目前,在电力系统中,大容量、高参数、单元制机组已广泛应用,电力系统运行要求发电机组既能快速响应电网负荷变化,又能保证自身安全、稳定、经济地运行。而单元制机组是以锅炉燃料量和汽轮机汽门开度为输入,锅炉主蒸汽压力和机组实发功率为输出的强耦合的多变量系统,机组的快速性和稳定性相矛盾。本文首先研究了锅炉跟随汽机控制方式、汽机跟随锅炉控制方式和汽机锅炉协调控制方式三种控制方式,通过仿真实验验证了各自的优缺点及机炉协调控制方式的优越性。针对单元机组协调控制对象的强耦合特性,本文设计了单向静态近似解耦和动态近似解耦两种解耦器,分别实现了机组协调控制系统中两个强关联和耦合的控制回路的近似静态解耦和动态解耦。为了提高机组响应电网负荷变化的快速性,抑制各种干扰,保证机组的稳定运行,本文提出采用格什戈林带方法计算系统的极限频率和极限增益,然后采用改进的Ziegler-Nichols方法来整定锅炉和汽轮机的主控制器的PID参数。仿真实验证明,该方法和常规的PID控制相比,有较好的鲁棒性和抗干扰能力。针对锅炉大惯性、大时滞的问题,为了进一步提高控制系统的性能,本文设计了锅炉模糊自适应控制器,消除了锅炉侧大惯性大时滞带来的不利影响,机组功率超调和压力波动减小。仿真实验证明,该方法和常规PID控制及格什戈林带方法设计的控制器相比,鲁棒性强,抗干扰能力好。