“三北”地区缺乏水电,以火电为主,且热电占比较大,近年来在风电装机容量快速增长后,出现了风电难以消纳、环境破坏十分严重等问题。为降低污染,北京、天津等北方大城市正积极发展“煤改气”技术,将传统的燃煤热电机组改为燃气-蒸汽联合循环机组。本文就实施“煤改气”方案后的燃气-蒸汽联合循环机组建模、热电联合系统调度、对风电消纳的影响与冷热电多能源系统调度等问题展开研究。首先,基于燃气-蒸汽联合循环机组工作原理与工艺流程的详细分析,构建了燃气-蒸汽联合循环机组的热电、冷热电数学模型,为后续相关研究提供了理论依据。其次,以系统总燃料成本最小为目标函数,构建了包括燃气-蒸汽联合循环机组、纯凝火电机组、常规热电机组、风电机组、调峰电锅炉的热电联合系统优化调度模型,研究了计算该模型的粒子群算法。通过算例仿真,对比分析了“煤改气”方案、“煤改气”规模以及风电渗透率等对电网风电消纳率的影响。最后,构建了一种以煤、风能、燃气、水能等一次能源为输入,电、热和冷等传统二次能源为输出的多能源系统总体架构。建立了各种多能耦合元件的数学模型以及冷热电多能源系统联合调度模型,并对比分析了“煤改气”方案、热负荷和冷负荷大小对冷热电多能系统总燃料成本与弃风率的影响。理论分析及实例仿真表明,燃气-蒸汽联合循环机组替换常规热电机组虽然增加了总燃料成本,但有利于系统风电消纳,且“煤改气”规模越大,风电消纳的效果越好,但风电渗透率增加会引起电网弃风率升高。多能源系统的集成与协调可提高风电消纳率,实施“煤改气”方案后,冷热电多能源系统的总燃料成本增加、弃风率降低,且随着热负荷、冷负荷的增加,冷热电多能源系统的总燃料成本、弃风率增加。