近几年,我国多地遭遇了严重的雾霾天气,严重的空气污染导致部分城市尤其是京津冀地区空气污染指数突破可吸入颗粒物浓度上限,对人们的生产、生活产生了严重的影响。本文分析了雾霾、PM2.5和NOx之间的关系,研究表明NOx是导致雾霾天气的关键性因素。以南京市为例,通过对南京市最优燃煤机组和现有燃机机组的污染物排放情况的比较分析,提出通过燃烧调整的方式对污染物瞬态排放量和排放强度较大的9F级燃气—蒸汽联合发电机组进行低NOx经济优化运行。根据运行优化需求,本文确立了机组三项优化的指标:NOx排放强度、经济性和能效,建立了 9F燃气—蒸汽联合循环发电机组能效特性模型、NOx排放特性模型以及经济性特性模型。在能效特性模型构建中,提出考虑IGV角度影响的支持向量机建模方法,实现了压气机特性的准确描述;NOx排放特性模型中,本文参考了大量的文献并进行筛选,最终确立了适用于机组模型的NOx排放估算的经验公式;在经济性模型构建中,引入了污染物的环境价值概念,对NOx减排的环境收益进行了估算。在此基础上本文首先运用遗传算法(GA)对所建立的模型进行单目标优化分析,结果表明,经济性或者能效最优时,NOx排放强度过高;NOx排放最低时,经济性和能效较差。为实现综合性能最优,本文接着运用精英保留的非支配排序遗传算法的改进算法(R-NSGA-Ⅱ算法)对机组模型进行了多目标优化,求得Pareto解前沿,并通过不同权重系数的分配和偏好解决策,获得了机组90%和70%负荷工况下的最优解。最后,本文从能源价格变动角度对该类机组的经济性进行了敏感性分析,结果表明,天然气价格越高,多目标优化后的单位电量经济性损失越显著,而随着燃机发电上网电价的升高,多目标优化后的单位电量经济性损失则保持不变。本文研究可为9F联合循环发电机组的优化运行提供重要指导和参考。