随着社会经济的快速发展,生产生活对于能源的需求总量持续增长,资源环境对能源利用的约束作用也越来越强。大规模可再生清洁能源的开发及利用,为缓解能源可持续发展问题提供了坚实的基础。风能作为一种可再生清洁能源,近年来风电产业发展迅速,风电开发与利用规模不断扩大,风电开发及运营管理问题受到广泛重视。我国风能资源丰富,开发规模增长迅速,但风电运营管理水平仍需不断提升,风能综合利用效率有待提高,先进的风电开发及运营管理理论方法需要不断完善与拓展。面对风电未来长期的发展规划及科学发展要求,深入研究风电资源开发利用、运营管理优化的科学方法,提供有效的管理策略与优化手段,具有较强的理论价值与实践意义。本文为综合提高我国大规模风电开发及并网运营管理水平,开展了优化理论方法研究与实践分析,主要成果包括以下几个方面：(1)系统总结了大规模风电开发及并网运营现状与问题。介绍了我国风电发展并网运营的现状以及发展的主要趋势,总结了我国大规模风电发展的主要特点,挖掘了我国大规模风电发展存在的主要问题。(2)深入挖掘了风电并网运营的风速预测理论方法。明确了风速预测对风电并网运营管理的重要意义,对风速预测的基本理论进行了分析,提出了一种改进的MV法优选组合模型,构建了优化的量子粒子群-径向基神经网络预测模型,结合实证研究验证了改进及优化模型的先进性,对比分析了不同模型的预测精度。(3)对大规模风电并网可靠性问题进行了研究。从系统连续性、系统安全性和系统充裕性三个角度,提出了多维度并网风电场运营可靠性指标,应用蒙特卡洛模拟法进行了实证分析。(4)从调度优化与减少弃风两个方面开展了风电并网运营优化管理研究。提出了一种风电-火电-水电联合调度模式,兼顾了节能减排-环境成本最低、经济效益提升-综合成本控制、安全稳定运行-旋转备用容量保障的基本要求,为综合优化风电并网的联合调度提供了一种分析方法手段；提出了通过风电与传统电源联合运行、风电与储能装置协调配合的减少弃风方式,为综合提升风电利用水平,提高综合效益提供了很好的借鉴。(5)研究了风电并网运营优化效果综合评价问题。从技术性、经济性、社会性等三个方面构建了综合评价指标体系,运用德尔菲法协同层次分析法的评价模型进行了实证研究。(6)针对我国大规模风电开发及并网运营的发展提出了建议措施。从构建科学的风电发展战略规划,持续提升我国风电管理创新、技术创新及并网运营管理水平,建立我国风电发展辅助服务体系等三个方面进行了深入剖析。