“双碳”背景下，市场主体如何统筹考虑电交易、碳交易、绿证交易以提高自身收益、降低系统碳排放、增加新能源消纳的问题亟需解决。为此，提出一种多市场耦合的源-荷双层优化模型。首先，为加强碳市场与其他市场的耦合，根据火电发电占比发放碳配额，并推导碳配额随火电出力变化的微增率，将其计入火电商碳交易边际成本。为提高绿证市场的活跃度，提出绿证购买不足时的阶梯惩罚机制。针对风电出力的不确定性，采用随机优化方法构建风电出力场景，通过K-medoids方法将众多场景转化为确定性场景。然后，建立电-碳-绿证耦合的双层交互优化模型，上层目标为主体运营成本最小，下层目标为社会福利最大。最后，基于PJM5节点系统分析，结论验证了所建模型的有效性。所提方法可以优化资源配置，降低系统碳排放，提高新能源消纳。