随着风电和光伏等间歇式可再生能源大规模发电并网，其出力的随机性和波动性将会给电网运行带来极大的挑战。与此同时，近年来需求侧负荷发展异常迅猛，尤其是以电热水器、空调、冰箱等为代表的温控负荷占电网总负荷的比重日益增加，并且此类负荷具有储能特性和灵活调度特性，是良好的需求侧响应资源。随着发电侧调度灵活性下降，需求侧“海量”的温控负荷，为提高可再生能源发电的利用率、保障电网运行安全稳定提供了丰富和优质的可调控资源。本文针对集群温控负荷参与电网运行的建模和控制问题，主要对集群温控负荷的聚合模型和控制方法进行研究。论文主要工作如下：
　　(1)构建了面向控制的聚合温控负荷聚合功率改进离散双线性模型。首先分析了温控负荷运行原理，建立了单体温控负荷运行状态描述模型，基于已有的温控负荷聚合双线性时间连续模型，改进推导出了面向控制的聚合温控负荷聚合功率改进离散双线性模型，为后续的控制算法研究奠定基础。
　　(2)基于构建的聚合温控负荷聚合功率改进离散双线性模型，设计了该模型的参数辨识方法，并利用反推控制原理提出了一种聚合温控负荷功率的控制方法。聚合温控负荷双线性模型的系统参数在外部环境影响下会发生变化，并且难以直接测量。针对该问题，利用模型分解的带遗忘因子递推最小二乘法设计了聚合温控负荷离散模型的参数辨识方法，获取了系统实际参数。鉴于离散模型的非线性特征，根据辨识所得的模型参数，利用反推控制原理设计了一种利用聚合温控负荷跟踪间歇式电源功率波动的控制方法。仿真结果表明，设计的参数辨识方法能够快速、准确地识别聚合温控负荷参数，提出的控制方法能够较好地实现集群温控负荷对参考功率的动态跟踪。
　　(3)基于用户舒适度建立了集群温控负荷任务分配模型，在此基础上，提出了一种基于误差补偿的聚合温控负荷分布式一致控制方法。当单个聚合温控负荷集群中负荷数量过多，并且当聚合商对所辖数个聚合温控负荷集群进行协同控制时，控制指令的传输可能给通信系统带来巨大的压力。针对该问题，将大集群温控负荷依照区域同质原则进行集群划分，并且基于分布式一致性控制架构，提出了基于误差补偿的聚合温控负荷分布式一致控制方法。为了减少温控负荷集群调控给用户带来的舒适性影响，还基于集群用户舒适度建立了聚合商温控负荷集群任务分配模型，并且通过集群用户舒适度量化了聚合温控负荷调控的优先级。仿真结果表明，所提控制方法在保证用户舒适度的前提下，能够实现对动态参考功率的准确快速跟踪。
　　(4)基于以上研究，本文提出的基于参数辨识结果的聚合温控负荷改进离散双线性模型为聚合温控负荷精确建模提供了新思路，针对聚合温控负荷功率跟踪提出的控制方法为聚合温控负荷参与电网调度运行提供了一个解决办法，为需求侧资源参与电网运行提供了新的途径。