能源危机和环境污染促使电力行业深度变革,实现清洁能源替代和电力低碳化是未来电力系统的主要发展方向。近年来我国风电装机容量逐年递增,但限于其固有波动属性,导致规模化的风电并网后,电力系统供应侧可调度性降低,因而弃风限电现象也愈发严重。传统火电虽能通过调节出力配合风电降低其波动性,但这会使得火电机组无法稳定运行在最佳设计区间,不仅会大大影响经济性,更会加剧碳排放。因此,研究利用可调度性新能源和减少火电机组碳排放,以促进电力系统低碳调度迫在眉睫。光热发电作为新兴的太阳能发电形式,拥有出色的可控性和调度能力,能够协调可再生能源电站出力,促进电力替代。而碳捕集技术能够有效降低化石燃料机组的碳排放,减少电力行业造成的环境污染,并且碳捕集技术具有与可再生能源互补配合的能力。因此,本文充分挖掘光热发电、碳捕集技术和分布式电源的配合能力,并协调调度各类发电单元,研究促进风光消纳,实现电力系统低碳调度的方法。本文首先在分析光热发电基本运行机理的基础上,明确了光热发电的光能-热能-电能流动过程,并研究了各能量流动过程中的损耗率和储热装置的效率问题,进而分析了光热发电的出力灵活性与调度能力。然后,在分析碳捕集系统基本结构的基础上,研究了碳捕集电厂的工作原理和捕集能耗的组成来源,分析得出碳捕集机组可以促进可再生能源并网消纳,可再生能源也可为碳捕集系统提供捕集能耗的结论,表明碳捕集电厂具有与可再生能源互补配合的能力。接着,以调度总成本最低为目标,在计及传统电网约束与光热电站各环节约束的条件下,提出基于光热发电调节特性的多源联合调度模型。该模型以电力替代为核心,探究光热电站促进风光消纳的能力,并通过CPLEX求解模型,算例结果表明光热发电具有较强的可调度性,能够有效提升风电、光伏的消纳规模,实现以可再生能源消纳可再生能源,在电力替代中具有不可忽视的作用。最后,为促进电力替代和低碳化发展,集成风电、光热电站与碳捕集机组形成虚拟电厂,提出考虑源荷不确定性的风电-光热-碳捕集虚拟电厂协调调度模型。该模型引入模糊理论,将风电和负荷的不确定性通过模糊参数来表示。综合考虑各电站运行成本以及电网安全运行约束等因素,通过CPLEX优化软件求解模型,仿真结果验证了所提模型可有效促进风电消纳、实现电力替代和低碳化发展。