近年来,化石能源资源和气候环境约束日益趋紧,以绿色低碳为方向的新一轮能源革命全球蓬勃兴起。满足电力需求总目标,突出清洁和绿色能源发展是我国电力行业发展遵循的基本原则。随着化石能源资源的日益枯竭,以太阳能、风能、水能为代表的可再生能源将逐步成为主导。可再生能源资源丰富,且在时间和空间分布上存在天然不均衡性、随机性、波动性,参与系统调控势必会给电网能量平衡控制带来新的困难和挑战。本文面向大规模风电并网问题,以风电被常规负荷全部消纳后形成的净负荷为研究对象,探讨大规模风电接入系统的电力系统优化调度方法。电力系统常规日前优化调度模式下,通常以一小时为调度时长,制定火电机组调度策略。随着风力发电占比增加,其出力的不确定性和波动性使得电力系统能量平衡难度加大。为满足系统能量平衡需求,以化石能源为主的电力系统,消纳风电会造成火电机组随着系统净负荷的波动频繁调整出力,机组锅炉炉管应力变化,导致锅炉热疲劳损坏甚至爆管。本文针对上述问题,提出一种基于随机矩阵理论的净负荷时段划分方法,基于随机矩阵理论分析净负荷变化特性,寻找净负荷曲线稳定性突变点,提取时段分段点。基于净负荷的时段划分,提出一种基于经验模态分解的净负荷时序数值特征提取方法,以及基于样本熵理论的净负荷复杂度计算方法,并提出一种综合净负荷数值特征和复杂度的时序特性综合量化指标。通过东北省网净负荷曲线分析,验证所提方法的合理性和有效性。为减少火电机组因净负荷波动导致的爬坡运行,降低系统爬坡运行成本,延长火电机组持续稳定运行时长,增加系统运行的稳定性,结合净负荷时段划分方法和时序特性量化指标,本文提出一种基于净负荷时序特性的电力系统源-荷互动变时段优化调度方法。综合考虑火电机组和储能系统的运行特性,制定适应净负荷时序特性的火电机组运行模式和调度策略。该策略在保证系统稳定性的基础上,利用抽水蓄能和电池储能系统的出力灵活性,辅助相应净负荷变化,促进其与风电的互动,增加储能系统的参与度,实现系统经济运行。含大规模风电的电力系统中,充分调动需求侧资源,是消纳风电的有效方式之一。电动汽车的发展使得电动汽车退役电池作为柔性负荷参与调度成为可能。本文提出一种考虑退役电池出力风险的源-荷互动优化调度策略。基于退役电池实验数据分析其实际充放电特性,建立退役电池等效模型,给出退役电池储能系统的充、放电能力上限。由于退役电池储能系统中电池单体差异会影响电池组整体的充放电能力,提出基于信息熵理论的退役电池的一致性评估量化方法。考虑退役电池出力风险以及风电出力不确定性风险,提出系统运行风险综合指标,建立考虑该风险的新能源电力系统源-荷互动优化调度模型。模型中计及退役电池和风电出力风险,提高系统运行的安全性和可靠性,同时考虑退役电池参与电力系统调度的机会成本,体现了本文调度策略的经济性和环保性。最后,以东北省级电网实网运行数据对本文所提出的净负荷时段划分方法、基于时序特性的火电机组运行模型以及相应的调度模型和调度方法进行实网验证,结果表明,本文的面向大规模风电并网的电力系统净负荷优化调度方法,兼顾火电机组运行的稳定性,降低系统的风险,促进储能系统和风电的互动,实现系统稳定经济运行。