随着化石能源的日益枯竭与生态环境的日益破坏,积极发展新能源与可再生能源,优化能源结构引起了全世界范围的广泛关注,风电作为一种技术最为成熟、成本最为低廉的清洁可再生能源,在世界范围内得到了快速发展,成为全球增长速度最快的能源,我国在2012年成为全球风电第一大国,新增装机容量也一直稳居世界第一。与飞速增长的装机容量共同出现的,是日益严峻的“弃风限电”问题,这一问题,一是源于我国源荷逆向分布,就地消纳能力不足;二是源于跨省跨区的互济能力未充分发挥。针对以上几方面问题,本文在我国交直流混联系统背景下,聚焦于多种资源配合,跨区域互济,对高比例风电接入情况下的电力系统发电备用协调优化进行了研究。(1)提出了一种计及风电功率预测误差相关性的场景生成及场景消减方法,构建了多种不同比例的高比例风电场景。准确的对风电不确定性进行建模是合理配置备用容量以及制定备用计划的重要基础与保障。本文采用非参数核密度估计、Copula理论、蒙特卡罗采样算法以及改进的K-medoids聚类算法,进行计及相关性的风电场景的生成与消减。通过多风电场功率预测误差历史统计数据,运用核密度估计拟合得到各自的边缘分布,通过极大似然估计与最短欧氏距离法选取最优Copula构造多风电场功率预测误差的相依结构,采用蒙特卡罗算法采样获得大量相关性场景。针对常规聚类算法收敛慢的缺点,本文提出一种改进K-medoids聚类消减算法对场景数量进行缩减。算例采用我国五个风电场集中接入点2013年全年的风电功率预测误差数据进行了计及预测误差相关性的场景的生成与消减,验证了本文所提方法的有效性。(2)针对风电就地消纳能力不足,火电备用调峰容量短缺的问题,提出了一种多种资源相协调的单区域发电备用协调优化模型。采用条件风险价值理论描述了电网的弃风风险与失负荷风险,在条件风险框架下进行发电备用协调优化,更好的平衡了风险与成本,更好的计及了小概率高风险事件。对电动汽车有序充电过程与风电有功主动控制提供备用容量方式进行建模,构建了计及风电功率预测误差相关性的综合考虑电动汽车与风电有功主动控制的两阶段日前随机机组组合模型。算例分析了风电功率预测误差相关性对备用计划制定的影响,验证了本文所提模型在缓解系统火电机组备用调峰资源短缺方面的积极作用。(3)针对源荷逆向分布,跨省跨区互济能力未充分发挥所导致的弃风问题,本文在特高压交直流混联电力系统背景下,提出了一种考虑直流输电线路灵活运行特性的分布式跨区发电备用协调优化模型与算法。首先将净负荷预测误差场景当做多状态机组,建立了子区域备用需求量与失负荷量、弃风量的关系表达式,将备用需求量求取与发电备用协调优化解耦,降低了计算规模。然后,考虑风电功率的跨区消纳与相邻区域间的备用互济,提出了一种考虑交直流联络线灵活运行特性的集中式发电备用协调优化模型,最后,提出了一种改进的目标级联算法进行分解协调优化,将集中式优化调度问题分解为上层优化主问题和下层优化子问题,上层网调制定区域间联络线传输容量计划与跨区备用计划,下层各区域调度中心独立制定本区域的发电备用计划。算例分析验证了本文所提分布式算法的有效性,通过与区域独立调度模式对比,验证了跨区调度模式在改善我国目前的弃风现状,提高清洁能源消纳比例,实现互联区域内资源的优化配置方面的积极作用。