“三北”地区作为新能源发电基地,严重匮乏具有灵活调节能力的调峰电源,同时该地区在冬季供暖期,占主体地位的燃煤热电联产(Combined Heat and Power,CHP)机组工作在“以热定电”的运行方式下,造成系统调峰能力不足,难以应对大规模风电并网所带来的间歇性、随机性、波动性问题,导致弃风现象频发。为达到我国“三北”地区风电的有效消纳,实现清洁、低碳、安全、高效优化调度发电,本文聚焦于热电联合优化调度,借助虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)调度平台,开展了基于VPP的热电负荷优化调度研究。首先,本文将一定区域内的大型热电厂、风力发电、光伏发电、电锅炉与储热装置聚合成VPP参与电网运行。为计及风光出力不确定性对调度的影响,通过拉丁超立方采样(Latin hypercube sampling,LHS)、乔里斯基分解与同步回代法得到典型场景集。在此基础上,以期望经济效益最大化为优化目标,旋转备用可靠性约束为机会约束,构建了考虑附加热源的VPP热电联合随机优化调度模型,并通过自适应遗传算法实现模型求解。仿真结果表明,电锅炉、储热和电锅炉+储热这三种附加热源形式,均可在一定程度上改善风电消纳情况;另外,应根据系统弃风情况合理选择附加热源形式,以充分利用各类附加热源优势,在达到消纳弃风目的的同时,减少设备投建费用。其次,针对大量附加热源的投入在提升系统弃风消纳效果的同时,也会带来额外的设备投建费用这一问题,本文在第二章的基础上,考虑用户侧供电、供热舒适度的作用,建立了考虑用户舒适度的VPP热电联合随机优化调度模型,并通过自适应遗传算法实现模型求解。仿真结果验证了在VPP热电联合系统中考虑用户热、电舒适度后,可促进风电的有效消纳,减少附加热源的投入,并获得较好的经济效益,且相比于单独考虑用户热、电舒适度,同时考虑用户热、电舒适度可获得更好的效果;此外,应当合理选择用户舒适度的取值,以期实现VPP运行经济性与用户舒适度之间的折中。最后,为实现VPP可根据实时电价水平灵活参与电网运行,并获得经济效益的最大化,本文运用基于LHS的场景法处理风光出力的不确定性,提出了一种基于实时电价的VPP运行策略。基于一定置信水平满足系统可靠性要求的同时,以VPP期望经济效益最大化为目标,通过源荷协同优化预留旋转备用容量,建立了基于VPP的源荷双侧热电联合随机优化调度模型,并采用两层优化的思想,通过黄金分割与自适应遗传算法对模型求解。仿真结果表明,提出的调度策略可使VPP根据实时电价水平灵活制定出力计划,在有效应对风光出力不确定性的同时,获得很好的经济效益。