燃煤电厂集控运行与机组协调控制 周涛

学术论坛660MW超超临界机组协调控制系统优化分析张 鑫（京能（锡林郭勒）发电有限公司，内蒙古 锡林浩特 026000）摘要：本文主要对国内某发电公司的两台660MW超超临界机组协调控制系统进行分析，首先分析了机组的协调控制相关的策略特点与难点，然后对机组的运行期间出现的协调控制系统问题加以优化，最终为机组的运行安全和经济运行打下一定的基础。

关键词：660MW超超临界机组；控制策略；优化；大延迟；协调控制系统1 概述本次分析的机组为660MW超超临界褐煤间接空冷机组。

锅炉为高参数超超临界褐煤直流锅炉，并使用中速辊式正压直吹式的制粉系统，汽轮机为高背压九级回热高效汽轮机，发电机为双水内冷汽轮发电机，机组辅机配置为：空气预热器两台、磨煤机七台、送风机两台、引风机两台、一次风机两台、汽动给水泵一台，公用电泵一台。

热工控制系统（DCS）使用OVATION分散控制系统，模拟量控制系统（MCS）能够对系统进行分散控制，并针对锅炉和汽轮机以及设备加以连续的闭环控制，确保机组稳定安全，符合安全启、安全停、定压、滑压的运行标准。

2 协调控制的策略分析超超临界机组使用的协调控制系统由汽轮机和锅炉的主控回路、负荷指令和主蒸汽压力的相关设定、协调方式的切换、辅机故障快速减负荷、频率和热值的校正等功能回路。

汽轮机和锅炉的主控回路一般情况下有四种不同的运行控制：汽轮机跟随控制方式（锅炉和汽轮机的主控系统分别是手动和自动），机炉协调控制方式（锅炉和汽轮机的主控系统均为自动），锅炉跟随控制方式（锅炉和汽轮机的主控系统分别为自动和手动），基本控制方式（锅炉和汽轮机的主控系统均为手动）。

协调控制系统通常使用锅炉跟随的方式。

炉跟机协调控制方式下，由锅炉主控系统来承担维持机前压力，而汽轮机主控则使用在对机组的负荷控制。

此种控制方式特点为机组负荷响应快，负荷控制精度要高，但机前压力波动大。

依据相关部门对机组的要求，使用此协调的方式可以更加符合要求，下图1显示为2.1 机组的负荷指令和蒸汽压力定值处理回路机组的负荷指令回路是负责机组接收外部负荷指令，然后再进行处理，最后再当作负荷的给定值发送至锅炉与汽轮机的主控系统，总共三个子回路：最大限制和最小限制回路，负荷控制站，变化率限制回路。

协调控制学习（一）—运行方式1、概念协调控制系统（coordinated control system）是通过控制回路协调汽轮机和锅炉的工作状态，同时给锅炉自动控制系统和汽轮机自动控制系统发出指令，以达到快速响应负荷变化的目的，尽最大可能发挥机组的调频、调峰能力，稳定运行参数。

2、协调控制主要任务(1)接受负荷指令、运行值班人员的负荷指令和电网频率偏差信号,及时响应指令要求,以满足负荷变化的需要;(2)机炉之间相互协调运行,当机组功率变化率较大,可以保持机炉间的能量的平衡,且能够维持机组主汽压力的稳定;(3)协调系统内部燃料系统、给水系统、送风系统、炉腔压力、汽温等子系统的平衡;(4)协调系统外部负荷指令与主、辅设备实际承受能力的关系;(5)消除各种情况下扰动的影响,稳定单元机组运行。

3、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。

4、协调控制系统的运行方式单元机组负荷控制主要由其协调控制系统来完成和实现的，为保证负荷控制指标和机组的安全性，应设计多种运行方式，除取决于锅炉的动态特性、燃料的种类和供给方式外，还与单元机组的汽压运行方式有关。

不同的机组不同的阶段，协调控制系统运行的方式可能不同，但基本的组成方式有以下几种。

1）手动方式，即基本方式（BASE），指锅炉、汽机主控均处于手动控制方式，由操作员设定汽机主汽门阀位指令和锅炉燃料指令来控制机前压力和机组负荷。

如果汽机控制在“非远操方式”时，汽机主汽阀门开度交给DEH系统控制，汽机主控输出跟踪主汽门阀位反馈。

2）汽机跟随（TF），特征是机主控自动、炉主控手动。

这类方式是用锅炉调节器来调节单元机组的发电功率，由汽机调节器来来维持机前压力，因此负荷控制系统由汽轮机调压系统和锅炉调功系统构成。

由图可见，系统中用锅炉调节器Wa2(s)来调节功率输出。

火电机组协调控制优化技术摘要: 随着光伏、风电等新能源发电大幅度增长，以及特高压输电技术的飞速发展，给电网的稳定性带来了前所未有的考验，从而要求占主导地位的火电机组具有更好的调频、调峰性能。

为了更好的响应电网“两个细则”的要求，火电企业积极开展协调控制系统优化技术研究，提高机组的调节性能。

关键词：火电机组协调控制优化0 前言近几年，随着绿色能源的飞速发展，促使电力生产结构发生了重大变化，而太阳能、潮汐能、风能等新能源发电具有间断性，导致电网系统频率频繁波动，威胁电网安全运行。

鉴于此，为保证电网的安全运行，提升供电质量，国家电网制定了规范文件，对发电机组的调频调峰性能提出了严格统一的速度、范围要求，即“两个细则”[1]。

电网“两个细则”、环境保护、大规模减排等多重因素，使得发电企业积极进行设备、技术改造，来提高发电机组效率和负荷响应能力，降低运行和维修成本，减少污染气体排放。

其中，机组协调控制系统优化是发电企业广泛采用的一项重要措施。

1火电机组协调控制系统火电机组协调控制是根据单元机组的负荷控制特点，实现锅炉和汽机之间供需平衡而提出的一种控制策略[2]。

火电机组协调控制系统是将锅炉、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，其任务是: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。

根据控制原理不同，可分为基本方式（BASE）、汽机跟随(TF)、锅炉跟随(TF)以及机炉协调控制（CCS）。

1.1 基本方式（BASE）基本方式，也称手动控制方式，该方式下，汽机控制器、锅炉控制器均处于手动状态，运行人员通过手动改变风、煤、水的大小来调节主汽压力，通过改变汽机调门开度来改变机组的输出功率。

1.2汽机跟随方式(TF)汽机跟随方式是指锅炉控制负荷，汽机控制主汽压力的控制方式。

发电机组集控运行技术在火力发电厂中的应用何涛发表时间：2018-10-01T11:48:47.347Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：何涛[导读] 摘要：随着我国社会的快速发展，电能的需求量也在不断增大，中国的发电形式一直以来主要都是火力发电，作为中国发电行业的主力，火力发电企业在电能供应中具有十分重要的作用。

（深圳南天电力有限公司）摘要：随着我国社会的快速发展，电能的需求量也在不断增大，中国的发电形式一直以来主要都是火力发电，作为中国发电行业的主力，火力发电企业在电能供应中具有十分重要的作用。

现阶段，中国火电厂的科学技术含量越来越高，而发电机组集控运行技术的应用范围也越来越广泛，大幅提高了火电厂运行的可靠性和安全性。

基于此，本文介绍了发电机组集控运行技术，并对火力发电厂中该技术的应用情况进行了相关论述，希望可以帮助相关工作人员。

关键词：发电机组；集控运行技术；火力发电厂本世纪，随着计算机网络技术的快速发展，借助集控运行技术把网络化管理方法引入火力发电厂的运行，这是计算机网络化发展趋势的体现。

借助发电机组集控运行技术可以节省火力发电成本，减小能耗，积极响应了现代化环保建设。

所以，集控技术应用范围的扩大给火力发电厂带来了良好的发展机遇。

1 概述火力发电厂发电机组集控运行技术1.1 定义集控运行系统技术简称DCS系统技术，其另外一个名称是集散控制运行技术。

该系统的控制要点极其复杂繁琐，属于一种新的集约式综合控制自动化系统。

相较于以前的集中式控制系统，火力发电厂发电机组集控运行系统技术实现了发电全程的集约化自动管理和控制，它以自动化处理器作为核心，具有较好的技术性、先进性及综合性。

1.2 火力发电厂中发电机组集控运行技术的现实意义发电机组集控运行技术主要以下内容：电厂运行监控技术、电力运行设备运行管控技术和分散控制技术。

在火力发电厂中，借助集控运行技术既能降低生产成本，又能对其进行实时有效监督与控制，具有非常广泛的应用范围，控制内容也非常全面。

加强电厂集控运行与机组协调控制探析王政发布时间：2021-09-29T03:48:52.761Z 来源：《新型城镇化》2021年18期作者：王政[导读] 维修人员需要根据出现故障的具体情况开展有效的维修活动，成立专门的检查以及维修小组，才能保证电厂的安全稳定运行。

北京国电电力有限公司大同第二发电厂山西大同 037043摘要：电厂集控运行包括集中管理与分散控制，主要负责电厂机组的运行、调节、控制和技术管理，确保电厂机组高效运行。

机组协调控制是控制机组内外能量合理配合，使其保持平衡，并调节压力和功率之间的冲突矛盾，确保机组对外功率和调频能力，有效控制蒸汽压力误差。

强化电厂集控运行与机组协调控制，可以有效确保机组稳定运行，提升电厂生产管理水平。

关键词：电厂集控运行；机组协调控制1电厂集控运行技术与集中控制运行技术相比，电厂原本采用的单独控制运行管理技术只需要一个母控制系统，而其他部分具有较强的独立性。

集控运行技术在应用过程中主要是利用不同控制管理形式。

将集控单元作为中心对各个机组设备的控制系统进行集合的方法。

集控运行系统在每一台发电机上都可配备锅炉以及汽轮机，这样能够对锅炉、发电机、汽轮机等进行集中管理。

电厂的集控运行技术可以对电厂生产运行中的各个环节进行监督检查，可以及时发现在火电厂运行中存在的问题，并采取有效措施解决问题，能够提高电厂控制技术的自动化水平。

但是需要注意的是在集控运行技术应用过程中，必须要有专业的维修人员对电厂集控运行单元进行保养和维修，才能保证集控运行系统的正常运行。

因为集控运行技术在使用过程中主要是对内部设备进行自动调节，不能对出现故障的设备进行维修。

因此，维修人员需要根据出现故障的具体情况开展有效的维修活动，成立专门的检查以及维修小组，才能保证电厂的安全稳定运行。

2机组协调控制的基本功能机组协调主要是协调机组内部与外部能量，使其保持平衡状态，并调节压力与功率间的冲突矛盾，使控制过程更加理想。

600MW超临界机组协调控制系统分析及优化探讨朱志刚发布时间：2021-08-19T07:44:39.299Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第10期作者：朱志刚王坤[导读] 本文针对华能沁北发电有限责任公司二期工程2×600MW超临界机组协调控制系统构成、特点等进行了分析。

在机组运行期间，对此协调系统进行了调试、优化，机组在50～100%MCR负荷段具备了优良的负荷适应性。

根据运行实践，对机组主要参数调节品质现状进行分析，提出了解决思路，为同类型机组协调控制系统提供了借鉴。

朱志刚王坤华能沁北电厂河南济源 459000摘要：本文针对华能沁北发电有限责任公司二期工程2×600MW超临界机组协调控制系统构成、特点等进行了分析。

在机组运行期间，对此协调系统进行了调试、优化，机组在50～100%MCR负荷段具备了优良的负荷适应性。

根据运行实践，对机组主要参数调节品质现状进行分析，提出了解决思路，为同类型机组协调控制系统提供了借鉴。

关键词：协调控制系统超临界机组优化一、引言超临界机组的自动控制系统与亚临界参数机组相比，其动态特性更为复杂，需要更加完善的控制策略。

主要表现为：1、机组的动态特性随负荷大范围变化（通常的负荷变化范围 50％－100％），呈现出很强的非线性和变参数特性。

特别是为了适应调峰运行的需要，超临界机组常采用复合变压运行方式（亚临界＋超临界），由于水蒸汽特性在亚临界和超临界区域的差异，使得超临界机组在亚临界和超临界区域转换时的动态特性差异显著2、由于直流锅炉的工质流和能量流相互耦合，汽机调门开度、燃料量、给水流量都对主汽压力产生影响，从而在各个控制回路，特别是给水、汽温及负荷控制回路之间存在很强的非线性耦合。

3、直流炉的热力系统蓄热较少，因此对外界的扰动响应速度较快，容易发生分离器入口过热度摆动大、超温、超压等情况。

4、从控制模型上比较，超临界机组为三输入两输出的控制结构，控制策略上要求很高。

浅析电厂协调控制系统电力是大工业生产的基础能源，而火电在中国的电力行业中占据主导地位。

相比于核电，火电调峰性能更加优异；相比于风电和光伏，火电不受限于天气；相比于水电，火电不受限于地理条件。

在我们生产生活中，电力的供需需要实时的平衡，电网运行对电厂的调峰性能和机组调整负荷的能力提出了更高的要求。

随着电力技术的发展，集控运行和机组协调控制在电力运行中阐明了重要的现实意义。

汽轮机与锅炉间的调节能力并非一致，而存在较大差异性。

如：对电网运行而言，机组负荷调节注重响应快速，但对机组运行而言，机组调节过程注重安全、可靠。

锅炉输出的蒸汽是通过风量、水量、煤量的燃烧调节后产生，对电网负荷的适应需要一定的时间，响应的速度较慢；而汽轮机是通过调节汽门开度来改变进汽量，以适应电网负荷变化，响应速度较快。

也就是说，在机组负荷调节过程中，汽轮机运行与锅炉运行存在着对蒸汽能量供需平衡矛盾，这个矛盾势必会影响机组和电网的安全、稳定。

因此，协调控制作为机组集控运行的大脑，实现了汽轮机和锅炉对电网负荷变化时的协调统一，既兼顾了负荷的响应速度，又兼顾了机炉运行调整的安全平稳。

什么是协调控制？我们就以大唐东营电厂1000MW机组为例，浅析一下协调控制的原理和负荷变化时的动作过程。

大唐东营电厂采用上海电气超超临界变压运行直流锅炉（SG-2778/32.45-M7053型）、上海电气超超临界二次中间再热凝汽器式汽轮机（N1000-31/600/620/620）。

DCS控制系统采用北京和利时有限公司，DEH控制系统采用德国西门子T3000。

一、协调控制系统分为四种模式:基础控制BASE、汽机主控TF、锅炉主控BF、机组主控CCS。

1.BASE模式：BF和TF分别单独手动操作。

BF手动时，操作员手动调节煤量及燃烧；TF手动时，在压力控制模块，操作员根据压力曲线手动设定主汽门前压力（定压值）保证调门开度，从而改变进汽量来给出负荷指令。

机组从并网至旁路系统关闭阶段默认为功率回路模式。