随着风电等清洁能源在电力系统中的接入比例越来越高,其波动性和不确定性对系统的有功平衡和频率稳定也提出了更高的要求。电力系统其中分钟级时间尺度的滚动周期以及实时调度对系统的整体有功功率平衡有着至关重要的作用,现阶段单纯依靠电源侧的调节能力已经无法满足系统功率平衡调节的需要,而负荷侧的资源则发挥越来越重要的作用。针对上述研究背景以及存在的问题,本文做了以下的工作:1.介绍了风电出力所存在的波动性以及不确定性这两种主要特性,分析了系统中常规发电机组通过调频缓解风电对系统造成的影响的原理,并结合常规调频机组的出力爬坡约束以及功率上下限约束等,提出了风电的波动性以及不确定性造成弃风现象的原因。接着介绍了变频空调的工作原理并建立了功率-温度动态变化的虚拟储能数学模型,指出其在分钟级功率波动平衡的重要作用,并提出了大规模变频空调群组的聚合方法。2.提出了考虑分钟级时间尺度风电功率波动平抑的变频空调虚拟储能优化调度模型,在该模型的目标函数中计及了发电机组的碳排放和耗量成本、风电场弃风惩罚成本、发电机组的功率爬坡成本以及虚拟储能的受控成本等,其约束条件中考虑了发电机组的爬坡约束、风电的出力约束以及变频空调用户的相关约束等。优化仿真的结果表明,本文所提出的变频空调虚拟储能调度模型在提升风电消纳能力,减少系统运行成本方面具有重要作用。3.提出了变频空调提供系统备用容量的原理及其相关约束,并给出了不同置信度下的系统综合风险备用容量需求以及弃风风险和切负荷风险的计算方法。基于考虑风电功率波动平抑的变频空调虚拟储能优化调度模型,提出了计及风电出力不确定性的系统备用优化模型。在该模型中增加了系统备用容量以及切负荷风险和弃风风险成本,并考虑到了备用容量的相关约束。通过算例仿真验证了变频空调在提供系统备用容量、减轻弃风风险以及切负荷风险方面的意义。