引入竞争机制、走向市场化已成为世界范围内电力工业发展的大趋势。市场机制下发电和输电的分离使得输电网络面临外部环境的巨大变革,传统的规划方法、模型和分析理论已经不再适用,研究市场机制下的输电规划方法和投资理论具有重大的理论意义和现实意义。本文以电力市场改革为背景,研究市场机制下的输电优化规划方法与理论以及输电投资相关理论。主要研究内容如下:本文将市场环境下的电网规划问题分为非确定型电网规划、厂网协调规划以及多阶段规划三方面。在非确定型电网规划研究中,提出了基于改进情景分析的规划方法、基于盲数运算的规划方法和基于多代理系统协商与拍卖机制的规划方法,定义了主体扩展线路和可变扩展线路两类线路;在电源与网架协调规划的研究中提出协调规划模式,并提出了基于两阶段规划技术和决策技术的求解算法;在多阶段电网规划的研究中,首次提出了基于实验经济学的长期规划实验框架。实际网络规划问题是多个规划问题的组合,规划结果应是满足所有规划目标的线路集合,任何单一的规划方法和模型都是无法满足要求的。智能工程是将一般的智能方法综合的理论体系,本文将智能工程应用于输电系统规划问题中,首次提出了智能工程优化论、α-优化解、比较定理、α-优化解定理以及智能工程代数学,定义了两类智能工程优化算子,并给出其运算性质。输电投资激励机制对于输电容量的充裕性有很大的影响,本文分析了输电投资机制中基于管制和基于市场的两种激励模式;提出了输电最优投资水平;针对广泛存在的联合投资,应用合作博弈理论中核仁的解法和多代理系统提出沉没成本回收和分摊算法,解决了分配方案不存在最优解或存在多个解的问题。输电定价属于投资激励研究的范畴,本文将输电电价分为两部分进行研究。在区域输电电价理论的研究中,以节点电价的平均值作为区域电价,并以两子系统网络进行了供需平衡和不平衡两种情况的分析。在基于边际成本定价方法的研究中,含有丰富经济信息的长期边际成本法可以激励电网投资和回收投资成本,本文提出了基于拉格朗日乘子的边际电价模型。特高压输电的经济性评价是目前我国输电网络规划研究的热点。本文将特高压输电方案与其它远距离能源输送方式,即运煤和输气方式,进行经济性比较。基于我国的能源运输的实际情况,采用技术经济的方法分别从资源使用效率、可比发电成本以及外部成本三方面进行研究。