随着科学技术的不断进步,对包括电力行业在内的大部分公用事业打破垄断、引入市场竞争已成为世界性潮流。2002年底,我国电力行业正式重组为五个独立发电公司和国家电网和南方电网两家电网公司,实现了厂网分开。而目前的改革是在逐步实现竞价上网,建立区域电力市场。但是,电力行业重组后几年来的运行实践也暴露出一些值得关注的问题需要加以研究和解决。其中的一个重要问题就是在目前厂网分开、发电公司和电网公司成为各自独立的经济实体的情况下,如何保证电源与电网以及用户侧的整体协调规划,以保证整个电力系统的规划与扩容投资仍然能够实现全社会效益最大化目标。本文就是在这种背景下,对厂网分开后输电网扩容投资及运营管理优化的理论、数学模型等方面的内容进行了研究,形成了一套系统的理论体系,并就某些研究成果进行了实证研究。本文的主要工作及创新点如下:本文研究了现有电网输电成本的分配方法问题,并给出了输电网投资综合效益的分析确定方法,分析了不同种类的输电网扩容投资项目的成本/效益。通过分析认为,输电定价应采用能够激励电网投资的长期边际成本方法,这样才能实现输电网最优投资扩容。本文研究分析了输电扩容对发电商成本和盈利的影响,以及电网互联对发电商效益的影响,然后进行了给定联网水平情形下的发电商最优转供电分析,并通过一个例子进行了说明。另外,本文通过分析输电公司在扩容前后的利润变化,给出了对整个电力系统进行优化后的转供电容量确定模型。另外,也分析给出了用户(需求侧)对输电扩容的反应以及具体的数学模型。本文进行了输电容量约束管理的市场机制设计方面的研究,从输电约束成本的控制与管理入手,分别对非市场机制下的输电约束成本以及市场条件下的管理机制和方法进行了分析研究,建立了相关的电力交易数学模型,并对考虑输电约束情况下的电力市场运营进行了模拟分析,给出了相应的电力交易模式方案建议。