分布式能源（Distributed energy resourses,DERs）在配电系统中渗透率的日益俱增,促使了传统配电系统向主动配电系统（Active distribution systems,ADS）的转变。ADS可灵活调控DERs,并在满足自身负荷需求基础上,参与到能量和备用市场为输电系统提供有功支撑,不仅实现了输电系统与ADS之间功率的双向流动,也增强了输电系统运营商（Transmission system operator,TSO）和配电系统运营商（Distribution system operator,DSO）之间的信息交互关系。因此,亟需提出一个新颖的能量和备用市场出清机制来满足新型输、配电系统间能量与信息的交互关系。DSO可采取适当的市场竞价和出清策略来提升自身调度运行经济性,同时通过提供备用资源,来减少新能源不确定性对输电系统运行的影响,从而实现资源最优配置和全系统经济运行。基于上述背景分析,本文主要研究工作如下:1)阐述了输配协同电力系统调度运行架构和市场化分层管理模式;计及输电系统和配电系统各自网络参数和运行特性,给出了输电系统直流最优潮流（DC optimal power flow,DCOPF）模型和配电系统交流最优潮流（AC optimal power flow,ACOPF）模型;基于DERs的运行特性,构建了各类分布式能源的运行模型。2)考虑输配协同运行关系,构建了电力系统中能量市场出清机制;计及DERs的多时段运行特性,提出了输配协同电力系统中集中式能量市场出清模型;利用二阶锥松弛方法进行凸优化问题转化,以便求解;采用输配耦合的测试系统验证了能量市场出清模型的有效性,数值结果表明了上述模型可降低输配电力系统的总运营成本、化石燃料损耗和能量市场出清后各网络的节点边际价格,实现全系统的经济运行。3)从DSO的角度出发,模拟了能量和备用市场中DSO和TSO的最优竞价和能量管理策略行为。计及了能量市场、备用市场和配电市场的出清过程,提出了一种新颖的DSO作为价格制定者的市场运行机制;考虑TSO-DSO间交互和DER的不确定性,建立了ADS参与能量和备用市场的随机双层凸优化模型;基于Karush–Kuhn–Tucker（KKT）条件、强对偶理论和Big-M法,将上述非线性双层模型转化为单层混合整数二阶锥规划（mixed-integer second order cone programming,MISOCP）模型;通过算例分析验证了所提出的随机双层优化模型的有效性。数值结果证明了DSO作为价格制定者参与到能量和备用市场联合出清机制中,可以有效降低自身运行成本和输电系统的备用容量储备成本,同时提高DSO参与市场积极性和系统对新能源的消纳能力。