全球经济现在处于迅猛发展的阶段,对各种能源和资源的需求量不断增加,资源紧缺和环境恶化是全世界面临的两大重要难题。中国也不例外,能源和环境问题伴随着经济的发展也日渐突出。为缓解资源匮乏,改善社会环境,中国要始终以可持续发展作为社会经济增长和能源转型发展的重要目标,加大对新的清洁能源的开发力度,提高清洁能源的利用率,减少对环境的破坏,使我国经济和能源实现可持续的良性发展。本文基于多能互补系统理论,将各类清洁能源与冷能、热能、电能等相结合组成联合体共同参与电网调度,从而解决以下两个问题:一是由于风光等可再生能源具有显著的不确定性和间歇性,导致清洁能源的开发效率不高,二是发电侧接入电网存在困难,成本高和难以控制,导致电能质量和可靠性降低。本文首先分析了国内外关于多能互补系统理论的研究情况和具体项目实践情况,就中国的清洁能源利用在储量分布、装机容量和并网情况进行了阐述,在此基础上研究了中国清洁能源的多能互补模式,为下文奠定理论基础。其次从电源侧、电网侧和用户侧三个角度建立协同优化模型:在电源侧建立风-光-水-火-储协同调度优化模型,考虑水电、抽水蓄能电站、储能电站联合参与调峰策略,并分析光热电站对多调峰源的补充效果,建立2阶段调度优化模型;在电网侧建立气电互联系统协同调度优化模型,构造了风电机组、光伏、燃汽轮机等多方参与的气电互联的虚拟电厂运行模型,综合考虑虚拟电厂运行经济效益、削峰填谷效应、碳排放量三个优化对象,引入需求响应,双侧联动公共电网和天然气网络,构建气电互联虚拟电厂多目标优化模型;在用户侧构建微能源网,以其运营效益最大为目标建立目标函数,并用CVaR方法和鲁棒随机优化理论来描述目标函数和约束条件中的不确定性,构造考虑需求响应和最大总排放配额的微能源网风险规避调度模型。最后分别运用实例验证了模型的有效性和合理性。总之,本文在电源侧、电网侧和用户侧分别构建了多源协同优化调度模型,对于解决清洁能源的不确定性、并网难度大以及提高清洁能源的消纳具有重要的理论和现实意义。