随着我国节能减排及能源结构调整工作逐步深入,国内各主要流域均以形成了一定规模的梯级水电站系统。为了充分发挥梯级水电站发电、防洪、供水、灌溉、航运等经济和社会效益,流域梯级水电站联合优化调度运行已成为国内外各界研究的焦点。其中,梯级水电站短期联合优化调度问题已作为梯级水电站联合优化调度研究的重要内容,并且广泛被众多研究者所关注。研究梯级水电站短期联合优化调度和厂间经济运行,不仅可以为各电网电站降低发电成本,还可以为水电站自身安全稳定运行提供依据,挖掘水电站水轮发电机组的发电潜力,同时减少水轮发电机组的耗损并改善机组的性能,提高水电站经济效益,有效缓解当前水资源短缺和能源供需日趋紧张的问题。本论文以二松干流梯级水电站为研究对象,围绕当前梯级水电站优化调度的技术瓶颈,分别针对短期调度运行和厂间经济运行问题建立不同的调度模型,并提出不同的优化求解方法,并根据白山、丰满水电站进行实例计算,主要研究内容如下:第一部分:在总结国内外水电站优化调度及经济运行的研究现状的基础上,提出了水电站单站及梯级优化运行的研究思路;并简要叙述了相关求解水电站调度问题的优化算法以及总结了二松干流梯级各水电站的流域概况及工程概况。第二部分:在已知水电站分配负荷的前提下,以水电站机组发电耗水量最小为目标建立水电站厂内经济运行的数学模型。并针对机组组合问题的特点,提出一种改进二进制粒子群算法和差分进化算法相互混合嵌套的双种群优化算法,保持算法在寻找最优解过程中种群的多样性。另外通过创建机组优先序位表,采用启发式最小启停时间约束及旋转备用约束修正策略对机组状态进行调整,进一步提高了算法的优化能力及收敛速度。并以丰满水电站为例进行计算,验证该水电站厂内经济模型和该优化求解方法的有效性和合理性,降低了水电站调度期内的厂内耗水量,从而提高了水能利用率。第三部分:在水电站厂内经济运行的基础上,引出梯级水电站厂间经济运行问题,并建立其以梯级电站总耗水量最小为目标的数学模型,并提出负荷逐次分配法及改进二进制粒子群算法,对该模型进行求解。逐次负荷分配法首先采用负荷分配法计算各电站初始负荷的可行解,再用等微增率法进行运算,并逐次迭代求得最优解。改进二进制粒子群算法水电站实际运行中的各个约束条件,进而综合求解水电站厂间经济运行问题,通过二松干流白山、丰满水电站进行实例研究,验证了这两种方法的有效性,并降低了梯级电站整体耗水量。