现阶段我国电力能源发展正在面临能源利用安全保障、环境治理及应对全球汽候变暖等问题的严峻挑战。为了实现电力能源可持续发展,响应节能减排的号召,我国正在大力发展高参数、高效率、低排放量的二次再热发电技术。现有的二次再热机组一般采用全周进汽的汽轮机,同时保证高压调节阀全开,然而燃煤电站蒸汽产生具有一定的滞后性,因此当电网频率发生波动时,仅通过改变燃料量及给水量很难快速响应负荷变化。为了解决二次再热机组在快速变负荷控制中面临的瓶颈问题,本文提出了基于高加给水旁路节流的快速变负荷控制系统,在保证二次再热机组稳定、安全运行的同时,进一步提升其调节的灵活性和快速性。本文对二次再热机组的热力系统结构进行分析,建立了二次再热机组的热经济性状态方程,研究了二次再热机组变工况计算的原理和方法。在此基础上,建立了二次再热机组高加给水旁路节流静态计算模型,分析不同工况点下高加给水旁路节流对各级加热器的抽汽量的影响,分析系统升负荷能力,计算得到系统性能指标并对高加给水旁路节流系统的经济性进行评估。基于对高加给水旁路节流调节特性分析的基础上,本文构建了高加给水旁路节流系统体系结构,主要包括:控制系统结构设计、功率增量信号构建及节流触发信号构建。在此基础上,为了充分发挥高加给水旁路节流系统快速升负荷的优势,提出了新机组协调控制系统结构,将高加给水旁路节流控制系统与机组原机炉协调控制系统相融合,实现了机组对AGC指令及一次调频指令的快速响应。以某电厂660MW二次再热机组的数据为依据,基于仿真平台对上述控制策略的负荷响应能力及动态特性进行分析。研究结论表明,基于高加给水旁路节流的二次再热机组快速变负荷控制优化方法能够在机组响应AGC负荷指令和一次调频指令的过程中,通过与机炉协调系统的相互协调配合,在保证机组安全稳定运行的前提下,显著提升机组快速响应负荷的动态特性,为实现火电机组快速、灵活的运行控制提供了基础性理论和关键技术支持。