热力系统故障诊断与操作指导对机组安全、经济运行具有重要的实际意义.故障诊断是判断机组是否发生故障并分析引起故障的原因的一项技术.故障诊断系统的可靠性问题、冗余信息利用问题以及系统集成问题直接影响到诊断系统的实际应用效果.操作指导是建立在性能分析、故障诊断功能之上的辅助决策部分,为运行人员提供决策支持.现有的操作指导智能化程度不高,不具备环境预测能力,人机交互功能不完善,制约了操作指导系统的功能及应用.本文对热力系统故障诊断、操作指导及系统设计与实现的若干问题进行了深入研究.故障诊断方面,首先,研究基于数学模型的故障诊断方法,充分利用解析冗余信息,提出状态与参数联合估计方案,建立了回热加热器简化数学模型,采用自适应非线性全阶观测器算法与非线性强跟踪滤波器算法实现对加热器传热系数的在线监测,引入改进贝叶斯算法,实现缓变型故障的早期检测.然后,研究信息融合理论的应用问题,从多源信息综合的角度在三个融合层次上提高系统可靠性:在数据级融合中,采用距离测度与滤波器方法提高热力系统数据的可靠性;在征兆级融合中,研究证据理论故障诊断方法,提出一种新的基本概率赋值分配方法,解决了证据理论中基本概率赋值难以确定的问题;在决策级融合中,提出基于模糊神经网络与专家系统的决策级信息融合故障诊断方案,提高了综合诊断性能.最后,研究粗糙集理论应用,从冗余知识分析与综合的角度提高故障诊断的可靠性:提出基于粗糙集约简的专家系统规则设计方法,并从理论上证明了采用该方法所产生规则具有更高的可靠性;提出了基于粗糙集约简的神经网络群信息融合诊断系统模型,能够提高热力系统故障诊断的可信度和抗干扰能力;采用粗糙集分析信号的重要性,解决系统设计阶段信号缺失的处理问题,设计具有冗余规则的专家系统知识库,提高诊断系统对运行中信号失效的容错能力.操作指导方面,研究了真空系统的优化运行以及故障处理问题.首先着重解决循环水系统优化运行问题:提出循环水系统的经济学优化模型,并综合节能优化模型绘制最佳工况图,据此给出循环水泵启停指导方案,并提出基于运行工况预测的方法和定性的方法,以进一步确定循环水泵最佳启停时间.然后,总结凝汽器真空降落的处理方案和注意事项,以及凝汽器典型故障的征兆及相应处理措施,用于操作指导系统的设计.系统实现方面,采用决策支持系统体系结构,设计并实现具有信息融合功能的故障诊断与操作指导系统,并设计了与电站信息系统相集成的实施方案.