考虑低碳环境下的碳交易和碳税政策、权衡鲁棒利润和电价风险、合理制定含风电场发电机组的最优调度方案,以期减少耗煤所排放的二氧化碳、消纳风电波动的影响、降低发电成本,对大力推进节约型社会的建设,促进社会经济效益的进一步提高,具有显著的理论意义和现实价值。然而,极其复杂的低碳政策、电价波动和风电波动等因素,以及它们之间的相互作用,导致现有的相关理论无法有效研究发电优化调度问题。为此,本论文研究了低碳环境下基于成本和利润的机组组合模型求解策略、考虑碳交易和碳税的机组组合建模及求解、计及鲁棒利润和风险价值的发电优化调度模型及求解、风场风电容量的分配方法、以及含风电波动和碳交易的机组组合模型及求解等系列问题。论文共分为六章,第一章为绪论,第二章至第五章为主要研究工作,第六章对全文进行了总结。本文主要研究成果如下：第二章讨论了发电优化调度的基于成本的机组组合模型和基于利润的机组组合模型,并研究了两个模型的求解策略。首先利用一个更紧的二阶锥松弛方法将两个模型的混合整数二次规划形式转化为混合整数二阶锥规划形式。进一步,提出二阶锥线性化方法将混合整数二阶锥规划形式转化为混合整数线性规划形式。仿真结果表明,本文所构造的混合整数线性规划模型是解决机组组合问题更好的求解策略,能获得高质量的次优解。第三章提出考虑碳交易和碳税的发电优化调度模型和求解方法,并对碳交易和碳税机制进行了比较分析。首先,建立了基于碳交易的发电优化调度模型,该模型不仅考虑了碳排放配额约束,同时也考虑了碳排放权交易；基于分段线性化和二阶锥线性化方法,提出一种求解考虑碳交易的发电优化调度问题的新方法。其次,建立了考虑碳税的发电优化调度模型,可分析不同碳税场景对发电商利润和碳排放的影响；利用二阶锥线性化方法将考虑碳税的发电优化调度模型转化为混合整数线性规划进行求解。最后,从减排效果和抑制需求两方面对碳交易和碳税机制进行了比较分析。10机组24时段系统上进行仿真计算,验证了上述模型和方法的有效性。第四章提出计及条件鲁棒利润和碳交易的发电优化调度模型和求解方法。首先,考虑电价波动对发电商利润的影响,定义条件鲁棒利润和最坏情况条件鲁棒利润,将基于利润的机组组合模型拓展到基于条件鲁棒利润和最坏情况条件鲁棒利润的机组组合模型。进一步,考虑碳交易,建立了计及条件鲁棒利润和碳交易的发电优化调度模型。借助蒙特卡罗方法模拟电价场景,将所建模型转化为混合整数二阶锥规划进行求解。通过10机24时段系统的算例仿真,验证了所建模型和求解方法的有效性。发电商可以利用该模型优化发电,平衡利润和风险,根据碳市场价格的高低做出相应的碳交易策略。第五章提出平抑风电波动的多风场风电容量的分配方法,并建立了含风电和碳交易的机组组合模型。首先,运用Copula函数分析了风电场风速的相关关系,并构造了适合风电场的均值-方差模型优化各风场风电容量的分配。进一步,考虑到均值-方差对参数灵敏的特点,提出基于鲁棒优化思想的多风场鲁棒优化模型,并在盒式不确定集和椭球不确定集下将该模型转化为可用内点法计算的线性规划模型和二阶锥规划模型。最后,引入碳总量控制和交易模式,建立了含风电波动和碳交易的机组组合模型,采用二阶锥线性化和分段线性化方法,将模型转化为混合整数线性规划形式进行求解。10台火电机组和1个风电场仿真验证风电波动和碳价的变化对系统运行成本以及碳排放量的影响。