5.2.1 水库（群）中长期发电优化调度模型
水电站水库（群）中长期发电优化调度的任务是根据水库承担的综合利用任务，运用水库的调蓄能力，将较长时间的有效输入能优化分配到较短时段（月、旬）内，达到充分利用水能、增加发电量和保证系统安全运行的目的。
由于未来调度期内水库来水不能事先确切预知，根据来水描述方法的不同，中长期优化调度模型有随机性模型与确定性模型之分。随机性模型中采用随机过程描述水库来水，它假定水库来水具有年周期性，这对于多年调节水库不尽适合；确定性模型中水库来水采用确定性过程来描述，一般根据历时径流资料、气象等信息进行预测得到。由于确定性模型能很好地利用各种预报信息，并能融合调度者的经验，方便灵活，所以目前多采用确定性方法进行中长期发电优化调度研究。
水库（群）中长期确定性发电优化调度模型主要有：发电量最大模型、兼顾保证出力发电量最大模型、发电效益最大模型、蓄能最大模型、分时电价下的水库发电优化调度模型等。
5.2.1.1 发电量最大模型
5.2.1.2 兼顾保证出力发电量最大模型
1.优化问题描述
给定中长期径流预报过程，考虑各种约束条件，确定水库（群）在调度期内的发电用水（或水库蓄水）过程，使调度期内兼顾保证出力的发电量最大。该模型与发电量最大模型的主要区别是供水期电站（群）的出力尽可能的趋于一个值，以保证电力系统的供电稳定性，目的是使电站（群）在供水期为电网提供尽可能大的、均匀可靠的出力，充分发挥各电站的容量效益。
2.目标函数
式中：NP为电站（群）的保证出力；ω、α是模型参数，ω>0，ω需要通过大量试算求得，α通常取1或2；σt为0或1的变量，取值规则如下：
3.约束条件
包括水库水位（库容）约束，水电站出力约束，水库下泄流量约束，水量平衡约束等。
4.适用条件
在制订发电计划时，也经常采用该模型。与发电量最大模型相比，该模型计算出的供水期电站（群）各时段出力比较均匀。
5.2.1.3 梯级蓄能最大模型
1.优化问题描述
已知调度初期水库水位、调度期各时段入库径流以及调度期梯级水库群各时段应发负荷（或电量），要求在电站间合理分配负荷，以尽量减少发电用水，抬高发电水头，增加梯级系统蓄能，为水电系统安全、稳定、经济运行创造条件。该模型能够充分考虑相同水量在不同水库所具有的能量不同这一特点。
2.目标函数
式中：SumN（t）为t时段梯级应发出力。
约束条件还包括水库水位（库容）约束、水电站出力约束、水库下泄流量约束、水量平衡约束等。
3.适用条件
当梯级水库群发电要求（上级批复计划）已知时，应用该模型可计算各电站出力，执行发电要求。
5.2.1.4 分时电价下水库发电优化调度模型
随着我国发电侧电力市场的开放和“厂网分开，竞价上网”的实施，单一的电价体制必将走向终结。当前，国内已经对一些省份实施了电力市场的试点。需求侧管理（DemandSideManagement，DSM）已经在一些发达国家实施。作为需求侧管理的一种重要手段及用户侧电价的一种，分时电价目前已在世界各国得到了广泛的应用。我国也对DSM和分时电价进行了广泛的研究，实行分时电价削峰填谷，综合利用资源。从长远利益来看，运用DSM分时电价，对我国能源政策及能源工业的发展具有重要的现实意义。在分时电价制度下，如何制定水电系统的运行方案，既提高水电系统的发电效益，又为电力系统提供充足的高峰电量，提高系统运行的安全稳定性，是迫切需要研究的问题。因此，研究分时电价下的水库发电优化调度具有很重要的现实意义。
在分时上网电价Bt（t=1，2，…，T）给定的前提下，水电站年收益决定于年内所有时段电价与上网电量的乘积之和。
1.目标函数
式中：Bt为上网分时电价；qt为电站第t时段决策流量；Ft为电站第t时段的发电小时数；k为电站出力系数；Ht为电站第t时段平均发电净水头；对于年内逐月的优化调度，T为年内总月数，T=12；对于年内逐旬的优化调度，T为年内总旬数，T=36，对于月内逐日的优化调度，T为月内总日数。
2.约束条件
包括水库水位（库容）约束、水电站出力约束、水库下泄流量约束、水量平衡约束等。
由于各水库的具体情况不同，在进行水库（群）优化调度研究时，应根据水库的具体情况对模型作出相应的调整。