可再生能源高渗透率环境下,电力系统运行特性发生了质的变化,电力灵活性资源调控的市场机制成为焦点问题。本文针对可再生能源高渗透率电力系统,分别从市场机制、供给侧策略和需求侧策略的角度,围绕激励电力灵活性资源的有功辅助服务市场机制及供给侧和需求侧响应进行了系统和深入的研究。从市场机制设计的角度,分别就我国“厂网分开”的电力体制下尚未建立和正在建立电力现货市场的两种现实情况及可再生能源发展趋势,针对可再生能源高渗透率电力系统运行面临的调峰问题和爬坡等问题,设计了可再生能源高渗透率电力系统的有功辅助服务市场总体架构,为分阶段、系统性地建立灵活性资源市场激励机制提供了一种实现路径。具体分析了在我国现货市场建立前,调峰市场的属性及其设计前提,设计了可再生能源参与的调峰市场机制及其向现货市场过渡的方案,并以算例验证了该方案的可行性。根据我国可再生能源发展和电力市场发展预期,构建了一种电能量现货市场与多种有功辅助服务市场的联合出清模型。该模型实现了电能量、向上调频服务、向下调频服务、向上旋转备用服务、向下旋转备用服务、向上非旋转备用服务、向下非旋转备用服务等7个不同交易品种的联合出清。算例验证该模型可以体现不同灵活性资源的技术特点和经济价值,并适应可再生能源的不确定性,能促进可再生能源的经济消纳。从供给侧的角度,为提高灵活性资源的利用效率,建立了基于数据驱动的调频服务需求量化模型。基于对现有调频服务需求量化方法的对比分析,针对可再生能源高渗透率电力系统的复杂场景,采用数据驱动的方法预测调频服务需求。通过分离调频服务对应的时间分量,基于隐马尔可夫模型得到假设无调频措施介入情况下的潜在频率偏差,并以此为依据预测系统对于调频服务的短时需求,算例验证了该方法可以有效实现在线快速的准实时调频需求预测。从需求侧响应分析的角度,为广泛吸纳新型灵活性资源,分别针对不同规模的需求侧资源参与辅助服务市场投标行为,提出了结合生产计划的工业电力用户双层报价决策模型,以及基于条件约束的集成商资源集成报价决策模型。算例结果表明,所提出的决策模型能够为需求侧资源参与响应现货价格和参与辅助服务市场提供有效的决策支持,能够在本文所提出的有功辅助服务市场机制中得到有效激励。论文提出的有功辅助服务市场机制设计与出清模型,有利于激励需求侧参与辅助服务竞争,改进有功辅助服务调控手段,优化现货市场与辅助服务市场出清模式,提高整个电力系统灵活性资源的充裕度和辅助服务能力,进而促进电力市场高效运营。