发电调度模式是随着电力技术的进步、电力工业体制的变革乃至资源与环境约束的渐强而与时俱进的。近年来,受气候变暖趋势加速的影响,全球极端天气气候事件发生的频率及强度激增,控制温室气体排放已成为世界各国的普遍共识。作为化石能源消耗与CO2排放的重点行业,电力行业仅考虑节约化石能源及减排SO2和氮氧化物的调度运行模式显然已不能适应新形势,亟需构建以低碳为主要特征的新型发电调度模式。本文在剖析低碳发电调度提出背景及现实目标的基础上,系统、深入地研究了低碳发电调度的实现模式及上网电价机制。论文研究取得了以下主要研究成果：以发电能耗最小与碳排放量最小为目标,建立了低碳发电调度的日前发电计划模型；而后,在建立与外部环境约束相适应的碳排放外部成本量化模型基础上,通过引入燃料价格、碳排放外部成本,从而将具有双重优化目标的低碳发电调度优化模型转化为以系统发电能耗与碳排放总成本最小化为目标的单目标优化模型。算例结果表明,相比于节能发电调度模式,低碳发电调度可显著降低电力系统的碳排放总量,促进包含环境效益在内的社会效益的增进。在区域层面统一开展低碳发电调度有利于促进互联电网节能减碳效益的增进,但也面临着省间利益调整带来的现实阻力,因而,亟需研究一种可实现节能低碳的调度优化目标并兼顾省间利益均衡性的跨省区低碳发电调度实现模式。针对该问题,本文以进一步挖掘互联电力系统节能减碳潜力为目标,以兼顾省间利益均衡性为约束,提出了两种促进跨省区低碳发电调度的区域发电权交易模式,即考虑省间利益调整约束的区域统一优化模式和网省分层优化模式；而后,结合发电权交易中市场主体的报价特点,建立了考虑发电商报价风险的发电权交易市场均衡模型,结合具体算例,验证了模型的有效性,并应用该模型对两种可行模式的运行效果进行了仿真分析。仿真结果表明,考虑省间利益调整约束的区域统一优化模式可在兼顾省间利益均衡性的前提下,促进互联系统节能减碳效益的提升。将风电与抽水蓄能联合运行是在当前风电大规模、集中式开发引发并网难题的现实背景下,解决风电发展瓶颈约束、促进系统节能减碳优化目标实现的一种低碳发电调度实现模式。本文在考虑抽水蓄能机组运行特性的基础上,建立了含抽水蓄能电力系统的低碳发电调度优化模型；并在该模型基础上,以社会效益最大化为目标,构建了风电—抽水蓄能匹配容量优化模型。算例分析表明,所提模型可促进风电与抽水蓄能的合理配置,实现社会效益的提高。合理的上网电价机制设计,是解决调度模式变革形势下发电企业利益失衡问题的根本路径,同时也是低碳发电调度实施所依赖的重要外部系统条件。本文提出分时电价、两部制电价等两种可能的低碳发电调度上网电价机制,并分别建立了定价模型。算例分析表明,两部制上网电价可在合理解决发电企业利益失衡问题的基础上,实现电网购电成本最低目标以及低碳发电调度目标的统一,是符合激励相容理念的低碳发电调度上网电价机制；而后,重点研究了两部制上网电价中容量电价定价模式的优化设计问题,在仿真验证了基于可靠性定价模型的容量电价定价模式有效性的基础上,针对于该定价模式下需由政府委托电网企业进行容量需求预测,并应通过合理的机制设计激励电网企业提高容量需求预测准确性的问题,应用委托代理理论,提出了基于逆向选择模型的政府—电网企业委托代理机制设计方案,并通过算例验证了设计机制的有效性。本文提出的低碳发电调度模式及其上网电价机制,为当前电力系统运行实现节能低碳目标提供有价值的参考方案,不仅具有学术价值,而且对改进发电调度方式、促进电力工业与经济社会和谐发展、实现低碳经济发展具有实践价值。