در این پایان نامه، توربین های بادی و تولیدات همزمان گرما و الکتریسیته به مسائل مختلف بهره برداری بهینه چندهدفه شبکه قدرت اضافه می شوند که در آن ها هزینه تولید انرژی و آلودگی ناشی از سوخت های فسیلی به طور همزمان کمینه می گردند. نفوذ بسیار زیاد منابع تولید انرژی بادی و تغییرات بار شبکه به روش های کارآمدی برای مدیریت عدم قطعیت های آن ها نیاز دارد. بنابراین، چند الگوریتم بهینه سازی برپایه روش های مدیریت عدم قطعیت تولید سناریو و روش تخمین نقاط به خدمت گرفته شده اند تا مسائل برنامه ریزی تصادفی بهره برداری را آنالیز کنند. طبیعت تصادفی مقدار توان دردسترس توان بادی و تغییرات نامنظم بار مصرفی شبکه، نیاز به درنظرگرفتن خدمات جانبی از جمله ذخیره را بیشتر و بیشتر می کند. لذا در این پایان نامه، از سه نوع ذخیره چرخان و غیرچرخان بهره گرفته شده است. همچنین، فرمول بندی عملی چندین مساله تک هدفه و چندهدفه بهره برداری شامل توزیع اقتصادی بار، توزیع اقتصادی بار 24 ساعته، پخش بار بهینه و پخش بار بهینه 24 ساعته ارائه شده است که در آن ها محدودیت های عملی همچون تلفات شبکه، محدودیت نرخ شیب، اثر شیر بخار، مناطق ممنوعه، چندسوختی بودن و قید های پخش بار شبکه در یک بازه زمانی مشخص در نظر گرفته می شود. بعلاوه، چندین روش بهینه سازی جدید بهبودیافته از جمله الگوریتم آموزش و یادگیری، کرم شب تاب و خفاش به منظور تعیین جواب بهینه یا مجموعه ای از جواب های غالب برای مسائل تک هدفه و چندهدفه به طور کامل توضیح داده شده اند. برای تقویت الگوریتم های ارائه شده، روش های مکاشفه ای مثل استفاده از یک حافظه خارجی، روش niching، خوشه بندی فازی، نظریه آشوب، تولید عدد متضاد، استراتژی جهش خودتطبیقی و جمعیت هوشمند به همراه بیان میزان بهبود آن ها استفاده شده است. برای معتبرساختن جواب های غالب پیداشده در روش چندهدفه، از شاخص هایی مثل spacing و diversity بهره برده شده است. همچنین، برای اندازه گیری میزان کارآیی روش های تصادفی، شاخص هایی همچون میانگین، انحراف استاندارد، امید ریاضی، ارزش جواب تصادفی در برابر جواب قطعی، 95% بازه اطمینان و خطای نسبی به کار گرفته شده اند. روش های پیشنهادی علاوه بر جنبه های کاهش هزینه و آلودگی شبکه، برای کاربرد در شبکه های قدرت عملی به خاطر حجم محاسباتی پایین آن ها مناسب هستند. برای اندازه گیری میزان کارآیی هر یک از نوآوری های ارائه شده در این پایان نامه، آن ها را بر روی شبکه های 5، 6، 10، 14، 30، 40 و 100 واحدی و شبکه 30 شین و 118 شین ieee اعمال کرده ایم.