“30·60双碳战略目标”以及构建以新能源为主体的新型电力系统,奠定了我国“十四五”期间能源发展的主基调,也标志着新能源产业进入发展新阶段,高比例可再生能源并网已是未来主流趋势,但是高比例可再生能源并网会严重影响到电力系统安全、稳定、高效的运行,而多能互补系统可以有效地解决这一问题,推动多种能源方式互联互济,可以最大化发挥电源侧灵活调节作用,促进大规模新能源的消纳,解决传统综合能源系统效率不高,以及弃风、弃光等问题,最终实现“双碳”战略目标与新型电力系统的构建。本文针对新能源并网带来的波动性、经济性、环保性以及消纳问题,开展了基于新能源最优消纳率与需求响应的风光水火储多能互补优化调度的研究。首先,介绍了多能互补系统中风力发电、光伏发电、水力发电、燃煤发电以及储能系统等五种异质电源的特点,分析了互补系统中的风电机组、水电机组、光伏电池。火电机组以及电化学储能的发电原理及相关参数,并根据运行机理建立了五种电源的输出功率模型与运行成本模型,为后续多能互补系统优化调度奠定了数学基础。其次,在电源侧提出新能源最优消纳率的概念,建立了考虑新能源最优消纳的多能互补双层优化调度模型。上层模型中引入新能源最优消纳率,考虑水电和储能系统的运行约束,建立了以净负荷方差最小为目标函数的优化调度模型,对各时段的清洁能源出力以及储能系统各时段的充放电功率进行优化,分析了新能源最优消纳率对火电机组调峰难度的影响以及储能系统对可再生能源消纳的影响。下层模型基于火电机组的深度调峰过程,以电力系统总运行成本最小为目标,优化火电机组的输出功率,得到各台火电机组在调度时段内的最优输出功率以及多能互补系统的各项运行成本。算例结果表明,考虑新能源最优消纳率的多能互补双层优化调度策略可以有效降低火电机组调峰难度,减小电网的运行成本,降低污染物排放。最后,在负荷侧考虑价格型需求响应对负荷波动的影响,在双层优化的基础上,建立了基于新能源最优消纳率与价格型需求响应的多能互补三层优化调度模型。对负荷侧采用峰-平-谷分时价格型需求响应,考虑电价、电量转移、用户满意度、总需求分配对负荷波动的影响,建立了以负荷波动率最小为目标的价格型需求响应调度模型,对初始用电负荷曲线进行“移峰填谷”,得到波动率最小的等效负荷曲线,并将其作为初始负荷数据传递至双层优化调度模型。算例结果表明,基于价格型需求响应的多能互补三层优化调度模型在需求侧可以有效降低等效负荷的峰谷差,进而缓解火电机组的调峰难度,促进可再生能源的消纳,减少污染物的排放量。该研究有利于实现节能减排的“双碳”战略目标,构建清洁环保、安全可靠、经济高效的新型电力系统。