日益增长的全球能源需求,由此引发的气候变化和环境污染已成为全人类亟待解决的严重问题。通过发展低碳经济来重筑人类良好生存环境已经成为世界各国的共识。电力工业的二氧化碳排放量大约为全国总排放量的四成以上,故必须充分利用低碳发电技术,如风电等间歇性能源和能效电厂。其中,风电在带来绿色清洁电力的同时,所引出的系统调峰问题也妨碍了系统消纳更多的风电,此外,风电出力的随机性与波动性对于系统的安全运行构成了巨大的挑战,这就给电力系统旋转备用容量优化问题提出了更高的要求。作为主要的低碳发电技术之一,能效电厂具有灵活的运行特性,而且具备提供旋转备用容量的功能,在这种情况下,如何综合考虑能效电厂、风电以及低碳经济的引入对电力系统协调运行和旋转备用容量优化的影响,具有重要的研究价值。本文对低碳经济下含能效电厂和风电的电力系统协调运行和旋转备用容量优化问题展开研究。研究了能效电厂的通用模型,着重分析了移峰填谷类和可中断负荷类两类能效电厂的灵活运行方法,对移峰填谷类能效电厂进行了能量流分析,结合移峰填谷类能效电厂和可中断负荷类能效电厂的特点,进一步分析了两类能效电厂的调峰特性和备用原理。针对风电的出力特性和能效电厂的运行特性,提出了能效电厂与风电的多时段协调运行策略,并建立了能效电厂与风电的电力系统协调运行模型,该模型的目标函数将运行期内的燃料成本、碳排放成本、污染物排放成本、风电弃风惩罚成本以及可中断负荷补偿成本考虑其中,能够更加全面能效电厂与风电协调运行的优势。采用修改后的IEEE RTS 96系统对所提的模型进行仿真验证,研究了能效电厂与风电协调运行效益分析,不同配置的能效电厂对系统优化运行的影响分析以及不同容量的能效电厂对综合运行费用的影响分析,证明了所提模型的合理性和有效性。分析了风电引入对系统旋转备用的影响,将风电出力的不确定性考虑进系统的可靠性指标中,结合能效电厂提供系统旋转备用容量的原理,建立了能效电厂与风电的系统旋转备用容量优化模型,该模型的目标函数除了包含运行期内的燃料成本、可靠性成本和碳交易成本,还将系统旋转备用购买成本也考虑其中。采用修改后的IEEE RTS 96系统对所提的模型进行仿真验证,研究了不同旋转备用容量优化方法的结果对比,不同配置的能效电厂对系统旋转备用容量的优化结果分析,含能效电厂与风电的系统旋转备用容量优化结果分析以及不同风电渗透率的影响分析,证明了所提方法的合理性和有效性。