面临日益严峻的环境形势与迫切的能源转型需求,建立一个新型的清洁、高效、可持续的能源系统成为当前能源发展的趋势。可再生能源发电得到世界许多国家的广泛关注,近些年,我国可再生能源得到迅速发展,但在可再生能源快速发展的同时,电网的接入和电量的消纳成为风电、太阳能发电等新能源电力发展的主要瓶颈,由于新能源开发高度集中于“三北”地区,弃风弃光现象严重。为解决新能源消纳问题,2015年10月19日,国家发改委出台了《关于开展可再生能源就近消纳试点的通知》,提出在可再生能源富集地区加强电力外送、扩大消纳范围的同时开展就近消纳试点,努力解决弃风、弃光问题,促进可再生能源持续健康发展。国家发改委、国家能源局把推动清洁能源高质量发展、有效解决消纳问题作为重点工作,分别于2017年11月和2018年10月制定了《解决弃水弃风弃光问题实施方案》、《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》,提出到2020年基本解决清洁能源消纳问题。受传统电力调度、交易方式影响,新能源参与市场的模式与方法仍不成熟,参与市场交易的风险不能得到有效评估与度量,而这些恰恰是促进新能源消纳的重要途径。与此同时,光伏、风电等新能源发电技术与发电成本均发生较大改变,新一轮电力体制改革下售电侧市场放开、开放电网公平接入等政策使得电力市场环境发生重大改变。因此,本文结合新能源消纳现状与电力市场发展趋势,主要研究内容集中在以下四个方面:(1)立足于我国新能源发展的趋势,分析我国新能源消纳的现状,基于此,明晰影响我国新能源消纳的关键影响因素,构建基于系统动力学的新能源消纳影响分析模型,为设计促进新能源消纳的电力市场机制与政策优化打下良好的基础,并 依据影响分析的结果,构建新能源消纳的电力市场环境。(2)梳理各类型电力市场之间的关系,分析电力体制改革对电力市场交易主体与模式的影响,从进一步促进新能源消纳的角度分析设计新形势下电力市场交易模式,包括电量交易、辅助服务交易等交易市场的分析与构建,寻找改革环境下新能源消纳的创新性途径,构建“无形的手”——电力市场机制及交易模式,促进新能源消纳。(3)基于风险管理理论,利用概率分析等方法梳理分析新能源并网后电力市场交易中面临的各类风险,量化分析各类风险对电力交易的影响,建立电力交易风险度量模型,并结合新能源并网后电力市场交易的风险应对策略,开展新型电力交易管控机制分析与设计,规避新能源交易过程中的各类风险,有助于进一步完善促进新能源消纳的电力市场环境。(4)促进新能源消纳的政策优化模型的构建,首先对促进新能源消纳的典型政策进行分析与设计;其次,分析碳排放交易市场、绿色证书与配额制等政策对新能源的消纳空间作用;最后,以第三章系统动力学模型为基础,以第四章促进新能源消纳的电力市场机制为环境,以第五章电力交易管控机制为手段,综合全文构建促进新能源消纳的政策优化模型,在“无形的手”——市场机制的基础上,进一步结合“有形的手”——政策,促进新能源消纳以及风电光伏无补贴平价上网,推动新能源的发展,缓解弃风、弃光现象。以甘肃省风光消纳情况为例,通过实地调研与分析研究,得到以下研究结论:(1)我国甘肃、新疆、内蒙古等省份新能源消纳问题虽得到一定程度的缓解,但仍面临着严重的弃风弃光问题。为解决新能源消纳问题,政府出台了一系列促进新能源消纳的政策。新能源消纳面临系统负荷水平、电网输送能力、新能源发电装机容量、新能源发电特性及技术水平、预测精度、市场机制、政府优惠政策等因素影响。(2)基于系统动力学理论,构建了新能源消纳影响因素分析模型。新能源消纳对电力市场影响主要体现在电源规划方面,2020-2030年电量盈余呈上升趋势。电动汽车、储能技术、外送能力、可再生能源配额制以及需求侧管理均对新能源消纳产生重要影响;新能源对社会环境的影响体现在节能调度方式下的各种污染物排放总量均低于传统调度方式,且节能调度下环境污染的社会成本降低;新能源对生产者剩余的影响方面,社会生产者总剩余呈下降趋势。(3)从电能市场、辅助服务市场及电力金融市场方面对促进新能源消纳的电力市场改革与市场机制进行了设计与分析。得到在电力辅助服务市场的成熟阶段,以备用辅助服务为例,应采用联合出清、单边-集中+分散交易、日内+日以上报价周期的备用辅助服务交易模式。在成本分摊方面,Shapley值分摊策略是较为合适的分摊方式的结论。(4)依据市场风险管理理论对新能源并网条件下电力市场交易的风险及控制机制进行分析,并基于半绝对离差模型建立风险度量模型,从经济性管控、社会性管控、反垄断管控方面提出了相关策略建议。(5)对促进新能源消纳的典型管控政策进行了分析与设计,并对政策优化模型进行了仿真分析,本文基于系统动力学模型,研究碳排放权、绿色证书及配额制对新能源消纳的影响。得出以上政策优化的对策建议,一是合理调整碳排放目标与可再生能源配额比例,二是注意政策之间的相互作用,搭配施行更能促进新能源消纳,三是稳步推进和实施碳排放政策和绿色证书政策,并结合消纳保障机制进一步优化政策。