因为能源危机和环境问题,新能源受到越来越多的关注,特别是“3060”碳排放目标的提出,大力开发新能源成为推动我国能源转型、促进可持续发展的重要举措。可再生能源中风电的发展速度快、发展规模最大,但是其出力具有较强的波动性和不确定性。传统电网一般主要依靠发电侧的灵活调节能力来配合风电出力变化,以维持电力供需平衡。但随着大规模风电接入,系统中波动性和不确定因素增多,系统调节压力增大,给电网的安全经济运行带来了新的挑战。这其中包括:风电波动性和不确定性界定问题,风电波动性定量分析问题,含风电的电力系统优化调度策略问题,风电参与市场投标策略问题。在此背景下,针对风电波动性,本文研究了波动成本量化分析方法和降低波动成本优化方法;针对风电不确定性,研究了电力系统经济调度方法和风电商投标决策优化方法。论文的主要工作如下:针对风电波动性量化计算的难题,提出了风电波动成本分析方法。首先,基于风电特性,对波动性和不确定性进行了清楚的界定,研究了风电波动成本的构成和影响因素;针对火电机组平衡风电波动产生的调节成本问题,基于曼森-柯芬（Manson-Coffin）模型,给出了机组调节成本计算方法;在此基础上,引入场景构造法构建风电“等电量-顺负荷”场景,基于电力系统优化调度模型研究了风电波动成本计算方法;考虑到多风电场的平滑效应,提出了风电集群波动成本计算方法,并且基于合作博弈论给出了多风电场波动平滑效益分摊方法。仿真结果表明所提出的方法能有效衡量风电波动性带来的额外成本,为系统运营者挖掘风电价值和制定相关决策提供了依据。针对如何应对风电波动性的问题,提出了供需侧资源联合优化方法。首先,研究了储能和需求响应资源特性,分析了这两类资源在平衡风电波动性方面的优缺点;针对不同类型用户参与不同的需求响应项目的个体差异性,构建了基于动态弹性系数的需求响应模型,研究了基于电价和基于激励两种模式的需求响应策略;在此基础上提出了需求响应和风电、储能和风电以及同时考虑需求响应、储能和风电的协调优化策略,分析了不同的资源降低风电波动的有效性。仿真结果表明所提出的协调调度策略能有效降低风电波动成本,提高系统运行灵活性。针对风电和需求响应不确定过程难以用精确的概率密度分布来表示的问题,提出了基于信息间隙决策理论（Information Gap Decision Theory,IGDT）的电力系统经济调度方法。IGDT模型是一种非精确概率不确定优化方法,不需要事先假设风电出力和需求响应容量的分布形式。针对含风电系统经济调度问题,提出了两阶段优化调度策略:第一阶段,不考虑不确定性,研究了计及需求响应的风电系统机组组合优化方法;第二阶段,针对风电和需求响应不确定性,在第一阶段模型基础上,研究了基于IGDT方法的经济调度策略,分别构建鲁棒IGDT模型和机会IGDT模型,研究了不确定性对调度策略的影响。仿真结果表明采用非精确概率不确定优化方法,为考虑不确定性的经济调度问题提供了新的解决思路。所提出的方法能有效管理风电和需求响应不确定性带来的风险,降低系统运行成本。针对风电参与市场,由于预测误差产生偏差惩罚,进而带来的收益风险问题,提出了风电商投标决策优化方法。首先,为最大化风电商日前收益,设计了风电商和不同类型用户之间的需求响应交易机制;针对风电商面临的不确定性,提出了基于IGDT方法的投标策略;针对不同类型风电商的风险态度,构建了鲁棒模型和机会模型分别用于优化风险规避型和风险追求型决策者的投标策略;考虑到风电出力和需求响应双重不确定性,建立了双目标决策优化模型,通过法线边界交叉（Normal Boundary Intersection,NBI）方法和模糊理论进行求解。仿真结果显示所提出的方法能有效帮助具有不同风险态度的风电商构建合适的投标策略,降低不确定性带来的偏差惩罚,提高经济收益。