为了缓解化石能源危机及其带来的碳排放等环境污染问题，近年来可再生能源不断并入电网。经由大量电力电子装置并入电网，导致部分可再生能源发电机组的频率与转子转速解耦，这对电网现有的调频响应能力提出了新的挑战，即高渗透率可再生能源的电力系统对调频资源有了更多和更高的要求。传统方式下，火电机组提供调频辅助服务的性能较差，已无法满足高可再生能源渗透率电网对调频响应能力的需求，而电池储能由于其高额的投资成本和快速的衰减特性，也难以保证在调频市场上获得令人满意的经济效益。各种资源联合提供调频辅助服务，并形成虚拟电厂共同参与调频市场，成为了经济、高性能的解决方案之一。
　　尽管现有的研究已提出一些创新的解决方案，但虚拟电厂内部大量工业负荷的调频需求响应能力尚未得到充分开发。此外，最常见的火电和储能等调频资源，其调频性能或经济性的问题尚未得到很好地解决。为了开发更多的调频资源，为电网提供高性能的调频辅助服务，同时鼓励发电机组及需求侧资源提供调频辅助服务，本文主要进行了以下的研究：
　　首先，基于工业负荷的流水车间调度技术，研究流水车间提供调频辅助服务的调度优化策略；基于车间调频调度策略及其生产特性，研究流水车间参与调频市场的最优竞价问题；基于车间调频调度策略及车间最优竞价策略，研究流水车间提供调频辅助服务的性能及经济效益。算例证明了所提策略能够使得流水车间参与调频市场，提供性能合格的调频辅助服务，同时提高了流水车间的经济效益。
　　其次，研究火电及电池储能等传统调频资源提供调频服务时的性能约束及成本评估等问题；基于上述问题，提出虚拟电厂内火电、电池储能及工业负荷联合提供调频服务的自动发电控制策略，并研究其提供调频辅助服务的性能及经济性。算例证明了所提方法能够提高它们参与调频市场的经济效益。
　　最后，考虑到虚拟电厂聚合了大量资源联合提供调频辅助服务，而调频的时间尺度往往为两秒或四秒，其参与调频市场的竞价优化往往面临着变量维数灾及高昂的计算成本等问题。为了解决该问题，本文提出了基于多元线性分段回归拟合的虚拟电厂性能模型及储能电池调频成本模型。所提方法大大降低了最优问题中的变量数及计算时间，同时使问题能够线性化，以便得到问题的最优解。