建立开放竞争的电力批发和零售市场是世界各国电力体制改革的关键内容,我国也颁布了相关政策,持续推进电力批发市场建设,鼓励不同类型的电力零售商参与零售市场竞争,并逐步放开用户的选择权。目前,国内外区域性的电力批发市场和零售市场大多类似寡头竞争市场,并且批发市场竞争和零售市场竞争之间相互影响,存在较强的联动关系。寡头博弈均衡理论是分析和预测寡头竞争市场参与者策略性行为的重要工具,基于寡头博弈均衡理论研究电力市场参与者的策略性博弈行为及其对市场竞争结果的影响,有助于电力市场的设计和运营。本论文针对现有零售市场博弈问题研究中未充分考虑用户切换行为和与批发市场联动关系等方面的不足,采用寡头博弈均衡理论,开展了考虑零售商合同交易、用户切换行为、零售商风险偏好以及批发与零售市场联动关系的零售市场博弈模型研究。主要工作和创新点如下:第一,为了研究零售商与用户之间的零售合同交易对电力零售市场的影响,采用寡头市场的Bertrand竞争模型,建立考虑零售合同交易的零售市场博弈模型,其中,引入零售市场份额函数(market share function,MSF)反映各零售商在信誉度等方面的差异性以及用户在不同零售报价下的购电需求,并采用供应函数反映零售商的购电需求对批发电价的影响。然后,在理论上证明该模型纳什均衡解的存在性和唯一性,并分析了零售合同交易对零售商竞价策略及市场均衡结果的影响。最后,采用非线性互补方法和Levenberg-Marquardt算法对模型进行求解,并通过算例仿真验证了理论分析的有效性,结果表明:信誉度较高的零售商,可以通过相对较高的零售报价获得相对较高的利润;零售商的零售合同交易可缓解其在零售竞价交易中报高价的市场力滥用行为,有助于改进电力零售市场的效率。第二,考虑到在竞争的电力零售市场环境下,用户通常具有根据电力零售商的报价而切换零售商的行为。为了定量研究用户切换行为对零售市场中零售商竞价策略的影响,首先基于Bertrand竞争模型,建立考虑用户切换行为的零售市场博弈模型,其中假设零售市场中存在一个代表全部用户的虚拟用户,其通过确定对各零售商的购电需求最大化自身收益,通过该用户收益最大化问题的一阶最优条件构造MSF,来反映不同零售商可售出的电力与其自身和竞争对手零售报价的关系,以及用户在零售商间的切换行为,并采用供应函数考虑了批发市场和零售市场的联动影响。其次,在理论上证明了该模型纳什均衡解的存在性和唯一性,并采用非线性互补方法和Levenberg-Marquardt算法求得均衡解。最后,通过算例仿真验证了理论模型的有效性,研究表明:用户的切换行为有助于缓解零售商在零售竞价交易中报高价的市场力滥用行为;由于用户切换程度的增加,会导致零售商报价和利润降低,说明随着零售市场的放开,通过差额获利的方式将不足以支撑零售商长期运营,电力零售商需要探索和制定针对性较强的增值服务来进一步盈利和发展。第三,在批发电价不确定的环境下,具有不同风险偏好特性的零售商会通过不同的报价策略协调其利润和风险。首先采用均值-方差效用理论计入零售商的风险偏好特性,并基于Bertrand竞争模型,建立了不同风险偏好零售商参与零售市场竞价交易的博弈模型,其中采用MSF反映用户的切换行为。然后,从理论上分析了批发电价不确定性和风险偏好对零售商报价策略的影响,证明了该模型纳什均衡解的存在性和唯一性,并采用非线性互补方法和Levenberg-Marquardt算法对模型进行求解。最后,通过算例仿真验证了博弈模型的有效性,结果表明:当零售市场存在风险厌恶零售商时,批发市场电价不确定性的增加,会导致零售商零售报价增加;零售商自身和对手风险厌恶程度的增大也会导致零售报价的增加;用户切换程度的增加有助于缓解风险厌恶零售商的市场力,且零售商风险厌恶程度越高,用户切换行为对零售商市场力的缓解作用越明显。第四,为了研究电力批发市场和零售市场之间策略性博弈行为的相互影响机制,建立了由发电商参与竞价的批发市场和零售商参与竞价的零售市场组成的联合博弈模型,其中发电商以供应函数模式参与批发市场竞争,零售商以Bertrand模式参与零售市场竞争。模型中还考虑了发电商和零售商之间的合同交易,以及零售市场中用户的切换行为。然后,通过联立所有发电商和零售商优化问题的一阶最优条件,将联合博弈问题转化为一个混合的非线性互补问题(nonlinear complementarity problem,NCP),应用非线性互补方法将NCP转化为一组非线性方程组,并采用Levenberg-Marquardt算法求得纳什均衡解。最后,通过算例分析验证了理论模型的合理性,结果表明:发电商和零售商的策略性投标行为对批发和零售市场均衡结果均会产生重要影响;发电商与零售商之间的合同交易以及用户切换行为均有助于提升社会福利。