发储共体电站是指将发电系统和储能系统集成在一体的电站,例如含储热系统的光热电站、抽汽与储热改造后的煤电。在发储共体电站中,储能系统可将发电过程中某种形式的能量进行直接存储,避免了不同形式能量之间的转化,可极大提高储能的效率。发储共体电站具有较好的灵活运行能力,是促进随机性可再生能源发电消纳的有效方案。本文对发储共体电站中的光热电站、生物质-光热耦合电站、抽汽与储热改造后煤电的运行优化及储能容量配置问题开展了研究,主要工作包括以下4个方面:(1)研究了含储热系统的光热电站运行模型与发电优化问题。基于光热电站的基本构成,分析了各个能量模块的工作状态,研究了光热电站的主要能流模式,建立了光热电站的运行模型;该模型考虑了发电模块热电效率的非线性特征,并提出了热电转化非线性关系的分段线性化方法。针对不同的电网调度模式,分别建立了面向发电计划和面向峰谷电价的光热电站自运行模型,研究了储热模块对光热电站自运行的影响。在光热电站运行模型的基础上,以燃料成本、碳排放成本和电力不足惩罚最小为目标,建立了含光热电站电力系统低碳调度模型。(2)研究了生物质-光热耦合电站的运行策略与周调度优化问题。考虑生物质锅炉燃烧约束,分析了生物质-光热耦合电站的内部结构和能流特性,建立了生物质-光热耦合电站的运行模型。以条件风险价值为风险度量指标,提出了电力市场机制下生物质-光热耦合电站的自运行策略,该运行策略可以充分考虑太阳辐射度不确定性给耦合电站带来的收益风险。基于天气预报信息,提出了面向周调度优化的太阳辐射度场景构建方法,建立了考虑天气阴晴交替变化的生物质燃料周调度分配模型。通过与日平均分配模式的对比,验证了本文所提模型的适用性;且仿真结果表明,生物质燃料周调度分配可以提高阴雨天气模式下耦合电站的发电能力,极大提高了系统电力供给的可靠性。(3)提出了抽汽与储热改造下煤电运行模型及促进风电消纳的效益评估方法。从低负荷运行能力、快速爬坡能力和快速启动能力三个维度,对制约煤电灵活运行的因素进行了分析,研究了提升煤电灵活性的技术机理。基于抽汽与双储热系统改造下的煤电基本结构和能流特性,考虑锅炉燃烧系统、储热系统和蒸汽-发电系统的能量耦合关系,建立了抽汽与储热改造后的煤电灵活运行模型。从电力系统调度模式出发,采用日前机组组合模型和日内经济调度模型,提出了基于全年365天电力系统逐日模拟的煤电和风电联合运行效益评估方法。通过算例仿真,分析了抽汽与储热改造对煤电和风电联合运行效益的影响,并对影响煤电和风电联合运行效益的主要因素(风电装机水平和煤电机组储热容量)进行了敏感性分析。(4)研究了高比例可再生能源场景下发储共体电站的储能容量配置方法。基于可再生能源场景的日平均模式聚类和时序序列聚类,考虑原始场景集合与典型场景集合数学矩及风光相关性的一致程度,提出了面向中长期规划的可再生能源场景构建方法。考虑光热电站光场与储热模块的能量耦合关系,提出了光热电站光场容量与储热容量协同配置优化方法。基于抽汽与储热改造后的煤电运行模型,提出了促进高比例风电消纳的煤电机组抽汽与储热改造规划模型。基于PSO智能优化算法和商业MILP求解器,提出了规划模型的求解框架,将储能容量规划问题分解为双层优化模型,有效降低了单个优化问题的求解规模,从而提高了求解速度。