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机炉负荷协调控制系统一、任务机组负荷协调控制系统的任务是使机组尽可能快地响应电网对该机组的负荷要求，同时，应能保证主汽压力尽量稳定，以保证机组的安全稳定运行。
二、单元机组对象的动态特性：1.当其它输入不变时，改变汽机调门开度，例如，将调门开大，主蒸汽流量将迅速增加，这表明汽轮机能迅速响应负荷要求变化，但由于燃烧未能相应加强，主汽压开始下跌，蒸汽流量也渐渐下跌，最后又回到了原来的值，没有能满足电网的长期需要，而压力则降到了一个相对较低的值如图1 (a)。
2.若其它输入不变，增加燃烧率，主汽压力将逐渐升高，主蒸汽流量也逐渐增加，负荷逐渐增加，说明锅炉改变燃料量后，负荷响应比较缓慢，如图1 (c)。
3.当外界要求增加负荷时，由于一个负荷特性快（汽轮机），一个特性慢（锅炉），就难以满足既快速，又稳定的要求，如果仅满足快速的要求，可通过不断开大汽机调门开度来实现，虽可保证负荷需求（也不可能长久），但压力将一路下跌，如图1 (b)，会影响机组安全。
所以机炉两者之间应协调控制调门开度指令和锅炉指令。
图1 单元机组对象动态特性三、运行方式单元机组负荷协调控制系统一般有下列几种运行方式：1．手动方式：汽机指令和锅炉指令都是手动发出，此时，运行人员兼顾汽压和负荷，手动调节汽机指令（调门开度指令）及锅炉指令，使压力基本稳定，并使机组负荷按照电网需要变化。
2．机跟炉方式（汽机跟随锅炉）此时，锅炉侧根据电网负荷需求来调节锅炉指令（增/减燃烧率），而汽机则根据主汽压力的变化，自动调节汽机调门开度。
可以看出,这种方式下,当外界需要机组增加负荷时,锅炉开始加强燃烧，压力渐渐升高,汽机则根据压力升高情况，自动地调整汽机指令，渐渐开大调门开度，负荷随之增加，由于锅炉响应较慢，所以使负荷增加得较慢，但是由于汽机调门变化对压力的影响较快，所以压力显得十分稳定。
该方式的特点是：压力稳定，但负荷响应慢。
3．炉跟机方式（锅炉跟随汽机）此时，汽机侧根据电网负荷需求来调节汽机调门开度，而锅炉则根据主汽压力的变化自动地调整燃烧。
单元机组的特点和任务(1)单元制机组是一个相互关联的多变量控制对象,锅炉和汽轮发电机是一个不可分割的整体(2)锅炉和汽轮发电机的动态特性存在较大的差异. (3)具有参加电网一次调频的能力.协调控制系统作用保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行.具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力，对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内.协调控制系统任务是协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等，以及汽机调节阀门开度，使机组既能适应电网负荷指令的要求，又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行.定压运行方式是指无论机组负荷怎样变动，始终维持主蒸汽压力以及主蒸汽温度为额定值，通过改变汽轮机调节气门的开度，改变机组的输出功率。
滑压运行方式则是始终保持汽轮机调节气门全开，在维持主蒸汽温度恒定的同时，通过改变主蒸汽压力改变机组的输出功率。
联合运行方式特性曲线1调峰：用电量多时多发电，用电量少时少发电。
a采用纯液压控制系统时（有自平衡能力）b采用功频电液控制系统时（无自平衡能力）μT不变μB不变PT机主控指令不变PB炉主控制指令不变输入量-μT汽轮机调节阀开度（外扰）、μB锅炉燃料量调节机构开度，锅炉燃烧率（内扰）输出量-PE单元机组的输出电功率、PT汽轮机前主蒸汽压力协调控制系统由哪几部分组成：主控系统、子系统、负荷被控对象单元机组负荷控制系统1.负荷指令处理回路（LDC）的作用对外部要求的负荷指令或目标负荷指令（电网调度分配指令ADS、运行人员手动指令，一次调频所要贡献的负荷指令）进行选择，并根据机组主辅机运行的情况加以处理，使之转变为机、炉设备负荷能力，安全运行所能接受的实际负荷指令P0。
2.机炉主控制器的作用根据锅炉和汽轮机的运行条件和要求，选择合适的负荷控制方式，按照实际负荷指令P0与实发功率信号PE的偏差和主汽压力的偏差△p以及其它信号进行控制运算，分别产生锅炉主控制指令PB和汽轮机主控指令PT 。
一、CCS控制系统简介。
协调控制系统CCS又称为单元机组的负荷控制系统,是将锅炉、汽机及辅机作为一个整体加以控制的十分复杂的多变量控制系统,该系统有机的、协调的控制锅炉的燃料、送风、给水以及汽机调节阀门开度,使各变量间的影响最小。
它是建立在汽机控制子系统和锅炉控制子系统基础上的主控系统和机、炉子控制系统组成的二级递阶控制系统。
处于调节级的主控系统是协调控制系统的核心,它对负荷指令进行运算处理形成控制决策,给出汽机负荷指令和锅炉负荷指令。
处于局部控制级的各子系统在机、炉主指令下分工协调动作,完成给定的控制任务。
单元机组协调控制系统的任务是:既要保证机组快速响应负荷需求,又能使机组的主要参数机前压力在变负荷的过程中保持相对稳定。
二、CCS协调控制系统的控制方式。
协调控制系统有以下五种控制方式：1、炉跟机方式（BF）。
当锅炉主控自动，汽机主控手动时为BF方式，锅炉主控控制机前压力，汽机调节机组功率。
2、机跟炉方式（TF）。
当汽机主控自动，锅炉主控手动时为TF方式，汽机主控控制机前压力；锅炉调节机组功率。
3、协调炉跟机方式（CCBF）。
当锅炉主控自动，汽机主控再投入自动时为CCBF方式，锅炉主控控制机前压力，汽机主控控制负荷。
4、协调机跟炉方式（CCTF）。
当汽机主控自动，锅炉主控再投入自动时为CCTF方式，汽机主控控制机前压力，锅炉主控控制负荷。
5、机炉手动方式。
汽机主控和锅炉锅主控均为手动方式，由锅炉调节压力，汽机改变调节汽门开度，调节实发功率。
控制方式之间通过负荷管理中心（LMCC）由运行人员实现无扰切换。
；每种方式下均有相应的调节器自动，其余的调节器跟踪。
协调方式下当因辅机故障发生RB时，锅炉主控自动将目标负荷降至正在运行的辅机所承担的负荷水平（即RB目标值），汽机主控则自动控制机前压力至设定值，RB结束后机组维持CCTF方式。
三、机组协调控制投入和切除条件及投、退协调控制的操作1、机组协调控制投入的条件：（1）机组负荷达到60%额定负荷以上，运行稳定。
CCS协调控制系统CCS协调控制系统的简述：机、炉均自动的方式称为协调控制方式、即CCS方式。
锅炉主控指令的产生方式7.1.1.1由燃料均值调治器产生，设定值=（燃料均值/当前功率）×RB对应负荷127MW，，过程值=燃料均值，此调治器在RB动作时起作用。
由“功率调治器+负荷指令前馈”产生，设定值=本质负荷指令-5×（PT-SP），过程值=机组本质负荷，前馈值=机组负荷指令函数，此调治方式在TF方式时起作用。
由“DEB+负荷指令前馈”产生，设定值=DEB，过程值=热量信号，前馈值=机组负荷指令函数，此方式在BF方式时起作用。
CCS汽机主控指令的产生方式由“功率调治器+负荷指令前馈”产生，设定值=本质负荷指令，过程值=机组本质负荷，前馈值 =机组负荷指令函数，此方式在BF方式时起作用。
由“主汽压力调治器+负荷指令前馈”产生，设定值=主汽压力设定值，过程值=主汽压力，前馈值=机组负荷指令函数，此方式在TF、非RB时起作用。
由主汽压力调治器产生，设定值=主汽压力设定值，过程值=主汽压力，此方式在RB动作时起作用。
CCS负荷指令的产生方式手动产生：即在AGC未投入时，由运行人员手动设定的机组负荷指令AGC产生：AGC（AUTOMATICGENERATORCONTROL）自动发电控制，即由省调直接给定机组指令调治机组负荷在一次调频投入时，机组指令为‘AGC指令’加上‘频差对应的功率值（由DEH送来）CCS的投入：锅炉主控投入自动今后，牢固一段时间，观察锅炉主控的调节质量，机前压力颠簸不大于检查汽包水位自动、送风自动、引风等系统自动工作正常，且DEH系统工作正常，今后在DEH控制盘进步行汽机阀切换，由单阀控制切至序次阀控制（切换机会前压力应大于），并切除DEH功率控制、转速控制后，将DEH就地控制切至MCS遥控控制，此时，负荷控制中心画面上汽机主控按扭由浅白色转为黑色、遥控指示灯由浅白色转为绿色（注：采用单阀、序次阀控制由运行人员依照情况而定）用汽机主控软手操调治汽机调门，观察汽机响应情况。
第二章机炉负荷协调控制系统2.1任务机组负荷协调控制系统的任务是使机组尽可能快地响应电网对该机组的负荷要求，同时，应能保证主汽压力尽量稳定，以保证机组的安全稳定运行。
2.2单元机组对象的动态特性：2.2.1当其它输入不变时，改变汽机调门开度，例如，将调门开大，主蒸汽流量将迅速增加，这表明汽轮机能迅速响应负荷要求变化，但由于燃烧未能相应加强，主汽压开始下跌，蒸汽流量也渐渐下跌，最后又回到了原来的值，没有能满足电网的长期需要，而压力则降到了一个相对较低的值如图13－1 (a)。
2.2.2若其它输入不变，增加燃烧率（锅炉指令BD），主汽压力将逐渐升高，主蒸汽流量也逐渐增加，负荷逐渐增加，说明锅炉改变燃料量后，负荷响应比较缓慢，如图 13－1 (c)。
2.2.3当外界要求增加负荷时，由于一个负荷特性快（汽轮机），一个特性慢（锅炉），就难以满足既快速，又稳定的要求，如果仅满足快速的要求，可通过不断开大汽机调门开度来实现，虽可保证负荷需求（也不可能长久），但压力将一路下跌，如图13－1 (b)，会影响机组安全。
所以机炉两者之间应协调控制调门开度指令和锅炉指令。
图13－1 单元机组对象动态特性2.3运行方式单元机组负荷协调控制系统一般有下列几种运行方式：2.3.1手动方式：汽机指令和锅炉指令都是手动发出，此时，运行人员兼顾汽压和负荷，手动调节汽机指令（调门开度指令）及锅炉指令，使压力基本稳定，并使机组负荷按照电网需要变化。
2.3.2机跟炉方式（汽机跟随锅炉）此时，锅炉侧根据电网需求来调节锅炉指令（增/减燃烧率），而汽机则根据主汽压力的变化，自动调节汽机调门开度。
可以看出,这种方式下,当外界需要机组增加负荷时,锅炉开始加强燃烧，压力渐渐升高,汽机则根据压力升高情况，自动地调整汽机指令，渐渐开大调门开度，负荷随之增加，由于锅炉响应较慢，所以使负荷增加得较慢，但是由于汽机调门变化对压力的影响较快，所以压力显得十分稳定。
该方式的特点是：压力稳定，但负荷响应慢。
2.3.3炉跟机方式（锅炉跟随汽机）此时，汽机侧根据电网负荷需求来调节汽机调门开度，而锅炉则根据主汽压力的变化自动地调整燃烧。
当外界负荷需求增加时，汽机可以很快地升高机组的负荷，但压力将下降，由于锅炉惯性较大，它虽然根据压力变化进行调节，但压力难以很快补上来，可能导致压力下跌较多。
该方式的特点是：负荷响应快，但压力不稳定。
2.3.4协调控制方式协调方式则是综合机跟炉和炉跟机方式的优点，尽可能地克服它们的缺点。
协调方式下，机、炉主控都将处于自动方式，即机指令和炉指令都是自动调整的。
协调控制方案较多：例如同时将外界负荷变化指令送达机侧和炉侧；采用直接能量平衡信号（DEB）；进行压力限制；采用各种前馈、微分环节，用以改善系统特性。
本节主要介绍的协调控制系统方案以及运行方式。
协调控制系统的运行方式也分为：1．手动方式MANUAL，此时机主控、炉主控（燃料主控）都在手动。
2．机跟炉方式TF，特征是机主控自动、炉主控手动。
3．炉跟机方式BF，特征是炉主控自动、机主控手动。
4．协调控制方式CCS，特征是机、炉主控都自动。
2.4协调控制系统的构成系统由三部分构成：1．负荷指令的形成2．压力定值的形成3．机、炉主控制指令的形成此外，还有一个功能全面的逻辑控制系统，用来实现方式切换和跟踪等功能。
2.4.1负荷指令的形成1．正常情况下负荷指令的形成（CCS方式下）指令的来源：（1）运行人员手动给定。
（2）来自ADS（自动调度系统）。
当投入AGC（自动发电控制）后，机组将由电网调度发出的负荷指令直接控制。
就本机组而言，机组主控站投自动意味着ADS投入。
但是当下列任一信号出现时，机组主控站不能投自动：汽机主控站在手动；锅炉主控站在手动；ADS故障或ADS不可用（例如来自调度系统的遥调信号质量坏、遥调信号不在正常范围等）；出现RD、RU、RB（在本节后面介绍）；机组负荷指令LDC OUT超过高限。
（3）一次调频信号。
这是根据汽轮机的静态特性曲线生成的指令。
(a)(b)图13－2 汽轮机静态特性一般来说，当电网频率发生变化时，汽轮机的调速系统会自动根据电网频率的变化来改变阀门开度，从而使机组的负荷发生变化。
该过程称为一次调频。
例如，如图13－2（a），原来机组在N A，3000rpm，即A点运行，当转速升高（电网频率升高）时，如果DEH的速度反馈信号是插入的，则机组将按照静态特性参与一次调频，也就是说它将自动关小调门，降低供给电网的电量，从而缓解频率的升高，此时，工作点移到B点，负荷降为N B。
也就是说，当汽轮机转速升高时，它将自动地按一定比例减小发出的功率。
尽管汽轮机按照其静态特性减小了功率，但此时转速仍高于3000rpm，电网频率仍偏高。
若要进一步降低转速（使电网频率继续降低），电网调度可以要求网上的各机组（包括本机组）再适当降一点负荷。
这属于二次调频。
二次调频结束后，工作点处于C点，此时，负荷为N C，转速又回到3000rpm。
二次调频相当于平移了汽轮机的静态特性曲线，如图13－2（b）所示。
为什么要在协调控制系统的负荷指令中，加入频差信号呢？这是因为当投入CCS方式后，汽机功率PI控制器（见图13－8）将对负荷指令和实际MW进行PI运算，最终会使MW＝负荷指令。
这说明，若负荷指令中不含频率信号，机组的实发MW将不受频率影响，即使DEH将速度反馈插入，也不起作用，也就是说，机组丧失了一次调频能力，这对于并于网上的机组来说，是不合适的。
如何插入频率信号？如图13－3所示，在机组主控站的输出上叠加了频差信号。
这样，机组的负荷指令，不仅仅是运行人员给定的值或仅仅是ADS指令（ADS指令可以由运行人员偏置），它还包括频差信号成分。
这个成分可能是零（相当于没有插入）也可能是按静态特性曲线折算出的负荷（即已插入）。
若机组的速度不等率定为4％，则可折算：52HZ对应―300MW48HZ对应＋300MW所以，指令负荷的构成可用图13－3表示。
图13－3 机组负荷指令形成原理（一）上述三种成分构成的负荷指令还不能直接用于CCS的负荷指令，它还要受到下列限制，参见图13－4。
图13－4 机组负荷指令形成原理（二）（1）负荷变化速率限制x～y KW/min。
速率可以由运行人员设定。
（2）负荷指令受到最大负荷、最小负荷的限制。
（3）当不在CCS方式时，机组负荷指令跟踪实发功率信号。
当出现异常情况时，例如当出现RD/RU/RB时，负荷指令按照事先规定好的RD/RU/RB 速率改变。
例如，一台引风机跳闸引超RB时，负荷指令将以150MW/min 的速率降低。
2．异常情况下的负荷指令：图13－5 RB/RD/RU指令（1）RUN DOWN与RUN UP（迫降与迫升）首先，谈一下闭锁增（BLOCK INCREAE）和闭锁减（BLOCK、DECREASE）的问题：闭锁增，即不可再增大；闭锁减，则不可再减小；当送风机的开度指令已达上限；或给水泵控制指令已达上限；或引风机指令已达上限；或汽机阀指令已达上限时，则闭锁增。
当出现送风机指令已达下限；或引风机指令已达下限；或给水泵指令已达下限；或给粉机指令已达下限；或汽机阀位指令达下限时，则闭锁减。
再谈RD（RUN DOWN）与RU（RUN UP）：首先，在CCS方式下，在LDC画面上，按下RD/RU允许按钮，则表明可以实现RD/RU 功能。
①关于RD在RD/RU允许的情况下，若已经出现BLOCK INC，当a. 燃料量比其需求量要小（得多）b. 送风量比其需求量要小（得多）c. 给水量比其需求量要小（得多）*d. 炉膛压力比其定值高（得多）此时，将进入RD状态。
进入RD后，将按照一定的速率开始减少LDC输出。
当上述偏差被缩小后，RD过程结束。
如图13－5，当出现RD时，LDC OUT将从原先的锅炉指令起，逐步向零变化（切换开关T算法可以设定变化速率），此时的锅炉指令将跟随LDC OUT变化（见图13－7 ）。
当锅炉指令减小后，RD条件将在某个时刻消失，此后LDC OUT又回到正常情形。
所以当RD导致LDC OUT从原先的锅炉指令逐步变小时，并不是一定要变到零。
②RU关于与RD意义相反这里，有一个概念问题需要说明一下，在有些厂家的设计中，BLOCK INCREASE和BLOCK DECREASE并不是在某些指令达到上限或下限时才出现，而是在运行过程中当发现需求量（例如送风量需求）与实际过程变量（送风量）出现大的偏差时，为防止偏差进一步扩大，需求量将停止增加或减小，这是在行进的过程中停来下“等待”，而并非一定要等到执行机构的指令（例如送风机动叶指令）不能再升或降时才停下。
而RD、RU则是在执行机构已达上限或下限时，若需求与设计过程变量仍然存在很大偏差时，才出现，而且，此时将通过降低“需求”，来缩写偏差。
可见，这里的BI或BD是一种积极消除大偏差的行为，而RD、RU则是一种被动的行为，因为此时执行机构已无法再开大或关小，已不能通过增加或减小执行机构开度来消除大偏差，所以只能通过降低“需求”来减小偏差。
我们认为，这样一种概念或提法是比较恰当的。
③关于RUN BACK快速降负荷（RB）当机组在某个较高的负荷水平上运行时，若出现了重要辅机跳闸，机组就可能不能继续维持原来的负荷水平。
此时，为了能使机组继续稳定运行，应该主动、快速降低负荷指令。
例如：原来在50％负荷以上运行，这时跳一台引风机，剩下的一台引风机最多只能维持50％负荷，所以负荷指令应迅速降低到50％。
下列情况导致RB：跳一台空预器；跳一台一次风机；跳一台引风机；跳一台送风机；跳给水泵（三台泵中要有两台泵都停，而且要经适时延时）；汽轮发电机部分甩负荷给粉机跳闸（一层或多层，图中未画出）。
要使系统具有RB功能，运行人员必须事先在CRT的LDC画面上按下“RB允许”按钮。
何时结束RB？当锅炉指令已降到辅机允许的最大出力时，则自动结束RB。
2.4.2主汽压力设定值的形成图13－6 主汽压力定值的形成如图13－6，机组主汽压力可以由运行人员从燃料主控站（即锅炉主控站）上设定。
当要求机组以滑压运行方式运行时，压力定值将根据负荷指令“LDC OUT”自动设定。
如何选择滑压方式？当在CCS方式，或在BF方式时，只要主汽压力与其设定值没有大的偏差，运行人员可从LDC画面上按下“选择滑压方式”按钮，则可进入滑压方式。
不在CCS或BF方式，或在出现RD、RU、RB时，将退出滑压运行方式。
当按下“选择定压方式”按钮，则退出滑压运行方式，进入定压运行方式无论是手动给定，还是根据“LDC OUT”给定，都要经过一个速率限制以及最大、最小限制。
当在手动方式时或旁路打开时，压力定值将跟踪实际压力。
2.4.3机、炉控制指令的形成1．锅炉指令图13－7 锅炉主控指令的形成当锅炉主控站在手动时，给粉机指令由运行人员手动调节（参见第十一节中燃料控制部分），给粉机指令的上级指令燃料指令FD 将跟踪热量信号HR （燃料量），而燃料指令的上级指令锅炉指令BD 则跟踪燃料指令FD 。
