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截止2018年底我国风电、光伏总装机容量已超过350GW,可以预见光伏、风电在未来20多年里将保持强劲的发展势头,成为我国电力发展的主要方式。但是由于其固有的波动性、间歇性等特点,给电力系统安全运行和可再生能源消纳带来了巨大挑战。而利用水电站附近丰富环境能源资源大规模发展光伏、风电并使其与水电站捆绑形成一体化系统为电网提供优质电能是解决可再生能源消纳难题的有效方法之一,也是一种新型的发电模式。因此,本文提出一种考虑电网稳定性和经济性的风光水一体化发电系统多目标优化运行方法,并以龙羊峡水、光、青海湖风电场为案例对所提方法的有效性进行了验证。本文针对风光水新能源发电之间的多能互补特性,且在充分考虑韦伯概率分布的随机风电功率输出模型、受太阳入射角影响的光伏机组功率输出模型以及受水库防洪等因素影响的水电机组功率输出模型的基础上,提出一种考虑系统稳定性和经济性的风光水一体化发电系统多目标优化运行模型。然后,创新性的提出一种改进的基于模拟退火算法的快速非支配排序遗传算法(Improved fast non-dominated sorting genetic algorithm II based on simulated annealing,SA-NSGA-Ⅱ)对优化模型进行求解。对SA-NSGA-Ⅱ算法的改进主要有在变异阶段引入针对多目标优化的改进模拟退火方法,在非支配排序阶段采用两个比较个体的快速排序方法,在种群多样性保持阶段采用考虑方差的拥挤距离公式,大幅提高了求解效率和种群多样性分布。最后,以龙羊峡水、光、青海湖风电场集成发电系统为案例,根据皮尔逊三型(P-ⅡI)曲线对近30年龙羊峡水库年入库径流量进行分类,针对每一分类场景下的风光水互补优化运行系统分别进行了仿真。结果表明水力发电是光伏、风电的良好补充资源,不仅可以提高输送到电网的电能质量,还可以增加风电、光伏新能源发电的消纳,以及实现水库多年协调优化调度的优点。为了进一步验证本文所提的风光水一体化发电系统多目标优化运行方法的有效性,进行了风光水分散调度与联合调度的对比实验。通过比较两种不同方式的调度策略,验证了本文所提方法的优越性。