研究水电站实时优化调度和站间经济运行,不仅可以为电网提供可靠电源、降低发电成本,还可以为水电站自身稳定安全运行提供参考依据,减少水轮机组耗损、改善其性能和挖掘发电潜力,提高发电企业的经济效益,对缓解当前的能源供需紧张、水资源短缺等均具有重要的意义。论文以清江梯级水电站实时经济运行为研究对象,从单站运行到梯级电站联合调度,针对研究电站的规模不同,建立不同的优化模型并给出相应求解策略。在对白山混合式抽水蓄能电站模拟仿真运行的基础上,构建抽水-发电循环优化模型,探讨增加抽水蓄能机组后对该电站长期运行的影响。论文的主要工作和创新点如下：(1)总结国内外水电站实时经济运行的研究现状,指出现行的水电站运行所存在的问题以及给出研究思路；回顾抽水蓄能电站发展历程与研究进展,对混合式抽水蓄能电站的运行方式及效益变化进行详细分析。(2)探讨了梯级水电站短期优化调度的运行模式以及优化调度准则,对清江梯级电站短期优化模型进行比较分析,并总结归纳出两类调度结果。给出水电站厂内经济运行的四种数学准则,对求解固定机组负荷分配的各种方法进行详细阐述和定性分析,分析研究隔河岩和高坝洲电站的厂内经济运行。(3)提出了隔河岩水电站机组自动控制条件下的实时发电控制运行策略,从时间和空间两方面建立双目标实时负荷分配模型,利用机组优先顺序判定与开停机原则设定相结合的方法安排机组组合,采用动态规划法求解空间目标并协调时间目标来取得一组优化解,并对多解集的方案进行优选,针对机组的运行工况提出了不可调控区的判定及区内运行调整办法。在给定不同备用负荷条件下,优化模型对电站节约用水、减少开停机和降低机组穿越振动区次数方面都取得较为满意的结果。(4)针对电站之间机组联合躲避振动区、站间开停机策略、梯级电站实时运行忽略汇流时间的特点,提出两种以梯级耗能最少为目标的水电站厂间实时负荷分配模型。模型Ⅰ是围绕“站间-厂内-站间”思路建立和求解的,它是通过厂内经济运行信息反馈给站间分配机制后,再改进电站之间的负荷分配值,电力平衡作为站间联系的纽带；模型Ⅱ则通过虚拟“对偶电站”建立站间联系,其中一个电站以电力为输入、流量为输出,另一个以流量为输入、电量为输出,经过电力平衡协调完成分配,它直接以机组的可执行操作情况寻找优化空间,减少因站间联合躲避振动区而进行的站间负荷调整次数。通过清江隔河岩和高坝洲两梯级仿真,计算结果表明模型Ⅰ和模型Ⅱ分别对隔河岩电站和高坝洲电站减少发电耗水1.35%和1.45%,以及0.95%和1.6%；减少隔河岩机组穿越振动分别降低9.83%和17.3%,说明所建立的两种模型对提高电站经济效益以及提高电站运行稳定性具有显著效果。(5)提出了清江梯级电站实时联合运行优化模型。根据水布垭机组与隔河岩电站机组振动区互补的特性,优化模型的研究思路是忽略电站间的空间分布而将整个梯级看作一个虚拟电站,划分为四个虚拟单元,每单元内各包含水布垭、隔河岩和高坝洲一台机组,利用类似固定机组空间负荷分配的思想来完成单元内的机组分配,通过各单元总负荷累加最后划分梯级各电站的负荷分配。电站间的水流联系仍以系统耗能最少为目标来协调还原,整个分配过程直接以机组为单位、简化了电站间负荷往复调节的步骤。通过仿真计算与实际过程结果对比分析,优化模型节省耗能效果良好,但由于在实际运行中水布垭机组忽略振动区约束,导致优化结果在机组穿越振动区和开停机次数方面效果并不理想,在分析其原因后给出电网调度中心下达给整个清江梯级水电站负荷指令的相关意见。(6)探讨了白山混合式抽水蓄能电站的日运行模式,以实际日发电量为标准,分别比较了不抽水、给定日抽水量、最大程度保持日水位不变的三种抽水方式情形下的引用水量、水头等的变化情况,分析电站抽水所带来的水头效益,并给出每日最大抽水能力后的发电量与耗电量关系。建立了抽水—发电循环模式的混合式抽水蓄能电站优化运行模型,采用改进动态规划法进行求解。采用以电定水方式,给出不同时段末水位与抽水量以及耗电量的关系。分析白山常规电站与混合式抽水蓄能电站的中长期运行方式差异,比较月均等量抽水条件下电站各项指标的变化情况,以及单月抽水对电站运行方式的影响。