随着水资源的梯级开发利用,我国西南地区水力发电是主要的发电方式之一,除了提供单电网负荷需求,汛期还满足多电网的负荷需求,这一复杂的负荷需求,电站自身的建设条件和机组固定的出力特性,加之梯级电站之间的水力联系和机组的时变限制运行区问题,增大了机组组合分配负荷的难度。本文针对高度耦合的电站机组组合问题,以溪洛渡和向家坝梯级电站为工程背景,从日内24小时出发,建立了混合整数线性规划模型(mixed-integer linear programming,MILP)和混合整数线性规划模型(mixed-integer nonlinear programming,MINLP),并对两个模型进行敏感性分析,取得了如下成果:1)提出了机组组合优化混合整数线性规划模型。将上下游电站之间的水力联系采用多变量分层次分段线性方法描述,对机组出力函数采用矩形多变量分段线性化,同时对机组的限制运行区上限和水位~库容曲线进行单变量分段线性描述方法,最后采用分支定界算法进行求解。这一模型通过溪洛渡和向家坝共26台大型机组的负荷分配进行验证,并与经典MILP模型的计算效率进行对比,结果发现计算时间大约一致,但耗水量却远小于经典模型,同时模型的最优解和目标下限之间的最终误差仅仅只有1.4%,是经典模型误差的八分之一,更好的说明该模型具有较高的计算效率。2)提出了机组组合优化混合整数非线性规划模型。该针对梯级电站机组组合问题中的非线性关系,采用多项式拟合处理其函数关系,对考虑水力耦合的电站尾水位采用0-1变量建立不同下游电站坝前水位影响下的函数关系,对其他非线性函数采用MTLAB拟合高精度的曲线或曲面,采用MINLP求解器进行计算。该模型通过对不同情境下的溪洛渡、向家坝梯级电站负荷分配验证其可靠性,并从计算效率和计算精度两方面与传统MILP模型进行对比,凸显其模型的可行性。3)针对以上MILP模型和MINLP模型敏感度分析。从不同的时间尺度和误差设置下,对以上两个模型的敏感度进行分析。采用同样的背景同样的设置,改变单一变量,分别对MILP模型和MINLP模型从模型的变量、约束到计算结果、计算时间角度进行影响程度分析,为之后模型的建立提供可参考的价值。