高渗透率的可再生能源发电给电力系统调频增加了新的难度,其出力不确定性导致系统对调频容量和调频速度的要求均有所提高,快速调频资源需求的大幅上升,进而导致传统发电侧调频的成本日益增加。而在需求侧方面,具有储能特性的中小型负荷(如温控电器、电动汽车等)的比例也在逐渐提高,此类设备可以在短时间改变状态而不影响用户的使用体验,通过负荷聚合商的控制和聚合可作为二次调频备用投入电力市场,缓解发电侧调频的经济压力。因此,本文在研究了需求侧资源参与调频的国内外现状后,从电力系统、负荷聚合商、需求响应设备3个层面入手,重点研究了电力系统层面的源—荷协同调频策略、需求响应群组的调频控制策略以及负荷聚合商层面的AGC功率动态分配策略。首先,本文介绍了模型预测控制基础理论并基于该理论设计了源—荷协同调频控制框架,以调频成本最小和传统发电机组出力偏差最小为目标,提出一种基于分层模型预测控制的源—荷协同调频策略。模型按时间尺度从大到小分为发电计划层、二次调频最优计划层、二次调频基点追踪层3层,上层作为下层的参考轨迹,不断进行滚动优化和校正。算例基于IEEE14节点系统证明了该模型在二次调频场景中的可行性。其次,本文选择空调和电动汽车作为需求侧二次调频的典型设备,对需求响应群组二次调频控制策略进行了研究。在空调方面,基于一阶等效热参数模型介绍了空调的工作原理,并在此基础上提出了以空调状态转换时间为优先级序列的空调群组二次调频控制策略,通过仿真分析证明了该策略在追踪AGC信号和保证用户舒适度方面的可行性;在电动汽车方面,介绍了电动汽车的充/放电模型和出行规律,并在此基础上提出了以用户出行需求为约束、以电池荷电状态为优先级序列的电动汽车群组二次调频控制策略,通过算例分析证明了该策略在二次调频和满足用户出行需求方面的可行性。最后,本文在介绍了离散一阶一致性算法的基础上,建立了需求响应群组调频成本增量一致性模型,并基于此提出了负荷聚合商AGC功率动态分配策略,通过单时段的算例分析证明了该策略在优化时间上的优越性、对通信网络拓扑结构的适应性和在智能体信号中断情况下的稳定性,通过多时段的算例证明了该策略在1 min级AGC功率动态分配场景中的可行性,并得出负荷聚合商的平均调频成本主要取决于受控智能体的AGC功率占比及其增量成本的结论。