随着我国水电在电力系统中比重的不断加大,以及工农业用水、城乡居民用水需求的不断增加,水库在自身防洪的前提下,面临着供电和供水的双重压力。加之近年来干旱等极端天气频发,水库的运行调度面临巨大挑战。水库优化调度通过运用一定的优化方法和技术,寻求水库及其水电站在不同需求下的最优运行调度方式和最优控制策略。现行水库调度方式主要考虑其生产电力的可靠性和经济性,以期最大化利用水库所控制的水能资源。对具有发电和供水等多重利用要求的水库,统筹考虑发电可靠性和供水可靠性有着重要的现实意义。如何通过制定合理调度规则,实现水库水电站运行期内复杂的目标需求是关键问题之一。本文在总结水库优化调度相关研究的基础上,针对径流随机性和水库功能转变后的优化调度等问题,以广东省境内的新丰江水库为实际工程背景,首先研究考虑弃水风险的水库水位控制问题,而后研究发电供水双重利用水库的优化调度模型,最后,基于遗传算法,对发电供水优化调度模型生成的的调度规则进行进一步优化。本文研究的主要内容具体如下：(1)针对实际调度中的最优水位控制问题,提出一种以弃水概率为约束条件,以多年平均发电量最大为目标的最优轨迹优化模型,并通过模拟优化方法求解。以新丰江水库为工程背景的实际应用表明,该方法在寻求水库最优水位控制线时,考虑了实际调度中弃水风险控制和提高电量的协调问题,有利于实际应用。(2)针对具有发电、城市供水双重功能的水库优化调度问题,提出具有发电保证率、供水保证率和最小供水流量三重约束条件的随机动态规划模型。以拉格朗日松弛法处理两个保证率约束,以惩罚函数法处理最小供水流量约束,通过模拟调度结果指导松弛因子和惩罚系数的更新。以新丰江水库为工程背景的实例研究表明,提出的方法能够在有效协调发电供水功能的基础上,缓解枯水时段供水流量的极端破坏,可应用于具有城市供水任务的水库的优化调度中。(3)基于一种改进的遗传算法,以多年平均发电量最大为目标,对上一章的发电供水调度规则进行进一步优化。编码采用十进制浮点数,初始种群生成采用一种特定的策略,适应度函数采用变量惩罚函数法,遗传操作采用锦标赛选择,两点交叉、非均匀变异。以新丰江水库为工程背景的计算结果表明,这种方法能够在上一章结果的基础上,得到发电量指标更优的调度规则。最后,对本文研究的内容进行总结,同时对研究存在的问题以及前景进行展望。