光伏发电的波动性及不确定性是大规模光伏电站并网面临的主要问题。本文从光伏发电波动性及不确定性的物理特性分析入手,提出了基于AR模型的AGC备用容量需求分析方法以及基于统计分析的光伏发电预测误差置信区间估计方法;基于上述研究成果,建立了考虑光伏发电波动性及不确定性的优化发电调度模型,并进行了算例验证。本文的主要研究内容和成果如下:针对因光伏电站并网引发的AGC备用容量需求,本文从时域和频域两个角度出发分析光伏发电功率波动性。为了获取足够分辨率的出力数据,本文使用气象数据进行仿真得到光伏阵列的出力,并利用光伏阵列出力数据对不同时间尺度和不同空间尺度的光伏发电波动特性进行研究;提出使用自回归模型(AR模型)对光伏发电出力数据进行频谱分析,得到光伏发电出力波动的关键时间尺度;利用滚动平均法对关键时间尺度的分量进行分离,验证了采用t分布拟合其概率分布效果良好,并计算得到示例的AGC容量需求。基于统计分析法,提出一种光伏发电预测误差置信区间估计方法。本文在对不同场景下的光伏发电预测误差进行了定性分析的基础上,提出以对光伏发电预测误差历史数据的统计分析的为基础的光伏发电预测误差置信区间估计方法;使用相对误差区间作为评估指标对置信区间估计方法性能进行评估,并与重采样法进行对比。算例证明本文提出的方法整体性能优于重采样法,具有实际应用价值。建立了考虑光伏电站接入的优化发电调度模型,进行算例分析和模型验证。兼顾传输极限约束、场景间离散爬坡约束、调节过程中机组AGC调节速率以及AGC和旋转备用容量分层协调优化等问题,建立了考虑光伏电站接入的优化发电调度模型;同时基于前述研究成果计算系统AGC容量需求,采用区间数表征光伏电站发电的不确定性;利用区间数理论,保留关键光伏发电场景;将非线性的优化发电调度模型转化成混合整数规划模型;通过算例分析验证本文所提出的模型和方法的有效性。