随着以新能源为主体的新型电力系统的不断建设,风电等新能源的定位将从补充能源转向替代能源,而电力市场化改革是推动电力系统转型的重要手段之一。风电等新能源广泛参与中长期交易、现货市场交易已成为趋势,其运行和投资问题也将由管制体制下的集中调度、核准规划转变为社会资本在市场环境下的利益博弈过程。风储一体化电站作为市场化进程中新兴的发电主体,将面临诸多问题。因此,围绕多阶段电力市场下风储一体化电站的运行与投资问题,本文开展了以下研究工作:研究了电力市场机制及风储一体化电站的成本。首先阐述了本文基于的电力市场机制。提出了兼顾源荷双端特性的中长期差价合约分解算法。根据我国电力市场发展情况,探讨了风储一体化电站参与电力市场方式的转变过程。分析了电力市场下风储一体化电站投资与运行相关成本构成,提出了基于等效全循环次数的储能寿命模型,能够更加客观、全面地评估电池寿命损耗。研究了两阶段电力现货市场下风储一体化电站优化运行问题。考虑报量不报价的市场参与方式,以风储一体化电站现货市场总收益最大化为目标,提出了计及实时市场机会收益的日前投标模型,以及计及后续实时市场机会收益的实时市场滚动自调度优化模型。通过随机优化和鲁棒优化分别度量价格和风电的不确定性。算例分析验证了储能、鲁棒控制系数和发电预测能力对主体运行决策的影响。研究了多阶段电力市场下风储一体化电站投资决策问题。考虑报量不报价和报量报价两种市场参与方式,提出了多阶段市场下的风储一体化电站投资决策框架。以多阶段电力市场下总收益最大化为目标建立了兼顾中长期合约和现货市场竞争的风储一体化电站投资运营-市场出清双层模型。通过强对偶定理和KKT条件将双层模型转换成单层模型并线性化,并结合改进的多重遗传算法进行求解。通过算例验证了储能、市场参与方式和中长期合约签订情况对主体投资决策的影响。