水电能源作为21世纪重点开发的新能源的代表，我国已建成或正开发12大水电基地，逐步形成以一个或多个具有较好调节性能的水电站参与并组成梯级电站联合调度的格局，单一电站或一库多级式梯级电站的调度理论已经不能满足目前梯级电站联合调度的高维问题。因此本文以我国西南部某梯级电站为研究对象，进行梯级电站发电调度的理论研究和实例仿真分析，不仅具有理论和实用的价值，更具有普遍的推广意义。　　本文主要研究了梯级电站的长期发电优化调度的模型及求解方法、梯级电站的厂内经济运行的模型及求解方法、梯级电站的短期发电优化调度的模型及求解方法以及梯级电站发电优化调度软件系统的研究开发等问题。主要取得了以下成果：（1）分析研究了梯级电站长期发电优化调度的理论与方法，针对传统遗传算法应用于梯级电站长期发电优化调度问题时存在的缺陷，如传统遗传算法用于求解梯级电站优化调度问题时，存在随机种群可行率难以控制；遗传操作过程中可能破坏较优个体；易“早熟”等问题，提出一种改进的遗传算法，即在产生随机种群和变异过程中提出考虑连续阶段约束，对个体的可行性进行检验、修正和保护；通过优化设计变量在各次计算中产生联系，实现算法的逐步寻优，避免算法的“早熟”。通过实例仿真分析，验证了改进算法的可行性和优越性。　　（2）厂内经济运行的理论分析、研究及实现。针对梯级电站发电优化调度中必不可少的电站厂内经济运行部分，重点研究了厂内经济的优化准则和数学模型，并针对动态规划应用于优化求解厂内经济运行的电站耗水量最小模型进行了分析研究，设计优化算法的流程，实现了计算机程序的编写。　　（3）分析研究了梯级电站的短期发电优化调度理论与方法，提出一种具有结构化分层的负荷扰动逐步寻优算法。算法优化过程被分解为构建初始可行解过程和基于负荷扰动的逐步优化过程，其中初始可行解是在满足各约束条件的基础上负荷的随机分配；逐步优化过程是在初始可行解的基础上采用负荷扰动调整逐步寻优。通过分析研究，设计优化算法的流程，并实现了短期调度的计算机程序编写。　　（4）研究开发了一套集合长期、短期和厂内经济运行各模块的梯级电站发电优化调度软件系统。通过仿真实例，说明软件系统的可行性、准确性、通用性和可扩展性，为梯级水资源更好的管理和利用提供了理论支持和实践指导，同时可作为梯级电站仿真培训系统的一个重要支撑。