随着可再生能源的发展,改善能源结构,增加可再生能源利用率,已成为目前电力系统发展的重要趋势。由于风电、光伏功率存在波动性、间歇性与随机性,如何利用多种能源互补发电技术,平抑可再生能源波动已经成为一个重要的研究课题。因此,对于解决平抑风电、光伏功率波动相关问题的研究具有重要的应用意义。本文深入研究了基于水电、光伏以及抽水蓄能构成的水-光-蓄互补发电系统的优化运行策略以及实时协调控制策略,以及光伏发电功率及负荷功率预测方法等问题,具体的研究工作如下:建立了水电机组模型、光伏发电系统模型及全功率变速恒频抽蓄机组模型,全功率变速恒频抽蓄机组通过全功率变流器将发电电动机与电网相连,可实现变速恒频运行,其具有更强的灵活性;并确定了水-光-蓄互补发电系统结构以及其控制架构。研究了光伏发电功率及负荷功率预测。分别建立了基于轻量型梯度提升机预测算法的短期光伏功率预测及短期负荷功率预测模型,模型在保证准确度的基础上,具有较高的效率及较强的可扩展性;建立了基于改进滑动平均算法的超短期光伏功率预测模型,具有较强的实时性。利用实际算例对模型进行了仿真计算,验证了模型的有效性。在考虑水光互补特性及集中式水-光-蓄互补发电系统特性的基础上,研究了水-光-蓄互补发电系统优化运行策略。分别建立了以互补发电系统总出力波动最小以及互补发电系统发电收益最大为目标,包含水电站出力、抽蓄电站出力、水库容量水位等约束条件的系统优化运行模型,采用遗传算法进行模型求解。利用实际算例进行了仿真计算,验证了算法的实用性。针对光伏功率波动平抑问题,提出了水-光-蓄互补系统实时协调控制策略,该策略基于经验模态分解法计算全功率变速恒频抽蓄机组及小水电机组参与平抑光伏功率波动的补偿功率,在光伏功率出现波动时,控制全功率变速恒频抽蓄机组和水电机组快速响应,提供补偿功率,实现光伏功率平稳并网。另外提出了基于光伏输出功率增速控制的平抑光伏出力波动策略,可减少抽蓄机组快速调节出力的次数。利用实际算例进行了仿真计算,验证了策略的有效性和可行性。