随着我国经济社会不断发展以及能源结构不断调整,水电能源开发如火如荼,抽水蓄能电站更是发展迅速,在电网中承担着调峰调频和事故备用等功能,对于维护电力系统的安全稳定运行意义重大。然而抽水蓄能机组调速系统具有强非线性和时变性,导致其控制问题十分复杂,同时抽水蓄能机组运行工况多且转换频繁,在工况转换剧烈时可能会产生较大的水锤压力,威胁抽蓄电站的安全运行,不利于电力系统的安全稳定。因此,开展抽蓄机组调速系统建模、控制规律优化和过渡过程计算研究,对于探究抽蓄机组内在特性,改善机组控制性能以及保障抽蓄电站和电力系统的稳定运行具有重要意义。本文首先深入研究抽蓄机组调速系统各关键设施的运行原理和动力学特性,建立其精确非线性模型,然后在此基础上结合T-S模糊模型辨识理论,探索抽蓄机组调速系统的广义预测控制方案,最后开展抽蓄电站过渡过程仿真计算研究,基于Java语言开发了功能强大的抽水蓄能电站过渡过程可视化计算软件。本文的主要研究内容和创新性成果总结如下:（1）建立了抽水蓄能机组调速系统精细化模型。充分考虑抽水蓄能电站中的各种边界条件,包括差动式调压室、调压阀和闸门槽等新型设施,根据特征线法建立输水管道及边界条件特征线模型;基于结合随机梯度提升算法的改进BP神经网络对水泵水轮机全特性曲线进行加密和延展,显著提高了插值精度;根据电站实例进行数值仿真并与实测数据对比,验证了本文建模理论的合理性和精确性。（2）基于T-S模糊模型辨识获得广义预测控制CARIMA模型。通过分析广义预测控制所采用的CARIMA模型特点,结合T-S模糊模型理论及其辨识方法,论证了通过T-S模糊模型辨识得到适用于广义预测控制的CARIMA模型的可行性,并给出了基于T-S模糊模型辨识的广义预测控制的具体步骤。（3）设计了广义预测控制器并进行实验验证。通过T-S模糊模型理论对抽蓄机组调速系统进行辨识,并验证辨识精度,将得到的辨识模型作为抽蓄机组调速系统的CARIMA模型来设计广义预测控制器;经过在多工况下的开机及频率扰动仿真实验、和PID、FOPID控制器的开机和频率扰动对比实验,验证了广义预测控制器优良的控制性能。（4）研发了抽水蓄能电站过渡过程可视化计算软件。根据抽水蓄能机组调速系统的建模理论和方法,基于Java语言和Eclipse集成开发环境,并充分考虑用户的使用习惯和关注的过渡过程计算结果,研发了一套功能齐全、运行稳定、计算迅速的过渡过程计算软件CSTPP,并根据电站实例,使用此软件进行了多工况仿真计算,验证了CSTPP软件计算的准确性。