性的水-光互补运行模式及水-光-储互补运行模式，并建立最优目标出力增量计算模型，以班多水电站和共和光伏电站为实例，计算得到水-光互补运行方案及水-光-储互补运行方案。结果表明：本文提出的水-光互补运行模式可降低系统对于水电调节能力的需求，并能同时保证系统出力的稳定性；水-光-储互补运行模式有效减少了水电出力的频繁波动及水轮机组频繁启停现象，提高了水电机组运行的稳定性。