随着我国经济的飞速发展,电力需求和负荷峰谷差不断增加,为电网调峰和安全运行带来极大挑战,大规模间歇性、随机性特征的风光电馈入使得该问题进一步加剧。作为我国目前第一大清洁能源,水电具有清洁无污染、跟踪负荷快等优点,一直被当作电网理想的调峰电源,承担着重要的调峰任务。如何充分发挥梯级水电的优势,最大限度地实现风光水联合优化调度是目前的研究热点和重点。本文以西南流域梯级及风光水为研究背景,从梯级电站水力联系描述、降维求解和风光不确定性处理等方面开展深入研究,提出满足大规模风光水联合调度时效性要求的求解方法,实现梯级水电主导模式下的多电源优化调峰,减少弃水弃风弃光。主要工作及取得的成果如下:（1）针对中期电网调度负荷过程的频繁波动,提出了一种考虑分段水流滞时策略的梯级水电站中期调峰调度方法。该模型首先以余荷方差最小和梯级发电量最大为目标,构建中期梯级水电站调峰调度的多目标模型;接着,提出一种中期分段水流滞时描述方法,有效描述以日为计算步长的梯级水电站中期调度计算过程中的流量滞时。通过给出的调度期和滞后期梯级流量滞时综合电量的计算方法,减小水流滞时破坏的出力偏差。最后,以澜沧江干流11座梯级水电站为研究对象,计算结果表明通过考虑梯级库群间的水流滞时因素能够制定更符合实际的中期调峰调度方案,本方法有效削减了滞后性破坏的发电计划误差,极大地改善了梯级水电发电效益和调峰效果。（2）针对大规模梯级水电调度过程中面临的严重维数灾问题,实现短期调度灵活优化控制,提出了一种梯级短期优化调度降维求解框架。首先,为降低原始负荷优化高维计算时段,使用负荷分解策略将原始负荷过程划分为分段负荷和毛刺负荷的两个子负荷过程。接着,选用季调节及以上的电站作为平衡电站,用以承担主要的频繁波动的负荷过程,减少大规模水电站参与频繁负荷调度。最后,针对两个不同优化时段的复杂水力联系的子负荷过程,提出处理不同时间间隔的水量平衡方法加速模型优化效率。以乌江流域风光水系统计算结果表明该模型能够获得更优的结果和更高的计算效率。（3）针对大规模不确定性的风光电源馈入电网情况下系统调峰困难的问题,提出一种基于信息间隙决策理论的短期风光水联合调峰调度决策模型。采用信息间隙决策理论对风电和光伏出力的内在不确定性进行处理,基于信息间隙决策理论建立的鲁棒决策模型和机会决策模型对风电和光伏出力的不确定性在电网调峰的影响做出了研究和分析。然后,引入归一化正态约束方法,把基于信息间隙决策理论的多目标决策问题转换为单目标问题,为不同态度的决策者提供了最终方案的Pareto解集。乌江流域的风光水系统测试结果证明所提方法不仅降低风光水系统的负荷波动,并有效抵抗了风光不确定性对电网运行带来的风险。最后,对全文工作进行了简要总结,并指出未来进一步可以开展的研究方向。