能源短缺和环境污染问题使得可再生能源的开发成为电力工业的发展趋势。风力发电是最成熟的可再生能源发电技术,具有清洁环保、储量丰富等优点,然而,风电功率的随机特性使得电力系统接入风电后的安全稳定运行面临新的问题。为了对含风电电力系统有一个清楚的认识,能为系统安全稳定运行提供有效建议,本文以风储系统为研究对象,对风储系统优化配置方法及其并网后的相关运行问题进行分析研究,探寻风电接入给系统带来的影响。优化的风电场接入容量既能保证风电场本身的经济性,又能保证风电接入后电力系统运行的安全性和稳定性,有助于含风电电力系统运行的整体最优,因此论文对风电场最优接入容量求解方法进行研究。针对月风速概率分布不同的情况,采用月风速分布函数参数集对年风速变化规律进行描述,在此基础上利用场景树分析法将连续风速概率密度函数转化为离散场景功率集,并生成年场景功率树,实现了风速随机变量的合理近似。基于风速变量近似方法,以风电场发电净效益最大为目标函数,以系统安全稳定运行要求为约束条件,建立考虑系统变化过程的风电接入容量优化模型,并提出带惯性权重的粒子群优化算法(w-Particle Swarm Optimal Algorithm,w-PSO)和社会情感优化算法(Social Emotional Optimal Algorithm,SEOA)嵌套的层次优化算法对优化模型进行求解,算例分析验证了模型和算法的正确性,并对接入容量的影响因素进行了研究。为了提高风电场的功率调节能力,改善风电输出功率波动特性,论文对储能系统优化配置方法进行了研究。提出了风电功率波动特性指标对风电功率输出特性进行定量描述,以储能系统投资成本或年均综合成本最小为目标,以风电功率波动特性指标和复合储能系统协调控制策略为基础,考虑风电输出功率波动要求和复合储能系统技术经济约束,建立了电池和超级电容相结合的复合储能系统双层优化配置模型,并采用嵌套粒子群算法对优化模型进行求解。算例分析表明:风电功率波动指标越苛刻,功率输出平滑性越好,但投资成本或年均综合成本越高;投资成本变化与年均综合成本变化成反比关系;采用复合储能形式所得的年均综合成本更小。风电接入后会给系统运行计划的制定带来明显变化,而运行计划的合理制定对系统安全经济运行具有重要作用,因此论文对含风储系统的电力系统日前机组组合优化模型及其求解算法进行了研究。以风电功率预测值为数据基础,以系统总发电成本最小和系统总能源利用率最高为目标函数构建了多目标机组组合优化模型,并计及系统功率平衡、系统备用容量、机组爬坡率、机组启停时间约束以及风储系统自身约束,全面反映了系统运行中的实际情况。利用模糊建模技术对目标函数进行模糊化处理,采用改进的组合粒子群算法对模糊化模型进行求解,并对储能系统的两种控制模式和预测误差影响进行了计算分析。算例结果表明:所提模型能够减少低效率机组燃料消耗量,不同控制模式和预测精度对优化结果均有所影响。由于风电功率的接入,作为系统安全稳定运行分析重要部分的电压稳定性分析方法也受到其随机性的影响,传统的确定性分析方法无法全面获取含风电的系统电压稳定性随机变化信息。针对风电随机性给电力系统电压稳定问题带来的新变化,论文对含风储系统的概率电压稳定裕度问题进行了研究。论文所提出的基于多项式正态变换和最大熵估计的概率分析方法利用多项式正态变换对随机变量相关性进行处理,利用点估计法获取随机变量估计点,并采用预测-校正原对偶内点法对由估计点形成的确定性负荷裕度优化模型进行求解,进而计算负荷裕度的统计特征,最后运用最大熵估计方法得到含风电的系统负荷裕度概率分布估计函数。算例分析验证了所提方法的正确性,对风电相关参数变化和储能系统配置给负荷裕度指标带来的影响和改善作用进行了讨论,计算结果表明:不同风电参数条件下的负荷裕度指标有所不同,考虑储能系统可减小负荷裕度的波动性;利用所提方法求得的负荷裕度概率信息具有满意计算精度,与蒙特卡洛模拟相比,其求解过程更加高效简洁。