在电力市场环境下,电网的可用输电能力(Available Transfer Capability,ATC)既是评估系统运行安全性和可靠性的测度指标,也是引导电力市场交易决策和资源优化配置的参考信号,对多区域互联电力系统的调度运行和建设规划具有重要的技术价值和经济价值。在清洁化、低碳化和多元化的能源革命背景下,以风电为代表的可再生能源高比例并网发电是我国电力系统当前的发展趋势和未来的潜在特征。在含风电并网电力系统中,受风电出力随机性、波动性和间歇性的影响,系统的运行方式变得愈发复杂多变,电力电量平衡也呈现出概率化特征。尽管关于ATC计算方法的研究已经取得了丰硕的成果,但是如何合理地计及风电等不确定性因素,提出兼顾计算精度和计算效率的ATC计算方法,依然是一个热点问题。为此,本文从不确定性量化分析和随机规划的角度,着重关注风电不确定性对电力系统静态运行特性的影响,对含风电并网电力系统的ATC计算方法开展研究工作。论文的主要内容及成果如下。提出一种基于稀疏混沌多项式的概率潮流计算方法。该方法根据广义多项式逼近理论,以正交混沌多项式拟合输入随机变量和输出响应之间的函数关系,以基于压缩感知的随机配点法确定多项式展开系数的稀疏解。将构造得到的稀疏混沌多项式作为概率潮流计算的代理模型,快速获得待求潮流量的概率统计特征。压缩感知技术的应用使得该方法克服了经典计算框架下,潮流计算次数随输入随机变量个数增长而迅速增加的缺点。算例分析表明,相较于蒙特卡洛模拟法,所提方法能够以较小的计算量获得准确的概率潮流计算结果。提出一种基于改进随机响应面法的概率潮流计算方法。针对经典随机响应面法不能处理随机变量相关性、且计算效率随输入随机变量个数增长而迅速下降的缺点,应用奇异值分解技术将具有相关性的高维随机变量转换成一组低维空间中的独立随机变量,以实现减少潮流计算次数的目的。针对经典随机响应面法无法处理离散型随机变量的不足,结合灵敏度法开断潮流分析和全概率理论公式,实现支路N-1随机开断的快速模拟。算例分析结果表明,利用所提方法能够准确、高效地评估计及相关和离散随机变量条件下的电网潮流分布特征。提出一种基于低秩近似函数的概率ATC计算方法。该方法根据小规模采样样本下的确定性ATC仿真计算结果,建立具有统计意义上等价效果的低秩近似函数作为概率ATC计算的代理模型。通过代理模型下的代数运算可以快速生成充足的ATC样本,进而统计得到ATC的相关概率指标。在所提方法中,构造有效代理模型所需要的ATC样本规模与输入随机变量个数呈现近似线性关系。算例分析结果表明,相较于其他典型概率ATC计算方法,所提方法针对不同的应用需求可以实现计算精度和计算效率的协调。提出一种电网ATC的全局灵敏度快速分析方法。在概率ATC计算的基础上,引入全局灵敏度分析,构建完整的电网ATC不确定性量化闭环分析框架。该方法首先根据少量次确定性ATC仿真计算结果,建立稀疏混沌多项式或低秩近似函数作为ATC计算的代理模型,然后根据输入随机变量的相关性结构,选择合适的灵敏度指标表达式,通过代理模型下的代数运算快速求取全局灵敏度指标。该方法计算量小,在实际大规模电网中具有应用潜力。全局灵敏度指标量化了输入随机变量不确定性对ATC方差的贡献重要度,可以为电力系统的运行和规划提供新的视角。提出一种基于机会约束规划的ATC计算模型和求解方法。该方法通过高斯混合模型描述多个风电场功率的复杂联合概率分布特征,再结合线性化直流潮流方程推导机会约束条件中随机变量累积分布函数及其反函数的解析表达式,最终将机会约束规划问题转化成一个线性优化问题求解。算例分析验证了直流潮流模型下,所提机会约束条件处理方法的准确性和有效性。此外,算例分析还表明,基于机会约束规划的ATC计算模型,能够反映风电功率不确定性对电网静态运行特征的影响,其ATC计算结果能够兼顾电力系统的运行安全性和经济性。