集中供热管网拓扑结构复杂性的增加、末端用户舒适性需求的增长和供热系统节能减排压力的增强都对集中供热系统的运行调节水平提出了更高的要求。因此,本文针对集中供热系统的水力和热力建模、动态特性分析以及运行控制展开研究。在水力建模方面,建立了热网非稳态水力模型,并提出了数值计算方法,结合算例,分析了热源泵和热力站阀门调节后,各个热力站的动态流量响应,该方法可为水力调节过程中,流量的动态响应分析提供依据。在热力建模方面,提出了供热管道热动态计算的隐式迎风格式,该方法具有计算快速和无条件稳定的特点。在动态特性分析方面,建立了热力站闭环运行稳定性分析的频域方法,提出了判别热力站闭环系统运行稳定性的频域判据和使热力站达到鲁棒镇定的控制器调整原则。对热力站闭环系统的分析表明,在某单一工况附近整定的反馈控制器不一定能保证热力站闭环系统在所有工况下都稳定。在运行控制方面,提出了可有效解决多热源环状网水力工况优化问题的广义既约梯度方法。该方法以热网总泵功为目标函数,以满足热力站流量需求和管网水力特性方程为约束,优化各热源泵转速和热力站阀门开度。与定压差控制策略的比较表明,优化调度方法可以使热网在低负荷时节能20%。在末端控制方面,分别对热力站和室内散热器供热系统建立了两自由度H_∞回路整形控制器,能够在各种干扰和模型不确定性存在的情况下,使热力站闭环控制系统和室内散热器供热系统达到较佳的控制性能和较好的鲁棒性。