能源市场机制指的是能源市场中供求、价格、竞争、风险等要素之间相互联系及发生作用的机理。能源市场机制有一般机制和特殊机制之分。一般能源市场机制指的是任何市场中都存在且发生作用的机制，诸如供求机制、价格机制、竞争机制等。特殊能源市场机制指的是能源市场中起独特作用的市场机制，诸如石油价格的风险溢出机制、各种能源之间的不完全替代机制等。　　 随着气候变化问题越来越多地引起人们的重视，与能源排放相关的二氧化碳配额交易市场(简称碳市场)及其市场机制，也成为各国政府及相关研究人员关注的焦点。本文从社会-能源-经济-环境-技术(SE3T)复杂系统建模的角度出发，综合应用多学科交叉的理论与方法，针对能源市场和碳市场复杂系统中的若干机制问题，开展了一系列的研究。论文的主要研究工作和结论包括：　　 (1)针对中国的成品油市场定价机制改革问题，本文建立了基于多主体的成品油市场模型(ACPM)，并利用计量经济模型对模型的模拟结果进行了分析。通过对消费者刚性需求和收入约束的刻画，考察了在当前寡头垄断的市场结构下，成品油定价机制对企业利润和消费者福利可能产生的影响。　　 研究结果表明：中国成品油市场的垄断结构造成的溢价受垄断程度和油价的交互影响，而消费者对于成品油生产商市场份额的敏感性也会产生价格的扭曲；当原油价格过高时，消费者福利的下降是由于收入约束使其不能满足刚性需求，而造成的非自愿退出市场，这会对整个社会相关行业的发展带来不利影响。因此，成品油定价机制应该充分考虑消费者的承受能力，在国际油价大幅波动的同时，政府应对国内成品油价格进行一定程度的控制。　　 (2)针对“作为宏观经济的晴雨表，中国的股票市场是否受到了国际油价波动的影响?”这个问题，本文构造了宏观经济计量模型，对国际石油价格与中国股票市场之间的互动关系进行了详尽的分析，并利用脉冲响应函数和预测方差分解等技术研究了油价和利率对于预测股票收益率的相对重要性。　　 研究结果表明：对于大多数股票市场指数来说，油价的变化并没有显示出统计上显著的影响关系，但是制造指数和一些石油公司的股票收益率却因为油价的升高而升高了。一些大的油价上涨降低了石油公司股票的价格。用考虑了汇率因素的中国真实油价计算出的油价变化，对真实股票收益率产生了更多统计上的显著影响。油价和利率变化的相对重要性，对于中国股票市场中不同行业的指数和石油公司股票价格来说是不相同的。　　 (3)针对“碳市场交易机制对中国电力市场的潜在影响”这个问题，本文建立了基于多主体的CAICEM模型，探讨了碳配额交易机制对电力市场和碳市场各自的影响，并分析了基于排放和基于产出的两种免费配额分配方式的宏观影响以及造成这种影响背后的微观机制。　　 研究结果表明：碳配额机制的引入使二氧化碳排放环境的外部性实现了企业成本的内部化；同时，碳市场价格的波动也传导进了电力市场中。碳配额机制通过碳价来影响各种发电技术的相对成本，从而可以显著提高环境友好技术在电源结构中所占比例。与基于产出的配额分配方式相比，基于排放的分配方式产生了更高的电价和碳价，基于产出的分配方式更加有利于减排。　　 (4)针对“碳配额拍卖机制应该采用的具体形式”这个问题，本文建立了基于多主体的碳配额拍卖模型(CAAM)，对配额拍卖中两种常用的拍卖形式-统一价格拍卖和歧视性价格拍卖-进行了比较，并重点从公平和效率两个维度对这两种拍卖形式进行了分析。　　 研究结果表明：拍卖机制的效率受碳市场的供求关系影响较大；发电成本的不确定性使拍卖机制对竞拍者私有价值的识别功能降低；相比较歧视性价格拍卖而言，统一价格拍卖可以有效的防止竞拍者的学习行为。从更普遍的意义上来讲，在考虑拍卖机制效率的前提下，政府应该采用歧视性价格拍卖；而在考虑拍卖机制公平性的前提下，统一价格拍卖也许是更合适的。　　 (5)共谋是实际拍卖中经常出现的一种现象，其降低了拍卖的效率。针对何种拍卖机制可以有效的防止竞拍者共谋，本文引入了实验经济学的方法，分析了歧视性价格拍卖、统一价格拍卖和时钟拍卖三种配额分配方式对于防止竞拍者共谋的效果。　　 研究结果表明：当竞拍者人数较多，而且不存在明显交流的情况下，竞拍者在时钟拍卖情况下，会出现不稳定的共谋现象；从保障电力供给的角度来看，统一价格拍卖优于其他两种拍卖形式；在竞拍者数量较少，且允许交流的情况下，歧视性价格拍卖的效率优于其他两种拍卖形式；允许配额储存在一定程度上，引起了竞拍者的投机行为，加剧了市场波动。　　 本文的研究是从复杂系统建模的角度对能源市场和碳市场中若干重要机制的设计与分析问题进行系统研究，对于我国未来能源相关市场的机制改革，降低国际能源市场对我国经济的冲击，提高国内企业参与碳机制设计能力具有重要的指导意义。