随着我国电力市场改革的不断深入,梯级水电的调度方式也随之发生改变,从由调度中心集中调度转变为由梯级各发电主体在市场调控下基于自身收益各自自行安排调度决策,从参与单一的电能市场转变为同时参与多元电力市场,这在一方面促进了市场主体竞争、提高了电力行业效率、增大了社会福利,但在另一方面也带来了梯级水电如何在新市场环境下进行优化决策从而实现水资源的优化配置这一问题,梯级水电主体之间由水力联系带来的时空双重约束及水电主体本身发电函数的非线性则进一步加剧了问题的挑战性。本文针对月尺度电力市场环境下梯级水电的优化调度问题,以云南电力市场为背景,以澜沧江梯级电站为研究实例,分别对基于效用不可转移的梯级多主体合作博弈方法以及基于改进分枝定界算法的多元电力市场梯级水电优化调度方法展开了研究,取得了如下成果:(1)针对电力市场下梯级多主体水电站合作博弈问题,本文建立了月度集中市场下梯级多主体非合作博弈与效用不可转移的合作博弈模型,并基于遗传算法框架进行了模型求解,最后,以云南月度集中交易市场及澜沧江梯级电站为背景,分别在四种情景下进行了仿真实验,并通过结果的对比分析了电站位置、电站调节性能、需求侧对电价的敏感程度等因素对多主体水电参与电力市场的发电决策的影响,并证明了合作模式相较非合作模式可以在提高梯级发电主体收益的同时引导水电主体增大发电量。本文所提模型可为梯级多主体水电站在电力市场下优化发电决策提供帮助。(2)针对梯级水电参与多元电力市场问题,本文以月度电能市场与合约转让市场相耦合的市场框架为代表,构建了多元电力市场下梯级水电优化调度模型,并针对模型的非凸非线性,提出了一种改进的分支定界算法进行求解。最后,以云南电力市场及澜沧江梯级电站为背景开展了数值实验,实验结果表明本文所提方法与模型能够有效引导水电主体获取更大利润、促进资源优化配置,同时揭示了电价对引导期末水位控制的作用,为市场组织者管控电价提供决策支持。