风能是一种清洁可再生能源,利用风能发电给电力系统运行带来较大的经济效益和环境效益,也给工业化进程带来巨大的推动作用。但风电出力的不确定性和波动性将给电力系统运行的安全性和经济性带来一定的影响,也给大规模风电并网下的风电消纳带来挑战。因此,论文从电力系统运行角度出发,合理评估电力系统的风电接纳能力,在保证电力系统安全稳定运行的同时提高风电并网后系统运行的经济性,为风电场规划提供指导。主要研究内容包括以下几个方面:首先,分别根据风速分布满足威布尔分布和正态分布,推导得到两种风速分布下风电功率概率密度和概率分布,为风电预测值与未来该时刻实际出力的偏差的计算提供概率模型。然后,从电力系统运行的角度出发,提出一个既适用于调度又能够表征风电接纳水平的系数指标,以各时段常规机组与风电场出力以及风电接纳水平系数为优化变量,建立综合考虑常规机组运行成本和风电场运行经济性的多目标优化模型。在风电功率概率密度函数的基础上推导出基于威布尔风速分布模型的风电出力偏差期望值的计算公式,从而在模型中计及风电预测值与实际出力的偏差惩罚成本。同时,提出一种基于交互规划决策的多目标粒子群优化算法来提高粒子搜索的效率。该模型能够较好地优化风电出力偏差,更好地评估系统的风电接纳水平,并且较好地平衡了常规机组与风电场运行的经济性,为系统调度和风电场规划提供指导。其次,提出了一种基于风电置信区间估计的风电接纳区间水平优化模型。在风电置信区间估计的基础上,考虑区间极限场景情况,建立考虑常规机组运行成本和风电场备用及其弃风成本的风电接纳区间水平优化模型。在该模型中,考虑了系统为应对风电出力波动所需要增加的备用成本,提高了风电并网运行的经济性,另外,允许一定弃风的调度模型提高了系统的风电接纳区间水平和调度的灵活性。最后,考虑风电出力的季节性差异对风电接纳水平的影响,选取风电场的多种典型风况,仍以常规机组和风电场运行经济性为目标,建立考虑不同风况的系统风电接纳水平优化模型,提出基于二分逼近和牛顿差值法的最佳风电接纳水平确定方法。该模型考虑了风电场的多种典型风况对风电接纳水平的影响,在更长的时间尺度内评估了系统的风电接纳水平。