随着电力系统的发展,600MW超临界机组已经是我国电力行业的主力机组,而超临界机组的直流运行特性、变参数的运行方式、多变量的控制特点,与亚临界汽包炉相比在控制上具有很大的特殊性。本文以某600MW超临界机组为研究对象,在国内外众多参考文献的基础上,建立其在满负荷工况下适用于控制的简化模型,并在结合国内外对超临界机组控制系统设计的基础上,针对某厂600MW超临界机组进行分析,研究其特殊性。以此为基础,通过仿真试验,分析其在工程中的应用,分别研究超临界机组控制系统中函数块选取问题与以预测控制为基础的燃水比控制问题。本文具体研究内容如下： (1)以600MW超临界机组为研究对象,基于集总参数法建立了在额定工况下作小扰动仿真的适用于控制的线性数学模型,并采用通用的传递函数形式来表示。在典型工况(100％负荷)条件下,运用计算机数字仿真的方法,研究了锅炉主要调节量(汽机调门开度,燃料量,给水阀开度)对机组动态特性的影响。仿真试验证明,该模型能较好反映机组在额定工况条件下的动态特性。所得结果对超临界机组控制器与控制算法的研究有一定的价值。 (2) 以所做过的工程项目为基础,根据600MW超临界机组的SAMA图,以工程分析的方法研究超临界机组协调控制系统、给水控制系统和过热汽温控制系统的组成和控制方式。并以过热汽温控制系统为例,按实际超临界机组过热器环节细化之前所建模型的过热器段,同时根据工程项目中过热汽温控制系统SAMA图设计控制器,分析其内部函数关系,根据其输入输出特性,研究控制系统中各函数块的选取问题,并给出各函数块的具体形式。仿真试验验证了本章在过热汽温控制系统中所采用的求取函数块的方法具有较好的通用性,可适用于超临界机组其它工况条件下以及其它控制系统中函数块的选取问题。因此,本章所采用的定性分析和仿真试验相结合求取函数块的方法具有一定的科学性和实用性。 (3)提出以辨识的方法解决工程中燃水比曲线的求取问题。燃水比控制问题是超临界机组控制系统区别于亚临界汽包炉的一个关键点。工程上,一般以惯性较小的汽液分离器出口处蒸汽焓值(中间点焓值)代替过热器出口蒸汽温度作为燃水比控制器的校正信号。本文在研究超临界机组协调控制系统预测控制方法的基础上,为超临界机组设计燃水比控制器。仿真试验证明,该方法具有通用性,可以适用于不同工况条件下超临界机组燃水比曲线的求取。