电力工业市场化改革的主要特征之一就是厂网分离,即原来垂直垄断的电力公司解裂为一家电网公司和两家或多家独立的发电公司。在电力市场环境下,传统的、由垂直垄断的电力公司基于负荷预测、失负荷概率(LOLP)和失负荷价值(VOLL)进行的统一发电规划将不复存在。发电投资成为投资者以自身利益最大化为目标的投资行为,投资风险完全由投资者自己承担,政府不再保证发电投资成本的回收和相应的投资收益。从另一方面来讲,发电投资者或发电公司不再承担也没有能力承担保证整个系统发电容量的充裕性和供电可靠性的责任。在电力市场环境下,究竟应该由哪一个机构或由哪一类市场参与者承担保证发电容量充裕性的责任还不是十分明确。事实上,没有一个机构或一个市场参与者有能力承担这样的责任。在上述背景下,对政府机构来讲,如何设计有效的市场机制以保证系统的发电容量充裕性和供电可靠性就成为至关重要的问题;而对发电公司而言,如何制定自己最优的发电投资决策和机组运行决策就成为非常重要的问题。本论文针对上述几个方面的问题进行了比较系统深入的研究,取得了一定的研究成果。 1) 发电公司的生产决策对其收益进而发电投资决策有着十分重要的影响,因此,本论文首先对发电公司的投标容量分配策略进行了研究。在假定发电公司可以同时参与能量市场和备用市场投标的前提下,以最大化发电公司的生产收益为目标,并计及风险约束,基于投资组合理论建立了求解发电公司在两个市场的最优投标容量分配策略的数学模型,并提出了求解方法。 2) 作为保证发电容量充裕性的一个重要手段,容量责任模式已被多个正在实际运营的电力市场所采用。在这些市场中,所有负荷服务实体(LSEs)必须获得足够的装机容量以满足监管机构或市场管理机构规定的容量责任要求。通过分析发电公司在不同装机容量价格水平下的投标容量分配策略和LSEs的装机容量购买策略,本论文将确定能够诱导充裕发电容量的装机容量价格水平的问题表示为一个两层优化问题,构造了相应的数学模型,并提出了求解方法。 3) 对电力市场环境下的发电投资决策问题进行了初步的研究,构造了一种新的方法框架,计及了负荷增长的不确定性和竞争对手的发电投资等因素的影响,并提出了基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解算法。