燃气—蒸汽联合循环发电机组依靠其高效率、低污染的优势,如今在许多国家得到了广泛的应用。根据新制定的联合循环机组负荷控制指标来看,传统的负荷控制系统已经难以达标。由于联合循环机组的负荷被控对象是一个大惯性、多变量的耦合过程,常规的控制方案难以满足控制要求。因此,迫切需要设计一套适合于该对象的控制系统。基于上述问题,本文主要进行了以下的研究内容：1.重新建立燃气—蒸汽联合循环机组负荷被控对象模型,将原有的燃气轮机转子转速作为安全参数,直接建立燃料阀门开度与机组实发功率的被控对象模型。在高、低两个负荷点上进行开环动态特性试验,记录相关试验数据。采用最小二乘法辨识被控对象模型,并对辨识的传递函数模型进行验证。2.针对原有的负荷控制系统中燃料指令计算回路过于复杂的问题,设计无PID控制器的燃料指令计算回路,从而简化负荷控制系统。与此同时,为加快一次调频响应速率,引入一次调频模糊前馈补偿,模糊推理采用了Mamdani推理法。并在两个负荷点对上述系统进行了仿真研究,仿真结果表明,改进后的负荷控制系统在快速性和稳定性方面均有所提高。3.在实际应用中,将原有的指令累加控制器改为无负荷偏差死区的快速积分控制器,并将上述的改进措施应用于现场。运行结果表明,改进后的联合循环机组负荷控制系统控制效果明显改善。4.分析常规控制策略局限性的基础上,设计一种多变量广义预测控制器,运用模拟退火遗传算法对广义预测控制算法中的相关参数进行优化,避免参数整定的盲目性和主观性,为今后预测控制在联合循环机组上的应用提供了参数优化方案。同时,在两个负荷点对上述系统进行了仿真研究,并与传统改进后的PII)控制系统进行对比,结果证明,采用多变量预测控制的负荷控制系统进一步改善了控制品质,具有广泛的应用前景。