امروزه مشارکت منابع پراکنده انرژی (der) در سیستم های قدرت در حال افزایش است . از آنجا که derها می توانند نقش مهمی در بازارهای برق و ارائه خدمات جانبی برای بهره برداران سیستم ایفا کنند، تجمیع این منابع درون سیستم های قدرت موجود مورد توجه قرار گرفته اند. تجمیع derها درون سیستم قدرت با استفاده از مفهوم نیروگاه مجازی (vpp) امکان پذیر می باشد. نیروگاه مجازی با تجمیع ظرفیت تعداد زیادی der - شامل تولیدات پراکنده، پاسخ تقاضا و ذخیرسازهای انرژی- یک پروفیل بهره برداری منفرد را ایجاد میکند. در این پایان نامه یک مدل بهینه سازی که راهبرد بهره برداری بهینه، حداکثر سود و کاهش آلودگی برای یک نیروگاه مجازی را فراهم می کند، ارائه می شود. نیروگاه مجازی در نظر گرفته شده در این پایان نامه شامل توربین بادی، سیستم تولید همزمان برق و حرارت، واحد تولید پراکنده و بارهایی با قابلیت قطع، می باشد. برای افزایش سرعت حل و دستیابی به نتایج بهینه، مدل ارائه شده ابتدا با استفاده از تکنیک های خطی سازی، خطی شده و مسئله برنامه ریزی خطی توأم با اعداد صحیح با دو رویکرد حل شده است. در رویکرد اول تنها قیود فنی منابع در نظر گرفته شده در حالی که در رویکرد دوم علاوه بر قیود فنی منابع، قیود شبکه نیز در نظر گرفته شده است. در این رویکرد مدل جدیدی برای ترکیب مفاهیم ریزشبکه، هاب انرژی و نیروگاه مجازی ارائه شده است. این مدل علاوه بر داشتن ویژگی های مدل های پیشین جامعیت و کلیت بیشتری داشته و در آن از مدل های کاملتری برای اجزا vpp استفاده شده است. مسائل بهینه سازی vpp در سناریوهای متفاوت در محیط نرم افزار gams پیاده سازی شده و نتایج نشان دهنده سرعت بالا و کارایی مدل ارائه شده می باشند.