近年来，随着温室气体排放的增加，全球变暖情况的加剧，有关碳减排的研究得到人们越来越多的关注。发电系统是CO2排放最大的来源，如何有效改革其不合理的电源结构，达到节能减排效果，最终达到可持续发展目的，成为人们关注的热点。由于不同地区的能源结构，地理环境不尽相同，所以针对这些地区的有效能源政策也有很大的差异。因而我们有必要针对不同地区的特点，进行具体建模模拟。目前天津市发电系统的电源结构十分不合理，对煤炭的依赖程度过于严重，达到98%以上，因而在现今化石能源日益紧缺，温室效应日益严重的情况下，有效合理的改革天津市发电系统的电源结构刻不容缓。本文在天津市能源结构的基础上，搜集本市能源相关数据，参考已有的新能源技术参数，对天津市发电系统进行TIMES建模，并设定只有传统煤电技术的基础情景和五个情景。通过运行模型得出，不同情景下，天津市发电系统的电源结构、技术选择及CO2排放等。模型结果分析显示天津市发电系统应该大力发展整体煤气化循环技术、水力发电技术、风力发电技术以及太阳能发电技术等。实施碳税和碳排放政策可以有效加快新发电技术进入发电系统的速度。最后本文在模型结果分析的基础上，结合天津市实际情况，给出天津市发电系统未来发展的合理化建议，主要从发电技术改进、政府政策建议以及降低需求端电力需求措施等展开。