发展可再生能源是我国的一项重大战略目标,国家发展和改革委员会发布的《可再生能源发展“十三五”规划》,确立了“加快推进包括水电等非化石能源发展,积极有序做好风电、太阳能等可再生能源转化利用”的思路。为响应国家能源政策,近年来湖南省积极发展风电和光伏发电。由于湖南一次能源相对贫乏,对外依存度很高,因此可再生能源的开发利用成为当务之急。区域资源丰富程度是衡量可再生能源开发利用的前提,资源分布不均和容量配置不合理对电网的安全平稳运行带来诸多问题并造成资源的浪费。为此,论文针对湖南省水、风、光可再生发电资源,开展资源特性分析、概率潮流分布及联合运行系统中风光电站装机容量的优化配置研究。首先,建立了风力发电和光伏发电的出力随机模型,进而基于Copula理论建立风光出力联合概率分布,对风光出力的相关性和互补性进行详细模拟。并基于气象部门历史监测数据,采用统计学方法对湖南水、风、光发电资源时空分布进行了详细刻画,主要涉及湖南多水区和少水区、各区域风速变化、三类相似性地区太阳能辐射量分布等,对各区域水、风、光装机容量、并网容量以及出力特性进行了分析,为下文研究风光接入对湖南电网概率潮流分布的影响以及湖南风光电站容量优化配置奠定基础。其次,建立了节点注入功率和支路功率的线性化模型,并分析了半不变量和Gram-Charlier级数展开法在概率潮流中的应用。接着在第二章对湖南水风光资源时空分布和出力特性分析以及建立的基于Frank-Copula函数的风光出力联合概率分布的基础上,利用半不变量和Gram-Charlier级数展开法,分3种场景对风光发电接入湖南500kV系统进行潮流计算分析。对比了不含风光接入、风电单独接入和风光互补接入下湖南电网稳态潮流变化特性,为下文研究考虑多类型水电协调的风光电站容量优化配置中电网的安全平稳运行提供保障。最后,针对径流式水电、梯级水电和抽水蓄能三种不同水电站建立其出力模型,并提出一种多类型水电-火电-风光联合系统运行策略。在此基础上,综合第二章的资源特性、出力特性和风光互补特性分析,第三章的风光接入对湖南电网概率潮流影响分析,以风光电站投资建设成本、联合系统运行维护成本及购电成本最小和风光发电占负荷需求比例最大为目标,考虑多类型水电站运行、水库库容、结点电压、支路功率和联络线传输功率等约束,建立了多类型水电协调的风光电站容量优化配置模型。基于湖南电网500kV线路等效接线图,将风电和光伏发电分别接入湖南风、光资源相对丰富区域的苏耽和罗城节点,采用基于极限学习机的改进粒子群算法进行仿真模拟,得出一种最优的风光电站装机容量配置方案。对比径流-梯级-火电-风光、径流-抽蓄-火电-风光、径流-梯级-抽蓄-火电-风光三种不同类型水电、火电和风光组成的联合系统在典型日的运行情况,得出径流-梯级-抽蓄-火电-风光联合系统配置的风光电站装机容量最多,且系统的日运行经济性最好、风光发电占负荷需求比例最高。