近年来,我国对风电资源进行了大规模、集约化开发,使得风电一跃成为继火电、水电之后的第三大电源。大规模的风电并网,使得电力系统调峰矛盾日益严重,各地区均出现了十分严重的“弃风限电”现象,已成为影响我国风电产业发展的首要问题。研究面向风电消纳的梯级电站等效蓄能方法、挖掘现传统电源调节裕度,对提高电力系统消纳风电能力具有重要意义。本文分析了风电场出力特性和影响风电消纳的主要因素,研究了风电出力特性对系统调峰裕度的影响,引入“等效负荷”概念,得出满足风电消纳的“等效负荷”曲线,从调度方式上实现风电最大化消纳。通过挖掘梯级水电站之间的可调库容与互补能力,以梯级水电站期末蓄能等于或者大于期初蓄能为限制条件,建立了等效蓄能模型和风电——梯级水电站联合优化运行的数学模型。以三级梯级水电站与风电联合优化运行为例,分别根据风电出力受限、不受限和风电出力不足三种优化调度方式确定了模型求解方法,理论上实现了风电全额上网。本文以我国甘肃部分风电场和梯级水电站为例,进行算例分析,结果表明:充分利用梯级水电站之间库容的互补能力进行等效蓄能,通过下调上级水电站最小出力和引水发电流量,可以有效提高风电场上网出力,风电弃风率明显下降,降幅达到16%以上,但由于水库调节能力有限未能实现风电全额上网。