面对可再生能源快速发展和用电高峰持续攀升给电力系统源荷双侧带来的挑战,需求侧资源由于其数量大、成本低、响应速度快等优势受到了广泛的关注,而智能电网技术、高级量测与传感技术以及通信技术的发展,为需求侧资源参与电网辅助服务并维持电网功率平衡提供了有力的支撑。空调负荷作为一种典型的负荷侧柔性资源,在需求响应方面具有明显的优势:空调负荷在用电总负荷中占比高,可调节潜力大;空调负荷所处建筑环境具备一定的储能能力,可在保证用户舒适度的情况下实现空调功率的灵活调节;空调负荷的用电高峰时段与电力系统高峰时段重合,可用于缓解系统供电压力。因此,本文以分散式空调为对象,在建模分析的基础上,研究了空调负荷的多维度控制和调度策略,以提供调峰、调频、备用等多种电网辅助服务。本文的主要工作如下:（1）建立了不同类型空调负荷的基础模型并对比分析了不同控制方法的特点。针对定频空调和变频空调的不同工作原理,从热力学模型、电热转换模型和功率模型三个角度对不同类型空调负荷的基础模型进行了研究,根据运行特性的差异对不同类型空调负荷的控制方法进行了分析,并对空调负荷群的不同控制模式进行了总结和对比,为后续空调负荷参与各类电网辅助服务的调控策略研究奠定了基础。（2）提出了定频空调负荷参与电网调峰的协调控制策略。针对定频空调周期性运行特性导致的负荷多样性缺失问题,从开关控制和调温控制方法两个方面展开了研究。在开关控制方法下,设计了基于二分法搜索的响应策略和基于开关状态记录的恢复策略;在调温控制方法下,建立了设定温度调整时的空调负荷群动态聚合功率和可调度容量模型,并提出了空调负荷资源分批次优化协调的响应及恢复策略,有效地避免了负荷多样性破坏引起的功率振荡并满足了系统调峰的要求。（3）提出了基于分层分布式架构的定频空调负荷参与电网调频响应控制策略。建立了定频空调负荷群虚拟发电机组的下垂曲线,实现了与常规发电机组的调节能力等效和协调运行,并据此设计了基于一个中央控制器和多个本地控制控制器的空调负荷分层分布式控制架构。针对锁定约束造成的响应偏差问题,提出了基于触发频率本地更新策略的空调负荷协调控制方法,在减少通信压力的基础上保证了定频空调负荷参与系统频率调节响应的可靠性和快速性。（4）提出了考虑源荷不确定性的空调负荷参与输电网日前及日内备用优化配置方法。针对负荷、间歇式能源以及机组运行状态多种因素的不确定性,综合发电侧资源和空调负荷资源来满足输电网不同时间尺度下的备用需求。构建了适应于预测误差变化的输电网日前-日内备用优化配置框架,并提出了考虑连续的风电负荷不确定性和离散的机组状态不确定性的日前备用鲁棒优化模型以及多种源荷备用资源协调配置的日内滚动随机优化模型,实现了系统正常和不确定性情况下的供需平衡。（5）提出了变频空调负荷参与输配电网鲁棒备用配置的分布式协调方法。提出了基于虚拟储能模型的变频空调负荷聚合方法,并建立了考虑充放电状态切换可行性约束的变频空调负荷群聚合虚拟储能备用模型,其可与系统备用优化配置模型友好兼容。构建了输配电网协同独立运行的分布式调度框架,通过有功功率和备用容量这两种边界耦合变量实现了输配电系统的电能共享和备用支持,并以此为基础,提出了考虑变频空调负荷的输配电网备用分布式协调鲁棒调度方法,促进了输配电网中可调资源的灵活调度,有效地提高了整体的经济性和可靠性。