单元机组协调控制系统理论

1、简介一、自动控制系统主要由两部分组成：1、被控制的设备或过程：被控对象：被控制的设备或过程被调量：表征设备或过程运行情况或状态且需要加以控制的参数给定值：希望被调量应该具有或达到的数值扰动：引起被调量变化的因素2、起控制作用的设备或装置（执行器等）二、协调控制系统任务单元机组的输出功率与负荷需求是否一至反映了机组与外部电网之间的能量供求平衡关系；主汽压力反映了机组内部锅炉和汽轮发电机之间的能量平衡关系。协调控制系统就是为了完成这两种平衡我厂协调控制系统介绍一、 包括回路：1、 单元负荷控制回路2、 RUNBACK回路3、 频率校正回路4、 压力设定值回路5、 锅炉主控6、 汽机主控7、 热值校

2、正回路二、 单元负荷控制回路 10CJA01DU001单元负荷控制回路的主要任务是：根据机组可以接受的各种外部负荷指令，处理后作为负荷给定值，分别送到锅炉主控系统和汽机主控系统，有三个子回路;负荷控制站、最大最小限制回路、变化率限制回路。l 负荷控制站：正常运行中，单元负荷的指令由ADS 设定，不用ADS指令时，可由操作员手动设定。当满足下列条件之一时，负荷指令控制站工作在手动跟踪方式：1、 MFT 信号；2、 炉膛无火焰；3、 锅炉主控手动；4、 RB发生；5、 锅炉在跟随方式；当发生1、3、4、5其中之一时，输出将跟踪发电机实际负荷。 当闭锁增减负荷信号来时，控制器自动跟踪，控制器输出跟踪

3、当前值。 当AGC指令小于290MW或AGC指令大于620MW或AGC指令坏质量时，控制器切手动。 AGC允许信号l 负荷的最大、最小值限制回路 设定的负荷指令或者由ADS送来的负荷指令信号需经过最大、最小值运算回路的限制，得到合适的指令输出。负荷的最大值由小选块完成。三个输入分别为负荷控制站的输出信号，机组本身的最大负荷100，机组最大可能处理信号（RB来）。负荷的最小值由大选块完成。三个输入分别为小选块的输出，机组本身的最小负荷0，机组最小可能处理信号（RB来）。经过最大值和最小值运算回路的限制而活得负荷的设定信号，被送到速率限制回路。l 负荷指令变化率的限制回路利用变化率限制回路将负荷改

4、变的阶跃信号转化为一一定速度变化的斜坡信号，该限制速率主要来自两方面：1、由汽机应力限制回路产生2、由操作员手动设定。当发生下列条件之一时，产生闭锁增信号，负荷不能增加：1、 汽包水位偏差大；2、 一次风机动叶偏差大；3、 送风机动叶偏差大；4、 引风机静叶偏差大；5、 燃料主控偏差低；6、 负荷保持（hold）当发生下列条件之一时，产生闭锁减信号，负荷不能减少：1、 汽包水位偏差大；2、 燃料主控偏差高；经过限速回路后的负荷指令再与机组实际允许的最大可能处理信号作小选运算后，作为单元的负荷指令，送到锅炉主控和汽机主控。闭锁增减功能没用当本单元机组运行正常并投入协调控制后，发ADS请求信号，同

5、意后，则投入AGC，（将单元负荷设定值块投入自动，）就进入远方控制状态。三、 频率校正回路 10CJA03DU001 调频过程有两种：一种是机组直接感受电网频率的变化而采取相应的增减负荷措施，即一次调频。另一种是网控中心监控电网频率的偏差，以负荷指令的形式分配给网上的调频机组。即二次调频。这里所指的即一次调频过程，仅在机组处于协调运行方式下才投入。只有在下列条件满足时，频率校正信号(XV01)有效1. 汽机主控自动；2. 功率信号 OK3. 没有RB发生；4. 锅炉主控自动；5. 机组负荷大于40； 汽机控制器感受电网频率的变化，并将这个变化转化为负荷偏差的形式，作用负荷回路。频率校正回路的功

6、能是将频率偏差信号送到锅炉主控和压力设定值回路，使锅炉快速响应。频率降低时，锅炉指令增加，频率升高时，锅炉指令减小，经过锅炉主控和汽机主控的共同作用，将频率修正到50Hz。45-55赫兹对应负荷6%，死区2r/min四、 压力设定值回路 10CJA04DU0011、 定压运行和滑压运行： 对于高参数、大容量的单元机组，其压力控制具有两种方式：l 定压运行方式： 指机组在运行中保持主汽压力不变。优点：工况稳定，调节简单，不同负荷下的锅炉的储能不变，对负荷变化的响应快，蒸汽的饱和温度不变，其汽包和联箱的壁温差变化小，允许负荷的变化率较大。缺点：低负荷汽机调汽门开度小，节流损失大。当机组处于定压运行

7、时，通过改变汽机调门的开度来改变发电机出力，维持机组压力恒定。l 滑压运行方式：单元机组通常在一定范围内滑压，在较低和较高的负荷下还是定压运行。整个机组可以实现全程压力控制：在点火和低负荷时，压力的控制主要靠旁路系统来实现，此时，CCS压力设定值将跟踪主汽压力；当汽机同步后，旁路被切除，压力控制转为CCS控制；当主汽压力达到最大压力时，则压力设定值又维持在这一定值。2、 启动和低负荷阶段压力设定值跟踪 在启动阶段，通过XV03信号的作用，使得压力设定值XQ01跟踪调汽门前主汽压力。因为在启动阶段，主汽压力靠高旁控制，高旁控制系统有它自己的压力控制回路。当启动阶段结束，机组进入正常运行，压力设定

8、值平滑地转移到相应的定压或滑压设定值。3、 定压运行方式：运行人员需在OM上给定一个设定值，系统在定压方式下运行，定压运行时，压力设定值的变化率由一个速率限制块限制。当汽机手动时，压力设定值跟踪实际主汽压力，避免了压力下降太快，使得汽轮机的蒸汽带水。4、 滑压运行方式; 滑压运行的压力设定值通过炉负荷指令的函数形成。在启动阶段定压运行中，随着负荷的增加，炉负荷指令逐渐增加，运行人员可以选择滑压运行方式。在滑压运行方式，总的负荷指令的变化导致了压力设定的变化。由于实际锅炉负荷的变化，即蒸汽量的产生需要一个过程，因而实际压力的变化也需要一个过程。锅炉和汽机的压力控制器不应该作用于这种延时的压力工况

9、，因而压力设定值的变化过程应该和实际蒸汽量产生的过程相匹配，这样在函数出口加了惯性环节。五、 锅炉主控： 10CJA05DU001负荷控制方式：1、机炉协调2、锅炉跟随3、汽机跟随4、手动我厂协调控制系统是锅炉跟随为基础的协调。即在锅炉调压、汽机调功的基础上，分别在锅炉主控和汽机主控增加了负荷前馈，以快速满足负荷变化的要求。锅炉主控中的两个PID调节器分别在协调方式、锅炉跟随方式下起调节作用。协调运行方式下锅炉指令的构成：1、PID12、负荷基本前馈F（x）3、负荷动态前馈（负荷微分）4、一次调频指令5、压力设定值微分在此方式下，负荷指令作为锅炉指令的前馈，该信号能迅速调整锅炉燃烧，补偿锅炉的

10、延迟和惯性，加快负荷响应速度。当负荷发生变化时，不需要等到主汽压力变化之后再通过压力调节器来调整锅炉指令。这样能迅速消除由负荷变化而引起的主汽压力波动。但它是一个粗调，要消除压力偏差，还要通过压力调节器PID1进一步调节锅炉跟随方式：当同时满足下列条件时，锅炉处于跟随状态：1、无RB 2、汽机控制手动3、锅炉主控自动 在此方式下，采用直接能量平衡信号（压力设定值除以主汽压力再乘以调节级压力）作为锅炉指令的前馈，该信号能迅速反应汽机对锅炉的需求。当汽机出力发生变化时，不需要等到主汽压力变化之后再通过压力调节器来调整锅炉指令。这样能迅速消除由汽机侧负荷变化而引起的主汽压力波动。但它是一个粗调，要消除压力偏差，还要通过压力调节器PID2进一步调节。手动模式当同时满足下列条件时，锅炉处于手动状态：1、所有燃料手动 2、RB时汽机