能源作为人类活动的物质基础,已成为经济发展与科技进步的重要驱动力量。在当前的低碳经济环境下,天然气因其清洁环保、纯净高效及用途广泛的属性,在世界范围内得到了普遍的重视,目前已成为世界增长最快的能源之一。然而我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋以及不健全的定价制度使得天然气供需矛盾日益突出,“气荒”频现。为缓解“气荒”,促进天然气产业健康发展,国家发改委正全面推行天然气价格改革,以发挥价格在资源配置中的基础作用。本文在天然气价格改革背景下,结合管理科学和规制经济学的最新研究成果,运用对比分析与仿真模拟相结合的研究方法,分析当前中国的天然气供需格局和定价机制面临的挑战,提出天然气终端市场定价模型,并采用多主体仿真方法对定价政策进行仿真模拟,为中国天然气终端市场价格改革提供试验数据与政策参考。本文的主要研究内容和创新如下：第一,分析天然气供需格局和定价机制存在的弊端,提出了天然气终端市场定价问题。从中国天然气各区域的生产和消费形势,分析中国天然气供需重心的迁移路径及各个区域贡献度,明确当前中国天然气供需格局；从国外天然气定价方式出发,分析天然气价格改革方向,明确国内天然气定价机制的弊端；从天然气供需格局和价格改革方向,提出天然气终端市场中工业用户分时定价和居民用户阶梯定价问题。第二,梳理天然气需求价格弹性的估计方法和研究结果,估计天然气终端市场用户的需求价格弹性。从需求价格弹性的定义出发,分析了天然气需求价格弹性估计的主流方法,并得到天然气长期需求价格弹性与短期价格弹性关系。然后,对世界范围内有关天然气工业用户和居民用户的天然气需求价格弹性进行详细的总结,根据已有的研究成果和中国天然气终端市场需求特点,估计天然气终端市场中工业用户和居民用户的需求价格弹性,为天然气工业用户分时定价和居民用户阶梯定价提供数据。第三,分析天然气管网负荷特征及工业用户需求特点,建立天然气工业用户分时定价系统,并对分时定价政策进行仿真模拟,为工业用户分时定价提供实验数据。从天然气管网负荷特征及工业用户需求特点出发,采用multi-agent建模与仿真理论,设计了工业用户分时定价系统,明确了系统中相关利益主体及作用关系；采用leader-follower博弈模型,建立了工业用户分时定价优化模型,得到工业用户的最优分时定价策略及需求响应方式；以天然气终端市场中工业用户为例,采用峰谷分时定价和实时定价两种策略,对工业用户分时定价进行模拟仿真研究。结果表明,对工业用户实施分时定价或实时定价策略,不仅能够起到削峰填谷作用,促使天然气管网平稳运行,还可以促使工业用户增强需求管理,提高市场效率和社会总体福利。第四,评估天然气居民用气阶梯定价方案,建立天然气居民用户阶梯定价仿真系统,为居民天然气阶梯定价提供政策参考。从居民用户消费特征及阶梯气价的目标出发,采用multi-agent建模与仿真理论,设计了居民用户阶梯定价系统,确定了居民用气阶梯定价方案与系统目标；分析居民用户需求行为,从弹性效应、从众效应和聚集效应,构建了居民用户的阶梯价格综合需求响应模型,并从消费者剩余,运营商效用和社会公平性等方面,设计了阶梯定价实施效果的评价指标；以天然气终端市场中居民用户为例,对不同阶梯定价政策进行模拟仿真分析,根据阶梯定价实施效果,选出最优的阶梯定价方案。结果表明,阶梯定价不仅能缓解交叉补贴,遏制浪费,还具有改善收入分配和提高社会公平的效果。第五,明确天然气终端市场价格改革的方向、原则和路径,为天然气价格市场化改革提供政策参考。从国际天然气市场的发展历程,天然气定价机制的改革方向,以及中国天然气终端市场的发展现状,指出中国天然气终端市场价格改革要依据“试点先行、分层实施、逐步推进、稳定有效”的改革思路,采取“制度建设、市场培育、价格改革、交易中心”的实施路径。在天然气价格改革的总体布局下,要坚持制度建设为基础,市场培育为前提,价格改革为核心,交易中心为重点的“四位一体”改革方向,建立一个供需均衡、竞争有序、充满活力的天然气市场。