近年来,随着我国大力发展清洁能源、优化能源结构,以天然气为代表的高效清洁化石能源需求日益增多。燃气轮机以其功率大、环境污染小以及所需燃料能直接从输气管道中获取等优点,在西气东输工程中得到广泛的应用。对于长距离输气管线而言,燃气轮机压缩机组的能耗费用占到其管线运行费用的绝大部分。因此,确定机组的最优运行方案和对燃气轮机控制系统的优化具有重要的现实意义。在燃气轮机压缩机组的运行过程中,多种运行方案都能够满足天然气输送的需求,但是不同的输气方案其能耗会有很大的不同。本文以西部管道轮南压气站的罗罗燃气轮机压缩机组为研究背景,首先在燃气轮机压缩机组运行中引进粒子群优化技术,从而确定最小能耗运行方案,使燃气轮机压缩机组工作在最佳状态,达到节约能源,提高经济效益的目的。其次根据燃气轮机压缩机组的最优运行工况的选择,利用机理建模的方法,将燃气轮机划分成几个典型的基本环节,再依据气动热力学方程、动力学方程和能量守恒定律建立各部件之间的联系,构建出罗罗燃气轮机的数学模型,确定燃气轮机的转速控制为系统优化的主要目标。针对燃气轮机工况变化,机组非线性凸显,整体数学模型难以获取,并且燃气轮机的数学模型也会跟随工况变化而变化的问题,提出将模糊控制应用到燃气轮机转速控制系统的参数设计中,实现PID控制器参数的自适应在线调节,以增强控制器适应模型参数变化的能力。最后通过Matlab仿真,与转速常规PID控制器参数的动态响应性能、抗干扰能力和参数自适应能力方面进行比较。结果表明,所设计的转速模糊PID控制器动态超调量更小,抗干扰能力更强,更能适应燃气轮机模型参数的变化,在一定程度上实现了燃气轮机转速控制系统的优化。