由于水电机组结构越来越复杂,自动化程度越来越高,单机容量越来越大,所以,对机组设备的利用率、水轮机的运行效率、机组的安全性、稳定性以及经济性提出了更高的要求。针对这些要求,本文围绕水电机组性能评估与运行优化展开研究。本文通过对水机组综合评估以及运行优化研究现状的分析,指出目前关于机组的综合评价研究较少,运行优化大多是针对单个指标,因此,开展机组性能综合评估和运行优化研究具有重要意义。首先针对机组性能综合评估展开了一系列工作:将水电机组进行性能评估时所涉及到的指标按照属性划分为安全性指标、稳定性指标、经济性指标;根据相关规定,将机组运行状态划分为良好、合格、需检查、需停机,具体分析了四种状态之间的转换过程,为各指标数据以及稳定性、经济性分级提供了依据;构建了性能评估体系框架并详细介绍了每一单元的具体工作;介绍了水电机组数据采集时常用的几种方法,根据这几种方法的采集原理对本文所需的各指标体系的数据进行分类采集,并详细列出了各指标数值超过规定的范围时,机组可能出现的问题;针对流量无法采用常规方法采集时,本文提出了流量模型,以确定各工况流过水轮机的流量,通过实例验证了该模型的有效性;介绍了水电机组性能评估时所需各指标的参照标准,为各指标隶属度函数中四种等级进行了模糊区间划分;提出了基于模糊层次的水电机组性能综合评估方法,该方法根据带自动调节功能的层次分析方法求得各指标的相对权重,再通过模糊综合评价方法分别计算稳定性、经济性的综合评估结果。然后以机组稳定性、经济性的评估结果为依据,对机组的运行优化进行了研究,借助历史数据,划分了机组的运行工况以及运行区域;在机组满足安全运行的条件下,介绍了稳定运行优化算法和经济运行优化算法;通过分析机组当前运行区域,并结合稳定运行优化算法和经济运行优化算法对其负荷进行调整,保证机组均运行在稳定区。为了验证模糊层次综合评估方法以及优化算法的有效性,本文以某电站正在运行的四台机组为具体研究对象,利用模糊层次分析法对其进行了稳定性以及经济性综合评估,并按照稳定运行优化算法和经济运行优化算法对其负荷进行了调整,保证四台机组均运行在稳定区,在一定程度上使机组的稳定性较好,经济性相对较高。