随着人类对能源需求的不断提高，电能作为一种清洁的二次能源在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色，电力需求的不断增加、电网规模的日渐扩大，这些给电力系统运行带来了新的挑战，电力系统运行的经济性作为现代电力系统运行必须满足的四个基本要求之一，一直是电力工作者和科研者潜心研究的课题，合理的电力系统运行优化手段会给全社会带来巨大的经济效和环保效益。首先，本文建立电力系统经济调度的线性优划模型，并进行了误差分析，得出了分段割线线性化发电机二次耗量特性曲线产生的误差非常小的结论，并把这一结论应用到机组组合问题优化模型中去，还根据线性规划对偶原理的经济性意义分析了如何确定系统的最优电价。其次，建立非线性规划的电力系统直流最优潮流模型，模型是在标准的直流最优潮流模型的基础上增加了节点电压相角差的平方和这一惩罚项，得到一个严格凸二次规划问题，通过这一模型可以直接求解出节点注入的有功功率、支路潮流、节点边际电价以及节点电压相角差，同时得出不考虑网损的情况下输电线路的功率是系统发电机功率的线性组合。最后，建立了基于混合整数规划的电力系统机组组合问题的优化模型，模拟海南电网的能源结构同时考虑火电、水电、核电、风电、气电以及抽水蓄能六种机组，分析了拉格朗日松弛法、分支界定法和割平面法原理，再利用前两个模型得到的结论，以实际参数为基础进行了仿真计算，形成了可行的开停机方案和机组最优出力曲线。