随着新能源的接入与特高压电网的发展和建设，根据国家能源局关于燃煤发电机组科技发展十三五规划，火力电机组需要参与电网深度调峰，具备灵活发电能力势在必行。研究大型超（超）临界机组深度调峰下的优化运行与控制，全面开展火力发电机组灵活性研究和改造的必经之路，对于大量的直流锅炉发电机组具有较强的借鉴意义。本项目针对超临界机组在深度调峰过程中出现的干态低负荷控制效果差、干湿态转换负荷点偏高和湿态运行过程中无法投入协调控制等问题，通过对机组数学模型分析、控制策略优化和控制参数调整等一系列手段，取得创新性成果如下：

1、通过建立超临界机组干态全程的汽温、脱硝、燃料、给水等系统的数学模型，结合机组低氮燃烧器、省煤器烟气旁路系统等主设备改造，提出了一套基于预测控制、自适应控制等高级控制算法为一体的大范围变负荷运行协调控制策略，满足了机组深度调峰下安全、环保运行的要求。

2、针对超临界机组干湿态切换过程中的暂时不可逆性和AGC指令的不确定性，对机组AGC指令特征进行了模型分析，提出一种通过机组负荷的短期变化趋势的负荷预测模型对深度调峰过程中的AGC指令进行的动态约束的控制策略。并给出了机组深度调峰过程中AGC指令优化的解决方案，使得机组具备了40%-100%范围内AGC调峰运行能力。

3、提出一种600MW超临界机组湿态运行协调控制策略，通过协调指令优化、给水控制优化与锅炉启动控制优化，实现了机组在20%-40%湿态超低负荷范围内的协调控制。

项目在大唐乌沙山发电厂600MW超临界机组（2号机组）实施后，实现了机组干态运行工况下AGC调峰运行（变负荷速率1.5% Pe/min）和湿态工况下的变负荷协调控制运行（变负荷速率0.5%Pe/min），提升了机组深度调峰能力，取得了显著的经济效益和社会效益。项目提出了大型超临界火电机组深度调峰优化控制方案并予以实施，显著提高了机组深度变负荷能力，整体技术达到国际先进水平，为推动我国火力发电机组灵活性改造做出了重要贡献。