随着化石能源的逐渐枯竭、气候环境问题加剧,全球能源结构正向着低碳化方向转变。新能源发电能够提供低成本、零污染、可持续的能源供应,为各国能源结构转型提供了强有力的推动力,得到了各方的关注与支持。然而,新能源发电具有随机性和波动性的特征,大规模的新能源并网不但给传统的能源市场维持供需平衡带来了极大冲击,也给辅助服务市场注入了大幅高频的不可控因素。现如今,电力市场机制的不健全制约着电力系统吸纳新能源的能力。本文针对大规模新能源渗透下的电力市场展开研究,充分发挥电价的激励作用调动供需双方的积极性,激励灵活的分布式储能设备参与系统调度,对提高新能源的利用水平、维持电力系统安全稳定运行具有现实意义。首先,从维持能源市场供需平衡出发,本文研究了大规模新能源接入下能源市场的出清问题,提出了多买方-多卖方的双边开放电力市场机制:在需求侧,给予用户自由选择电能供应商的权利,用演化博弈刻画用户群体根据市场价格选择新能源或传统能源市场购电的动态过程;在供给侧,引入风险成本刻画新能源供给的随机性风险,提出了分布式优化算法确定出清电价,使得市场达到供需平衡。接着,为平抑新能源并网造成的高频扰动,本文探索了需求侧分布式微储能提供辅助服务的可行性。为了满足辅助服务市场的准入限制,我们提出由中介商将大量徽储能整合起来参与电网辅助服务的市场框架:中介商在下层采购市场发布采购价格,得到终端用户响应的辅助服务容量后,使其符合最小准入容量和最短可持续时间限制,在上层辅助服务市场以交易容量售出。中介商的收益最大化问题被建模为两层优化模型,并将其转化为混合整数规划从而降低了计算复杂度。仿真验证了此模型在降低中介商采购成本的同时能够充分利用闲散的微储能容量。最后,考虑电力系统实时辅助服务利用率的不确定性,本文进一步研究了分布式微储能联合日前交易与实时操作的最优调度问题,将此问题建模为两阶段的鲁棒优化问题,提出基于列-约束生成的算法进行求解,并且证明了算法迭代次数的有限性。仿真验证此算法可以在较快时间内得到最优解。