我国西北地区,如新疆、甘肃、青海等省份可再生能源极为丰富,风能、光伏发电的发展条件好、潜力大,利用可再生能源替代化石能源的发展空间巨大。国家、区域政府和国家电网公司的发展战略,都要求区域新能源的总量和占比进一步提高;资源禀赋、电力能源技术水平也能够支撑其新能源产业进一步长足发展。然而,西北地区的新能源发展存在以下问题:（1）能源生产和消费结构“重质化”加剧,非化石能源占一次能源消费的比重仍然较低;（2）消除新能源红色预警任务艰巨,消纳方式单一,使清洁电力不能发挥应有的减排作用。（3）西北地区,经济发展相对东部较慢,电力负荷增长较缓,电力市场长期供大于求。因此,亟须探索适用与该情景下的新能源创新消纳途径。针对上述问题,本文的具体研究内容包括:（1）分析了我国电力系统的源网荷现状,尤其是西北地区,剖析该区域新能源发展面临的问题、总结了国内外新能源消纳路径及其技术经济分析的研究现状,介绍了新能源综合消纳的多种可行方法,结合西北区域自身情况阐述其新能源发展路径,以及本文的主要研究内容。（2）主要讨论了电力系统负荷侧的新能源综合消纳方式,探讨了电采暖、电动汽车、电制氢等多种新能消纳途径,并依据各消纳方式的新能源消纳空间潜力计算模型,以新疆南疆地区为例,展示各种消纳方式新能源消纳潜力的计算流程,以期为其他区域提供参考。（3）建立适用于高比例新能源系统的优化运行分析模型。首先,建立含储能的高比例新能源系统的优化运行框架;再建立风电、光伏、火电、电化学储能的成本模型;最后以发电、运行等成本最小为目标函数,设备可靠安全运行为约束,建立含电化学储能的高比例新能源电力系统运行优化模型;再以南疆为例,讨论电化学储能加入后南疆电网的运行情况,并得出促进南疆光伏消纳需配置的电化学储能容量与功率。（4）基于第3章所提的含储能的高比例新能源系统优化运行框架,建立了含氢储能的高比例新能源电力系统的运行优化模型,建立了氢储能中电解槽、储氢罐与氢燃料电池的成本模型与运行约束;考虑到氢储能的多种运行方式,设立了两个氢储能应用的标准算例并分别分析其经济性;再以南疆为例,讨论氢储能加入后南疆电网的运行情况,并得出促进南疆光伏消纳需配置氢储能容量与功率。（5）为验证第3章与第4章所提的高比例新能源电力系统技术与经济分析模型的有效性,基于新疆某地区的实际数据,设计综合算例,仿真分析各类创新消纳路径对新能源消纳的贡献度;挑选2组不同的源-荷数据进行仿真,反映不同能源结构场景下,新能源开发规模与消纳能力需求的关系。通过仿真分析验证了新能源综合消纳的技术可行性与经济性,以期为其他区域提供参考。