全球变暖和能源日趋紧张的今天,作为清洁能源的风力发电正在飞速发展。因风电出力固有的间歇性和随机波动性,大规模风电接入系统给电网的实时功率平衡带来问题。如果风电功率占整个系统的发电量比例很小,常规机组预留的备用可以平缓风电波动,但当风电并网的规模增大,将对系统的稳定运行造成威胁,需要更多的调峰机组为应对风电波动而承担额外的备用容量,这样配置备用不仅长期占用了资源,而且利用率非常低。因此,如何进行发电和备用优化协调调度是当下迫切需要解决的问题。系统备用容量配置是降低系统运行风险、提高系统安全可靠性的重要措施,也是电力系统运行可靠性与经济性的协调决策问题。本文针对大规模风电接入电力系统的备用决策进行深入探讨,研究工作侧重于以下几个方面：(1)针对风电随机不确定的特点,研究风电功率波动性的建模方法,建立了多时间尺度风电出力场景,提出了状态转移的方法。对各时段间的风电预测误差的状态转移情况进行概率的统计,有效缩减风电出力场景数,且可以顾全风电场景计算的精度和计算速度,为发电调度和备用决策协调优化模型的建立和求解打好理论基础。(2)建立了基于风电功率状态转移的多场景概率机组组合的模型。对风电预测误差进行概率表达,以场景发生的概率对应系统在不同场景下的调度计划,并以实时校正备用应对风电和负荷的波动,考虑了输电网络的越限约束对机组组合和备用容量的影响。通过对安全性与经济性的协调,模型能够自动为随机的风电出力配置恰当的备用。对含风电的电力系统进行了实例仿真分析,结果表明模型的有效性和可行性,对风电的调度和规划具有指导意义。(3)探讨了用户侧响应对风电并网系统提供备用的作用。对发电侧备用和用户侧响应这两种备用方式进行比较并研究其等价关系,建立了考虑可中断负荷的风电并网系统的双侧备用协调优化模型,并选择合理的算法将模型应用于实际案例,分析机组有功出力和双侧备用协调分配情况及系统中各成本的变化。