世界范围的能源开发利用正经历巨大变革，风电等可再生能源得到了越来越高的重视。由于风电不能稳定控制输出，其大规模开发不仅涉及到电网调峰运行能力的优化配置，而且涉及到输电网网架的优化规划。基于此背景，本文着重考虑在大规模风电场与抽水蓄能电站联合运行情况下的机组运行优化，并进一步考虑加入电网约束后的机组运行和网架规划的联合优化，同时针对大规模风电场与抽水蓄能电站联合运行的特点，完善了电网规划方案的评估方法。本文主要成果如下：　　（1）基于双馈异步风机的详细和简化模型，建立了考虑尾流效应的风速模型；采用K-means多机表征法，通过对风机容量、升压变等主要参数的调整与修正，建立了大规模风电场的多机聚合模型，在保证仿真精度的同时提高了仿真速度，可满足电网规划要求。　　（2）建立了无网络约束下的大规模风电场与抽水蓄能电站联合运行的机组组合优化数学模型，应用具有量子行为的粒子群算法（QPSO）进行求解；根据风电和负荷波动特性，结合电网实际运行，提出了由所在电网分区内抽水蓄能机组单独平衡、由所在电网分区内所有机组共同平衡、由全网所有机组共同平衡和由全网抽水蓄能机组单独平衡四种典型的联合运行方式，通过生产运行模拟比较，寻求系统最优调峰方式，使大规模风电场与抽水蓄能电站联合运行方式能够更好地适应未来复杂多变的不确定环境。　　（3）在大规模风电场与抽水蓄能电站联合优化运行的基础上，进一步考虑网络约束，建立了机网联合优化的输电网扩展规划模型，确立了机组运行组合和电网扩展规划两者之间的耦合关系；应用Benders分解将机网联合优化分解为规划扩展主问题和运行优化子问题，并应用QPSO算法有效解决了该模型在复杂大系统中的求解问题。　　（4）建立了考虑负荷增长有限不确定性的稳定裕度指标模型及求解该指标的基于“连续潮流-信赖域”技术的两层优化模型及算法；提出了基于网损最小、新增补偿电容最少为目标和考虑电压稳定性约束的两阶段并联补偿配置优化方法及求解相应优化模型的交互迭代简化算法。　　（5）建立了灵敏度法和蒙特卡罗法相结合的系统可用传输能力计算模型；建立了基于概率评估法的系统备用容量分析模型，通过时序蒙特卡罗抽样方法计算系统的备用容量可靠性指标。　　（6）建立了常规水、火、核，抽水蓄能和风电以小时为单位的出力时序模型；建立了风电场出力模型和故障模型；采用基于蒙特卡罗模拟的电网可靠性评估方法对规划方案进行评估。　　通过考虑大规模风电场与抽水蓄能电站联合运行的华东电网“十二五”联合规划方案与原规划方案的比较和评估，说明联合规划方案比原规划方案技术上更准确和全面，经济上更合理，从而验证了本文研究成果的可行性、有效性和适用范围。