本发明公开了一种火电机组AGC方式下确保一次调频动作的优化控制系统及方法，采用当频率偏差信号Δf超出国家电网规定的调频死区±0.033Hz，且AGC与一次调频动作方向不一致时，即Δf 0.03且AGC负荷指令值处于下降阶段，则机组负荷指令值闭锁增减，协调控制(CCS)将保持当前负荷指令值不变；其它工况下，AGC和一次调频按常规控制逻辑正常动作。本发明能有效确保电网频率波动时一次调频动作的优先性，保证一次调频动作幅度达到电网频率补偿的需要，提高火电机组对调度一次调频响应的精确性，提高其动作合格率，降低电网系统的频率波动。