随着经济的快速发展,我国电网普遍面临严峻的调峰问题,双碳目标的推进和新能源大规模并网进一步加剧了电网的调峰困难,也给电网和水电调度带来全新的调度问题。在水电响应电网调峰需求时,需要精细化考虑机组检修、尾水顶托、新能源发电等对水电调峰能力的影响。为此,结合西南电网及梯级水电调度中的实际问题,以提高水电对电网调峰精细化水平为主线,本文开展了汛前水电检修发电调度、尾水顶托下短期梯级厂网协调、水火联合短期调峰、超短期水风发电计划调整四个方面开展研究,取得了如下研究成果:（1）针对梯级水电汛前中长期调度中机组检修与发电计划互相关联容易造成调峰灵活性较差的问题,构建了考虑调峰需求的梯级水电站汛前检修与发电计划联合优化模型。模型中考虑了汛前电网的调峰需求,采用改进的K-means聚类方法获取汛前梯级电站多种典型来水场景以表征来水的随机性,避免了因机组不合理检修导致的出力调节能力不足,保证水电汛前检修计划的合理性。通过水库汛前水位消落控制及合约电量约束保证了梯级水电汛前发电计划的可行性及实用性。贵州省北盘江梯级电站的实例应用表明,所提模型可在满足电网汛前调峰需求的前提下,保证大型电站水位的平稳消落,实现机组检修计划和调度运行计划的双重优化制作。（2）针对尾水顶托影响下梯级水电出力调节能力下降导致日计划制作中调峰与发电效益协调难的问题,提出了尾水顶托下梯级水电站短期厂网调峰发电协调多目标调度模型。模型中充分考虑尾水顶托影响,实现了电站出力调节能力的精确计算。以机组为调度单元,综合考虑复杂约束限制,通过耦合机组不规则振动区和限制出力约束构建机组综合可行运行区,降低了建模和求解的难度、确保了发电计划的精细化制作。基于余荷峰谷差最小和梯级发电量最大的多目标模型,可有效兼顾电网侧调峰需求与电站侧发电效益需求。广西红水河梯级水电实例应用的分析表明,所提模型可实现尾水顶托影响下梯级水电日发电计划在调峰与发电效益目标间的有效协调。（3）针对汛期水电出力受阻下水火调峰矛盾突出导致日计划制作难、弃水电量计算精度差的问题,提出了计及调峰弃水的汛期水火短期联合调度模型。模型充分考虑汛期调节能力较弱水电的发电受阻、火电多段成本深度调峰运行。所提耦合弃水电量计算的一体化水火电计划制作方式,简化了汛期水火电发电计划制作的过程,提高了弃水电量及发电计划的精确性。基于广西电网的仿真结果表明,本文所提模型中调峰弃水电量计算更为精确。弃水电量价值的引入可协调汛期水火电运行。同时,水火联合调度模式可实现清洁能源高效利用、降低火电运行费用,有利于电网的节能调度。（4）复杂调管关系下梯级水电平抑风电出力波动时,如何合理、高效地修改水电发电计划是梯级水电超短期调度的难点,为此,提出了多层级调管梯级水电平抑风电波动的超短期调度模型。通过所提的目标函数和不同调管等级电站间出力调整最小增量约束及负荷率排序约束协调策略,保证了各层级电站出力调整的合理性及发电公平性。约束聚合技术及改进的三向SOS2（Special Ordered Set of Type Two）线性化方法有效的提高了模型的计算精度和效率,满足超短期调度对高效性及精确性的要求。贵州省北盘江梯级电站的实例应用结果表明,所提超短期调度模型可实现梯级水电平抑风电波动性带来的出力偏差,兼顾梯级水电中多层级调管电站出力调整的公平性、稳定性,并保证超短期计算的时效性及计算精确性。