با توجه به اینکه منابع انرژی فسیلی، از منابع برگشت ناپذیر و از اصلی ترین عناصر محیط زیست هستند، محققین درصدد استفاده از انرژی های پاک و برگشت پذیری مثل انرژی حاصل از جریان آب برآمده اند. با توجه به محدودیت هایی که بر روی منابع و مخازن این انرژی حاکم است، تولید برق به صورت دائمی و به هر میزان نیاز از طریق این انرژی امکان پذیر نیست. اما می توان از این انرژی به همراه سایر انرژی ها مانند انرژی های فسیلی به نحوی بهره جست تا با حداکثر بازدهی برای تولید برق همراه باشد. این امر باعث شکل گیری مسئله برنامه ریزی نیروگاه- های آبی- حرارتی گردید. این مسئله بهینه سازی همراه با محدودیت های هیدرولیکی، حرارتی و نیازمندی های ایمنی و قابلیت اطمینان می باشد. همچنین در حل این مسئله پارامترهایی وجود دارد که داری مقادیر دقیق عددی نبوده و همراه با عدم قطعیت هستند، در نتیجه می توان برنامه ریزی آبی - حرارتی را با مدل های تصادفی نیز ارائه نمود. بدین منظور در این تحقیق ابتدا مسئله برنامه ریزی نیروگاه های آبی- حرارتی در بازه کوتاه مدت با در نظر گرفتن محدودیت های ایمنی به وسیله روش حل تجزیه بندر در نظر گرفته شد. سپس در گام دوم تحقیق محدودیت پایداری ولتاژ هم به مسئله اضافه گردید. در قسمت سوم با ارائه یک مدل جامع از مسئله مورد نظر و در نظر گرفتن محدودیت های کاربردی و با استفاده از یک روش ترکیبی، الگوریتم تجزیه بندر و تقریب بیرونی، مسئله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در بخش پایانی رساله نیز، بر خلاف قسمت های قبل که مدل در نظر گرفته شده برای مسئله یک مدل قطعی بوده، یک مدل تصادفی برای مسئله برنامه ریزی ارائه گردیده است. لازم به ذکر است در قسمتی از این رساله نیز مسئله پخش بار بهینه به عنوان یک زیرمسئله اساسی از مسئله برنامه ریزی نیروگاه های آبی- حرارتی با روش ترکیبی جدیدی شامل تجزیه بندر و مجموعه منظم ویژه، حل گردید. مدل های مختلف و روش های پیشنهادی ارائه شده بر روی سیستم های شناخته شده سیستم قدرت تست گردیده و نتایج موثر بودن آن ها نشان داده شده است.