本发明公开了一种梯级水电与光伏协同运行的超前预测控制方法及系统，涉及自动发电控制技术领域，包括：系统通过光伏电站的光伏预测系统采集短期和超短期的光伏功率预测数据，根据预测数据计算日前和超短期光伏预测曲线；以梯级各电站机组当前状态为初始值，进行梯级水电日内及超短期自动开停机计划的实时制定和滚动更新；基于协调控制数学模型，应用梯级水光协同控制策略，下发负荷分配指令给梯级各电站的发电机组，实现对梯级水电与光伏出力的协调控制调节；本发明提供方法提升了梯级水光联合运行的可靠性、稳定性和平滑性，提高了梯级水光联合运行的频率和电压质量，降低了大中型水电基地可再生能源的建设成本和运维成本。