单元机组协调控制系统(二).ppt

第二节负荷管理控制中心,概述LMCC(loadmanagementcontrolsystem)，又称负荷主控站UMLDC。选择调度负荷指令或运行人员手动负荷指令（阶跃），根据机组主机及附属设备、系统的工作状况，结合调频要求，进行限幅、限速加工，生成修正出力指令（斜坡），作为负荷给定值提供给主控制器。,负荷管理控制中心的构成,LMCC,负荷指令运算回路,负荷指令管理逻辑回路,负荷指令限制回路,负荷指令选择回路,调频回路,负荷变化率限制回路,最大/最小负荷限制回路,BI/BD回路,RB/RD/RUP回路,负荷指令形成回路,保持/进行回路,负荷管理控制中心两部分的相互关系,负荷指令管理逻辑回路,负荷指令选择回路,调频回路,负荷变化率限制回路,最大/最小负荷限制回路,BI/BD回路,A,T,T,T,A,0%,PmaxPmin,RD/RUP回路,修正出力指令,内容简介,一）负荷指令运算回路二）负荷指令限制回路三）负荷指令管理逻辑回路,负荷指令运算回路,ADS指令,T,A,0%,f(x),f,A,ALR指令,f,切换到手动逻辑指令,跟踪驱动逻辑指令,投入调频回路逻辑指令,一）负荷指令运算回路,构成：负荷指令选择回路；调频回路作用：选择目标负荷的形成方式；对机组的调频范围及调频幅度作出规定。,基本工作原理,工作方式：手动、自动、跟踪；调频，不调频。手动：ALR,运行人员就地给出负荷目标值；自动：AGC,由ADS提供负荷目标值；跟踪：无输出，回路跟踪修正出力指令（负荷给定值）或实发功率调频：调频回路投入，输出目标负荷调整量（调频引起）不调频：无调频调整量输出,A,T,Pmin,BD回路,T,RD/RUP回路来,负荷指令限制回路,T,T,保持,BI逻辑指令,BD逻辑指令,RD/RUP逻辑指令,T,RB回路来,二）负荷指令限制回路,1）构成：负荷变化率限制回路最大/最小负荷限制回路BI/BD回路RUP/RD回路保持/进行回路,基本工作原理,工作方式：正常；BI/BD；RD/RUP,保持,负荷变化率限制回路,将负荷指令运算回路来的阶跃指令加工为斜坡信号。依据：Min机组允许的最大负荷变化率,运行人员设定的最大负荷变化率,最大/最小负荷限制回路,正常工况，根据机组允许的负荷上限和运行人员设定的负荷上、下限，对负荷斜坡信号进行限幅加工。异常工况（BI/BD），根据BI/BD回路提供的负荷上下限，对负荷斜坡信号进行限幅加工。,BI/BD；RD/RUP；RB的概述,设置BI/BD；RD/RUP；RB的原因：锅炉风、煤、水的比例要求。锅炉风、煤、水的比例被破坏以后的后果。导致锅炉风、煤、水的比例破坏的几种基本情况：负荷变化速度太快，辅机动作速率不同步；风、煤、水的一次设备或执行结构不能按调节器要求调整出力；风、煤、水辅机跳闸。,BI/BD；RD/RUP；RB的分工,BI/BD：负荷变化速度太快，辅机动作速率不同步；RD/RUP：风、煤、水的一次设备或执行结构不能按调节器要求调整出力；RB：风、煤、水辅机跳闸。,BI/BD回路,什么是BI/BD？引起BI/BD的原因BI/BD特征分析BI/BD逻辑指令的生成BI/BD的工作过程设置BI/BD的意义实现BI/BD的方案,什么是BI/BD？,当机组风、煤、水附属系统异常，不能按运行人员或ADS负荷要求调整出力时，BI/BD回路使负荷指令处理回路不接受运行人员或ADS负荷指令增/减信号，只允许负荷单方向变化。,引起BI/BD的原因,第一类原因：运行中可能存在一类导致机组实际负荷加减受到限制，但又暂时不能直接识别的故障。如：燃烧器喷嘴堵，风机挡板卡等。第二类原因：负荷变化速度过快，各辅机动作速率不一致。,送风调节器,风机,功率调节器,送风量指令,送风量实测,机组负荷实测值,机组负荷给定值,BI/BD特征分析,BI/BD特征,1）风（煤、水、热）流量的实测值与给定值偏差超过允许值。或2）风（煤、水、热）流量的给定值达到高限或低限。,BI/BD指令的生成,送风量指令到高限,送风机自动,实际送风量低于送风量给定值超过允许偏差,BI指令的生成,RD指令的生成,BI/BD指令的生成,燃料量指令到低限,燃料调节自动,实际燃料量高于燃料量给定值超过允许偏差,BD指令的生成,RUP指令的生成,BI/BD的工作过程,BI/BD动作有的电网，AGC跳，切换至ALR。有的电网，AGC不跳，但ADS指令和功率给定值偏差大于一定值后，切换至ALR。如果设备、执行机构无故障，延时，BI/BD逻辑复位，正常。如果设备、执行机构有故障，延时，BI/BD逻辑不复位，发展：RD/RUP动作。,设置BI/BD的意义,当风、煤、水及燃烧系统出现异常或故障时，设置BI/BD，限制负荷的进一步变化（恶劣方向），等待一段时间，使系统中的能量平衡和物料平衡得到恢复，至少不进一步恶化。,实现BI/BD的方案,T2,T1,BD,BI,RUP/RD回路,什么是RUP/RD？引起RUP/RD的原因RUP/RD的动作判断逻辑实现RUP/RD的方案RD/RUP的工作过程RUP/RD和BI/BD的比较,什么是RD/RUP？,当机组附属系统出现故障，不能满足机组负荷要求时，RD/RUP回路使负荷指令自动减/增，与机组附属系统的出力能力一致。,引起RUP/RD的原因,RD/RUP之前一般都发生BI/BD。经过一段时间负荷闭锁等待后，情况进一步恶化，说明可以排除第二类原因，必须主动调整负荷。原因：燃料、风、水、燃烧系统中，管、阀、挡板的确实存在故障。,RD/RUP指令的生成,燃料量指令到高限,燃料调节自动,燃料调节器偏差超过允许值,BI指令的生成,RD指令的生成,实现RUP/RD的方案,RD/RUP的工作过程,RD/RUP动作，负荷主站跟踪，跟踪当前功率给定值功率调节器给定值由RD/RUP回路提供。负荷升、降至故障对应要求，煤、风、水以及主控制器中负荷、压力调节器故障状态减弱。RD/RUP逻辑复位。负荷主站切换至ALR方式。,RUP/RD和BI/BD的比较,RUP/RD发生是BI/BD工况进一步恶化的结果。BI/BD有可能没有出现故障，消极等待能消除异常；RD/RUP一定是出现了故障，必须主动处理，才能恢复物料、能量平衡。BI/BD时，负荷主控站的跟踪驱动逻辑不动作；RD/RUP时动作。,注意,非功率模式下，负荷指令处理回路处于跟踪状态，功率给定值不输出。RD/RUP，BI/BD回路处于跟踪状态。,保持/进行回路,功能按下“保持”按钮，修正处理指令（负荷给定值）固定为上一时刻的值，保持不变，直到按下“进行”按钮。,三）负荷指令管理逻辑回路,LMCC工作方式取决于切换开关的状态。切换开关的状态取决于控制开关的逻辑量，逻辑量的值由逻辑回路运算确定。逻辑回路主要包括：1)负荷主站的管理逻辑2）BI/BD和RD/RUP指令的管理逻辑3）功能回路投、切的管理逻辑,负荷主站的管理逻辑,ADS指令,A,ALR指令,强制手动逻辑指令,跟踪驱动逻辑指令,1)负荷主站的管理逻辑,负荷主站的状态即手/自站的状态，共有三种：AGC（或ADS）、手动及跟踪。其控制逻辑分别为负荷远方控制方式投入控制逻辑（ADSON）ADS强制手动（切换至手动）控制逻辑跟踪驱动逻辑,负荷远方控制方式投入控制逻辑（ADSON）,功率模式,非,RUP逻辑指令,RD逻辑指令,非,ADS回路信号故障,非,与,投ADS许可,PB,投AGC,ADSON,ADS指令与LMCC偏差在规定范围,ADS强制手动（切除自动）控制逻辑,或,ADS指令与LMCC输出的偏差大,ADS回路信号故障,负荷主站跟踪驱动逻辑动作,非,协调模式,ADS强制手动逻辑,或,跟踪驱动逻辑,或,功率控制模式,非,RD逻辑指令,RUP逻辑指令,负荷主站跟踪驱动逻辑,2）BI/BD和RD/RUP指令的管理逻辑,BI/BD任一触发条件成立，BI/BD动作逻辑指令发出RD/RUP任一触发条件成立，而且RD/RUP回路投入时，RD/RUP动作逻辑指令发出,RD/RUP逻辑指令的生成,RD/RUP逻辑条件成立,RD/RUP回路投入,与,RD/RUP逻辑指令,3）功能回路投、切的管理逻辑,RD/RUP回路的投、切调频回路的投、切保持/进行切换,RD/RUP回路的投、切,S,R,P,PB,PB,功率控制模式,RD/RUP回路投入,投入功率控制模式后RD/RUP回路的缺省状态为切除,RD/RUP回路投入,RD/RUP回路切除,调频回路的投、切,S,R,P,PB,PB,功率控制模式,调频回路投入指令,调频回路投入,调频回路切除,投入协调后的缺省状态为切除,保持/进行的切换,S,R,P,PB,PB,功率控制模式,保持逻辑指令,保持,进行,投入协调后的缺省状态为进行,第三节机、炉主控制器,主控制器的结构特点：,主控制器回路,反馈回路,前馈回路,主回路,补偿回路,负荷指令前馈,非负荷指令前馈,主控指令前馈,蒸汽流量前馈,内容简介,3.1协调控制系统基本原理3.1.1协调控制系统功率控制模式下中反馈回路的基本方案3.1.2协调控制中前馈回路的基本方案3.1.3协调控制中压力给定值生成方案:滑压运行3.2机炉协调控制系统实例分析3.3机炉主控制器的运行方式管理逻辑分析,3.1协调控制系统基本原理3.1.1协调控制系统中功率控制模式下反馈回路的基本方案,一）以炉跟随为基础的协调二）以机跟随为基础的协调三）综合协调方式,一）以炉跟随为基础的协调,炉主控器,机主控器,f(x),炉主控指令,机主控指令,P0,PT,N0,NE,炉主控器,机主控器,f(x),炉主控指令,机主控指令,P0,PT,N0,NE,二）以机跟随为基础的协调,炉主控器,机主控器,f(x),炉主控指令,机主控指令,P0,PT,N0,NE,三）综合协调方式,炉主控器,机主控器,炉主控指令,机主控指令,P0,PT,N0,NE,几种常见协调模式的实现,炉主控器,机主控器,炉主控指令,机主控指令,P0,PT,N0,NE,T1,T2,T3,T4,几种常见协调模式,加单向补偿的功率控制模式：以机跟随为基础的协调以炉跟随为基础的协调机炉综合协调模式：机跟随为基础的双向补偿炉跟随为基础的双向补偿,3.1.2协调控制中前馈回路的基本方案,一）前馈的基本概念前馈的来历和特征：前馈的作用：加快负荷响应，补偿惯性；粗调，形成静态特性。前馈中的常用函数机侧：P炉侧：P+d/dt前馈信号源：负荷指令。外界对机组的能量需求。蒸汽流量信号。汽轮机对锅炉的能量需求。炉主控指令。锅炉对汽轮机的配合要求。,二）主控回路中压力控制模式下的前馈方案,此时LMCC的状态：跟踪。机组控制的核心主题：维持汽压稳定，维持机组内部能量平衡。TF模式下，机主控制器的前馈方案：使用炉主控指令作为前馈信号，与压力反馈配合使用，减小调门在调压过程中的波动幅度。BF模式下，炉主控制器的前馈方案：使用主蒸汽流量作为前馈信号，与压力反馈配合使用，使燃料调节阀（假想）在调压过程中提前动作。,p0,pT,乘,f2(x),NE,PI1,A,手动,强制手动逻辑指令,f3(x),PB/p0,机主控制器的压力控制模式,p0,pT,乘,f2(x),NE,PID1,A,手动,强制手动逻辑指令,f3(x),p1(p0/pT),炉主控制器的压力控制模式,三）主控回路中功率控制模式下的前馈方案,此时LMCC的状态：手动或AGC。机组控制的核心主题：将机组负荷调整为外界要求，维持机组与外界的能量供求平衡。机主控制器的信号源：负荷给定值。炉主控制器的信号源：负荷给定值（首选）或主蒸汽流量（DEB）。,p0,pT,N0,NE,PI2,f1(x),T,协调模式（功率）,A,手动,强制手动逻辑指令,N0/p0,k,机主控制器的功率控制模式,p0,pT,N0,NE,PID2,T,f1(x),协调模式（功率）,A,手动,强制手动逻辑指令,N0,PD,炉主控制器的功率控制模式1,p0,pT,PI,T,f(x),DEB模式,A,手动,强制手动逻辑指令,(p0/pT)p1,N0,f(t),炉主控制器的功率控制模式2,CCS1,3.1.3协调控制中压力给定值生成方案:滑压运行,滑压运行的优点滑压运行方案：复合滑压主汽压设定值形成流程,滑压运行的优点,减少汽轮机调节阀的节流损失和给水泵的能耗，提高机组效率。由于负荷变化时，汽轮机各级温度基本保持不变，大大减