作为优质清洁能源,水电具有显著的调峰调频优势,在我国近十年来得到了空前发展。为了最大限度地利用水头优势,增发水电电量,我国梯级流域特别是中小流域大多采用一库多级式开发方式,这些梯级电站群的特点是以调节性能较好(如多年、年、季调节)、库容较大的大型水电站做为龙头水电站,下游往往具有一级或多级高水头小库容、调节能力较差的水电群。梯级电站优化调度过程中,依靠龙头电站的补偿调节作用,一库多级式梯级可以在不增加工程规模的条件下显著增加整个梯级的保证出力和发电量,同时合理的调度方式可以使梯级电站具有更好的调峰调频效果,显著改善电源质量。研究一库多级式梯级电站群优化调度方式对电网安全、稳定、高效运行具有重要的意义。然而一库多级梯级短期优化调度面临计算电站数目较多、上下游电站间存在严格的水力电力联系及复杂的流量滞时关系等问题,使得计算求解异常复杂。结合实际工程,本文从梯级滞时关系推求、给定复杂约束的优化调度及通过并行提高求解效率等方面进行深入研究,主要内容包括：(1)上下游电站间流量滞时是影响梯级电站群短期优化调度中水量计算及调度结果合理性的重要因素。阐述了上下游电站滞时关系的常规推求方法,以马斯京根法为基础,以流量动态滞时为目标,构建了三段流量滞时关系曲线模拟模型,同时采用最小二乘法对模型参数进行求解,以沙溪流域安砂与贡川电站梯级的丰平枯实际资料进行计算、分析和验证,计算结果表明该方法的合理性和实用性。(2)一库多级式水电站群短期优化调度是研究调度期较短时间内逐时段各水电站最优蓄放水策略与负荷分配方案,以达到梯级总效益最大的目标。该方案有利于协调电网和梯级电站之间的关系,维持电网的安全、稳定运行。在充分分析一库多级式梯级电站之间水力电力联系的基础上,通过考虑峰谷电价因素,分别建立了给定负荷过程的梯级蓄能最大模型和基于分时电价的梯级发电效益最大模型,利用POA对模型进行求解。以沙溪流域梯级电站群为例进行了仿真计算,结果表明了模型的合理性及方法的有效性。(3)粒子群优化算法是求解梯级电站群优化调度问题的经典优化方法,但是在求解大规模电站群短期优化调度时,计算量较大导致计算耗时过长,无法满足实际需求。利用Fork/Join多核并行框架设计实现了一种基于粒子群算法的并行计算方法对一库多级式梯级电站群短期发电量最大模型进行优化求解。以沙溪梯级电站群为例进行了仿真计算,结果表明了多核并行粒子群算法可以显著提高计算效率,大幅度缩减计算耗时,为一库多级式梯级库群短期优化调度的求解提供了技术参考。最后对一库多级式梯级电站群短期优化调度并行算法研究进行了总结和展望。