火力发电厂是我国二次能源主要的生产者,同时也是主要的一次能源消耗者。火力发电厂在生产电能,消耗煤炭的同时,也排放了大量的氮氧化物等大气污染物;火电厂风机耗电占厂用电70%左右,节电潜力巨大。因此,提高火电厂生产效率,降低火电厂煤耗和污染成为我国实施节能减排政策的重要目标。本文提出了一种具有相对较高控制品质的基于多模型理论的鲁棒预测PID控制方案。在广义预测控制(GPC)和理想PID控制基本算法的基础上设计了基于GPC的PID控制器;引入多模型控制思想,建立基于变工况增益调度的多模型预测PID控制策略;考虑闭环鲁棒稳定性,引入闭环系统鲁棒稳定准则,设计了多模型鲁棒预测PID控制器。该控制策略考虑了PID控制器广泛应用于工业现场的现状,继承了GPC算法处理工业过程对象控制的优势,对于火电厂一些重要的控制回路控制品质的提升有很好的实践和经济意义,仿真结果表明了该控制方案具有良好的控制效果。本文对火电厂主要风机的类型、节电方式进行了较为详尽分析和总结;在基于燃烧优化的风机节能方面,对烟气含氧量控制回路的烟气含氧量最优设定值提出了新的计算方法,机理分析影响烟气含氧量的主要因素,以供电煤耗率最低为目标,采用一元线性回归的方法求取烟气含氧量最优设定值;在此基础上结合基于多模型理论的鲁棒预测PID控制策略给出了风机燃烧优化节电方案。本文对火电厂氮氧化物的生成机理和主要的氮氧化物减排手段进行了较为详尽的阐述;通过机理分析影响氮氧化物排放的主要因素,建立了多元线性回归模型,并给出了较好的氮氧化物排放预测公式;以此多元线性回归模型为基础,给出了基于空气分级技术的氮氧化物减排方案。