为保证电能的实时供需平衡与电力系统的安全稳定运行,并网机组须通过自动发电量控制(Automatic Generation Control,AGC)实现对电网负荷指令的快速响应进而满足其一次调频需求。为此,各电网公司针对直调发电机组已陆续出台考核细则,通过奖惩引导机组提升自身负荷响应能力。随着大规模随机不确定的新能源并入电网,电力系统对直调机组跟随调度指令的要求进一步提高。但我国电源结构以燃煤火电为主,匮乏抽水蓄能等灵活可调度电源,提升火电机组的快速变负荷性能已成为我国能源结构转型的必然要求与不二选择。热电联产机组作为一种电热协同生产的高效率火电机组,在我国“弃风”现象严重的“三北”地区应用广泛。但锅炉侧本身的大迟延大惯性、以及“以热定电”运行模式下的电热矛盾,使得热电联产机组灵活性的提升面临更大困难。考虑到热网是一个巨大的储能系统,短时间尺度下调节机组的供热抽汽流量,不会对热用户产生显著影响,但可以提升机组发电负荷的瞬时响应性能,本文提出了一种基于能量精准平衡、热源主动响应与自恢复的电热协调控制策略,显著改善了机组的快速变负荷性能。论文的主要工作与创新点如下:(1)基于机理分析与数据辨识,建立了汽包炉热电联产机组的非线性控制模型。模型反映出了燃料量、主汽调门、供热蝶阀对机组发电负荷、主蒸汽压力以及供热负荷的不同动态响应关系,为设计电热协调控制策略提供了模型支撑。(2)基于热经济性状态方程,建立了热电联产机组热电负荷的转换特性模型。模型给出了锅炉汽轮机全负荷工况下的热、电负荷分配描述方法,实现了对系统输入能量分配的精准估计,为实现电、热负荷的精准控制提供了支撑。(3)提出了基于热源主动响应的电热协调控制策略,并通过仿真验证了所提策略的有效性。策略将供热抽汽调节回路作为负荷控制主要回路,利用热源的主动响应提升机组的负荷响应速率;通过热电负荷的转换特性模型实现了对变负荷所需能量的精准估计,保证了机组变负荷控制的准确性,同时实现了供热抽汽流量的自恢复控制;某300MW机组上的仿真结果表明,本文所提控制策略在发电负荷响应时间、超调量、调节时间以及IAE、ITAE等性能指标方面显著优于传统协调控制策略,机组的AGC调节性能得到显著改善。