在构建以新能源为主体的新型电力系统战略目标下,电力系统中风电、光伏发电的渗透率将进一步上升,调节式水电因其爬坡速度快、调节性能强,在平抑风光出力波动性方面能发挥重要作用,其角色定位将逐步从“电力供应方”过渡到“电力供应方+储能”。我国水电以梯级开发形式为主。在梯级水电参与现货市场研究方面,如何考虑梯级水电上下游耦合关系,兼顾出清计算效率和水电出力计划的可执行性,是当前最主要的技术难点。对此,学术界主要有两种解决思路:一种是由调度机构负责管理水库运行状态,在现货市场出清模型中统一考虑水库约束条件,并通过分析梯级耦合特性对约束进行简化,提高出清计算效率;另一种是由水电站自行管理水库运行状态,在现货市场中不区分水电与其他类型发电,通过提供标准化报价格式供市场主体自由选择,以反映其物理特性。前者能够保障水电出力计划具有较好的可执行性,但由于简化约束条件的获得较为繁琐,市场出清过程不够公开透明,市场主体容易产生公平性质疑。后者更依赖于梯级水电自身运行管理能力,能够提高日前市场出清效率,兼顾出清结果的可执行性,避免公平性质疑。目前针对该方面的研究较少。在此背景下,设计适应梯级水电参与的日前市场报价机制与出清模型具有重要意义。首先,本文总结了典型国家/地区水电参与现货市场的现状,根据推导的梯级水电上下游出力耦合关系,分析了国外电力市场中适应耦合资源的特殊报价机制设计的特点及应用于梯级水电的局限性。美国针对联合循环机组设计了聚合报价机制,但未针对梯级水电设计特殊机制保障其出力可执行性;安大略允许梯级水电二次报价,并计划引入基于“资源依赖关系、水力时滞和MWh比”的梯级水电上下游联合出清方法;北欧现货市场的块报价能够满足梯级水电的耦合特性,且金融市场活跃,有利于梯级水电风险管理。目前集中式市场中仍然没有一种报价机制能够满足梯级水电站的报价与出清要求。其次,本文基于传统聚合报价提出了一种适用于梯级水电的改进聚合报价机制,提出了含改进聚合报价的日前市场建设总体思路、出清模型、水力约束校核流程和可靠性机组组合方法。在改进聚合报价机制设计方面,分析了该机制下多级梯级水电的标准报价策略及其与水库运行管理的关系,改进聚合报价反映了水电站的出力调节能力及对其下游所有电站出力的影响,隐含要求了各级电站形成联盟关系。在日前市场出清机制设计方面,提出了含改进聚合报价的日前市场出清模型,提出了考虑聚合机组群发电量约束的水力约束校核方法和可靠性机组组合方法。基于MATLAB/YALMIP平台,对梯级水电不同的报价方式与出清模型的出清计算效率等进行了对比分析。最后,提出了改进聚合报价机制与分时报价机制下梯级水电联盟体的报价策略双层优化模型。上层为梯级联盟体最优报价模型,下层为日前市场出清模型,通过卡罗需-库恩-塔克（Karush-Kuhn-Tucker,KKT）条件和强对偶定理将双层模型化为单层混合整数线性规划（Mixed-Integer Linear Program,MILP）模型,在MATLAB/YALMIP平台调用GUROBI优化求解器进行求解。通过改进的IEEE 30节点算例分析了改进聚合报价机制下梯级水电联盟体的报价策略,通过与梯级水电非合作竞价和梯级水电合作分时报价场景进行对比,验证了改进聚合报价机制的有效性。