电力市场是在电力行业中引入竞争机制。电力市场化改革取决于各国的能源政策、经济发展状况和电网条件等。纵观世界各国电力市场化改革之路,由于各国国情不同,各国电力市场化改革的历程和市场模式亦不尽相同。因此,在分析、研究我国能源政策、经济发展和国家电网状况等情况的基础之上,结合我国特高压输电系统建设规划,紧紧围绕“完善省级电力市场、发展区域电力市场、培育国家电力市场”的三级电力市场建设总体思路,充分研究适合我国国情的分层分区电力市场是一个非常重要的、亟待解决的并具有现实意义的研究课题。本文首先回顾了中国电力市场化改革的历程;总结了中国第一次和第二次电力市场化改革的运营模式和运营效果;综合分析了国家能源平衡问题和能源政策;描述了国家电网的基础条件和发展规划;简述了国家电网建设对电力市场的影响;研究了中国电力市场的结构,运营模式和发展阶段;在研究分析基础之上,提出了中国电力市场发展的三维空间表示法。本文通过已有的电力市场发展验证了中国电力市场发展的三维空间表示法的正确性;同时应用本文所提的中国电力市场发展的三维空间表示法,预测了我国未来电力市场的发展轨迹。其次,论文在对比研究一体化交易市场和分散化交易市场模式的基础之上,提出了一种新的交易市场模式。这种新的交易市场模式结合了一体化交易市场和分散化交易市场的优势,摒弃了两种交易市场存在的问题,尽量做到使所设计的交易市场“左右逢源、兼顾各方”;针对我国三级电力市场体系,基于所提出的新电力交易市场的设计原则,研究设计了适合我国分层分区电力市场发展的、特高压电网环境下的电力市场模式;根据我国特高压电网环境下电力市场的特性,重点研究了应用于区域和省级电力市场的、具有可变合约的新电力交易市场和具有不变合约的新电力交易市场;描述了特高压电网环境下,国家电力市场、区域电力市场和省级电力市场的协调运作方式。本文对比分析了具有可变合约和不变合约的两种新电力交易市场的运作流程、机组组合方式、交易计划方式和结算方式;应用案例详细论述了两种市场模式的特性。研究表明:具有可变合约的新交易市场模式比具有不变合约的新交易市场模式更加适应中国未来电力市场的发展。其后,本文论述了具有可变合约的新电力交易市场的定价方式和交易过程;研究了日前市场和实时市场的交易过程;针对日前市场的运营模式,提出了相适应的“价格序列+安全校正”的日交易计划算法,概述了该算法的基本思想,详细描述了日交易计划算法的数学模型和算法流程;针对实时市场的运营模式,提出了相适应的AGC/MGC一体化实时调度算法;概述了该算法的基本思想,详细描述了AGC/MGC一体化实时调度算法的数学模型和算法流程;本文以国内某试点电力市场为案例,采用本文提出的具有可变合约的新电力交易市场模式和交易算法,进行了详细的分析和验算,研究结果验证了所提模式和算法的正确性和有效性。最后,论文在电力市场理论研究基础之上,基于中国电力市场发展的三维空间表示,提出了自适应电力市场运营系统的设计思想;详细论述了自适应电力市场运营系统的架构、应用功能、软件结构和实现技术;案例研究和实际应用表明:自适应电力市场运营系统可以根据市场运营模式需要灵活配置,适应性强,适合中国电力市场的发展,达到了预期的设计目标,具有广泛的应用前景。