单元机组协调控制系统

协调控制系统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 。

引言近年来，随着大型发电机组的的日益增多，大容量机组的汽机和锅炉都是采用单元制热力系统。

机、电、炉控制设备都放在单元控制室中，可以说，单元制运行方式简化了热力系统，使蒸汽经过中间再热处理成为可能，提高了机组的热效率。

随着电网容量的增大和对供电质量要求的提高，现代大型单元机组的负荷控制系统无一例外地采用了协调控制系统。

单机元组是由发电机、汽轮机和锅炉组成，共同配合工作来适应电网的负荷要求，并且共同保持机组的稳定运行，不能将汽轮机和锅炉的负荷控制任务分割开来讨论。

大型的机组都是以锅炉、汽轮机组成单元机组方式运行，机、炉之间相互联系紧密，成为一个不可分割的整体，因此，必须将二者作为一个联合的条件对象进行控制，又由于外部负荷变化时，机、炉的动态响应特性差别比较大，控制系统应该考虑两者的特点做适当地分工协调，以提高机组适应负荷变化和保持内部能量平衡的能力，所以协调控制就成为必然的趋势，协调控制系统的控制策略设计直接决定了协调控制系统的调试及控制品质。

单元机组是一个复杂的多变量强耦合控制对象，存在着大滞后、多扰动、时变等特性。

强烈的耦合给系统的控制带来较大的难度，一般通过设计补偿网络来消除和削弱这种相互的关联和耦合，把多变量控制问题转化为多个单变量控制问题来处理。

但是在具体实现时，也会遇到许多的困难，很难做到理想的解耦。

因此，有必要对解耦的理论方法加以必要的改进与简化。

多变量频域理论中的串联补偿法就是一种合理的W成为对角阵实现了各被调量解耦方法，该方法通过补偿网络的串联，使等效对象e的单变量控制。

在实际生产过程中，主要扰动常来自某一方面，对于这类生产过程被控对象，若采用单向解耦，不仅可以大量减少补偿装置，简化系统结构，同时也能取得更好的调节效果。

因此，针对单元机组通过解耦设计来实现协调控制具有重要现实意义。

第一章控制系统概述在生产和科学技术的发展过程中，自动控制起着重要的作用，目前已广泛应用于工农业生产、交通运输和国防建设。

CCS系统简介一、系统概述及其任务CCS系统英文全称为Coordinated Control System ,即协调控制系统。

它是根据单元机组的负荷控制特点，为解决负荷控制中的内外两个能量供求平衡关系而提出来的一种控制系统。

从广义上讲，这是单元机组的符合控制系统。

它把锅炉和汽轮发电机作为一个整体进行综合控制，使其同时按照电网负荷需求指令和内部主要运行参数的偏差要求协调运行，既保证单元机组对外具有较快的功率响应和一定的调频能力，又保证对内维持主蒸汽压力偏差在允许范围内。

具体地讲，协调控制系统的主要任务是：1、接受电网中心调度所的负荷自动调度指令、运行操作人员的负荷给定指令和电网频率偏差信号，及时响应负荷请求，使机组具有一定的电网调峰、调频能力，适应电网负荷变化的需要。

2、协调锅炉、汽轮发电机的运行，在负荷变化率较大时，能维持两者之间的能量平衡，保证主蒸汽压力稳定。

3、协调机组内部各子控制系统（燃料、送风、炉膛压力、给水、汽温等控制系统）的控制作用，在负荷变化过程中使机组的主要运行参数在允许的工作范围内，以确保机组有较高的效率和可靠的安全性。

二、新华CCS系统简介XDPS系统是新华公司自主开发的，基于windowsNT 平台上工作的分布式处理系统。

利用XDPS系统构成的DCS系统中包含有DAS、CCS、SCS、FSSS四个子系统。

各子系统之间相对独立，均有其自身的I/O卡件及对应的DPU—分布式处理单元。

通过控制扩展的智能和非智能的I/O卡件实现对工业现场各种模拟量、开关量、脉冲量等的采集和控制。

对于CCS系统而言，外观所能看到的只有I/O卡件，已经没有了传统意义上的调节器、伺放、操作器等装置，取而代之的是软件自身具有的各种丰富功能的功能块。

自动调节系统在接受外界的输入信号后，就利用内部的组态程序进行控制运算，而后输出控制信号。

所有自动系统均可实现手/自动无扰切换。

三、实例简介1、除氧器压力控制由系统图可知，这是一个简单的单回路控制系统，通过除氧器压力调整门调整三抽进汽量来控制除氧器压力。

一、单元机组协调控制系统（理论部分，仅供参考）1基本概念：1．1 协调控制系统：在单元机组控制系统的设计中，考虑锅炉和汽轮机的差异和特点，采取某些措施，让机炉同时按照电网负荷的要求变化，接受外部负荷的指令，根据主要运行参数的偏差，协调地进行控制，从而在满足电网负荷要求的同时，保持主要运行参数的稳定，这样的控制系统，称为协调控制系统。

1．2 协调控制系统是由负荷指令处理回路和机炉主控制回路这两部分组成。

负荷指令处理回路接受中央调度所指令、值班员指令和频率偏差信号，通过选择和运算，再根据机组的主辅机实际的运行情况，发出负荷指令。

机炉主控制回路除接受负荷指令信号外，还接受主蒸汽压力信号，根据这两个信号的偏差，改变汽轮机调节阀的开度和锅炉的燃烧率。

2协调控制协调的作用2.1负荷指令处理回路的作用：2.1.1该回路接受的外部指令是电网调度的负荷分配指令、机组运行人员改变负荷的指令、电网频率自动调整的指令。

根据机组运行状态和电网对机组的要求，选择一种或几种。

2.1.2限制负荷指令的变化率和起始变化幅度，根据机组变负荷的能力，规定对机组负荷要求指令的变化不超过一定速度，以及起始变化不超过一定幅度。

2.1.3限制机组最高和最低负荷。

2.1.4甩负荷保护，在机组辅机故障时，不管外部对机组的负荷要求如何，为保证机组继续运行，必须把负荷降到适当水平。

2.1.5根据机组的辅机运行状态，选择不同的运行工况。

2.2机炉主控制回路的作用：2.2.1经过处理得负荷指令Po，对锅炉调节系统和汽机调节系统发出协调的指挥信号锅炉指令Pb和汽机指令Pv2.2.2根据机组输出功率与负荷要求之间的偏差，决定不同的运行方式3协调控制系统的运行方式：3.1机炉协调控制方式：如下图所示，包括机组功率运算回路机组允许负荷能力运算回路功率限制回路：若负荷要求在机组所能承受的允许范围内，按负荷要求发出功率指令；否则，按机组允许负荷能力发出机组功率指令锅炉主控制器汽机主控制器3.2汽机跟随锅炉而汽机输出功率可调方式：这种调节方式，锅炉、汽机自动系统都投入，但不参加电网调频，调度所也不能直接改变机组的负荷。