为了实现“双碳”目标、建设以新能源为主体的新型电力系统,深化电力体制改革、加速能源结构转型势在必行。而风电、光伏等新能源的大规模并网增加了电力系统运行的不确定性,这就要求电力系统具有更高的灵活性来维持自身安全稳定运行。大规模可再生能源并入电网后,发电端和用电端都将具有一定的随机性,因此在电力系统优化运行中,不仅要保证电力电量平衡,还需要对能够预见和不能够预见的事件和状况快速做出正确的调整,当功率需求减小时减小供给,当功率需求增大时增大供给,即电力系统的灵活性。本文从灵活性供需平衡的角度出发,研究电力系统灵活性评估指标,进而给出考虑长时间尺度的规划、短时间尺度的运行模拟以及灵活性供需平衡的电力系统资源优化配置与运行方法,主要工作内容如下:（1）在总结风电和光伏出力波动性、随机性和间歇性特点的基础上,针对可再生能源出力概率建模问题,采用不确定分析方法建立风电出力的Weibull分布概率模型和光伏出力的Beta分布概率模型;分析光伏电站输出功率和风电场输出功率之间的相关性,建立考虑时空相关性的风光出力联合概率模型;建立电力系统灵活性供给和灵活性需求模型,提出电力系统上调灵活性不足期望和下调灵活性不足期望两种评估指标。（2）从多时间尺度的角度出发,针对可再生能源并网规模扩大后电力系统灵活性供给缺额的问题,考虑长时间尺度电源投资规划和短时间尺度运行模拟的交互,提出一种考虑灵活性的电力系统资源优化配置模型,该模型在运行模拟模块中考虑了需求响应和灵活性约束,也考虑了更短时间尺度的超短期运行模拟。在求解方法上,以成本费用最小为目标,采用多层次迭代求解的思想,从而使计算结果在保证电力系统灵活性供需平衡的同时实现经济性最优。（3）为实现建设含高比例可再生能源电力系统的目标,结合可再生能源消纳责任权重制和电力系统对灵活性资源的需求,充分利用市场灵活性,考虑不同省份之间能够进行可再生能源和常规能源的交易,建立上层模型为省间市场、下层模型为省内市场的两级电力市场优化运行模型。进一步在考虑灵活性的电力系统资源优化配置模型的基础上增加两级市场优化运行模型,建立一种同时考虑技术灵活性和市场灵活性的电力系统资源优化配置模型。在模型求解过程中,结合KKT条件、拉格朗日强对偶理论等手段将双层模型简化成单层混合整数线性规划模型。结果表明,两级市场可以有效促进可再生能源跨省消纳,有利于电力系统能源结构的转型。