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 。

该控制 系统包括两个 反馈控制系统， 即汽轮机 侧的主蒸汽压力控制系统和锅炉侧的机组功率控制 系统（ 见图 ３ 。锅炉 ２ ｓ ） （） 调节器接受功率给定和 功率反 馈 信 号 ， 机 组 负 荷 变 化 时 ， 由锅 炉 在 先
（） 节 器控 制燃 料 量 ， 由汽机 调节 器 ｓ调 再 变机组 功率 。 （） ｓ根 据机前 压力偏 差 ， 变 汽轮机 调节 阀的开 度 ， 改 从而 改
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第２卷 第 ｌ ４ 期
２０ ０２年 ２月
水 利 电 力 机 械
Ｗ Ａ Ｅ Ｃ Ｓ Ｒ ＆ Ｅ Ｅ Ｔ Ｃ Ｐ 弭 Ｒ ＭＡＣ ＮＥ Ｙ Ｔ Ｒ ＯＮ Ｅ ＶＡ （ Ｌ Ｃ ＲＩ Ｏ ＨＩ Ｒ
Ｖｎｌ ４ Ｎｏ． ２ １
Ｈ ２０ 一Ｍ Ｃ 数字式低压透平油纯电液调节控制 Ｓ００ Ａ Ｓ 系统 ；Ｃ 制系统 为机炉 直接 能量 平衡控 制方案 。 Ｃ Ｓ控
ｌ 基 本 概 念
１ １ 单元 制热力 系统 ．
囤 １ 单元机组协 调控 ｛ 系统组成原理 一 台锅 炉 ， 、 、 控 机 炉 电 制设备都 集 中放 置 在单 元控 制 室 内 （ 称 集控 室 ） 俗 。
５ Ｃ Ｓ 制系统 的软件组态 Ｃ控
根据 Ｃ Ｓ系统功能框 图， Ｃ 转换 为北京和利时工
江西贵溪火力发电厂 ３ 号机采用的分散控制系
统（ 以下 简称 Ｄ Ｓ是在北 京 和利 时系统 工 程股 份 有 Ｅ）
单元制运行方式简化 了热力系统 ， 使蒸汽经中间再 热处理成为可能 ， 提高了机组的热效率 。
１ ２ 协 调控 制 ．
限公 司指导下完成硬件接线及软件组态的 具体包 括以下几个组成部分 ： 负荷管理中心 Ｌ ｃ 机控制 Ｍｃ 、 器、 炉控制器 、 炉手 动 、 机 最大 最小 负荷设 定 、 减 闭 增 锁、 增减指令切换 、 控制方式切换 、 机前压力和负荷 变化率设定 、 迫升迫降 、Ｕ Ｂ Ｃ Ｒ Ｎ Ａ Ｋ回路 ， 实际工作画

Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｗｅ ｎｔ ｏ ｒ ｉ ａｅ ｏ ｔ ｌｓ ｓｅ ；ｍｏ ｅ ｉ ｇ ｏ ｔ ｌｓ ｈ ｍｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｒｕ ｉ；ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｄ ｃ ｎ ｒ ｙ ｔ ｍ ｏ ｄ ｌ ；ｃ ｎｒ ｃ ｅ ｎ ｏ
０ 引 言
单元 机组 是 一 个 具 有 非线 性 、 强耦 合 、 惯 性 、 大
Ａ ｅ ｉ ｗ ｆ ｃ ｏ ｄｉ ａ ｅ ｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｏ ｒ ｕ ｔ ｒ ｖ ｅ ｏ ｏ ｒ ｎ ｔ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓ ｅ ｆ ｒ ｐ ｗｅ ｎｉｓ
ＸＩＹｕ ｎ，Ｌ Ｕ ｉ ｇ ｉ ａ Ｉ Ｊｎ ｂ ｎ
（ ｏｔ ｈｎ ｌ ｔｃＰ ｗ ｒ ｎｖｒｔ， ｅｉｇ１２ ０ Ｃ ｉａ Ｎ ｒ Ｃ ｉａＥｅ ｒ ｏ ｅ ｉ ｓｙ Ｂ ｉｎ ０ ２ ６，ｈｎ ） ｈ ｃｉ Ｕ ｅｉ ｊ

炉与 汽轮 机 在响应 外 界负 荷需 求 时不 能协 同动 作 的
问题 。虽 然 锅 炉 和 汽 轮 机 本 身 都 有 各 自的 调 节 系
自动 调度 系统 指令
ＡＧＣ
指 理路 ’ 形 路 姜处回 ｌｌ 回 嚣 １ 成 值 令 主
—１＿— 下 ｌ～
频率 偏 差 校 正回 路
方案、 日立 方案 等 。最后 简要 介 绍 了协 调控 制 系统 在 传 统 火力 发 电以 外 的新 领 域 中的研 究及 应 用
前景。
关 键词 ： 元机 组 ； 单 协调控 制 系统 ； 模 ； 制 方案 建 控
中图分 类 号 ： Ｐ ７ Ｔ２３ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ０—０ ８ （ ０ １ ０ ０ １ １０ ６ ２ ２ １ ） ５— ０ ０—０ ７
如图 １ 示 。 所
Ｉ

b
b
)
dP dt
b
负荷管理控制中心
T1
T2
T8
T9
<
最大负荷限制设定器
N0
图2—1 负荷要求指令处理模块结构图
滑压运行时锅炉跟随方式分析
当负荷指令和实际负荷之间偏差较小时，系统中非线性元件输出为零，µ T 就等于f3(x)的输出，即保持一定的汽机调门开度，但当机组功率跟不上负 荷指令的变化时，其差值经非线性元件暂时改变µ T'。由于这一改变量不能 太大，故系统中采用了小值选择来保证该改变量不会大于15%。
该系统直接采用经过动态校正的(P 该系统直接采用经过动态校正的 1/PT)×PSP作为 × 锅炉负荷指令信号。 锅炉负荷指令信号。燃料控制回路的反馈信号采 用热量信号（ 用热量信号（P1+CbdPb/dt ）。 进入锅炉燃料控制器入口的能量偏差信号为
P1 ∆e = ( ) × P SP − ( P 1 + C PT ( P SP − P T ) = P1 × − C PT P1 = × ∆ PT − C PT
间接能量平衡（ 间接能量平衡（IEB）协调控制系统 ）
系统的特点是用用负荷指令间接平衡机炉之间的能量关系， 系统的特点是用用负荷指令间接平衡机炉之间的能量关系，属于 以汽轮机跟随为基础的协调控制系统。 以汽轮机跟随为基础的协调控制系统。
直接能量平衡（ 直接能量平衡（DEB）协调控制系统 ）
Pb
在稳定工况下，汽轮机第一级压力 代表了进入汽机的蒸汽量； 在稳定工况下，汽轮机第一级压力P1代表了进入汽机的蒸汽量；P1与机前压力 PT的比值可以很好地代表汽机调节阀门的开度。在动态过程中，（ 1/PT）×Psp不 的比值可以很好地代表汽机调节阀门的开度。在动态过程中，（ ，（P 等于实际进入汽机的能量，而是代表了汽机所需的能量。 等于实际进入汽机的能量，而是代表了汽机所需的能量。 信号的另一特点是不受锅炉内扰的影响， 发生变化时， （P1/PT）×Psp信号的另一特点是不受锅炉内扰的影响，PT发生变化时，汽机首 级压力P 也会相应地变化， 近似不变。 级压力 1也会相应地变化，P1/PT近似不变。