联合循环电厂因其高效率，低污染排放，机组占地面积少，调峰能力好，启停迅速、机组自动化水平比燃煤电厂高等优点，近年来在我国有了长足的发展。但是，随着机组数量的增多，也逐渐显现出了我国在联合循环机组运行和管理上的不足。本文在课题组已有工作基础上，对国内联合循环电厂较为常用的GE9FA型机组进行了建模研究，建立了GE9FA燃机的整体模型。在建模过程中完善了体积模块、燃气热物性模块和透平特性计算模块，并建立了燃料物性计算模块和燃气轮机启动模块。根据GE9FA重型燃机的设计工况点的参数，对设计工况点各个部件的热力参数进行了计算，得到了仿真过程中需要的各个部件的特性参数，最后建立了GE9FA重型燃气轮机整体模型。通过将模型仿真结果同设计参数进行对比，验证了模型的合理性和准确性。同时对模型进行了变工况仿真计算，分析了燃机在不同稳态负荷下各个主要参数的变化趋势。论文对重型燃机启动过程进行了建模研究。采用基线估算法对低转速时压气机的特性进行估算获得了压气机低转速时流量和效率特性。对燃气轮机启动机系统进行了建模，建立了燃机启动机模块。在上述工作的基础上，建立了启动过程整体仿真模型，并且对从盘车转速到额定负荷的整个运行过程分为两个阶段进行了仿真。通过将启动和加载过程的仿真结果与现场的运行曲线进行对比，表明模型能够很好的模拟现场燃机启动和加载过程。采用本文建立的模型，论文最后对重型燃气轮机的调频特性进行了研究。根据文献提供的电网负荷频率变化关系，建立了电网负荷和频率的变化关系模块。对重型燃机常见的两种控制系统进行了介绍。最后对两种控制系统作用下燃气轮机的调频过程进行了仿真研究。仿真结果对指导现场控制系统改造和了解燃机的一次调频特性有一定的帮助。