随着风电研究的深入和全球化开发,电力系统逐渐向低碳化新格局转变。但由于风功率具有强随机不确定性,基于人工经验法的日前调峰、调频需求预测方法不再适用于含大规模风电的系统,并且确定性的经济调度模式无法有效促进风电消纳,因此辅助服务有偿交易成为解决我国能源结构转型过渡时期痛点的思路。此外,我国调峰问题突出,直接采用国外成熟的电力市场模式难以使新能源消纳向积极的局面转变,因此亟需探寻一种适用于我国的调峰调频辅助服务市场交易机制。本文针对日前调峰、调频辅助服务需求预测方法和市场交易机制进行了研究。首先,基于风功率三参数幂律模型研究了日前调峰、调频需求预测方法。从风功率的随机不确定性入手,利用马拉分解和重构算法将风功率实测数据处理为15分钟级的平均值分量和分钟级的波动分量,二者之间的三参数幂律模型关系式可以有效量化风功率的波动特性,因此基于该模型提出了一种考虑风功率波动特性的日前调峰调频需求预测方法。其次,建立了日前调峰调频辅助服务市场交易机制。以市场出清方式为划分依据,分别刻画了独立市场交易机制和联合市场交易机制,并在交易主体中考虑了风电机组,使所建立的模型可以适用于有风电参与的情形。进一步对所提出的日前辅助服务市场交易模型进行求解。采用鲁棒优化的不确定集合理念处理约束条件中的风功率分量,选择分支定界法进行求解,并设置算例对基于经验公式法、基于三参数幂律模型的两类调峰、调频需求预测方法以及日前市场独立、联合交易模型进行对比,可以得到将基于三参数幂律模型的预测方法和联合交易机制相结合能有效减少日前调峰、调频辅助服务市场购买成本。最后,较为全面地评估了日前市场交易模式对系统频率质量和实时市场的影响。建立了风火联合的单区域系统调频模型,并建立了日内实时市场和调频里程成本结算模型,仿真结果表明基于三参数幂律模型的调峰、调频需求预测方法可以显著提高日前调频需求预测精度、降低系统频率偏差,此外,采用日前调峰、调频联合交易机制后能大幅度降低各级市场购买总成本,且灵活性较好的火电机组收益占比显著提高,说明该机制能有效促进火电机组进行灵活性改造,从而达到推进我国电力市场化改革进程的目的。