为了早日实现碳达峰、碳中和的伟大国家战略目标,使我国进入绿色可持续发展的新阶段,广泛使用新能源已成为一种不可阻挡的趋势。但风电、光伏等受环境影响而导致出力存在波动的新能源大规模接入电网,势必会给电网运行的稳定性、经济性带来较大的压力。而虚拟电厂通过通信与聚合的技术手段,将分散在不同区域的分布式发电机组、电池储能系统和可控负荷聚合起来进行协同优化调度,降低新能源出力的不确定性,为分布式电源大规模接入电网、参与电力市场竞争提供了有效的解决途径。本文围绕虚拟电厂聚合与调度优化模型展开研究,主要工作归纳如下:（1）研究单个虚拟电厂的聚合问题。虚拟电厂存在源荷不确定性的问题,这会导致虚拟电厂在获取收益的同时也要面对一定的风险损失。针对这个问题,在日前从现有的多电源机组中选择可调容量合适的机组组建虚拟电厂,就能有效规避风险损失,使虚拟电厂的收益最大化。采用条件风险价值作为风险度量指标,以运行收益最大化和风险损失最小化为优化目标,建立基于CVa R风险控制的多电源虚拟电厂机组聚合优化模型。首先采用场景技术来模拟虚拟电厂中源荷的不确定性;然后在此基础上研究了虚拟电厂管理者的风险偏好对虚拟电厂机组选择的影响,以及环境惩罚成本和购电电价对虚拟电厂机组选择的影响;最后算例结果表明该模型使得虚拟电厂可以在众多机组中选择最合适的机组,获取较高的收益以及面对较低的风险损失。（2）研究多个虚拟电厂的聚合问题。引入可控机组租赁商,租赁商通过调整机组租赁价格引导虚拟电厂租赁容量、价格合适的可控机组进行运行优化,使得总体的收益最大化。上层以租赁商通过租赁机组获取的收益最大化为目标,下层以各虚拟电厂运行成本最小化为目标,构建了面向市场交易的虚拟电厂群聚合的双层优化模型。在此基础上,利用线性化技术和互补原理将下层问题转化为均衡约束,进而基于强对偶理论将原始非线性双层优化模型转化为单层混合整数线性规划模型进行求解。最后通过三个场景的仿真结果对比可知该模型的总体收益最高。（3）研究多个虚拟电厂进行点对点能源交易问题。引入电力零售商,零售商通过价格歧视,决定购售电价来激励虚拟电厂参与能源协调管理,而虚拟电厂通过与相邻的虚拟电厂直接进行能源交易来响应零售商制定的购售电价。上层以零售商通过购售电获取的收益最大化为目标,下层以各虚拟电厂运行成本最小化为目标,为了提高虚拟电厂参与点对点能源交易的积极性,以广义纳什博弈为基础,公平分配通过能源交易所获取的收益,构建了计及价格歧视的虚拟电厂群优化调度双层模型。然后通过KKT、Big-M法、强对偶理论,将双层非线性模型转化为单层混合整数线性规划模型,通过商业求解器进行求解。仿真结果表明该模型可以使虚拟电厂获取额外收益,并提高抗风险能力。