风能具有分布范围广、清洁、零排放和可再生性等优点,随着风电技术日益成熟,风力发电逐渐被认为是最具发展规模和市场竞争力的可再生能源发电形式。然而,由于风能的随机性、间歇性和波动性,风电并网将对电力系统的安全可靠运行带来不可忽视的影响,尤其在风电场并网规模逐年增大的背景下,如何准确衡量风电场的容量价值,合理评估风电场入网后对系统可靠性及运行风险的影响是一个十分重要的问题。本文在已有相关理论研究和实践经验的基础上,开展了以下研究工作。第一,建立自回归滑动平均风速预测模型,并给出了表征风电场群间风速相关性大小的表达式,采用两状态马尔可夫过程描述风电机组的随机停运,考虑风电场的尾流效应,基于风电机组的功率输出特性曲线,建立风电场的可靠性模型。第二,从发电系统可靠性层面,基于序贯蒙特卡罗仿真,采用超线性收敛的抛物线法,计算风电场的容量可信度指标。同时,探讨了采用不同的指标衡量系统的可靠性水平时,容量可信度计算结果的差异,并研究了影响容量可信度大小的主要因素。第三,从长期规划角度,根据大电网中发电机、线路、变压器等元件的停运模型,结合风电场的可靠性模型,提出了一套含风电场的大电网可靠性评估模型和指标评估体系。基于IEEE-RTS79测试算例,分别研究了风电场装机容量大小、风电场替代常规电源以及风电场群之间风速的相关性对大电网可靠性的影响。第四,从短期运行的角度,分析含风电场的大电网在运行中的风险因素,依据风险因素产生的原因不同,将其分为偶然失效模式、老化失效模式以及预测的不确定性这三类,并分别建立时变风险评估模型。同时,建立了表征系统短期运行风险的指标体系,包括状态类指标、越限类指标和期望切负荷量指标。在此基础上,基于IEEE-RTS79算例,研究风电场并网对大电网运行风险的影响。