本文以三峡水利枢纽工程作为研究对象,在满足各项功能的前提下,研究如何正确确定水电的装机容量、提高电站的调峰能力、充分发挥电站的巨大潜力。论文的主要研究工作及研究成果如下:(1)通过混沌理论和统计理论相结合的分析方法,建立长江径流最大可能预报时间尺度和混沌系统最大嵌入维数分析模型。根据三峡入库控制站宜昌水文站的水文序列数据,确定三峡入库洪水径流最大可预报期为20个月,影响因子个数不能超过12个。(2)通过径流成因分析,建立基于时间序列的三峡水库中长期预报模型,根据检验期的预报效果可以看出,汛期的预报精度及预报误差均难以满足工程应用要求。通过分析得,由于三峡流域控制面积大、径流之间的相关性差、影响因素多,三峡入库洪水中长期预报应考虑降雨、大气环流、上游控制站的流量等因素。只要这样,才可能达到水文作业预报的要求。(3)以三峡水库围堰发电期为背景,建立优化动态汛限水位的数学模型,通过Monte Carlo试验得到了求解该模型的近似条件,最后利用多维决策变量多目标动态规划方法来求解。与遗传算法进行验证比较得,该解法是有效、可行的。同时,通过三峡水库围堰发电期动态汛限水位的优化设计,在保证水库的安全下,可以明显提高水库的防洪、发电效益。(4)分析华中、华东电网的负荷状况,根据电网的调峰需要及水电站的运行特点,建立三峡水库调峰调度的运行模式。在满足河道航运要求的前提下,研究不同来水流量条件下水电站的调峰容量及汛期不同调度模式下水库的弃水损失,通过研究可得,三峡电站汛期合理调峰幅度为600～800万kW。(5)分析三峡——葛洲坝梯级短期优化调度的特点,建立梯级水电站日优化调度模型,充分考虑水流、机组等众多约束条件,通过研究得,电站日发电量与流量基本上呈正比例关系。在调度过程中,库水位随出力的变化而波动,但水位波动满足防洪和航运的要求。对调峰调度而言,当流量小于17000m3/s时调峰出力变化不大,而当流量大于17000m3/s时调峰出力开始减小至几乎为零。