在可再生能源和电能替代发展战略下,分布式电源以及储能、可控负荷等在配用电侧兴起,分布式能源（Distributed Energy Resource,DER）将成为未来电力系统的重要组成部分。目前对DER的管理和利用方式包括主动配电网、微电网、动态电价、虚拟电厂等。其中,虚拟电厂对地理位置分散、异构的DER进行聚合后参与电力市场和电网管理,并发挥DER的规模效益。论文工作的要点如下:首先,本文综述了上述管理方式的基本架构和关键问题,指出虚拟电厂在信息通讯基础设施、电力市场、DER集成方面具有良好的适用性。虚拟电厂的研究和应用当前处于起步阶段,其提供了从集中式电力生产传输到分布式能源利用发展路径过程的一种解决方案,具有广阔的应用空间。第二,考虑到DER技术特性各异,建立通用的虚拟电厂互动资源发电模型。随后,将DER分为分布式电源和柔性负荷两类,以光伏、风电、空调、电动汽车及储能这五类资源作为典型代表,详细分析其功率特性。此外,与传统负荷对比,柔性负荷具有可调度特点,传统可靠性定义分析柔性负荷,容易低估充电负荷的调节能力。因此,本文根据柔性负荷用能需求,重新定义“失负荷”,并根据柔性负荷响应特性提出可削减负荷及可转移负荷的可靠性指标。第三,虚拟电厂的调节能力由内部联盟成员组成方式及响应能力决定。考虑到用户的响应值受用户响应意愿影响,以虚拟电厂对互动资源的控制权限为依据,将互动资源响应电量划分为有、无风险资产,将资源响应计划分配问题映射至投资组合理论中资产权重配置问题,以组合风险衡量用户响应电量不确定性,以预期收益最大为目标建立优化组合模型,为混合型虚拟电厂资源组合提供依据。第四,高比例分布式可再生能源发电容易引起潮流阻塞。利用DER的分散性,虚拟电厂基于用户协议,提出向电网提供阻塞管理服务的替代方案。为应对运行中功率预测误差引起的不确定性,采用日前-日内协同优化调度方法,建立两阶段优化模型。在第一阶段,建立日前优化调度模型,采用场景集描述可再生能源预测的不确定性;在第二阶段,采用滚动优化方法,不断更新资源负荷预测值,以最大程度降低由预测误差引起的不确定性。论文以多种柔性资源的聚合和灵活调控为基础,面向多种可控资源优化组合和经济运行问题,构建虚拟电厂优化运行模型,为虚拟电厂的实际应用提供支撑。