过去数十年,国内外大规模停电事故时有发生,给人民的生产生活带来了极大不便造成了惨重的经济损失,甚至造成人员伤亡。电力研究人员开展了多方面的探索和试验,提出了多种应对策略,而机组快速甩负荷无疑是其中一个伟大的构想。超临界机组Fast Cut Back(FCB)技术可以在电网故障时迅速将机组同电网解列,使得机组快速甩负荷带厂用电孤岛运行,在电网故障排出后又可以快速升负荷作为电网启动电源。FCB技术极大地加快了电网的恢复速度,缩短大面积停电时间,而且减少机组停机次数,其经济意义和社会价值不言而喻。机组进行FCB时,要求机组在短时内将负荷甩至带厂用电负荷,FCB过程机组各部分参数变化极为剧烈,对机组的安全运行产生很大威胁。因此,机组的控制系统需要具备快速反应和迅速动作的性能。本课题建立了机组主要部分的动态数学模型和仿真模型,探究机组FCB过程的动态特性,为机组控制器的设计及机组改造提供参考。首先,运用机理法建立了超临界机组过热器动态数学模型,并在MATLAB上进行FCB仿真试验,与历史数据对比的结果说明了模型的正确性。根据仿真结果,主蒸汽压力和温度在FCB过程的动态过程具有相似性,FCB初期均先迅速攀升,然后波动下降渐至稳定。并进行主蒸汽阀门开度阶跃扰动仿真,进一步探究主蒸汽了动态响应特性,发现主蒸汽压力的响应速度要快于主蒸汽温度的响应速度。然后,根据热工对象带自平衡能力的特性选定了旁路阀门开度-旁路压力系统的传递函数模型框架,并利用粒子群优化算法进行参数辨识,得到了汽轮机旁路系统传递函数模型,并比较了基于微分滑模控制器和传统控制之间的优劣,仿真结果显示基于微分的滑模控制器的跟踪控制效果较好,要优于传统的滑模控制器。最后,采用分区法建立了内置式除氧器的动态数学模型。进行了FCB仿真试验,得到了机组FCB过程除氧器压力和水位的动态过程,分析FCB过程中除氧器水位和压力的动态特性,提出除氧器水位和压力的控制策略以确保在机组FCB时除氧器的各项参数在安全范围内。