电力系统的结构中发电机组运行与电网功率频率调控是两个相对独立的控制目标,各有一套针对自身的优化指标。发电机组以汽轮机和锅炉的调节特性为基础,以机组自身安全稳定运行为控制目标,却没有考虑电网对汽轮机功率调节的高要求;电网调控以汽轮机功率调节和AGC功率调度为基础,以满足区域电网负荷需求和控制性能指标(CPS)为控制目标,却没有考虑锅炉在满足汽轮机能量需求时需要付出的代价。这是现有的协调控制系统下,需要解决的主要矛盾。为了从单元机组的角度考虑炉机网的协调控制问题,对建立的包含无穷大电网、汽轮机、汽包锅炉的单元机组模型进行小偏差线性化,并对线性化后的系统进行了频率特性的分析,结果表明电网频率和锅炉主蒸汽压力对阀门开度指令的响应频段是完全错开的,通过阀门开度指令这一单输入信号,可以对电网频率和主蒸汽压力这两个状态目标同时进行控制优化。在协调控制中,理想的汽轮机与锅炉协调运行状态是,当锅炉能量状态高时,若此时需要加大机组出力,则顺势多开阀门,加强锅炉的能量供应,从而把主蒸汽压力降下来;当锅炉能量状态低时,若此时需要减少机组出力,则顺势多关阀门,限制锅炉的能量供应,等待锅炉能量回升。而汽轮机参与电网功率需求调节能主动根据CPS指标对电网调节行为的要求调整自身的增减功率输出的方式,不再被动地等待电网AGC系统的功率调度指令。以此思想为指导,设计了两种面向单元机组的炉机网协调控制器,包括基于锅炉能量状态的开关控制器和以CPS指标为指导,同时考虑锅炉主蒸汽压力状态的线性二次型最优控制器,仿真结果表明这两种控制器在单元机组模型上都有很好的表现。由于发电厂所有机组都是并列运行,机组与机组之间不存在耦合,因此,设想如果能够在每一台机组上实现优化控制,每一个局部都实现最优化,那么电网的全局最优化就可以实现。在建立的包括了并列运行机组、区域间功率联络线、本区域AGC控制系统在内的区域多机模型上,给所有并列运行的机组都添加单元机组炉机网协调控制器并仿真,结果表明了设想的正确性。仿真表明,虽然开关控制器在多机系统上的适应性不如最优控制器,但在协调控制器作用下所有机组的主蒸汽压力都得到了很好的抑制,而本区域的电网性能的评价也得到很好的改善,实现了源网双赢的控制目标。