本发明公开了一种目标函数在线优化的水‑光发电系统控制方法，属于发电系统控制技术领域。基于水‑光发电系统模型，建立水‑光发电系统控制器的预测模型；通过预测模型预测水‑光发电系统的控制量，引入系统代价函数和预测误差补偿修正预测的控制量；采用二次规划方法优化求解最优控制序列，选取序列的第一个分量作为水‑光发电系统控制器的输出。通过基于模型预测方法设计水轮机调速器的控制律，实现系统性能指标在线优化，兼顾了有限时域内的理想优化和实际存在的不确定性的影响，使系统能够快速调节光伏和负荷波动引起的转速偏差，能够实现系统性能指标在线优化和增强控制系统鲁棒性，减小系统的调节时间和调节过程中的超调，改善调节品质。