近年来我国新能源发电的快速发展,其间歇波动性对电力系统安全运行提出了极大的挑战,因可调度资源不足而造成弃风、弃光等问题突出。仅依靠“电源跟踪负荷”的传统调度模式难以为继,将需求侧柔性负荷资源常态化地纳入电力系统运行已成为电力系统发展中亟需解决的难题。随着我国电力市场改革的快速推进,以市场化机制优化配置电力资源,为需求侧柔性负荷的高效利用提供了重要契机。如何聚合碎片化的需求侧资源并建立其运营响应机制,是电力市场建设的一个关键问题。课题以趸售电力市场和零售电力市场为研究环境,以需求侧资源为研究对象,以资源聚合响应建模为研究基础,通过在规划配置、优化投标、互动响应等方面的深入分析,系统性地研究了电力市场环境下需求侧资源聚合响应决策模型。论文的主要工作如下:1.建立了需求侧资源聚合模型。对需求侧资源聚合响应主体(Demand Side Resource Aggregation Response Entity,DRAE)进行了概述;通过分析需求侧资源的运行及调控特性,建立聚合响应模型;提出了一种需求侧资源聚合响应主体参与电力系统的日前-日内两阶段协同优化调度决策模型,通过算例验证了该决策模型的有效性和经济性。所提需求侧资源聚合模型为后续研究需求侧资源的规划配置、优化投标和互动响应决策模型奠定了研究基础。2.提出了一种需求侧分布式储能容量配置及布点规划的综合优化决策模型。针对分布式储能系统有序接入配电网中面临的规划与运行问题,建立了分布式储能接入配电网的双层规划配置模型:上层模型为考虑分布式储能系统投资收益和减缓配电网增容的容量配置模型,下层模型为考虑分布式储能特性和容量限制、调节负荷削峰填谷且平抑波动的布点规划模型,双层模型将长期规划和短期运行相结合;通过算例验证了优化模型的有效性。所提决策模型为规模化分布式储能系统接入配电网的规划与审核提供了技术支持。3.提出了一种需求侧资源聚合响应主体参与趸售电力市场的随机&鲁棒投标决策模型。建立了需求侧资源聚合响应主体参与趸售电力市场投标的总体技术方案;采用经K-means聚合削减的典型随机电价场景模拟日前电价的不确定性,利用可调鲁棒控制系数处理电动汽车充电行为及温控负荷外界温度变化的随机性,使用响应意愿系数模拟需求侧柔性负荷的响应不确定性;通过算例验证了所提决策模型的有效性和经济性,为需求侧资源聚合响应主体参与电力市场的能量管理和制定投标策略提供了决策依据。4.提出了一种需求侧资源聚合响应主体参与零售电力市场的互动响应决策模型。构建了需求侧资源聚合响应主体和需求侧用户之间的双层互动响应框架;建立了基于价格型和激励型的需求侧资源聚合模型,通过置信区间来处理趸售电力市场日前电价的不确定性;考虑了需求侧资源聚合响应主体和需求侧用户的运营经济性,建立基于互动博弈的响应决策模型;通过算例优化了决策模型中需求响应项目响应电价和响应激励的纳什均衡集,验证了该模型可实现运营市场主体和需求侧用户在市场交互中的利益共赢。为需求侧资源聚合响应主体参与零售电力市场的运营交易提供了辅助决策依据。5.提出了一种需求侧资源聚合响应主体参与两级电力市场的三层交互决策模型。以趸售电力市场和零售电力市场为研究环境,构建了需求侧资源聚合响应主体的三层交互框架;分析了电力系统运营商、需求侧资源聚合响应主体和需求侧用户的运行约束和响应特性,分别建立了优化目标函数;按照市场时间维度日前和实时两个阶段,将三层交互决策模型转换为两个双层非线性优化模型,通过KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和对偶理论对模型进行求解,通过算例验证了决策模型的有效性,得出决策模型的最优交互策略。为需求侧资源聚合响应主体参与两级电力市场的运营交互提供了决策依据。