电力工业对国民经济的迅速发展起到了巨大的支撑作用,同时因其高消耗、高污染的特点而成为节能减排的重要领域,在大型电网中如何实现水火电机组的协调优化运行成为当前研究的热点问题,水电作为清洁的可再生资源在我国的电源结构中占据重要地位。因此,通过开展水火电机组联合协调优化运行,可以充分发挥水火电各自的优势,从而充分运用水火电互补机制实现整个电力系统的高效经济运行。本文详细阐述了水火电机组各自的运行机理,从发电水头、发电流量、入库流量、水库库容等因素入手分析了梯级水电站间的关联性及制约性,同时对火电机组的煤耗特性及污染物排放特性进行了研究,为建立合理的水火电多目标优化调度数学模型及制定合理的水火电出力计划奠定了基础。传统的水火电优化调度问题一般以火电机组煤耗最小和污染物排放最小为优化目标,忽略了网络损耗及水电机组运行特性等要求,已经不符合当前我国实行的能源政策。因此,本文以充分利用水力资源为手段,结合水火电机组各自的运行特性建立起水火电多目标优化调度模型,该模型以火电机组煤耗和污染物排放最小、网损最小、水电机组出力最大化为目标,在充分考虑各项约束条件的前提下制定合理的调度方案,通过算例验证了该模型的正确性及有效性。本文对近几年兴起的类电磁机制算法进行了研究,对基本EM算法的基本原理及计算过程进行了详细分析,针对基本EM算法的不足之处进行了改进。围绕水火电多目标优化问题,本文运用基于目标总体协调度函数最大的交互式方法进行求解,为多目标优化问题提供了有效的求解方法。本文在对发电权交易理论研究的基础上,建立起发电权交易环境下的水火电优化调度模型,模型以火电机组煤耗量最小作为优化目标,考虑了交易双方能耗约束、污染物排放约束等条件对交易结果的影响,仿真结果实现了充分利用水力资源、降低火电机组煤耗和关停小火电机组的目的,为发电权交易提供了新的研究思路。