不确定与竞争条件下的发电投资决策问题是电力产业引入市场化机制后所面临的新问题。本文以不确定条件下的不可逆性投资理论和现代产业组织理论为指导,综合运用实物期权、随机动态博弈等建模理论和随机逼近、仿真优化等求解算法,将产业竞争博弈与寡头发电企业战略投资问题相结合,对不确定与竞争条件下的发电投资决策进行以定量分析为主的理论和应用研究。本文主要工作和结论是:第一部分(第1、2章)系统总结了电力体制改革后发电投资决策的特点、内容及其面临的不确定性因素,并对这一问题的国内外研究现状进行了较为全面的回顾与评述。第二部分(第3章)讨论电价和容量利用率双重不确定条件下的发电项目投资决策问题。用不同的随机过程(变量)描述新增电源项目投资决策所面临的电价和机组利用率两大不确定因素,建立了一个以最优投资时机为决策变量的实物期权模型,借助算例分析了双重不确定因素对新建电厂投资时机的定量影响。研究结果表明最优投资时机与价格不确定性呈较为特殊的先正相关、后负相关关系,而与预期新增容量利用率稳定负相关。第三部分(第4章)讨论市场需求不确定时寡头垄断市场结构下的发电容量(产能)扩张问题。拓展了Boom(2003)的发电“投资+价格”和Genc等人(2003)的发电“投资+生产”两阶段博弈模型,在多种发电技术类型假设下论证了市场竞争程度、需求不确定性的性质及程度与发电容量投资水平和结构之间的关系。第四部分(第5章)在第三部分的两阶段模型中引入投资时机决策变量,建立了一个需求不确定条件下累积发电容量扩张投资的多阶段随机动态博弈模型,并开发了新的算法对模型进行数值求解。主要发现是参与人初始容量水平与博弈均衡的容量水平无关,需求不确定程度的变动将产生容量投资时机与容量累积均衡水平两方面的影响;在存在投资滞后期的假设下,高不确定性将使容量投资往后推迟并增大规划期内容量投资总量。第五部分(第6章)将第四部分的理论模型应用于江苏发电投资市场的实际试算,验证了理论研究的相关结论,发现了江苏发电投资市场近中期存在的产能过剩风险,并给出江苏发电投资市场发展现状与未来变动趋势的一些基本判断。