Убедитесь, что ваш проект плагина настроен на целевую среду .NET 4, а НЕ на среду профиля клиента .NET 4. В Visual Studio 2010 для новых проектов по умолчанию используется профиль клиента .NET 4.
Я думаю, что ссылки на System.Web.Services будут компилироваться в .NET 4 Client Profile, но фактически не будут выполняться при их запуске.