随着环保要求的不断提高,燃煤电厂烟气超低排放系统在整个火电系统中起着越来越重要的作用。超低排放系统主要由脱硝、脱硫、干电除尘和湿电除尘四个装置组合而成,且装置间可协同脱除同一污染物,属于多模型,多约束的复杂优化问题。多模型复杂约束的工程问题常用多学科设计优化进行求解,而协同优化作为多学科设计优化中一种较为先进的分散求解策略,将问题分解为两级优化结构,使问题的复杂度大幅降低。因此将协同优化应用于超低排放系统的优化具有重要意义。本文的主要研究内容如下:(1)针对传统协同优化对初始点敏感、易收敛于局部最优点的问题,提出了一种全局稳定寻优协同优化方法。在系统级中采用动态罚函数,将系统级优化问题转化为无约束优化问题,扩大了寻优可行域,增强系统目标函数全局寻优能力;在子学科级中将原子学科目标函数以动态加权方式组合到学科级目标函数中,在寻优过程中追求一致性的同时,考虑子学科原目标函数对子学科寻优的影响,扩大了子学科的寻优范围。最后,通过两个典型算例对该方法进行验证,并与其他协同优化方法进行对比,结果表明该改进方法优化性能较好,稳定性较强。(2)通过对超低排放系统中各个装置数学模型的分析研究,构建了基于改进协同优化方法的烟气超低排协同脱除优化框架,原系统在改进协同优化方法框架下分解为脱硝子学科、脱硫子学科和除尘子学科三部分,同时将各污染物出口浓度作为主要约束条件,系统的运行成本作为优化目标。以多组典型工况为仿真实例,采用改进协同优化方法对系统进行优化分析并与整体粒子群优化、独立优化进行对比,证明了改进的协同优化在超低排放系统中的可行性和有效性。