科学的电源结构是中国电力行业有效实施低碳化发展的关键因素。水电、风电、光伏发电等可再生能源的迅猛发展以及碳捕集与封存等低碳电力技术的引入,都将对未来电力行业的发展产生深刻的影响,因此,研究建立新的具有普适性的面向低碳电力目标的电源规划模型显得十分必要。论文从低碳电源规划的选址和定容两方面进行研究。主要包括碳捕集电厂选址、含多种电源形式的低碳电源规划优化、考虑不确定性的低碳电源规划优化及低碳电源规划多属性决策等方面的建模及仿真研究。本论文的主要研究内容如下:(1)对新建碳捕集电厂的选址优化问题进行研究,建立碳捕集电厂最优选址模型,以年综合成本最小为目标函数,考虑CO2排放量、CO2管道传输限制及其他约束条件,采用改进细菌群体趋药性算法进行寻优。针对该选址优化中存在煤炭来源和价格、交通运输差异、CO2传输及封存成本等影响因素的不确定性问题,提出了基于区间线性规划的碳捕集电厂选址模型,仿真分析原始参数变化的不同情景模式下的选址优化,确定碳捕集电厂的优化厂址,为决策者提供科学客观的依据。提出了碳捕集电厂选址评价指标体系,由技术性、经济性、环境性和社会性4个一级指标及17个二级指标组成,采用基于熵权的模糊综合评价方法对优化出的方案进行综合评估。(2)建立含水电、风电、光伏发电等可再生能源及碳捕集电厂的多种低碳电源形式的动态规划模型,以规划期内投资及运行成本最小为目标,将CO2减排指标引入约束条件中,规划期内分阶段进行优化,确定最优决策解,得到规划期内各阶段的投资方案,包括所投电源的类型及容量,以期在满足负荷增长需求的同时达到系统所要求的减排目标。(3)针对多种电源形式带来的模型及参数的不确定性问题,提出了低碳电源规划多目标鲁棒优化模型。以边界系统规划期内年综合成本及CO2排放量最小为目标,考虑风电、光伏出力的不确定性,建立有效目标函数,采用蒙特卡罗法,利用拉丁超立方抽样,计算有效目标函数,采用离散细菌群体趋药性算法进行鲁棒优化,寻求电源规划满足鲁棒性的Pareto最优解。针对某地区未来五年的电源规划,分别对电源随机投运方案、离散细菌群体趋药性优化以及鲁棒优化方案进行计算,优化结果对比分析表明,当电源规划中出现不确定因素时,鲁棒优化方案具有更好的抗扰动能力。(4)提出了低碳电源规划多属性综合决策指标体系,包含安全性、可靠性、经济性、环保性4个一级指标及17个二级指标。应用灰色关联理论对建立的指标体系进行分析,得出关联度大于阈值的指标,运用证据理论决定是否对指标进行筛选,实现了专家主观经验与客观的灰色关联理论及证据理论的结合。采用TOPSIS多属性决策方法,综合考虑了各个指标对备选方案优劣程度的影响,计算各方案距正理想解的相对近似度,从而找出整体中的最优方案。