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高渗透率分布式电源(Distributed Generation, DG)的接入给配电网的电压稳定水平、保护配合等带来了不利的影响,协调多个DG之间运行的虚拟发电厂(Virtual Power Plant, VPP)模式被认为是解决此问题未来的发展方向。本文针对VPP模式下利用DG来实现配电网电压协调优化控制的框架体系、协调优化控制模型以及协调控制算法等进行系统深入的研究。本文首先提出了基于多智能体(Agent)的VPP运行模式的配电网不同运行模式时的电压协调优化控制体系框架。重点研究了该控制体系中组织管理层Agent、协调控制Agent和执行层Agent在不同运行工况下的控制要求。给出了多Agent之间的协调配合模式以及之间的通讯方式。为实现虚拟发电厂模式下配电网电压协调优化控制提供了基础。针对VPP中线路阻抗比不同而引起的有功功率和无功功率耦合问题,提出了一种采用坐标旋转正交变换矩阵实现功率解耦控制的虚拟功率控制策略。以此为基础提出了一种适用于VPP运行模式的DG的新型电压下垂控制策略,并在虚拟功率控制策略中引入模糊PID电压下垂控制因子以提高VPP中DG的静态稳定性和动态响应特性,为实现基于VPP的DG控制提供了依据和具体实现方法。对VPP模式下的简单配电网结构仿真分析验证了本文所提出的模糊PID电压下垂控制策略的正确性和有效性。本文采用基于多Agent的协调控制理论,利用VPP中的DG Agent和常规调压设备Agent实现配电网电压协调控制,设计了相应的协调控制器。基于双线性矩阵不等式方法给出了多Agent协调镇定的充分条件,同时给出了在二次性能指标下协调控制器的优化设计方法。通过对含电压协调控制器的IEEE-33节点系统进行仿真分析,结果验证了所设计的电压协调控制器对系统的静态电压稳定性有很大的提升作用,而且通过对系统进行大扰动仿真验证了所设计的电压协调控制器可以在相当大的运行范围内很好的工作,能够很显著地改善配电系统的动态性能。针对VPP模式下配电网的经济优化控制,本文建立了以配电网有功网损、节点电压偏差以及DG和常规调压设备投资费用最小为目标的多目标无功优化控制模型,选用带精英策略的快速非支配排序多目标遗传算法(NSGA Ⅱ)对模型进行求解,结果表明该方法具有优良的计算效率和收敛能力,所得解的质量较高,通过对标准的IEEE-33节点和IEEE-69节点系统的仿真验证了该方法的正确性和有效性。另外当电力系统规模较大时,采用协同进化理论中的“分解一协调”思想将大规模电力系统优化问题分解成若干个子系统进行优化,提出了基于多Agent的协同进化算法。通过仿真分析,验证了本文提出的方法能够有效的处理规模较大的系统。