近年来,随着全世界经济的高速发展,能源形势日益紧张,开发利用风能、太阳能等可再生能源迫在眉睫。由于大规模随机波动的风电、光电接入电网中,导致电网安全稳定运行受到一定影响。与此同时,火电仍然是我国主要的发电方式,煤炭燃烧产生的CO₂加重了大气的温室效应。因此,在解决因大规模风、光并网对电网带来的冲击以及风电和光电消纳问题的同时,还亟需解决火电机组的碳排放问题。首先,考虑到大规模随机波动的风、光并网对电网的冲击,利用风电和光伏发电具有天然的互补特性,以及水电和抽水蓄能具有平抑风、光波动的能力,故本文将风电、光电、水电和抽水蓄能看成一个整体,建立了含风光水储的互补发电系统。通过各能源之间的协调配合将原本具有随机波动的风光转化为一个出力稳定且具有可控性的电源进行供电,减少了对电网的冲击,提高了电网的稳定性。然后,从清洁能源并网的角度出发,考虑到互补发电系统接入电网后联合火电一起运行对于整个电网运行的影响,建立了互补发电系统-火电的优化调度模型。基于可再生能源优先上网的发电政策,互补发电系统并网后被全额收购,剩余负荷部分由火电机组承担。互补发电系统分别以输出功率波动性最小和跟踪负荷曲线变化作为目标函数,根据不同目标函数下的风光水储出力安排计算出广义负荷值,即火电机组需要承担的剩余负荷。再以火电机组总成本最小作为目标函数得到各火电机组的出力值。通过大量的仿真验证了:可以在全额消纳风电和光电的基础上减小风、光并网对火电机组的影响。最后,从节能减排的角度出发,考虑到传统的火电机组运行不仅带来了温室效应,也加剧了化石能源枯竭的危及。故本文提出:一方面利用碳捕集技术将传统的的火电机组改造成碳捕集机组,避免CO₂直接排放到大气中;另一方面利用大规模清洁能源并网减少对化石能源的消耗,从而建立了互补发电系统-碳捕集的优化调度模型。该模型在基于互补发电系统优化调度结果已知的基础上,以净收益最大为目标函数。仿真结果表明:碳捕集机组不仅能够有效削弱新能源的波动性,避免了风、光并网对电网带来的冲击,而且可以明显降低碳排放强度,对电力节能减排具有重要意义。