由于日趋严重的温室效应,一直以来被认为是无毒无害的二氧化碳气体也成为了大气污染物之一。电力系统作为我国碳排放大户,减少其碳排放是我国实现低碳经济和社会可持续发展的重要途径之一。本论文针对我国水电资源丰富的特点,在满足电力系统基本运行条件的情况下,研究水火电力系统低碳生产多目标优化协调机理,以达到可靠性、经济性、环保性均衡发展的目的,探讨电力系统低碳生产的可能性。本论文分析火电厂煤耗特性及其二氧化碳等污染气体排放特性,分析煤质对煤价和电厂碳排放的影响,并根据煤炭价格的定价机制,寻找煤价与煤质之间的联系。根据梯级水电站的发电机理,寻找自然来水量、水电站库容、发电水头等参数之间的关系,建立梯级水电站群联合发电模型。本论文还对原理简单、实现容易、操作简单、灵活多变并且效果极佳的粒子群算法进行了改进,得到混合粒子群算法。通过测试与比较,混合粒子群算法性能优于基本粒子群算法,并适用于电力系统最优化问题。在煤质分析的基础上,还对5个火电厂组成的系统进行多目标优化调度,优化结果表明多目标优化能使经济效益与环境效益均衡发展,同时探讨不同煤质下的煤耗、电厂效益以及污染排放。最后研究碳税、电力系统计及碳税的电价制定机理和水火电力系统减排调度模型,建立水火电力系统多目标优化调度模型。采用3个火电厂及包含4个电站的梯级水电站组成的系统作为算例,结果表明计及碳税的电力系统多目标优化调度能均衡经济和环境之间的矛盾,提高水电利用率,减少煤耗和排放,达到低碳生产的目的。