电力现货市场的建设是目前我国新一轮改革的重要内容。在现货市场下,将产生分时、分位置的现货价格,由此容易产生价格波动风险,因此有必要设计有效的规避风险工具。差价合约作为中长期市场中最为常见的金融工具,既可以给市场主体提供一种价格波动的避险工具,又可以被政府用于实现搁浅成本回收、市场力控制、可再生能源消纳等目的,因此也是一种优秀的市场调节手段。如今大多数的研究是集中在两个方面:基于差价合约的市场主体策略研究和对差价合约抑制市场力和稳定价格等作用的研究,缺乏对差价合约机制的分析、设计和应用等方面的讨论。本文从差价合约机制的基本机理和设计要素的角度出发,试图揭示和分析如何设计不同类型的差价合约,从而实现缓解甚至解决某些市场问题。本文针对这一问题对差价合约机制的设计与应用展开了相关研究。首先,对电力差价合约的基本设计要素和国际典型应用进行系统的梳理。提炼出差价合约中的合约价格、基准价格和合约数量等设计要素的设定方法;对加拿大安省、英国、新加坡、澳大利亚等国外典型差价合约类型进行总结与分析;为国内差价合约机制的建立提出了相关方案和思路。其次,研究了差价合约机制应用在跨省跨区交易中不同地区间的社会福利分配调整的作用。从理论上分析了输电费、限制交易量和政府授权差价合约等调节手段对市场效率和社会福利分配的影响;设计了对售区水电机组的政府授权差价合约,并以此建立了发电策略双层优化的带有均衡约束的数学规划模型(Mathematical Problem with Equilibrium Constraints,MPEC),从而探究所提出的差价合约合同对售区水电机组发电策略的影响。最后,研究了差价合约机制应用在不同市场主体间的福利分配调整的作用,具体讨论了高成本机组的补贴问题。对现行补贴机制包括度电补贴、常规差价合约和固定成本补贴等进行概述;根据度电补贴和CES(Clean Energy Supply)合同补贴方式下分别建立策略主体的发电决策双层优化的MPEC模型,通过算例研究两种补贴方式下策略机组报价策略和市场出清情况,计算结果表明CES合同补贴方式具有较明显的优势;研究了CES各类收益参数在策略机组不同报价下的变化,表明CES合同的激励作用。最后根据广东燃气机组的实际问题,给出了相应的市场设计思路和启示。