随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，加快开发利用可再生能源已成为世界各国的普遍共识和一致行动，全球风电装机容量从2008年的120.7GW增长为了2018年的590.9GW。大规模风电的接入给电力系统运行带来更大的不确定性，增大了系统发生大停电事故的风险，但风电启动功率小、启动速度快的特点可使其在电力系统恢复中发挥积极作用，因此研究如何让规模风电安全、高效地参与系统恢复来加快恢复进程具有重要意义。
　　本文围绕规模风电参与系统恢复这一核心问题，研究电力系统黑启动过程中最佳风电接入容量与接入时机的确定方法，针对不同问题建立了相应的优化求解模型，并最终形成了一组适用于规模风电参与系统恢复的辅助决策方法，论文的主要内容包括:
　　(1)动态风电穿透功率极限的计算方法与应用研究。从电力系统黑启动的快速性出发，考虑让尽可能多的风电参与系统恢复。首先为表征黑启动某时段系统可接纳的最大风电容量，定义了动态风电穿透功率极限的概念;然后计及极端风况的干扰，建立了求解动态风电穿透功率极限的机会约束规划模型;随后考虑系统暂态安全，进一步完善了优化模型并提出了相应的加速求解方法;最后将动态风电穿透功率极限应用于制定黑启动方案，为最大化利用风电功率加速系统恢复提供了决策支持。
　　(2)风电参与黑启动时电力系统的安全裕度分析研究。从电力系统黑启动的安全性出发，考虑在保证系统安全裕度的情况下让规模风电参与系统恢复。首先在电力系统各安全约束的基础上建立了风电参与黑启动的安全裕度指标，用以评价黑启动过程中接入某容量风电之后系统在某时段内的安全性;然后计及风况的随机性，将历史模拟法应用于生成未来风电出力模拟集，采用概率分布列来表示安全裕度值，提出了基于概率分布列的风电参与黑启动的安全裕度分析方法;最后将该方法应用于分析风况对安全裕度的影响、分析风电接入容量对安全裕度水平的影响、评价某风电场对系统安全性的影响，为安全利用风电功率加速系统恢复提供了决策支持。
　　(3)风电的黑启动价值评估及其应用研究。为兼顾电力系统黑启动的安全裕度与快速性、充分发挥风电的黑启动价值，首先基于风电对系统恢复的正、负面影响，建立了风电的黑启动价值函数，以此统一度量风电接入电力系统后在某研究时段内给系统恢复带来的收益与损失;然后计及风电出力的不确定性，提出了基于条件风险方法的风电黑启动价值评估方法;最后将其应用于确定风电接入时机和求解最佳风电接入容量，为最优化利用风电功率加速系统恢复提供了决策支持。
　　(4)含高渗透率风电电力系统的机组恢复顺序优化。为解决含高渗透率风电电力系统的机组恢复顺序优化问题，首先基于网架重构的多个目标，建立了机组恢复的双层规划模型;然后提取系统恢复过程中机组的出力特征，建立了网架重构过程中统一的机组出力表征模型;随后基于云相似度给出了未来风电出力场景的模拟方法，并将其应用于确定网架重构过程中风电场的有效出力值;最后提出了基于改进遗传算法的机组恢复顺序优化流程，通过优化机组恢复顺序从宏观上确定了系统恢复过程中合适的风电接入时机。