以风电为代表的可再生能源被视为传统化石燃料的替代品,但风电出力的随机性、间歇性和波动性给电力系统规划人员带来了诸多挑战。传统基于最大负荷的单时间断面规划模型无法考虑风电出力的间歇性和波动性,已不能满足大规模风电集中并网对发输电规划方法的要求。本文从风电出力特性入手,分别对大规模风电接入后的机组组合、电源规划、输电网规划和发输电联合规划进行了研究,旨在通过提高电源侧调节能力和电网侧灵活性,以协调源、网、荷的规划与经济运行,进而促进风电消纳,降低因风电自身出力变化给电力系统带来的经济性与可靠性问题。本文主要研究工作如下:(1)提出了考虑联络线运行方式的多区域机组组合方法。大规模风电出力的间歇性和波动性导致系统对调峰能力需求增加,利用联络线实现子区域间调峰资源互济。对联络线运行方式、潮流反转次数及潮流波动程度进行建模,通过引入人工变量将模型转化成混合整数线性规划形式。以年综合成本最小为目标,基于多场景随机优化理论,建立了考虑联络线运行方式的多区域、多场景机组组合模型。为平衡求解效率和求解精度,基于净负荷大小、变化速率和不确定因素风险度水平,定义了三类极端运行场景。(2)提出了考虑短期运行约束的多区域电源规划方法。基于蒙特卡洛模拟对风电、负荷的时序数据进行采样,通过高斯混合聚类实现典型日场景筛选。以电源和储能年投资、运行成本之和最小为目标,计及常规电源和储能设备短期运行约束,建立了考虑联络线不同运行方式的多区域电源规划模型。(3)提出了考虑网络拓扑结构优化的输电网规划方法。通过动态开断输电线路,在输电网规划模型中引入电网结构优化。以电网年投资、运行成本之和最小为目标,建立了考虑网络拓扑结构优化的输电网规划模型。(4)提出了考虑系统调节能力的发输电规划方法。针对大规模风电接入后对系统灵活性的要求,从电源和电网两个层面入手。电源侧,考虑不同电源的调节特性,通过机组开停机保证风电消纳,同时也为系统提供足够的旋转备用;电网侧,引入网络拓扑结构优化,实现了电网更灵活的拓扑结构。在此基础上,以年综合费用最小为目标,建立了考虑系统调节能力的发输电规划模型。(5)提出了考虑短期运行约束的多目标、多区域发输电规划方法。将联络线作为待选线路集,对其不同运行方式进行建模。在此基础上,考虑经济性指标、可靠性指标、环境指标,基于典型日场景,将短期运行与长期电力系统规划相结合,建立了发输电多目标、多区域规划模型。通过改进的IEEE RTS系统和某实际区域电网301节点算例的计算和分析,验证了本文所提模型和方法的有效性。