单元火电机组控制目标的本质是保证能量转换过程顺利地进行,保证能量转换过程各环节能量流的供需平衡。整个能量转换过程是一个复杂的、多输入、多输出的过程,在输入和输出之间存在着相互关联和耦合。以炉跟机为基础的协调运行方式的主要优点是负荷响应快,缺点是主汽压波动过大。针对单元机组以炉跟机为基础的协调运行方式的特点,本文利用模糊控制和常规PID控制的优点,将两者结合应用到协调控制器的设计中以快速满足电网负荷指令的需求,保证机组的稳定运行。本文对单元机组的动态特性做了比较详细的分析,得出了单元机组作为协调控制对象,其锅炉对象存在的非线性特性是造成机组参数变化的主要原因;介绍了单元机组的运行方式和各自特点;详细给出了单向解耦原理;详细描述了变论域模糊控制和模糊自整定PID控制的原理及设计方法;提出了智能功率前馈控制。由于火电厂单元机组协调控制系统是一个多变量被控对象,具有非线性、参数时变、大迟延等特性,常规的机炉协调控制系统控制策略往往不能满足电网对单元机组协调控制系统的要求。本文在分析了协调控制对象动态特性的基础上采用单向解耦的方法以消除协调控制系统存在的耦合现象;针对锅炉对象和汽机对象各自的特点,提出了用变论域二级模糊控制器作为锅炉主控制器和使用模糊自整定PID控制器作为汽机主控制器;在锅炉侧采用智能功率前馈控制,解决了系统的动态和静态能量问题,使锅炉主汽压力与期望值基本一致;同时,对300MW单元机组协调控制系统进行了大量的仿真试验。结果表明:本文采用的控制方法具有良好的控制品质,是切实可行的控制方案。本文对于模糊控制以及多变量系统的研究,具有一定的理论意义和工程应用价值。