虚拟电厂通过分布式能源管理系统和先进的通信手段将配电网中分散安装的新能源、可控负荷和储能系统等合并管理,并作为一个特别的电厂参与电网运行,从而较好地解决源网荷之间的功率不平衡问题,以充分挖掘分布式能源优势为电网和用户带来价值和效益。随着我国“30·60”碳达峰碳中和战略目标的实施,以及加快推进构建以新能源为主体的新型电力系统,虚拟电厂中将集聚越来越多的光伏、风电等新能源,而新能源出力的固有不确定性势必给传统单阶段经济调度带来偏差。因此,面向碳中和提出一种灵活、全面的虚拟电厂优化调度方法,以应对新能源不确定性出力带来的影响至关重要。为此,本研究以碳中和背景下虚拟电厂优化调度方法为课题,将提出一种计及光伏不确定性的虚拟电厂两阶段优化调度方法。本文的主要工作如下:首先,针对光伏出力的固有不确定性会给传统单阶段经济调度带来偏差的问题,本文从日前和日内两个角度分析不确定性,设计了一种计及光伏不确定性的两阶段优化调度框架。基于含光伏发电的虚拟电厂基本结构,建立了包括光伏发电、电负荷、聚合温控负荷和微型燃气轮机的虚拟电厂各单元数学模型,分析了各单元的运行特点。在此基础上,设计了两阶段优化调度方法方案,在日前调度阶段,通过鲁棒优化法和最小化条件价值风险法,解决光伏不确定性导致的传统日前经济调度缺乏可靠性的问题;在日内调度阶段,通过利用聚合温控负荷和微型燃气轮机的备用容量分别平抑波动功率的高频分量与低频分量,解决光伏不确定性导致的联络线功率日前调度计划与日内运营策略之间出现较大偏差的问题。其次,针对虚拟电厂传统日前经济调度模型仅考虑经济性,忽略运行过程中内部单元利益平衡、对于配电网的影响和环境污染等问题,建立了面向碳中和计及光伏不确定性的虚拟电厂多目标主从博弈日前调度模型。基于主从博弈,计及虚拟电厂收益、碳排放和联络线功率波动程度的综合优化目标,考虑光伏发电的不确定性,利用鲁棒优化法和最小化条件价值风险法,构建了计及光伏不确定性的一主多从日前优化调度模型;与此同时,基于所建立的一主多从模型对主从博弈解的存在性与唯一性进行了证明,表明该模型存在唯一的Stackelberg-Nash均衡解;然后采用遗传算法联合二次规划的分布式均衡求解方法对模型进行了求解,得到了具有可靠性的计及光伏不确定性的日前优化调度方案。仿真结果表明,相比于传统日前经济调度模型,本文所提出的面向碳中和计及光伏不确定性的多目标主从博弈调度模型可保证虚拟电厂运营商综合收益、发电侧收益和用户侧收益三者趋于均衡,且改善了碳排放量、联络线功率均方差、负荷峰谷差率等指标。最后,针对虚拟电厂传统日内优化调度功率控制方法在处理非线性问题时计算复杂、效率较低的问题,提出了一种基于改进模型预测控制的虚拟电厂日内优化调度控制方法。利用Lyapunov稳定性定理对传统模型预测控制进行改进,分别推导了聚合温控负荷与微型燃气轮机的功率控制算法;利用聚合温控负荷和微型燃气轮机的备用容量分别平抑波动功率的高频分量与低频分量以实现日内响应,得到计及光伏不确定性的日内优化调度方案。仿真结果表明,与传统模型预测控制方法相比,本文提出的改进模型预测控制方法对于聚合温控负荷和微型燃气轮机的功率控制性能更好,且计算时间更短。上述工作提高了光伏不确定性条件下虚拟电厂运营商、发电侧和用户侧多方收益,改善了调度结果的可靠性,降低了碳排放量,有利于虚拟电厂外部运行特性的稳定。本文研究成果能够助力我国“30·60”碳达峰碳中和战略目标的实现,并为构建以新能源为主体的新型电力系统提供了新的思路。