中国拥有世界上第一的水电能源储备,主要分布在西部地区,特别是西南地区(云、贵、川、渝、藏),水电能源基地主要集中在长江上游等特定流域。中国水电发展“三步走”的战略中提出,预计到2050年,常规水电的装机容量将达到可开发水电的90%左右。中国水电事业的快速发展引起了全世界的关注,然而随着水电的大规模发展,流域梯级水电站群在许多方面都面临着前所未有的挑战,包括系统规模、控制要求、利用需求以及调度运行方式等。针对这一问题,本文研究了考虑多流域耦合的梯级水电站群优化运行研究,研究成果如下:(1)在频率统计法和因子分析定权法的基础上提出了流域径流水文条件精细化评价方法,将传统上流域径流水文条件划分为特枯、枯、平、丰、特丰5个水平的离散型划分方式改为连续型划分方式。并以某流域下的第一个水电站为例,对其1956-2010年的入库径流水文条件进行分析评价,给出流域径流水文条件精细化评价结果。(2)提出了流域梯级水电站群短期优化运行模型,该模型以梯级水电站群总发电效益最大化为目标函数,考虑了水位、流量、水量和梯级水力联系等约束。然后概述了模型求解算法——权重改进的粒子群算法的基本原理和求解步骤,最后以十水库混联的水电能源系统为算例进行求解计算,验证了权重改进的粒子群算法在求解此类问题时的可行性。(3)提出了求解多流域梯级水电站群长期联合优化运行模型的分区优化方法,该方法基于大系统分解协调的思想,对多流域梯级水电站群进行分层分区处理,利用权重改进的粒子群优化算法对问题进行求解,所提方法通过了NPJ-BPJ-HSH流域下梯级水电站群的算例验证,取得了较好的计算效果。