随着我国产业结构调整的不断深入,截至2020年,我国水电总装机容量达到3.8亿千瓦,其中常规水电3.4亿千瓦,在非化石能源消费中的比重保持在50%以上,对国家要完成2020年非化石能源消费比重达到15%的国际减排目标起着举足轻重的作用。推动水电合理开发,不仅将有效保障我国清洁电力供给,还将全方位推动我国经济社会的快速发展。水库发电调度规则是根据水电站长系列来水、库容及出流过程总结出来的控制规律,用以对水库实时调度进行有效控制。现有的水库调度规则主要表现为常规调度和优化调度两种,虽各有其研究成果但仍存在一定的缺陷。常规调度的调度图方法,能够简单明确地指导水库运行却没考虑预报的来水,难以保证调度方法的最优性。优化调度模型与方法,最优性与求解效率很难同时得到保证,且优化调度方法在进行水库调度决策时,可解释性不强,大多数的优化调度因未能考虑径流随机性而提取的调度规则存在较大偏差。本文为解决上述问题,通过对径流特性的分析生成随机径流场景,依据边际效益原则和水量平衡原理,提出水库调度运行参考线模型的机理与方法,为合理构建水库发电优化调度模型提供了一条新思路。本文的主要内容和创新成果包括:（1）入库随机径流场景的生成。针对径流随机特性,本文对径流的相关性进行了详细的阐述。通过对径流自相关性、时段相关性的分析,介绍了入库径流的确定性描述和随机性描述方法。为准确描述径流的随机因素,采用场景生成理论,通过径流状态转移概率进行随机径流场景的组合缩减,为模型计算准备径流输入场景。（2）水库优化调度运行参考线模型的构建。本文结合水库调度经验,从水库发电能量转换角度分析水库发电过程中的能量变化,提出水库调度应遵循“高水头发电”和“避免弃水”两条原则。依据边际原则,对水库蓄水时段效益进行分析,并以此构建指导水库各时段蓄水策略的蓄水指示线。为了保证水库在调度过程中的正常运行,由最小限制出力逆推水库的最低蓄水限制线。两者共同构成水库优化调度的运行参考线,为水库追求最大效益发电提供决策支持。（3）实例分析。以DJK水库为研究对象,分析水库入库径流的相关特性,并通过径流的状态转移概率矩阵进行径流随机场景的生成。根据生成的50组随机径流场景,得到DJK水库的随机运行参考线模型。选取30个随机径流场景,以求得的随机运行参考线为调度准则进行发电调度,得到的年均发电量与随机动态规划方法进行比较,本文提出的运行参考线模型结果上大部分优于随机动态规划方法,并在模型运算效率上得到较大提升,验证了模型的适用性与优越性。