随着国民经济的发展,电力需求不断增加,电力系统的运行管理水平也在不断提高。电网频率作为电网安全的重要指标之一,关系到电力系统的安全稳定运行,正不断受到高度重视。目前,电力调频、调峰等辅助服务中,火电机组承担了重要角色,提升火电机组的一次调频能力具有重要意义。国家能源局各监管局颁布的区域并网发电厂辅助服务管理实施细则和并网运行管理实施细则(简称“两个细则”),规定了火电机组在一次调频过程中的责任和义务,相关的考核要求也越来越严格。但是,电网频率的调整日益困难,一方面由于能源结构的不断调整,风电、光伏发电等新能源发电并网比重增加,其自身的随机性、波动性和不可控性增加了电源侧的扰动,火电机组在电力系统的装机比重却不断下降,年发电小时数减少,而目前电网的调频等辅助服务主要通过传统的火电机组来执行,这给火电机组的频率控制调节能力提出了更大的挑战。另一方面,火电机组节能、环保的改造一定程度上限制了其一次调频能力,特别在供暖季,以热定电的方式限制了机组的涉网能力。超临界机组的投运在提高了机组热经济性的同时,也限制了其参与电网一次调频的能力。这些问题都给火电机组一次调频的控制能力提出了更高的要求,如何提高机组的一次调频能力具有重要意义。本文以某350MW的超临界火电机组为研究对象,通过分析物理过程传递函数,在Matlab的Simulink环境中分模块建立了汽轮机及其调速系统的仿真模型,对汽轮机调速器调节系统、电液伺服系统和原动机模型进行研究。对火电机组的实测数据进行去噪和归一化处理,以处理后的数据为基础,利用粒子群算法对仿真模型中的关键参数进行辨识,将仿真结果与实际结果进行校核,以完善模型。最终得到了适用于工程模拟的仿真模型,使用该模型可以更准确地预测出机组相关参数,给实际运行过程的控制优化提供参考。针对机组高压调节阀的流量特性曲线的优化展开研究,分析了阀门流量特性对一次调频的影响,以及高压调节阀的流量计算方法。提出了一种基于算法的阀门流量特性整定方法,优化结果表明,利用这种方法可以提升流量特性曲线的线性度,使机组一次调频控制过程具有更高的精准度。本文还利用MATLAB的图形用户设计模块,建立了一次调频性能分析软件平台。该平台嵌入了仿真模型,可以辨识计算一次调频性能参数和考核参数。该平台搭建了一个通用的汽轮机及其调速系统辨识分析环境,方便操作人员对机组进行辨识和数据分析,充分挖掘火电机组的一次频率调节能力,满足日益严格的考核标准,提升了发电端的分析能力和工作效率。