发展非化石可再生能源对我国能源结构的调整意义重大。风能作为一种可再生的绿色能源,具有资源丰富、技术成熟、市场竞争力强的优点,发展前景十分广阔,预计到2020年,我国风电装机容量将达到2亿千瓦。由此可见,我国风电的战略地位将由目前的补充能源逐步上升为一种替代能源乃至主导能源,可以预见,未来我国将形成一个风水火紧密耦合的互联大电网。然而,出力具有随机性的风电大规模利用,一方面使其本地消纳困难,出现严重“弃风”现象；另一方面使电力系统各环节运行成本上升。因此,需将风电大规模开发、输送和消纳纳入电力发展统一规划,建立灵活经济的大规模风电优化调度方法。本文以含风电电力系统的调度运行方法为研究对象,构建可控负荷的电价响应模型、成本费用函数以及风电出力概率密度函数,研究风电出力的短期预测方法,以此为基础,将可控负荷作为一种调峰资源纳入含风电电力系统的调度体系之中,考虑风电出力随机性,以及其对电力系统输电断面安全性的影响,提出了考虑源荷互动的含风电电力系统安全经济调度方法。1)针对不同的负荷侧控制方式,研究其响应、控制特性,以此为基础,构建了描述可控负荷电价响应特性的数学模型,利用边际成本理论,建立了可控负荷的成本费用模型并提出其参数估算方法。提出了一种基于最小二乘支持向量机和混沌粒子群算法的风功率短期预测方法,并利用基于实际数据的算例,仿真验证了上述算法在预测精度方面的优越性。2)研究了风电大规模接入对电力系统调峰平衡的影响,以及系统的调峰策略。提出了含风电电力系统的调峰平衡判别模型及相应计算方法,及其调峰策略优化模型,利用实际电网数据进行仿真计算,结果表明：风电大规模接入对电力系统的调峰平衡带来显著负面影响,而影响程度与风电接入电网的方式密切相关,而所提出的调峰策略优化方法可以有效降低系统的调峰损耗。3)将可控负荷作为一种可调度的调峰资源,纳入电力系统调峰体系之中,针对风电出力的不确定性,基于风险约束理论,建立考虑可控负荷调峰和风电出力随机性的电力系统经济调度模型,并通过双层搜索算法对模型进行求解,基于10机算例的仿真结果表明：所建模型充分挖掘了可控负荷的潜在调峰效益,考虑了风电大规模接入给电力系统注入的不确定性因素,与现有调度模型相比,不仅具有较好的经济效益,实现了系统安全性和经济性的统筹协调,还有助于提高系统对风电的消纳能力。4)考虑风电出力波动对电力系统输电网络安全的影响,将安全校核以约束条件的形式纳入到考虑可控负荷调峰和风电出力随机性的电力系统经济调度模型之中,构建其安全经济调度模型,基于Benders分解技术将模型解耦为一个主问题和一个子问题,对于机组组合优化主问题,利用帝国竞争算法进行求解,对考虑安全校核的经济负荷分配子问题利用线性规划算法进行求解,以Benders割为纽带,实现上述两个问题之间的交互迭代。基于标准算例的仿真结果表明,考虑线路安全约束的风电调度方法虽然可能降低系统运行的经济性,但是可有效防止线路潮流越限的情况出现,提高了系统运行的安全可靠性。本文的研究工作得到了国家自然科学基金(51207113)的资助。