光伏出力与负荷的不确定性以及二者的相关性对准确评估电力系统运行状态具有重要的影响，为此提出了一种考虑光伏出力与负荷不确定性以及相关性的电力系统概率潮流计算方法。首先，基于光伏出力和负荷的概率分布特性，提出了一种非参数估计概率分布模型，以准确描述光伏电站的实际输出功率。其次，采用Kendall秩相关系数和最小平方欧式距离作为相关性测度和拟合优度指标，利用Copula理论构建了计及光伏出力与负荷相关性的联合概率分布模型，进而利用蒙特卡洛法抽取具有相关性的光伏出力与负荷样本，进一步提出了考虑相关性的概率潮流计算方法。最后，基于IEEE 34节点系统和我国某光伏电站的实测数据进行仿真验证，分析了光伏出力与负荷相关性对系统运行特性的影响，验证了所提出的方法能够准确对计及任意分布的光伏出力与负荷相关性的电力系统进行概率潮流计算。

未来，在高比例可再生能源接入的电力系统中，风、光高比例协同发展，储能、可中断负荷等灵活性资源在电网调峰运行中将发挥重要作用，为此提出了一种考虑灵活性资源的风光综合消纳规划方法。在电源开发能力的限制下，结合专家经验，优先开发调峰电源及储能、可中断负荷等灵活性资源，最大限度增加系统可调节能力，并考虑合理的弃电空间，提升接纳新能源能力。在平衡方法上，基于对地区负荷及风光特性的挖掘，选择平衡校验时段。通过历史数据回测，判断调峰平衡时段内风、光出力率，并通过对典型日风光弃电功率积分，分别计算弃风率和弃光率。该方法综合考虑系统容量充裕度和新能源消纳能力，构建了基于平衡方法的风光综合消纳规划方法，并考虑一定弃电空间，促进新能源发展。最后，以东北某省级电网2025、2030年电源规划为算例，验证了上述模型和算法的有效性。

若对大规模并网运行的风电场继续延用粗放的预测粗差管理模式，则既不利于在保障风电场发电收益的前提下激发其主动改善并网品质、增强发电计划执行度的积极性，更不利于电网在降低调节负担或有效控制边际调节成本的基础上切实提高风能消纳空间。为此，从平等化风电场市场主体地位出发，探讨如何通过改善并网品质以增强发电计划或交易合同商业信誉度的方式，竞争更高上网电价、赚取更高发电收益的问题。具体的，提出了一种基于风电场并网风电品质的分级定价与梯级考核机制，即根据风电场申报的发电计划趋势曲线特征、计划容窄度、商业信誉度、违约处罚度等指标实施分级上网电价与梯级考核机制。在此基础上，建立了以风电场收益最大化为目标的日发电计划优化申报模型。算例表明，分级定价与梯级考核机制，相较于传统的预测粗差管理机制，可以更好地激励风电场提供优质并网风电、减轻电网调节负担，从而营造风电场和电网达成双赢的市场环境。

对电力系统规划、调度、控制的研究往往要依托于系统中各电源发电功率数据，而电力系统实际运行时各厂站很难保证在统一的时间基准下运行，导致多源输出功率数据时间序列存在时点不匹配的情况。针对多源数据时点不匹配的问题，提出基于多源数据时点匹配的多源数据融合方法，首先，确定基准时间序列，建立各电源输出功率时间序列相对于基准时间序列的表达式；其次，确定各电源输出功率时间序时间共同域，构建多源输出功率时点匹配模型；最后，根据模型求解结果修正各电源输出功率时间序列，并融合各电源输出功率数据。实例分析表明，该方法能够准确地融合电力系统发电功率数据，对电力系统规划、调度、控制的研究具有重要意义。

计及电力网络输入导纳在特定频段内响应特性的频率相关网络等值(frequency dependent network equivalent，FDNE)方法目前已广泛应用于电力系统电磁暂态仿真外部系统等值研究中。然而，FDNE法是一种基于线性时不变网络的等值方法，无法直接应用于含异步风力发电机的外部系统等值。为解决这一问题，本方法忽略外部系统中风力发电机定子及转子绕组的电磁暂态过程，将风机用无源线性元件与电流源构成的简化模型表示。通过测试算例，验证了异步风力发电机简化模型的正确性，通过频域及时域响应两方面证实了外部系统FDNE等值方法的准确性。本方法为含异步风力发电机的外部系统频率相关网络等值提供了一种可行的解决方案，相对基于将风力发电机从外部系统移除的已有方法可有效减少FDNE端口个数，提高了电力系统电磁暂态仿真效率。

随着以风力发电、光伏发电为代表的可再生能源的飞速发展，可再生能源在电力系统中的装机容量与日俱增。当风电和光伏电源占系统总电源装机比例较小时，电力系统能够充分接纳风电和光伏并网发电；而当风电和光伏达到一定规模后，其出力的间歇性、波动性，使其对系统的影响不可忽视，有必要对可再生能源的接纳能力进行研究。以某地区的历史负荷、可再生能源出力为基础，给出负荷曲线及新能源出力曲线，并基于电网聚合模型，对该地区电源规划的合理性进行评估，在评估的基础上对该地区可再生能源消纳能力极限进行研究。

分析非水可再生能源(renewable energy sources, RES)消纳量有助于实现2020我国年各个区域高比例RES发电量的指标配额。首先，考虑各种制约非水RES发电量的因素：风光资源及其时空分布，可用土地资源，地区经济发展水平，地区负荷时空分布特性，电网设备容量及安全运行约束等。其次，以各种制约因素作为边界条件，对某具体区域(220/110 kV以下电压等级)可以消纳的非水RES电量、可以接纳的非水RES容量开展自下而上的理论分析。最后，对比国家能源局自上而下分配给各个区域的指标是否能够足额消纳，对不能满足的区域需要进行互济与调配。针对以上的分析，探讨了关于非水RES的选址定容模型、装机容量提升措施、以及接入非水RES后电网日前24 h的调度优化模型，并探讨了此数学问题的求解方法。