电力市场环境下的有功优化调度不仅要考虑电力系统固有的技术特性,还要考虑市场化带来的新问题、新特点。在电力系统运行体制由垄断向市场化转变的过渡阶段,整个电力系统运行还带有某些垄断的特点,传统意义上的有功优化调度虽然在很大程度上由市场竞争所取代,但市场模式发展还很不健全,电力产品种类还比较单一或稀缺,且由于成本、能耗、环保等性能指标的差异还允许系统中同时存在竞价机组和非竞价机组,等等。初期电力市场的这些特点给电力系统的有功优化调度带来了问题上的复杂性,需要对由此产生的模型和算法进行有针对性的研究。本文从这一角度出发,研究了作为过渡阶段存在的初期电力市场环境下有功电能量竞价、竞价机组电能量合同与发电计划协调及市场环境下有功调度中机组排污及能耗控制等问题。发电侧电力市场基本电能量竞价问题的报价曲线通常由分段水平直线段组成,其应用范围受到一定程度局限。本文将其拓展为非水平直线段组成的分段不降函数形式,并与垄断环境下基本负荷分配问题的发电成本采用分段二次函数形式的数学模型进行类比,建立了二者统一的数学模型;基于该统一模型,提出了求解这一问题的最陡增/减变量对寻优法,此方法对上述竞价或负荷分配问题具有全局寻优能力。当竞价机组报价曲线或机组发电成本的边际成本曲线不是单调增加的函数时,问题可能存在多个局部最优解。本文将最陡增/减变量对寻优法与进化策略相结合,使得算法既具有全局寻优能力,又具有较快的计算速度。由于上述基本竞价和负荷分配模型往往不能适应电力生产过程的特殊或复杂情况需要,因此本文对考虑机组禁止运转区影响、发电成本为分段二次函数的负荷分配问题和考虑竞价机组非报价区段、报价曲线为分段一次函数的电能量竞价问题进行了比较研究,同时计及了网络传输限制,建立了二者的统一数学模型,并采用GENOCOP遗传算法求解。这一方法对问题的适应能力高于数学规划方法,而计算速度及解的一致性要好于一般的随机搜索方法。交易形成的合同电能量要通过电力市场调度机构制定的发电计划来落实和完成。在初期电力市场一定阶段,电力系统中同时存在竞价机组和非竞价机组,此时的中期发电计划制定工作需要将竞价机组中标电能量、非竞价机组计划发电能量分解到调度周期内的每日。本文建立了以系统非竞价机组总生产成本最小为目标的电能量分解问题数学模型。为了更具时间过程上的合理性,分解电能量时把每天凝聚为高负荷、低负荷两个时段,由此得到的两个时段电能量之和即为相应机组日电能量计划值;为了更具空间上的合理性,数学模型中计及了基于直流潮流方程的电力网络传输限制约束。在初期电力市场的日前市场未开放阶段,日发电计划确定应以非竞价机组生产成本最小为目标。本文建立了这一问题的数学模型,并将其分解为机组组合和动态负荷分配两个子问题求解:机组组合采用启发式算法求解;动态负荷分配采用一种改进可行方向法求解,此方法采用了最陡增/减变量对寻优法处理发电成本曲线分段点的思想,能够适应非竞价机组成本分段二次函数表示形式和引入竞价机组中标电能量的日分解值平衡约束关系的新环境。初期电力市场的有功调度工作还应充分重视电力生产对社会可持续发展的影响。本在前述研究的基础上,对有功优化调度中如何进行生产排污管理和节能降耗问题进行了探讨,指出:对发电能耗较低、竞争力较强的机组宜采用征收排污成本方法进行排污管理,采用限制发电边际耗量的方法进行节能管理;对发电能耗较高、竞争能力较弱的机组宜采用限制排污总量的方法进行排污管理,采用在竞价计算目标函数中计及能耗因素的方法实施能耗控制。本文工作得到黑龙江省自然科学基金项目(项目编号:E0326)的资助。