能源是经济与社会发展的基础。目前以化石燃料为主的能源供应体系带来了严重的能源危机,能源安全、气候变暖、环境污染等问题日益突出,加快发展可再生能源,形成以可再生能源为主的能源供应体系成为国际社会的普遍共识。但随着风、光等可再生能源的规模化发展,在系统调节能力不足的情况下,可再生能源出力固有的间歇性和波动性特点限制了其大规模接入电网。针对大规模可再生能源的消纳困境,目前的做法主要是从电力供应侧出发,如加强火电机组的调峰能力改造、安装储能等,这种做法能够改善系统的调节能力,但在实际应用中也受到投资成本以及设备灵活性等多方面因素的限制。随着智能电网的快速发展和能源互联网技术日益成熟,依托智能配电网,从需求侧出发,大力开发可控负荷、用户侧储能、电动汽车等需求侧可控资源,利用需求侧可控资源平衡可再生能源出力的间歇性和波动性,提高可再生能源消纳水平做法正日益受到关注。本文以需求侧资源为研究对象,讨论了智能配电网环境下需求侧资源与可再生能源的集成方法,主要研究内容如下:(1)分析了多时间尺度下需求侧资源与可在生能源集成的机理。在查阅国内外关于需求侧资源与可再生能源集成的相关文献的基础上,首先介绍了光伏、风电等典型可再生能源的出力模型,结合实际运行数据,从分钟级、小时级等多个时间尺度,描述了可再生能源出力的波动性和反调峰特性。然后介绍了需求侧资源参与响应的内涵、主要类型,分析了需求侧资源在不同时间尺度下的响应特性,并建立了需求侧响应的出力模型。最后,从能量平衡的角度,分析了多时间尺度下需求侧资源与可再生能源的集成机理。(2)建立了智能配网环境下需求侧资源与可再生能源集成调度策略。首先结合需求侧资源的特点,自上而下建立了需求侧资源层、响应代理层和调度中心层三层调度框架。然后在削峰填谷场景下,利用需求侧资源响应特性与可再生能源出力特性在时间尺度上的匹配性,在日前、日内和实时多个时间尺度下建立需求侧资源参与系统响应,消纳可再生能源的调度模型。最后以电动汽车参与需求侧响应为例,建立了电动汽车参与电网调度的分层调度框架,验证了电动汽车参与需求侧响应可以有效削峰填谷、提高可再生能源消纳的效果。(3)在平衡联络线波动场景下,提出了多形态激励型需求侧响应(Incentive Based Demand Response,IBDR)平抑可再生能源波动的鲁棒优化调度模型。首先,分析了 IBDR和可再生能源出力的不确定性,引入鲁棒优化理论,采用鲁棒区间的形式对IBDR与可再生能源出力的不确定性进行描述。然后,分别以配网运行成本和可再生能源利用率为目标,以可再生能源并网波动性约束、需求侧资源响应能力约束和功率平衡约束为约束条件,建立多目标条件下多形态IBDR鲁棒优化调度模型。最后采用鲁棒对等转换将不确定性问题转化为确定性问题,并使用非支配集排序多目标遗传算法进行求解。并以实际运行配网为例,对所提模型和算法进行验证。(4)建立了综合能源系统(Integrated Energy System,IES)下需求侧资源与可再生能源协同优化运行模型。首先以典型的冷\热\电IES为框架,根据能源生产、转换、消费各环节的能量流动关系,建立了 IES的多能量流模型。然后从能量转移的角度出发,定量分析了通过开展综合需求侧响应(Integrated Demand Response,IDR)转移系统能量,提升系统灵活性的潜力。最后以系统运行的经济性为目标,考虑系统能量平衡和各能源设备的运行约束,建立了考虑IDR的IES运行优化模型,设计了求解算法。并以某IES为例,对所提的方法和模型进行了计算验证。(5)建立了需求侧资源与可再生能源有效集成的保障机制。从需求侧资源与可再生能源集成的商业模式、关键技术和政策支持等三个方面提出了二者高效集成的保障机制。在商业模式方面,分析了未来需求侧资源参与系统调度的削峰填谷、参与辅助服务等场景,并提出了促进需求侧资源开发的激励机制。在关键技术方面,针对需求侧资源参与响应存在的困难,提出了要着重发展智能用电、现代通信、大容量储能以及电动汽车等关键技术,从技术实现层面支撑需求侧资源参与响应。在政策保障层面,提出了需求侧资源开发保障政策和需求侧资源参与互动保障政策。