电力行业节能减排要以火电厂节能减排为核心,以降低火电厂煤耗、厂用电率为重点。从节能的实际出发,对于火电厂热工控制系统,本文主要从控制参数的整定和控制策略的优化两个方面着手研究。本文首先介绍了PID参数自动整定算法,并针对整定效果的最优性提出了一个新的完善方案,采用Hooke-Jeeves模式搜索法进行了以几类常见的偏差项积分函数为性能指标的PID参数优化研究,通过对比分析得出,采用不同的优化控制律和控制参数对系统的控制品质影响很大,文中提出的方法可以确定出特定对象的最优性能指标。然后,本文综合单变量广义预测控制(GPC)和串级控制的优点形成了GPC-PID串级控制,并进行了电厂主汽温控制系统的仿真研究,取得良好的控制效果。为了减小算法的计算量,引入了使控制增量在控制时域内逐步衰减的思想,并在该设计方案中提出了新的控制增量衰减算法。其次,由于工业现场中所遇到的大部分过程是多变量过程,文中引入了集中式、分散式两种多变量广义预测(MGPC)算法。考虑到算法计算量过重难于编程实现,文中分别提出了集中式和分散式多变量广义预测控制的简化算法,并在后面的仿真算例中发现分散式MGPC算法较集中式算法有一定的解耦优势。最后,利用MGPC算法自身优良的协调特性,分别把集中式MGPC简化算法和有约束分散式MGPC简化算法引入到单元机组协调控制系统中,仿真结果进一步验证了算法的可行性。同时考虑到当MGPC算法在单元机组协调控制系统中应用时,其设定值对机组负荷参考轨迹的依赖性,文中结合实际情况引入了一种负荷参考轨迹的预见设定方案,以满足电网对机组负荷跟随性的要求。