近年来,以风光发电为代表的新能源发电得到快速发展。但风光发电受自然条件影响,具有波动性和不确定性特点,若电力系统应对新能源发电和负荷波动的调节能力不足,或调度运行方式不合理,则会出现时段性弃风、弃光问题,新能源消纳困难。随着风光发电渗透率的不断递增,考虑风光发电的随机波动性,优化系统调度运行方式,提高系统运行经济性的同时保证系统安全运行,具有重要的理论价值和现实意义。首先,充分挖掘系统可控电源的调节能力,针对水电、火电的物理特性及发电过程、可控负荷的功率响应过程,从各环节的运行机理分析,得到功率需求指令变换与机组功率变化的时间函数关系,建立火电机组、水电机组及可控负荷的动态功率调节模型。对比分析了水电、火电和可控负荷三种调节资源的功率响应范围,得出在功率调节速率方面,高载能可控负荷>水电>火电,高载能可控负荷更适合调节短时间尺度快速的功率波动,而火电机组适合调节长时间尺度缓慢的功率波动。其次,根据水电、火电、可控负荷的动态功率调节差异,借助离散傅里叶变换算法将净负荷曲线进行频段分解,通过合适的分频频率将净负荷功率曲线重构为低、中及高频三部分,并赋予调节能力相当的可控机组以平抑各频段分量波动。通过对各频段下可控机组调节能力与和系统调节需求的匹配分析,构建基于水-火-荷动态功率调节的两阶段分频调峰优化调度。第一阶段在风电的预测值下,以水-火-荷运行成本、启停成本之和最小为优化目标,确定水-火-荷的基点运行功率及机组启停状态。第二阶段计及风电的不确定性,并采用矩不确定性集合刻画风电出力的不确定性,以水-火-荷调峰备用购买成本、切负荷及弃风惩罚成本之和最小为优化目标,建立系统应对净负荷功率随机波动的调整模型。为使模型便于求解,采用分段线性逼近法和McCormick包络将非线性函数线性化,进一步借助列和约束生成(C&CG)算法,通过主、子问题迭代求解,仿真结果验证了所提模型的正确性及有效性。最后,考虑风电和负荷双重不确定的概率分布难以准确估计的特点,提出净负荷波动速率矩不确定集合刻画系统功率变化的随机性,并结合水-火-荷不同频段下的功率调节特性,建立系统频段加权动态功率调节裕度模型。借助分布鲁棒条件风险价值具有描述尾部概率的良好特性,刻画恶劣风况下系统由于功率调节裕度不足所造成的弃风及切负荷风险。并以系统运行成本最低、弃风及切负荷风险最小、频段加权动态功率调节裕度最大为目标,提出基于动态功率调节裕度的水-火-荷分布鲁棒优化调度模型,以提高系统应对功率不确定性的能力。不同比例风电系统的调度结果表明,高比例风电系统采用所提出的模型可有效提高风电消纳量,保证经济运行的同时提高了应对净负荷不确定波动的能力。