随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,电力系统能源结构正朝着清洁低碳化转型,未来电力系统中可再生能源渗透率将进一步提高,灵活性已成为除电力系统安全性、可靠性和经济性之外,表征系统运行特性的重要指标。目前,我国电力系统灵活调节主要依靠传统发电资源。随着可再生能源在电力系统中的渗透率不断提高,现有的调节能力难以满足未来高比例可再生能源电力系统运行的灵活调节需求。而用户侧分布式资源众多、运行方式灵活,是传统发电机组提高灵活性的有效补充。因此,有必要充分挖掘用户侧资源灵活调节潜力,以进一步促进新能源的消纳。随着我国能源供给方式的变革、智能电网的发展以及电力市场化改革的不断深入,配电系统的运行方式将发生重大转变,以微电网（Microgrid,MG）和负荷聚集商（Load aggregator,LA）等方式聚合管理用户侧多种灵活性资源将成为智能配电系统的一种主要手段,且多个主体共存于同一配电系统也会是一种普遍性的现象,在保证不同利益主体的安全运行的基础上实现多主体协调优化,是保障能源高效合理利用、提升系统运行灵活性的重要基础。另一方面,在市场环境下,电力系统经济调度和灵活调节服务（Flexible ramping product,FRP）等辅助服务需要通过市场手段来实现,建立合理的能源交易机制,寻求利益均衡的能源交易、调度策略,对实现电力系统经济灵活运行也同样重要。本文从用户侧出发,对用户侧多主体互动与交易机制进行研究,以期为高比例可再生能源系统的安全经济与灵活运行提供理论支撑。本文主要研究内容及成果如下:将用户侧多种分布式能源建模为MG的形式,研究配电系统运营商（Distribution system operator,DSO）与多个MG的协调优化问题。采用基于数据驱动的不确定性建模方法,充分考虑了配电系统和MG内可再生能源的不确定性,在此基础上将DSO和各MG建模为独立的主体,分别对其构建分布式鲁棒经济调度模型。考虑到两者联络线功率这一耦合变量,提出交替方向乘子法结合列约束生成算法的分布式求解方法,实现联络线功率的解耦以及DSO与MG间的协调优化。通过算例分析了不同FRP价格下MG的灵活调节能力,验证了MG对配电系统内部灵活性的提升作用。以LA作为用户侧多种分布式能源的管理形式,构建上层为DSO、下层为多个LA的双层优化模型。DSO代表内部负荷和LA参与电力批发市场,制定最优的运行决策,包括DSO在电力批发市场的购售电策略和DSO内部可控设备的调度结果,以及DSO与各LA的交易功率和价格。所提双层优化调度模型,实现了配电系统和内部多个LA的协调优化,保障了各LA的经济效益。算例分析了不同FRP价格下整个配电系统的灵活调节能力,验证了所提双层优化模型对主网侧灵活运行的支撑作用。将FRP这一新型交易品种引入用户侧市场,对考虑不确定性的电能量-FRP联合优化的市场出清机制进行了研究。针对包含多个LA的配电系统优化调度问题,构建电能量-FRP鲁棒优化调度模型,提出基于配网节点电价和不确定性节点电价的市场出清机制,利用配网节点电价对电能量进行结算,利用不确定性节点电价对FRP进行结算,通过上下层迭代出清保护了DSO与各LA的隐私信息。考虑下层各LA的风险承受能力,对LA分别构建了risk-neutral和risk-averse模型。基于所提市场机制,实现了对FRP的合理定价,能够提升灵活性资源提供FRP的积极性,激励各LA主动应对内部可再生能源的不确定性。将LA的概念拓展到一般产消者,研究了由多个产消者构成的配电系统的分布式能源交易问题。提出基于纳什谈判的多个产消者合作的P2P交易模型,实现了公平的效益分配。进一步将P2P交易模型分解为最优潮流和支付议价两个子问题。基于交替方向乘子法实现了各产消者的分布式求解,各产消者只需与相邻产消者交换必要信息,保护了各产消者的隐私信息。所提交易模型通过不同产消者的合作互动来进一步提高配电系统的运行灵活性,应对可再生能源出力波动,在保障配电系统安全稳定运行的基础上提高了整个系统运行的经济性。