化石燃料发电大量的污染排放，严重破坏地球环境，大力发展风能、太阳能等可再生能源发电，已成为当今保护环境、保证可持续发展的国际趋势。然而，风能、太阳能发电的间隙性，给电网的电源供给增添了新的不确定因素;大容量特高压远距离直流输电，缓解了燃煤运输的压力，但一旦发生直流闭锁等严重事故，对受源地的电网供电产生很大冲击。电网的一次调频不仅频次增多，而且幅度增大，电网的负荷——频率控制面临严峻挑战。以释放锅炉储能为主体的传统一次调频方式，会引起主蒸汽压力大幅度波动，超超临界直流锅炉表现尤为突出，严重制约机组的一次调频出力。前瞻性地研究间隙性可再生能源发电和特高压输电产生的电网负荷——频率控制问题，升级超超临界火电机组一次调频的极限能力，具有重要的学术理论意义和工程实用价值。　　论文研究制约超超临界机组一次调频性能的两类因素——固有制约因素（汽轮机通流部分的功率分布、中间容积惯性、直流锅炉储能）、控制制约因素（阀门管理曲线、控制策略、控制参数等）;深入分析凝结水节流、高加旁路与补汽阀联合调节参与电网一次调频的可行性;详细阐述如何基于高压调门流量特性现场试验优化阀门管理曲线。　　论文以上汽1000MW超超临界汽轮机组为研究对象，建立直流锅炉主蒸汽压力、汽轮机数字电液控制系统、汽轮机本体通流以及抽汽回热系统等动态数学模型，并基于图形化仿真软件LabVIEW，开发汽轮机组负荷频率控制实时仿真平台。仿真试验证明，该平台能成功实现汽轮机本体通流与抽汽回热系统的交互，完整描述各级回热抽汽的真实动态过程，全面反映汽轮机组的主要动态特性，满足本文一次调频研究的相关需求。　　论文基于等效焓降理论，根据机组热力系统特性，分析各级回热抽汽参与一次调频的能力与经济性;通过仿真试验，考察机组以锅炉侧储能参与一次调频的极限能力，对比汽轮机侧储能以不同方式参与一次调频的动态效果。结合静态经济性与动态快速性的分析结论，基于调频幅度、安全性、快速性与经济性多元因素，提出以高压调门调节为主、高加抽汽调节为辅的一次调频分段控制策略，真正升级1000MW超超临界机组的一次调频极限能力。基于仿真平台，进行不同类型电网频率偏差扰动试验，以验证控制策略的可靠性;根据试验结果，提出相应的改善措施与建议。