随着气候变化、全球变暖、化石能源危机等全球性问题越来越显著,全球掀起了一场以风能、太阳能为主的能源革命。未来风能太阳能将在全球能源供给,尤其是电力供给中占据主导地位。风能、太阳能具有强烈的波动性及间歇性,需要电力系统提供足够的灵活性来确保其安全高效利用。深化对风能太阳能波动性及间歇性的认识,并充分利用风能太阳能的互补性,可以从根源上削弱波动性及间歇性,显著降低对电力系统灵活性的需求,对于未来高比例风能太阳能的安全高效利用意义重大。因此本文对中国广域风能太阳能资源的时空特性及互补性进行了全面深入的研究。首先对风电波动性及间歇性的量化指标进行研究。对于风电的波动性引入波动强度及变差函数的概念分别对风电的波动幅度和波动速率进行定量刻画。对于风电的间歇性,则从风的物理本质出发,借鉴湍流间歇性的研究方法,并结合电力系统的实际需求,对风电的间歇性进行明确的定义,并提出间歇性量化指标。由此建立了风电波动性及间歇性定量研究方法。在上述量化指标的基础上,建立了风资源潜力、波动性及间歇性量化指标体系,对中国广域风资源的时空分布特征进行了详细地研究,以提供广域风资源质量评估结果。给出了中国广域风资源潜力、波动性及间歇性的空间分布地图集。并基于选定的12个典型区域,进一步分析了风资源的时间分布特征。发现除哈密地区外,其余11个区域风功率均在冬季或春季最大,而夏季风功率最小。海上区域风功率的日变化较为平稳,但是陆上地区风功率日变化剧烈,在蒙东、青藏高原等一些地区白天风功率大于夜晚。而在蒙西、哈密、甘肃北部等地区则是夜晚的风风功率大于白天。大部分区域风功率的波动幅度在夏季最强,而波动速率是春季最快。而且间歇性也是春季最强。而在一天内,风功率波动性最强、波动速率最快以及间歇性最强的时段通常出现在早晨（06:01-12:00）和夜晚（18:01-24:00）的时段。虽然风资源的波动性及间歇性是不确定的,但是发现在1天的尺度内风速的大尺度波动对小尺度波动存在显著的调幅效应。在研究中国广域风资源的基础上,对中国广域太阳能资源的时空分布展开详细地研究,以提供广域太阳能资源质量评估结果。给出了中国广域太阳能资源的潜力、波动性及间歇性的空间分布地图集。并基于选定的10个典型区域,进一步分析了太阳能资源的时间分布特征。发现所有区域光伏功率在5、6及7月出现最大值,而在12月或者1月最小。光伏功率的波动强度在夏季最小,冬季最大,而波动速率在春季最快而在冬季最慢。春季和秋季光伏功率的间歇性较强,而冬季和夏季最弱。而一天内光伏功率波动幅度最大,波动速率最快、间歇性最强的时段通常出现在06:01-10:00、16:01-20:00这两个时段。而波动强度通常在中午的时段最小。在日出和日落的过程中以及中午的时段,光伏功率的波动速率最慢,而且间歇性较小。相比风资源不确定的波动性和间歇性,太阳能资源波动性及间歇性的定量分析结果表明太阳能资源则具有相对确定的波动性和间歇性。最后,对中国广域新能源的互补性展开分析。为此提出新能源互补性的新定义,即互补后应尽可能与负荷需求相吻合。并基于Kendall秩相关分析建立了互补性分析方法。分析了广域空间及时间尺度对新能源互补性的影响,并对不同类型的新能源互补进行了对比。最后对风能太阳能资源的互补效果进行分析,通过风光互补,即可以降低与负荷需求间的残差,而且也可以显著降低新能源出力的标准差,使得最终出力更加平滑。研究表明引入光伏功率后,可将新能源出力与负荷需求间的峰值相位差减小至2～6 h内,且当光伏功率的互补系数达到0.2～0.3时即可显著改善风功率的反调峰特性。