随着碳达峰、碳中和目标以及构建以新能源为主体的新型电力系统的任务提出,我国能源清洁低碳转型将进一步加快,新能源将迎来高速发展阶段。随着光伏、风电装机的大比例增加,风电场产生的波动性对电网的安全稳定运行提出了极大的挑战。目前引入大规模储热是解决上述问题的有效途径,但由于风电场短期产能难以精确评估,导致储热企业投资收益比高、调峰参与度低、风电场弃风多的问题,严重降低了储热的作用,阻碍了新型电力系统的发展。针对上述问题,论文基于储热设备自身的技术特性、经济性等因素,从储热参与电力系统调峰的位置入手,分别对负荷侧和发电侧的储热参与调峰的市场机制进行研究,研究了大规模储热与风电中长期双边交易机制、大规模储热与风电场短期集中交易机制,以及大规模储热与火电厂协同调峰交易机制,制定了详细的储热系统与可再生能源互动调峰、储热系统与火电机组协同深度调峰的交易规则,并考虑储热能够迅速响应调峰调度的特性,建立储热系统的容量价格模型,以充分调动储热系统的积极性,实现对可再生能源的进一步消纳,同时提高了电网的稳定性。论文的研究内容如下:（1）研究了大规模储热与风电中长期双边交易机制。研究储热参与电力系统调峰,首要的是分析储热的负荷特性以及和弃风之间的对应关系,然后再开展相关研究。针对风电场产能波动大、储热企业投资收益比高,导致储热企业进行调峰参与度低、风电场弃风多的问题,首先提出了一种大规模储热与风电场进行中长期双边交易的交易机制,建立了储热企业与风电场的收益模型和成本模型,从储热企业的角度出发提出考虑弃风特性的储热容量优化配置模型,同时在容量约束中考虑了储热装置的持续工作性;其次提出了面向储热企业利润最大化的定量定价优化方法,根据容量优化函数获得储热企业价格需求函数,并基于弃风电价优化求解出使储热企业获得最大利润的弃风电量;第三提出风电场与储热企业的收益平衡方面,引入双方收益范围参数和弃风消纳范围参数对价格区间进行优化,确保了整体的利益分配同时保证了弃风消纳量。算例结果表明,所提出的大规模储热与风电场中长期双边交易机制可以有效的帮助风电场进行弃风消纳,增加储热企业的可持续性,并保持分配的合理性,可以实现风电场与储热企业双方的共赢。（2）研究了大规模储热与风电场短期集中交易机制。中长期的交易存在偏差,因此需要再进行短期的交易来进行补足,同时对风电预测所要求的精度会大大提升。针对风电场产能波动大导致短期弃风电量难以精确计算、储热与风电场中长期交易订单量与实际量差异大、储热企业经济效益难以提高的问题,首先提出了一种大规模储热与风电场短期集中交易的交易机制,设计了风电场报量和储热企业报需求函数的报价方式,为弃风电的消纳和出清奠定了基础;其次提出了弃风功率日前预评估方法,基于风电短期预测理论,通过BP神经网络与支持向量机对弃风功率进行日前预评估,获得了最大可消纳弃风量;第三,构建多方博弈的储热企业优化需求函数模型,通过引入惩罚因子和分配系数对日内结算时交易额与实际值的偏差进行补偿与分摊,确保了利益的有效分配以及弃风的有效消纳。算例结果表明,所提出的大规模储热与风电场短期集中交易机制能够实时跟踪购买弃风电量,有效减少储热企业的投资回报年数,同时可以确保利益的有效分配以及弃风的有效消纳。（3）研究了大规模储热与火电厂协同调峰交易机制。研究储热在负荷侧的应用后,接下来研究其对发电侧的调节,首要的是研究其如何运用自身特性对火电厂进行调节。在实时交易机制方面,针对现行政策下机组参与调峰的积极性不足且市场价格虚高的问题,从储热和火电机组两个方面,提出了一种储热与火电厂协同调峰的辅助服务体系,以调动调峰积极性。储热方面,以大容量集中电储热负荷和电网调度运行为出发点,研究了电储热负荷功率计算模型、额定功率和采暖期弃风用电需求模型,分析了风力发电量与电储热负荷和采暖期弃风的关系,解决了大容量电储热负荷通过电网的集聚与供热周期的协调问题;火电机组方面,针对于当前东北地区施行的调峰辅助服务市场机制的调峰基准以及报价规则存在问题,提出了跟随负荷波动的浮动调峰基准以保障机组的调峰收益,明确给出了上调峰与下调峰的基准;通过分析机组的调峰成本以及机组所掌握的市场信息等条件建立决策函数,推导出机组的调峰报价公式;提出了出清价格与下调峰容量需求之间的相关系数计算方法,以比较两种机制下市场出清价格的合理性。算例结果表明,所设计的大规模储热与火电厂协同调峰交易机制的可以有效提高火电机组的调峰积极性,保证电网的平稳运行,提高调峰机组的收益。