我国水力资源丰富，煤炭、石油等不可再生资源的储量有限，同时由于火电对于环境有一定程度的破坏，水电作为一种可再生的清洁能源，将逐渐成为主力的发电能源。随着工业的进一步发展，对电力的需求有增无减，因此水力发电可以更好的适应现代社会对电力能源需求量巨大的现状，具备很好的发展潜力。 　　机组组合是电力系统优化运行的一个重要方面，由于它能带来显著的经济效益，所以一直是现代电力系统每天运行计划主要的优化任务。从数学角度讲，机组组合问题是一个多约束、离散的非凸组合优化问题，很难得到理论上的最优解。到目前为止仍不存在既能全面考虑各种约束，又能获得理想的运算速度和精度的实用算法。如何提高求解机组组合问题的精度和速度对电力系统的经济运行仍具有重要的意义。 　　本文在总结已有研究成果的基础上，以尽可能符合实际系统为原则构建了单站和梯级水电站机组组合的数学模型，并考虑了振动区这一机组实际运行时会遇到的问题，使整个优化过程在满足经济性要求的同时满足安全性要求。在水电机组常见的威胁安全运行的诸多因素中， 振动故障是较为突出的问题之一。异常振动已成为妨碍机组正常运行的一大障碍。在安排水电机组出力时应考虑机组的振动区域，应避免在振动区工作。在综合比较各种算法优缺点的基础上，本文以最优化理论为指导，在单站水电站机组组合研究时，本文分别用了动态规划法和POA法等数学算法，并设计了完整而细致的算法框架，并用 Matlab 编程实现。对计算结果的比较分析表明，这两种算法可以方便有效地处理各种约束条件，具有很好的计算速度和较精确的求解结果。随后本文在对梯级水电站的振动区约束进行了探讨，构造了考虑振动区的梯级水电站机组组合模型，再次运用动态规划法进行求解，并探讨了不同负荷情况下机组落入振动区的可能性，对水电站实际运行过程中的负荷分配有一定的指导意义。