随着电力工业的迅速发展，超临界、超超临界机组的大量投入应用，使电站对水资源需求逐渐增大，导致水资源短缺日益严重。然而空冷机组对水的需求量小，因此在西北“富煤缺水”的地区，空冷机组得到了迅速发展。本文以某600MW超临界直接空冷机组为对象，根据它的运行特性建立系统相应的模型，同时提出了直接空冷系统的控制优化方法。本文根据空冷技术的分类和发展应用，对直接空冷和间接空冷的优缺点和经济特性进行了比较。简述了直接空冷系统的构成、主要设备、工作原理及运行中的换热过程。通过热力学理论支持，用工程模块化建模的方法，基于STS仿真支撑平台，建立了直接空冷凝汽器和空冷风机的数学动态模型，最后根据实际空冷系统搭建了整体的仿真模型。接着对直接空冷系统运行中存在的问题进行了分析，总结了一些优化控制方案，主要有背压调节控制、自动步序控制、防冻保护控制，论文中重点分析了背压控制原理、控制流程和主要影响因素。本文讨论了直接空冷系统运行中的主要影响因素，它们包括环境因素、空冷风机的启动顺序和顺逆流风机频率变化等，都对背压有着很大的影响。论文中还特别讲述了冬季防冻的问题，分析了空冷散热器管束冻结原因，为解决空冷机组经济运行有着重要的意义。设计的优化控制方法使得顺逆流风机的变频启动获得了较好的控制，使得背压变化能更好的与实际运行的机组特性相结合，这些工作对于空冷系统自动控制的进一步设计和优化有着一定的参考意义。