虚拟电厂作为实现分布式能源有效聚合和可靠管理的重要形式,在保证分布式能源接入电网安全可靠性的基础上,作为整体参与电力市场竞争,在减少电网调度中心运行调度压力的同时增加分布式能源的市场竞争力。本文在对虚拟电厂相关理论知识及其国内外发展现状进行研究的基础上,从虚拟电厂参与市场竞价策略、虚拟电厂日内优化调度、含虚拟电厂的电力市场竞价三个方面对其优化调度及市场竞价展开了研究,本文的主要研究内容如下:1)针对虚拟电厂参与市场竞价问题,考虑了分布式能源出力随机性、负荷用户参与需求响应不确定性以及电力市场电价不确定性,优化目标设定为最大化虚拟电厂的整体收益,并采用信息间隙决策理论处理风电出力、需求响应以及市场电价的不确定性,采用各不确定量的历史波动数据的熵值来量化各不确定量的不确定特性差异,搭建了虚拟电厂参与日前市场与实时市场的联合市场竞价模型,从而确定了虚拟电厂参与联合市场竞价策略;最后,针对虚拟电厂参与联合市场竞价模型特点提出了可靠性和经济性指标以此来验证虚拟电厂竞价策略的有效性。2)针对虚拟电厂的日内优化调度问题,考虑到虚拟电厂内部风光等不可控机组的出力随机性和波动性、以及不同区域虚拟电厂之间的相互独立性,本文基于自律分散控制对多区域虚拟电厂的日内优化调度问题展开研究。在对自律分散控制系统及一致性算法的基本概念进行研究的基础上,搭建多区域虚拟电厂的结构模型,并建立多区域虚拟电厂自律分散控制策略。在日前阶段,以最大化虚拟电厂自身收益为目标对各区域虚拟电厂进行单独优化,得到其日前出力计划;在日内调整阶段,采用功率调节成本作为一致性变量对多区域虚拟电厂间的功率波动进行日内优化调度。3)针对含虚拟电厂的电力市场竞价问题,考虑了售电侧市场放开对需求侧资源参与电力市场的影响,对售电侧放开环境下含需求响应虚拟电厂的电力市场竞价进行研究。首先研究了售电侧放开环境下计及需求响应的虚拟电厂参与市场竞价的流程,建立了含虚拟电厂的电力市场竞价模型;各发电商、售电商及虚拟电厂在对其内部成员进行优化调度的基础上采用自适应学习方法对竞价模型进行求解,得到各自的上报出力计划,电力交易中心根据接收到的信息以社会效益最大化为目标进行市场出清。结论表明售电侧放开环境下发电商/售电商/虚拟电厂的经济性有所提高且市场整体的用电需求得到调整,同时售电侧市场的放开有利于提升需求侧资源参与市场的竞争力。