作为需求响应资源,温控类柔性负荷(Thermostatically Controlled Loads,TCLs)可利用其良好的热储能特性和热能缓慢变化的热惯性来响应由负荷活动或可再生能源出力变化造成的功率波动,被视为是需求响应机制的重要参与单元。合理的优化调度控制策略是充分发挥TCLs调度潜力,促进需求侧与电网侧灵活互动的关键。本文从TCLs集群的受控动态,异质性TCLs调度潜力的优化聚合控制和TCLs参与电网辅助服务的优化控制三方面对TCLs的优化控制策略进行研究。在TCLs集群受控动态方面,针对异质性TCLs集群难以通过统一运行指标或统计状态转移概率的形式表示受控动态来评估其可调度状态变化的情况,首先从时间角度出发,根据TCLs由当前状态到达受控温度死区上下限的相对时间,提出了一个异质性TCLs受控倾向的统一量化指标,进一步地,综合负荷的可控性和受控倾向性,以维持负荷状态多样性和避免开关转换率过高为原则划分负荷集合,建立了一个考虑负荷受控倾向的TCLs集群可用调度容量评估模型,并通过建立仿真验证了所提暂态可控性指标对TCLs可调度状态评估的重要性。在异质性TCLs调度潜力的优化聚合控制方面,针对基于聚类方法聚合异质性TCLs忽略TCLs异质性与分散分布地理特性的耦合,导致控制实施困难、需求侧调度潜力可用性差的问题,首先从适应TCLs的异质性和地理位置分散分布的耦合特性出发,提出了一个以建筑为单位对异质性TCLs进行聚合的分层控制架构。然后基于建立的分层控制架构,下层从时间角度出发协调异质性TCLs的调度灵活性,提出了一个状态转换时间匹配控制策略,对同一建筑楼宇内的异质性TCLs进行统一控制,提升了控制精度和TCLs调度潜力的可用性。上层从多自主体系统的协同控制角度出发,在一致性框架下提出了一个分布式牵制控制策略,在稀疏通信网络下对不同建筑间的负荷调度容量进行协调控制,提升了负荷控制的稳定性和TCLs参与需求响应的拓展性。在TCLs参与电网辅助服务的优化控制方面,针对压缩机锁定效应对TCLs可控性和TCLs集群可调度容量的影响,首先分析了 TCLs在控制过程中的响应特性,得到结论:TCLs不适宜响应连续剧烈变化的调度控制信号,会大大降低其负荷灵活性,然后基于TCLs的响应特性分析,提出了一个基于经验模态分解的TCLs与储能协调控制策略,用于平抑区域配电网中可再生能源的出力波动,通过经验模态分解选择适合TCLs参与的调度运行模式,避免TCLs不可控性在负荷集群中的集中,提升了 TCLs在参与电网优化运行中的可靠性与稳定性。