随着全世界电力消费的不断增长,新的技术将直接影响到电力的生产、传输、分配和使用;随着世界能源紧缺、气候变化和环境污染等问题日益严峻,分布式能源与清洁能源的推广应用已成必然趋势。风力发电机、燃料电池、生物质机组、微型燃气轮机和热电联产机组等都属于创新的发电技术。然而这些新型电源接入电网后,将给配电网乃至输电网的电压、电能质量、系统保护和调度运行等带来一系列的影响,并联模式下电网的监控和管理面临很多技术上的难题。而智能电网技术的发展恰好为新型电源的无缝并网提供了契机。智能电网技术有机融合了高级传感、通信、自动控制等技术,具有自我管理、自我恢复、兼容性强等特点。通过合理的应用智能电网技术,能在分布式电源接入电网后,实现实时互动和协调运行。为适应清洁能源、分布式能源的特性,智能电网需要结合了电网频率、联络线潮流和电压控制技术、发电预测模型和方法等为一体的高级控制技术。因此,能够解决分布式能源与清洁能源接入与控制的虚拟发电厂技术(Virtual Power Plant,VPP)被提了出来,并在欧美各国率先实践成功,被学术界认为是智能配电网的重要发展方向。本论文着力于研究智能电网中的虚拟发电厂技术。主要包括:(1)概述分布式发电与智能电网的发展,简要介绍了虚拟发电厂技术。作为后续研究的一个基础,对本研究所涉及的相关研究对象、主体、关键概念进行科学和规范化的界定,并介绍了多代理系统(Multi Agent System,MAS)的研究现状。(2)详细阐述虚拟发电厂技术(以下简称VPP),介绍其概念,结构,两种分类方式和目前国际上普遍采用的控制方式:集中控制、分散控制以及完全分散控制等三种控制模式。同时分析出在智能电网的运行模式中,完全分散控制比较适合投入电网应用,因此提出基于完全分散控制式的VPP,可以通过多代理系统来实现。(3)研究了VPP中主要的分布式电源的特性和并网影响,并重点分析了有广泛应用前景的小型热电联产技术;阐明了当前智能电网技术在分布式发电中的应用,并分析了目前所采取的控制方式。(4)深入研究了多代理系统的结构和特点,在此基础上,本文提出了多代理系统在VPP中具体的结构体系。在保证VPP安全运行,满足电压稳定、功率平衡等约束条件的情况下,建立了以VPP发电效率最大化为目标的Agent控制模型,并对其中各Agent的具体功能及其协调策略进行了讨论。随后,通过在具体算例中对各Agent协调调度及运行情况的分析,验证了多代理系统可以通过对各Agent之间的协调控制达到能量的灵活调度并保持VPP的高效、稳定运行。(5)研究了虚拟发电厂技术在智能电网中的应用,主要包括:(a)对上级电网的支撑,分析了VPP与上级电网并网的情况,通过具体算例分析,提出了各Agent调整方案;(b)设计了VPP在电力市场中的运行框架和应用,讨论了对竞价优化的影响;(c)综述了目前智能电网发展VPP急需的技术,包括:广域测量系统、先进的监控软件和辅助决策体系以及高级配电运行等。(6)总结了研究成果并提出了VPP未来的发展方向。