随着我国水电能源的大规模迅速发展,梯级水库群规模日益庞大,结构日趋复杂。综合考虑流域梯级上下游电站之间的复杂水力、电力联系,从流域大规模水电能源系统整体优化的角度出发,实现流域水能资源的充分利用是当前学术研究的热点与前沿问题。因此,本文以梯级水库群联合优化调度为研究背景,以传统动态规划算法和现代智能优化算法为基础对梯级水库群的防洪与发电问题进行了研究,并将成果应用于白山-丰满梯级水库群优化调度。本文研究工作及研究方法包括：(1)针对梯级水库群防洪优化调度中,同时考虑上下游防洪需求的问题,本文首先构建了梯级水库群防洪优化调度的多目标模型,模型以调度过程中占用梯级水库群总库容的最大值最小作为第一个目标,以调度过程中位于梯级最下游水库的下泄流量最大值最小作为第二个目标。然后,引入新型智能算法NSGA-Ⅲ应用于梯级水库群优化调度模型的求解。最后,以白山-丰满梯级水库群作为研究实例,对多目标模型及NSGA-Ⅲ算法进行验证,结果表明建立的多目标模型通过NSGA-Ⅲ算法求解能够取得比较满意的结果。(2)针对梯级水库群优化调度中离散微分动态规划(DDDP)方法全局收敛性差及计算效率低的问题,本文提出了一种基于灰色系统预测方法的离散微分动态规划方法(GDDDP) 。该方法以DDDP为基础,每次迭代前首先把历史迭代中得到的最优轨迹和历史预测轨迹组成的数据序列作为灰色系统预测方法的输入进行预测；然后在各个水库预测轨迹的基础上进行离散迭代求解,以此来提高算法的求解精度及计算效率。针对灰色系统预测方法对于振荡序列有较大误差的缺点,本文采用等差数列递推式对灰色系统预测方法进行了改进。最后以白山-丰满梯级水电站为例进行验证,结果表明GDDDP的高效性和有效性。(3)将梯级水库群防洪多目标优化调度和发电优化调度进行集成,运用现代计算机新技术,构建梯级水库群优化调度系统,从而起到对梯级水库群实际运行调度进行指导的作用。B/S系统架构无需特别安装客户端程序,具备业务扩展、维护方便等优点,所以本文以B/S架构为基础框架,把水库调度的业务逻辑过程设计成资源模型,实现了以轻量级JSON为传输数据的RESTful Web服务系统,并应用于白山-丰满梯级水库群优化调度系统的开发。