新世纪以来,中国经济保持快速增长,经济总量已跃居世界第二。然而,经济增长并不意味问题的消失。制约中国可持续发展的新因素,如大气染污、环境恶化、资源匮乏等不断产生。党的十八大提出,大力推进生态文明建设,即在经济发展、社会进步的同时,留住绿水青山、蓝天白云,实现国家可持续发展。这就要调整电源结构,转变电力生产方式,促进电力产业升级,优化电力系统资源配置,化解电力供求矛盾。一直以来,电力供求系统以高排放、高污染著称,“贡献”了大部分的PM2.5污染和温室气体,成为关系国家能源安全和环境安全的重要生产部门。电力资源的替代优化,就是对电力供求系统进行开发,无论在初始电力资源的选择,还是电力传输、配送、消费等环节,都综合考虑其产生的环境效益、经济效益和社会效益,以使其沿着可持续发展的方向前进。本文结合中国电力资源产业发展现状及电力能源结构情况,展开了对电力资源供给保障问题的研究。运用经济学方法、动态优化方法,最优控制方法、系统动力学方法和博弈论方法,研究了传统电力资源供给中存在的问题,提出选择替代优化路径,加强替代优化激励机制建设、实施电力资源替代优化策略的政策建议。本文主要做了以下研究工作：(1)分析中国电力能源需求现状和电源结构基础上,对电力资源替代的相关研究文献进行了研究,得出电力能源需求庞大,结构不合理的结论,认为有必要开展电力资源替代优化理论及机制建设研究。(2)建立了一个考虑资本替代的内生经济增长模型,分析了中国实现稳态经济增长的条件,据此解释经济增长受自然资源约束的原因,得出只有中国经济增长率控制在6%左右,才能保证有足额的资本投入用于开发自然资源的替代品,有序获得国家可持续发展所需替代资源的结论。(3)改进了一个只有两种电力资源的电力资源定价模型,用于分析电力资源价值最大化的必要条件,探讨了电力资源替代优化的外部影响约束,讨论了两种电力资源间的理想替代时点,据此认为电力生产外部不经济是替代电力资源产业发展缓慢的主要原因,提出了消除外部影响发展替代电力资源的机制建设建议。(4)构建了一个电力供求系统能效成长上限基本模型,分析了电力供求系统存在能效成长上限的原因。针对能效成长上限问题,提出对电力供求系统进行二次开发与重构,以此消除制约能效成长的不利因素。建议引入末端治理子系统、政府介入能效资产投资子系统、用户响应子系统、电厂自律子系统、电网智能化子系统等系统开发机制,突破系统能效成长上限、改善系统能源效率。(5)分析电力资源开发现状、发展前景的基础上,构建了一个替代电力资源投资优化模型,解析出最优投资路径。针对替代电力资源产业发展中存在的技术势差问题,构建了一个分阶段博弈模型,采用逆推归纳法求解,推导出技术追赶方的最优策略是小规模发展。据此认为,由主要依靠传统非清洁耗竭性电力资源过渡到主要依靠替代电力资源的电力能源供应结构,政府应建立良好的产业发展激励机制,及时出台相应的财政政策,鼓励增加替代电力资源产业投资和能效电力资源产业投资。