随着社会的推动和技术的进步,电力工业近年来一直处于持续稳定的发展中,传统电网也在向着不断智能化的方向前行。电网的电源构成中新能源比例逐步提高,而电网中的负荷也已不完全是传统的被动刚性负荷,越来越多的可调度负荷加入到了电网的运行控制中。于是,在能源结构、电网模式和负荷类型的共同转变下,以电网为载体,电源与负荷相互之间的开放互动具有了物理基础,而现代信息通信技术、传感技术和控制技术的更新进一步给源荷互动提供了技术层面的支持。然而,源荷互动也给电力系统优化调度领域的研究带来了新的挑战。同时,电力市场化的发展也逐渐成为推动源荷互动的有效激励手段。以市场化为导向,进一步促进源、荷侧单元的良性互动也是针对源荷互动模式下电力系统优化调度研究的趋势。把握源荷之间的互动特性,并合理发挥电力市场手段以提升能源利用效率,实现与用户的良性互动,对电力系统优化调度领域的研究具有重要意义。基于此,本文以电力系统优化调度为核心研究内容,并结合了源荷互动模式和电力市场环境,对电力系统优化调度中涉及到的潮流计算新方法、系统综合安全评估以及市场环境下的优化调度新特征等进行了展开研究,具体研究内容如下:(1)潮流计算一直是包括电力系统优化调度在内的诸多研究领域中最基本的问题。在源荷互动环境下,系统中的不确定性逐渐增多,传统的确定性潮流计算方法很难计及变量的不确定性。相比之下,概率潮流计算方法在处理相应问题时具有明显优势。本文研究了基于Nataf变换的空间转换原理以及点估计与Gauss-Hermite积分之间的关系,以Gauss-Hermite数值积分为基础,将Nataf变换的空间转换过程与点估计法相结合,进而提出了一种改进的基于多点估计的概率潮流计算方法。本文考虑了火电机组出力、风电出力的波动性,以及不同分布类型下的负荷随机性,在电网中存在大量非正态分布随机变量的场景下,计算精度相较传统点估计法有明显提高。(2)电力系统的安全性是优化调度中关注的一项重要指标,而互动模式以及可再生能源出力的波动性给调度过程中的安全评估带来了更大的挑战。针对该问题,本文研究了Hyper-box和Hyper-ellipse空间理论,并基于该理论建立了电力系统综合安全评估指标,同时在该指标下将概率潮流思想与系统安全评估相结合完成了指标的动态扩展,进而通过区间数排序形成了一种实用的系统综合安全评估方法。由于计及了风电出力和负荷波动引起的不确定性,并且可考虑主动负荷的互动响应特性,因此在灵活互动的智能用电场景下,本文提出的方法可准确而直观地反映出电力系统的安全水平。(3)在建立的电力系统综合安全评估指标基础上,本文形成了一种计及电力系统不确定性下基于安全特性的主动负荷响应策略。该主动负荷响应策略通过构建的考虑风电出力和互动不确定性的响应模型,在提供主动负荷响应方案的同时,能够以定量的形式反映出主动负荷的互动响应行为在消纳可再生能源时对于电网安全性的影响。(4)在当前源荷互动环境下,兼顾考虑安全性和经济性成了电网优化调度研究的关键。本文提出了一种源荷互动模式下的电力系统两阶段调度策略,在第一阶段中采用电力系统综合安全评估指标构建了含经济性和安全性的多目标日前调度模型,结合NSGA-II算法对该多目标模型进行了求解,并选取了经济性最优和安全性最优两种调度方案,对所提多目标优化调度模型下安全性与经济性的相互影响关系进行了定量分析;在第二阶段则考虑了风电出力低估/高估、火电机组出力调整、主动负荷响应等元素,设计了一种针对第一阶段调度预案的日内调整策略,能够评估互动响应对风电消纳以及系统日运行成本的影响,为不同区域电网中互动资源的响应机制设计提供参考。(5)随着电力市场的不断发展与成熟,电力系统的优化调度也将面临新的要求。本文根据节点电价机制从市场参与个体(负荷聚集商)的角度构建了一种含电网级储能单元和基于可中断负荷需求响应的虚拟电厂(Interruptible-Load Based Demand Response Virtual Power Plant,IBDR-VPP)单元的双层优化日前调度模型,并将该优化模型扩展至日内市场中,形成了一种计及故障预判时间的具有修复性质的策略调度方案。该方案可以衡量各互动单元在调峰方面的互补程度,同时根据对故障时间的预判指导互动单元进行响应调整,从而帮助负荷聚集商更好地处理潜在故障对调度策略的影响。