温室气体尤其是CO₂的排放对气候变化的影响乃至全球气温变暖已成为很多国家尤其是发达国家所关注的重要问题。一些国家或地区已经或即将制定相关政策和协议对CO₂等温室气体的排放进行限制,排放权交易就是其中一项主要机制。电力工业长期以来都是以煤炭为主要燃料来生产电能,因此在以燃煤发电为主的国家,电力工业都将成为限制CO₂排放的重点行业。对CO₂排放进行限制自然会对发电行业产生一定的影响。长期而言,发电公司要面对CO₂排放限制政策的不确定性所导致的投资风险;短期而言,温室气体排放权交易将会增加发电公司的生产成本,而且由于发电技术的差异,发电公司的生产成本变化将各不相同,从而导致传统的机组调度排序出现变化。本论文针对上述两个方面的问题进行了比较系统的研究,取得了一定的研究成果。1)研究了电力市场环境下计及温室气体排放限制政策不确定性的发电投资决策问题。根据发电公司在投资过程中面临的各种不确定性因素的变化特征,分别建立了燃料价格、市场电价和CO₂排放价格的随机变化模型,并基于实物期权理论,发展了能够处理多种不确定性因素的发电投资决策的方法框架和求解方法。最后,用仿真算例对所提出的模型和方法进行了说明,并分析比较了不同场景下的投资决策结果。2)利用期权博弈理论研究了多个发电公司在研究周期内的投资行为。发电公司在运营过程中除了面对传统的一些不确定性因素,如燃料价格、市场电价以及其它发电公司的投资行为外,还将面对CO₂排放价格的不确定性。这样,在发电投资决策时,如何适当计及这些不确定性因素的影响就成为需要研究的重要问题。根据各种不确定性因素的变化特征,建立了相应的几何布朗运动模型,并利用期权博弈理论,构造了发电投资决策的随机动态模型。在假定发电投资依次进行的基础上,发展了基于Barraquand-Martineau （B-M）期权定价模型的求解方法。3)实施排放权交易后,发电公司在电力市场中的报价策略将出现一些变化。根据排放权交易市场CO₂排放配额价格变化的特点,采用了类似于随机生产模拟的方法进行估计。之后,在假设所研究的发电公司能够估计其竞争对手的报价策略的概率分布的前提下,构造了发电公司最优报价策略的机会约束规划模型并发展了求解方法。4)为减少温室气体排放,一些发达国家和地区已经或即将同时实施温室气体排放权交易机制和可再生能源发展机制,这两种机制的实施会给电力市场运营带来一些新问题。提出了采用基于智能体代理的市场仿真方法来描绘在这种新的环境下发电公司报价博弈过程,进而分析了这两种机制的实施对电力市场运营的影响。采用了模仿者动态算法来模拟智能体（发电公司）追求利润最大化的行为,并发展了基于电力市场仿真结果衡量其运营特征的指标,然后通过对电力市场运营指标的比较分析了这两种机制对电力市场运营的影响。最后对论文所作的研究工作进行了简要总结,并指出了在这一领域有待进一步深入研究的问题。