单元机组协调控制系统0324
单元机组协调控制系统
概述
定义：锅炉和汽机相互配合接受外部负荷指令，共同适应电网对负荷的需求，并保证机组本身安全运行的控制系统。
协调控制系统（CCS）是整个单元机组自动化系统的一个重要组成部分，CCS与FSSS、DEH等的联系如图所示：其组成如下。
图1：CCS与FSSS、DEH等相互联系示意图
组成：主控制系统
锅炉的燃料控制系统
风量控制系统
给水控制系统和汽温控制系统
汽机侧的数字功频电液控制
正常运行时，锅炉和汽机控制系统接受来自主控制系统的负荷指令。主控制系统是协调控制系统的核心部分，一般把主控制系统直接称为协调控制系统。协调控制系统的方框图如下：
主控系统
图2 单元机组协调控制系统方框图
一、主控系统的组成
1、任务：（1）产生负荷控制指令
（2）选择机组负荷控制方式
2、组成：负荷（功率）指令处理装置
机炉主控制器
二、负荷指令处理装置
（一）负荷指令运算回路
输入信号：机组值班员手动给定的负荷指令
ADS
Δf
输出信号：机组负荷指令N0
负荷指令处理回路实例图
工作过程：运行人员输入→负荷率限止→上下限限止→机组负荷出力。
图3 负荷指令处理回路实例
（二）机组最大可能出力运算回路
● 定义：考虑各种辅机的运行状况而计算出的机组出力。 ● 机组最大可能出力运算回路原理图 （三）机组的允许最大负荷运算回路
● 定义：考虑锅炉燃烧器等不可测故障时，使锅炉的实际出力达不到机组功率指令
N 0的要求，而设置的机组负荷运算回路，简称返航回路。 ● 返航回路的工作过程：
（1）正常运行：N 允许=N 最大，4接通6 （2）大于5%的燃烧率，积分器2的输出为机组允许最大负荷信号。运算过程示意图如
下：
（出力变化率限止）
运行人员要求负荷指
令
负荷急 增 减
图4 机组最大可能出力运算回路原理图
图5 机组允许最大负荷运算过程示意图
偏差信号 最大负荷
时间τ
燃烧率偏差，
τ τ τ τ 0 0 0 0 0
U 2U 3U 4U 603
U2、U3、U4、U6分别为积分器2、反向器3、偏置器4和6的输出信号
τ0出现6%燃烧率偏差
τ1监控器31动作时间，切换器5将燃烧率偏差信号直接送入偏置器4
τ2燃烧率偏差信号=1%，机组允许最大负荷信号停止下降，机组稳定
τ3、故障排除，燃烧率偏差信号＜1%，积分器输入为正值，直至允许最大出力等于最大可能出力。
τ4监控器31将切换器5恢复到原位置，返航回路恢复原状态。
三、单元机组协调控制系统通常具有以下几个方面的功能：
1、选择外部负荷指令转化为适合于机、炉运行状态的负荷要求指令N0
外部负荷指令一般有3种：电网调度所的负荷分配指令；机组运行人员改变负荷的指令；电网频率变化自动调整负荷的指令。根据机组的运行状态和电网对机组的要求，选择其中一种指令或两种以上指令，各种指令能自行进行选择。例如当机组运行状态正常，电网要求机组参加调频时，应同时接受这3种指令，此时机组应实现协调控制方式；如果机组出力受到锅炉出力限制时，则外部指令一律不接受，即单元机组不接受任何改变负荷的任务，只能在保证可能达到的实际出力的条件下继续运行，而机炉控制应采用“机跟炉”的方式。
2．负荷指令变化率的限制
一般外部对机组的负荷要求都是以电功率的增减为目标的，通常是一个阶跃信号，因此应该根据机组变负荷能力来规定对机组的负荷要求指令不超过一定速度，即把阶跃信号变成一个机组能够接受的斜坡信号，这个斜坡信号的变化率为3 5%机组额定负荷/分。
3、最高负荷限制
对机组的负荷要求指令不能超过机组的实际允许出力。因此在负荷指令处理装置中应该具有按照辅机运行状态计算单元机组最大允许出力的回路。
4、甩负荷保护
当机、炉部分辅机故障时，不管外部对机组的负荷要求如何，为了保证机组继续运行，必须把机组负荷降到适当水平．在甩负荷过程中，还须根据不同设备的故障类型规定适当的甩负荷速度。（RUNDOWN、RUNBACK一般在协调方式下执行。）
5．根据机组运行状态，选择不同的控制方式。
机炉主控制器接受负荷要求指令N0后，对锅炉控制系统和汽机控制系统发出协调动作的指挥信号。即锅炉指令M和汽机指令μT。因此，机护主控制器是锅炉控制系统和汽机控制系统的指挥装置，它接受负荷要求指令N0后，要根据锅炉和汽机在适应负荷要求时的控制方式和锅炉、汽机的运行特性，统一指挥锅炉控制系统和汽机控制系统的动作。
主控制器一般有5种控制方式。即炉协调控制带变负荷；机护协调控制带基本负荷运行；机跟炉方式；炉跟机方式；机炉分别手动控制方式。根据机组的不同运行情况，以选择主控制器的控制方式，例如，在机组正常运行条件下，应采用前两种“机炉协调”的控制方式，而在机组异常运行条件下，应采用以维持机组实际出力（不调节负荷）的“机跟炉”、“炉跟机”或手动控制方式。各种控制方式的切换可以自动进行也可以手动进行。
6、进行机组实际出力运算，具有增闭锁、减闭锁、迫升、迫降和保持的功能。
当机组辅助设备工作在极限状态或机组中一些主要流量（如燃料量、给水量、风量等）与负荷指令不相应时，则机组负荷指令应迫升或迫降，以影响机组的实际负荷指令。机组实际负荷指令受到机组负荷指令的高、低限的限制，否则应使机组负荷指令增闭锁或减闭锁。当故障原因不明时，为了使故障不至于扩大，往往采用保持功能。
四、协调控制系统的分类及基本方案
1、分类
协调控制系统可按反馈或前馈回路不同进行分类。 1、1接反馈回路分类
1）以汽机跟随为基础的协调控制系统
（1）汽机跟随特点：功率响应慢，汽压波动小。 （2）以汽机跟随为基础的协调控制的特点：设法利用锅炉蓄热，允许汽压在一定范围内波
动。
（3）系统原理图及方框图
(b) 系统方框图
图6 以汽机跟随为基础的协调控制系统
2） 以锅炉跟随为基础的协调控制系统
（1）构成：在原有锅炉跟随控制系统基础上增加一个非线性元件而形成。 （2）系统原理图及方框图
μB
T
E
(b) 系统方框图
图7 以锅炉跟随为基础的协调控制系统
早期多采用以汽机跟随为基础的协调控制系统，但其负荷跟踪性能较差。近年来，为了进一步提高负荷跟踪的快速性，以锅炉跟随为基础的协调控制系统越来越受到人们的重视。
1、2按前馈回路分类
单元机组负荷控制系统的任务之一是保证汽机锅炉之间能量供求关系的平衡。为了改善控制系统的性能，在上述两种反馈回路的基本方案基础上，增设了前馈回路，使机炉之间能量平衡关系在将要失去平衡或者不平衡刚刚发生的时候，即可按照机炉双方的特性，采用适当的前馈信号，使能量的失衡限制在较小的范围之内。下面分析两种基本的前馈回路方案。
l ）按指令信号间接平衡的协调控制系统（DIB ）
该系统特点是：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。汽机调节器PI 的任务是维持机前压力P T 等于给定值P 0，在负荷变化过程中，利用功率偏差信号（N 0-N E ）修正汽压给定值，以便于利用锅炉的储热量。
装于某电厂单元机组上的DIB 协调控制系统，原理框图如图所示。
在动态过程中，这一系统中的锅炉和汽机同时参加负荷和汽压的调节，到达稳态时，负荷最终是由锅炉保证的，而汽压由汽机保持．锅炉主调节器是按校正法组成的，积分的输出是系统中的校正信号，只有当N E =N 0时，调节器才稳定下来．由于在稳态时锅炉保证了N E =N 0，故汽机主调节器保持P T =P 0，因此该协调控制系统是以“汽机跟随”为原则的DIB 系统。
系统中负荷指令N 0的微分项，用于在动态过程中使锅炉加速燃烧，使汽机调节阀门动态过开，以补偿机组响应的迟缓，提高负荷适应性。功率校正回路中，通过乘法器引入N 0,使积分速度随负荷指令N 0成比例的变化。N 0的PD 信号是前馈补偿控制信号，不包括在闭合回路之内。
汽压偏差信号（P 0-P T ）使锅炉燃烧率根据它而适当修正。功率偏差（N 。-N E ）的作用等于改变汽压P T 的给定值，该压力修正值是对汽机调节阀门开度的动态作用。当N 。－N E 过大时，上下限幅限制。当N 。↑→P T ↓，调节阀门开度可基本不变．当P T 逐渐上升（锅炉新蒸汽量增加后），汽门开度再变化，直至N 。=N E 。
T
E
2）直接能量平衡协调控制系统（DEB ） 这种系统的一个主要特点是：（1）采用能量平衡信号P 1／P T 取代功率给定信号N 0，作为锅炉控制回路的前馈信号，其中P 1为汽机第一级（调节级）后的汽压，P T 为机前压力，两者的比值P 1／P T 与汽机调节阀开度成正比，无论什么原因引起的调节阀门开度变化，P 1／P T 都能对调节阀门开度的微小的变化作出灵敏的反应。所以，无论在动态还是在静态，P 1／P T 都反映了调节阀门的开度，即汽机输入的能量。（2）机组的功率由汽轮机调节汽门进行控制，具有炉跟机方式的特点，即机组对外界负荷的响应快。
为了适应滑压运行工况，将能量平行信号改为（P 1/P T ）×P 0，其中P 0是机前压力设定值．另外，也有采用P 1[1+K （P 0-P T ）]作为前馈信号的协调控制系统。
开度指令 锅炉燃烧率 指令 图8 DIB 协调控制系统 P 0
装于某电厂单元机组上的DEB 协调控制系统，原理框图如图所示。
该系统的功率调节系统为串级系统。副调节器的反馈信号采用了汽机第一级压力P 1。以P 1作为反馈信号的特点是P 1不仅与机组输出功率成正比，而且对汽机调节门的动作反应快，又不受汽机调节门非线性特性或死区的影响。另外，P 1作为反馈可以有效克服锅炉侧扰动对机组输出功率产生的影响。当锅炉侧扰动使P T 产生偏差时，P 1首先变化，此时功率指令不变，副回路动作，消除P 1的变化，保持机组输出功率不变。在功率调节系统中，采用了比例微分功率定值前馈信号，增强机组输出功率跟踪功率定值的能力。
该系统的重要特点是采用（P 1/P T ）×P 0信号作为锅炉负荷指令的前馈信号。为了克服锅炉对象的大惯性，对该信号进行了比例微分运算。压力偏差校正回路最终保证机前压力P T 等于给定值P 0。
主控回路给出锅炉负荷指令作为锅炉燃料和风量调节系统的主信号。采用热量信号（P 1+C b dP b ／dt ）作为反馈信号，与锅炉负荷指令相平衡。其中P b 为汽包压力，C b 是锅炉的蓄热系数。热量信号不仅反映燃料量的变化，而且能反映燃料品质的变化。该系统适用
于滑压运行机组。
汽机调节阀门开度指令
N E 锅炉燃烧率指令
五、西屋机炉协调控制方案
1、主控系统组成：负荷指令运算回路；机炉主控制器
2、工作方式：7种
●基本方式（BASE）
●锅炉跟随1方式（BLR FLW1）
●锅炉跟随2方式（BLR FLW2）
●汽机跟随1方式（TURB FLW1）
●汽机跟随2方式（TURB FLW1）
●以锅炉跟随为基础的协调控制方式（COORD BF）
●以汽机跟随为基础的协调控制方式（COORD TF）
（一）负荷指令运算回路(LDC(Load Demand Computer))结构原理
1、功能：将各种负荷要求加工成机组实际可以接收的指令。
负荷要求:运行人员设定的机组目标负荷；
电网调度中心遥控目标负荷（ADS）；
机组异常工况对目标负荷的修正。
2
(二)、机炉主控制器
机炉主控制器是以协调控制原理为基础建立起来的单元机组主控制装置，它由锅炉控制回路和汽机控制回路组成，接受LDC送来的实际负荷指令LDC输出，经处理后发出要求机炉协调响应的锅炉主控指令B．M和汽机主控指令T．M，同时根据机组的运行状态，进行工作方式的自动或手动切换。机炉主控制器原理框图如图1所示。从图中可以看出，它接受的输入信号有：LDC输出指令、节流压力（机前压力或称主汽压力）设定信号TP．SP、节流压力（机前压力或称主汽压力）信号TP、电网频率校正信号H Z、机组总功率信号MW，
根据机组不同工况和运行要求，锅炉主控B 、M 和汽机主控T ．M 可具备不同的工作方式（共有7种工作方式），由此构成LDC 不同的运行方式。
不同工作方式下的机炉主控制器结构由LDC 输出、TP ．SP 及各个控制逻辑的状态确定，它们与工作方式的对应关系如表l 。表中给出的均是被选定工作方式在正常工作时的状态或数值，其中，LDC 输出一栏中括号内的值ADS 为远方工作方式（Remots Mode ）时由负荷指令运算回路来的负荷指令；TP SP 一栏中括号内的值对应于滑压方式的情况；BMO 为锅炉主控制器输出（Boiler master Outnut ）；VLVTP 为汽机调节阀门开度VLV 与TP SP 值的乘积。
表1 各种状态与工作方式的对应关系 一、各工作方式下的机炉主控制器
1．基本方式（Base Mode ）
当锅炉主控和汽机主控均在手动控制方式时,机组处于基本工作方式,此时，锅炉主控信号和汽机主控信号跟踪其手动信号。可以画出基本方式，机护主控制器的原理框图，如图11所示：
（DEH
2·锅炉跟随方式（BF1）
当锅炉主控自动和汽机主控手动时，机组将进入锅炉跟随1方式，此时，节流压力（机前压力）TP及其设定值TP.SP的偏差将送人锅炉节流压力控制器，控制器输出在加法器中与其功率前馈信号LDC输出相加，其输出经锅炉主控自动／手动站环节，得到锅炉主控信号B·M，汽机主控信号为LDC输出信号，这样由锅炉调节机前压力，汽机保证负荷要求。
可以画出锅炉跟随1方式下机炉主控制器的原理框图，如图12所示。
汽机主控输出锅炉主控输出
图12 BF1方式下的机炉主控制器
3、汽机跟随1方式（TF1）
当锅炉主控手动和汽机主控自动时，机组处于汽机跟随1方式，此时，节流压力（机前压力）TP及其设定值TP.SP的偏差信号进入汽机节流压力控制器，LDC输出信号作为功率前馈信号，控制器输出经汽机主控自动/手动站环节，得到汽机主控信号T.M，锅炉主控信号为LDC输出信号，即由汽机调节机前压力，锅炉满足负荷要求。
可以画出汽机跟随1方式下机炉主控制器的原理框图，如图13所示。
TP、SP
汽机主控输出锅炉主控输出
图13 TF1方式下的机炉主控制器
4、锅炉跟随2方式（BF2）
这种方式与BF1方式类似，机前压力仍由锅炉控制器调节，LDC输出信号经电网频率偏差信号校正后作为其功率前馈信号，仍由汽机保证负荷要求，汽机主控信号为LDC 输出信号。
可以画出锅炉跟随2方式下机炉主控制器的原理框图，如图14所示。
汽机主控输出锅炉主控输出
图14 BF2方式下的机炉主控制器
5·汽机跟随2方式（TF2）
TF2方式由汽机调节机前压力，LDC输出信号作为其功率前馈信号，由锅炉满足负荷要求，LDC输出信号经电网频差信号校正后作为锅炉主控信号
可以画出汽机跟随2方式下机炉主控制器的原理框图，如图15所示。
汽机主控输出锅炉主控输出
6、以汽机跟随为基础的协调控制方式（CC-TF）
CC－TF方式仍由汽机调节机前压力，LDC输出信号作为其前馈信号，由发电机来的
实发功率信号MW与其设定值LDC输出信号比较后，偏差信号送入功率控制器，控制器
输出与经电网频率偏差信号校正后的LDC输出信号相加，最后得到锅炉主控信号，即由锅
炉控制回路调节功率变化，满足负荷要求。
可以画出以汽机跟随为基础的协调控制方式下机炉主控制器的原理图，如图16所示。
TP，SP LDC输出频率校正
CC-TF方式下机炉主控制器
7、以锅炉跟随为基础的协调控制方式（CC－BF）
这种方式由锅炉调节机前压力，LDC输出信号经电网频率偏差信号校正后作为其功
率前馈信号，由汽机调节功率以满足负荷要求。
可以画出以锅炉跟随为基础的协调控制方式下机炉主控制器的原理框图，见图17。
上述BF2、TF2、CC-TF、CC－BF方式中，方案设计有一次调频功能，DEH来的汽机转速信号经一函数环节f（x），得到频率校正信号与实际负荷指令LDC输出相加，使机组参与电网一次调频，这样在电网二次调频之前就可以减小电网频率变化的幅度，提高机组的负荷适应能力。
若机组处于远方（Remote）ADS方式，这种控制方式和就地方式（BF1、TF1、BF2、TF2、CC-TF、CC－BF方式中任一种）一样操作，只是此时目标负荷由电网调度ADS设定，负荷变化速率由ADS增加／减少速率决定。
二、机护主控制器工作方式的切换
根据机组状态和负荷要求，机组运行中可能要改变工作方式,即从一种工作方式转换到另一种工作方式，转换过程中必须避免不必要的扰动.
各种工作方式转换的关系
工作方式的转换有两种，一种是运行人员手动切换,另一种是自动切换。
1、手动切换
设计中还考虑了用于实现滑压／定压、远方／就地的方式转换请求按键；
锅炉主控自动／手动操作站“BOILER MASTER A／M STATION”；
汽机主控自动／手动操作站“TURBINEMASTERA／MSTA TION”。
工作方式转换的方向．根据手动切换关系，可以把7种工作方分为3个级，即低级方流制
图17：CC-BF方式下机炉主控制器
式，包括BASE方式、BF1方式和TF1方式；中级方式包括BF2方式和TF2方式；高级方式包括CC－BF方式和CC－TF方式．在低级方式中，BASE方式是最基本的工作方式。BF1方式和TF1不能直接互相切换，只能切回到BASE方式。
转换请求由BMS（BOILER MASTER A／M STATION）和TMS（TURBINE MSTATION）进行。在中级方式中，BF2和TF2方式方式不可以互相切换。在高级方式中，CC－BF方式和CC－TF方式也可以互相切换，转换请求通过“CC－BF”健和“CC－TF”健实现。
手动切换可以实现由低级方式到中级方式和由中级方式到高级方式的切换。在由低级方式到中级方式的切换中，只允许由BF1方式到BF2方式和由TF1方式到TF2方式的切换，不能交叉，转换请求由TMS和BMS两个操作站实现。在由中级方式到高级方式的切换中，允许BF2方式到CC－BF方式和TF2方式到CC－TF方式的切换，也允许BF2方式到CC －TF方式和TF2方式到CC－BF方式的切换，即交叉切换。
2、自动切换
工作方式的自动切换是在满足某些条件下实现的，这种强制转换可以是高级方式到中级方式、中级方式到低级方式、高级方式到低级方式的转换，或者是中级方式和高级方式内的方式转换。
（1）节流压力（机前压力）信号传送故障逻辑有效时的自动切换
当节流压力（机前压力）信号的测量或传送出现故障时，节流压力信号传送故障逻辑有效，不管原先工作于何种方式，机组均将被强制切换到BASE方式，如图18所示。
图18 节流压力信号传送故障时的自动切换
这个强制切换是靠“汽机主控切手动”逻辑和“锅炉主控切手动”逻辑同时有效，从而实现汽机主控手动TMS“M”和锅炉主控手动BMS“M”的。这是因为机前压力TP是一个极其重要的参数，在所有其它工作方式中，它都被作为被控参数，一旦TP信号的检测或传送有了故障，机组将由其它工作方式强行自动切换至基本方式。
（2）机组总功率（MW）信号传送故障逻辑有效时的自动切换
当机组总功率（MW）信号的检测或传送出现故障时，机组总功率信号传送故障逻辑有效，此时机组工作方式将由高级方式强行切换到中级方式，见图19。这是因为实发功率信号只有在高级方式CC－BF方式和CC－TF方式中用作被控参数，所以将机组强行切换到中级方式．
如果机组原先的工作方式为CC－BF方式，将自动切换到BF2方式，如果机组原来工作在CC－TF方式，将自动切换到TF2方式。
（3）汽机主控100％逻辑有效的自动切换
当汽机主控输出达到了允许的极限时，汽机主控100％逻辑有效，这时强行将机组切换到BF 2方式，见图20，而不管机组原来工作在何种方式（除低级方式外）。
（4）返航逻辑有效时的自动切换
当锅炉辅机有故障时，机组负荷能力只能由锅炉的负载能力决定，返航逻辑有效，机组将自动切换到TF 2方式，而不管机组原来工作在何种方式（除低级方式外），见图218。
在上述情况下，机组负荷指令LDC 输出将自动切换到跟踪返航目标值（Run Back Target ）。
3、可能引起扰动的方式切换关系
一般地说，由自动方式切换到手动方式不会引起附加的扰动，反过来，由手动方式切
图19 MW 信号传送故障时的自动切换
图20 汽机主控100％时的自动切换
图21 返航逻辑时的自动切换
换到自动方式都可能引起附加的扰动。考虑任何工作方式（除BASE方式外）到BASE方式的切换，其结果都是使BMS和TMS切入“手动”位置，因而机炉主控制器出现的变化不会影响到锅炉指令和汽机指令．此外，在低级方式中，只存在由BASE方式到BF1方式和由BASE方式到TF1方式的切换关系，不存在由BF1方式到TF1方式或反过来的切换关系。所以，下列3类切换关系都可能引起附加的扰动：
（1）由低一级方式到高一级方式的切换，有可能引起挑动的切换关系列于表2
（2）由高一级方式到低一级方式的切换，有可能引起扰动的切换关系列于表3
（3）在同一级内进行的切换，有可能引起扰动的切换关系列于表4。
表2 低一级方式到高一级方式的切换关系
三、跟踪问题
不同的工作方式间可自动也可手动切换，为了实现工作方式间的无扰切换，必须考虑自动跟踪问题。控制方案中的自动跟踪是在转换器T中实现，如当BF锅炉跟随方式时，应考虑无扰切换到TF汽机跟随方式，即需跟踪BF方式下的主控信号，转换器T随时跟踪该工作方式切换前某方式下的锅炉或汽机主控信号，这样就可以保证无扰动切换。
目标负荷指令形成时，若逻辑电路来的“跟踪目标”信号有效时，目标负荷指令将跟踪R.f.D信号，R.f.D是由DEH来的汽机调节阀门位置信号（经节流压力设定值修正），若机组处于BASE、TF、BF、CC-TF、CC-BF任一方式下且旁路不运行，则实际负荷指令LDC输出将跟踪R.f.D信号，即经节流压力（机前压力）设定值修正后的汽机调节阀门位置信号。
当机组处于基本方式（BASE）且旁路不运行，或者是机组处于CC-TF、CC-BF方式
下，R.f.D信号都将跟踪实发功率信号MW；当机组处于基本方式且旁路投入运行，或者是机组处于TF（TF1、TF2）方式下，R.f.D信号将跟踪锅炉主控信号B·M。
汽轮机机前节流阀压力设定过程中，当机组处于基本方式或旁路投运时，节流压力（机前压力或称主汽压力）设定值将跟踪DEH来的机前压力信号。
上述这些跟踪、切换都是为了满足机组安全经济运行而设置的，有关跟踪、切换的问题大家在运行中应根据实际机组情况，明确跟踪对象。
第四节节流压力设定及频率校正信号
机组运行方式有定压/滑压两种运行方式。当负荷处于某一范围时，机组可以处于滑压运行，这时汽机调节阀门均在全开位置，机组负荷调节依靠机前压力的变化来实现，这样可以减少蒸汽流量的节流损失。滑压方式下的控制与定压方式下的控制基本相同，只是节流压力（机前压力或称主汽压力）设定值的设定情况不同，为了控制机前压力使之符合这些要求，其设定值TPSP(Throttle Pressure Set Point)本身，必须能实现或者跟踪某一设定的目标值，或者按某一函数关系跟踪负荷指令（LDC输出）。这一功能由压力指令运算回路完成。
一、定压方式下的节流压力设定(TPSP)
定压方式下节流压力设定(TPSP)的运算回路如图19所示。
1．TPSP跟踪目标值运算回路
前面所叙7种工作方式均可以工作在定压方式下。在定压方式下，控制逻辑“滑压方式”为无效，转换器T6的“N”端接通(见图19右下角)。
定压方式下，除基本方式(Base Mode)外，TPSP均跟踪节流压力(机前压力)的目标值(Throttle Pressure Target)，基本方式下的TPSP跟踪的是节流压力(机前压力)的实测值(Throttle Pressure)。TPSP跟踪机前压力实测值的运算回路很简单，不用说明，下面着重分析一下跟踪机前压力目标值的运行回路。
对于图19中右边部分，若把加法器∑构成的累加过程(积分过程)看成被控对象，而其余部分看做控制器(除比较器∑外)，则可表示成一个等效的方框图，见图20，图中的控制器是一种特殊的控制器，它由如下规则组成：
如果e>0及e>A·K，则u=A·K
如果e>0及e≤A·K，则u＝e
如果e<0及e<-A·K，则u＝-A·K
如果e<0及e≥-A·K，则u=e
如果e=0，则u=0
其中，e=Target-TPSP为控制偏差信号；
A为速率的设定值；
A·K值决定了TPSP跟踪Target的速度。
5条规则中的前4条规则可以根据图19的分析直接得到，第5条规则需要根据图20和“TP速率保持”控制逻辑综合分析得出。
当e=0时，表明TPSP不大于Target也不小于Target，则“TP速率保持”控制逻辑有效，所以，图19中转换器T3的“Y”端接通，即T3的输出由原来的A·K (或-A·K)变为0。当e=0的前一步为e>0时，由于T4的“Y”端接通，低选将在e和0之间选0，则u=0，当e=0的前一步为e<0时，由于T4的“N”端接通，高选将在e和0之间选0，也使u=0。综上所述即得规则5。
2、TPSP跟踪目标值的跟踪过程
假设TPSP原先处于某一稳定值TPSP0，现将目标值由TPSP0上升到TPSP l，此时，
单元机组协调控制系统
单元机组协调控制系统 第一节协调控制系统的基本概念 随着电力工业的发展，高参数、大容量的火力发电机组在电网中所占的比例越来越大。大容量机组的汽轮发电机和锅炉都是采用单元制运行方式。所谓单元制就是由一台汽轮发电机组和一台锅炉所组成的相对独立的系统。单元制运行方式与以往的母管制运行方式相比，机组的热力系统得到了简化，而且使蒸汽经过中间再热处理成为可能，从而提高了机组的热效率。 一、单元机组负荷控制的特点 随着大容量机组在电网中的比例不断增大，以及因电网用电结构变化引起的负荷峰谷差逐步加大，大容量单元机组的运行方式也逐步发生了变化，过去常常只带固定负荷的大机组，现在也需求根据电网中心调度所的负荷需求指令和电网的频率偏差参与电网的调峰、调频，甚至在机组的某些主要辅机局部故障的情况下，仍然维持机组的运行。 在单元制运行方式中，锅炉和汽轮发电机既要共同保障外部负荷要求，也要共同维持内部运行参数（主要是主蒸汽压力）稳定。单元机组输出的实际电功率与负荷要求是否一致，反映了机组与外部电网之间能量的供求平衡关系；而主蒸汽压力则反映了机组内部锅炉与汽轮发电机之间能量的供求平衡关系。然而，锅炉和汽轮发电机的动态特性存在着很大差异，即汽轮发电机对负荷请求响应快，锅炉对负荷请求的响应慢，所以单元机组内外两个能量供求平衡关系相互间受到制约，外部负荷响应性能与内部运行参数稳定性之间存在着固有的矛盾，这是单元机组负荷控制中的一个最为主要的特点。 二、协调控制系统及其任务 单元机组的协调控制系统（Coordinated Control Systen简称CCS）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，这是单元机组的负荷控制系统。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，即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，对内维持主蒸汽压力偏差在
柴油发电机组控制系统工作原理
柴油发电机组控系统工作原理 LIXISE 作者： 作者：LIXISE 柴油发电机组控制系统工作原理和算法是相当的复杂，每个电路的设计都有其特定的算法来予以实现。柴油发电机组的控制器系统犹如发电机组的心脏，智能控制系统的使用大大提高了柴油发电机组的运行，保障了柴油发电机组的稳定工作，那么控制系统是通过何种原理和算法来实现呢？柴油发电机组的控制部分，数字式励磁控制器较传统的模拟电路励磁控制器具有精度高，反应快，控制算法适应性强，对于不同特性的电机只要通过调整程序参数就能适应，甚至可以实现更高端的自适应智能控制算法等优点。 一、数字励磁控制器软件实现与算法研究 主要是对数字式励磁控制器的软件和所采用的控制算法进行论述。首先对数字励磁控制器的主程序进行设计，然后对电量参数采集算法和智能励磁控制算法进行研究，并在ＣＰＵ上进行实现。为了实现精确的数字励磁控制，需要得到实时、精确的电量数据，而要获得实时、精确的电量数据，则需要采用交
流采样方法，并推导出交流采样下各个电量的计算公式，最终编写计算出电量数据的算法程序。交流采样是按一定的规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按照一定的数学算法求出被测电量参数的测量方法。下面给出交流电压，交流电流，有功功率，无功功率，功率因素的各种算法中的离散公式。 二、数字式励磁控制器总体设计方案 工作电源：由于微处理器的工作电源要求，我们需要一个５Ｖ的稳定直流电源，信号调理电路的运算电路的供电需要一组±１２Ｖ的直流电源，另外，开关量输出需要驱动继电器，所以需要一个＋２４Ｖ的直流电源，为此我们需要设计一个电源转化模块得到系统正常工作所需的三组ＤＣ电源。 三、交流采样锁相环电路 要进行交流采样，通常需要进行同步采样，目前交流采样方式主要有硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种。硬件同步由硬件同步电路向ＣＰＵ提出中断实现同步。硬件同步电路有多种形式，常见的如锁相环同步电路等。硬件同步采样法是由专门的硬件电路产生同步于被测信号的采样脉冲。它能克服软件同步采样法存在截断误差等缺点，测量精度高。利用锁相频率跟踪原理实
单元机组协调控制系统设计
单元机组协调控制系统设计 摘要 在单元制机组的不断发展，协调控制系统作为单元制机组的控制核心，已然成为电厂自动化系统中最为关键的组成单元。随着机组类型的不同，各个机组的参数也越来越高，容量也在逐渐增进，机组的动态特征和控制难度也随机组型号的不同而改动，因此不同机组的协调控制系统也是不同的。所以在设计协调控制系统时，应该综合考虑所研究机组的动态特征和生产流程，针对不同类型机组的进行相应的方略。在火电厂现场中，单元机组协调控制系统是一个具有强耦合、大时滞、大迟延、非线性等特征的一个多变量系统。所以，这些复杂的动态特征，使得创建单元机组的非线性动态模型成为一个难点，而且使协调控制及其参数整定变得复杂起来，往往使调节品质下降，不能得到令人中意的控制品质。 本文首先阐述了单元机组协调控制系统的结构和功能，并对机组的动态特征和负荷指令管理系统进行了描述。然后以一个300MW机组为研究对象，由分析得出该机组的模型结构，再对辨识出的协调系统的对象进行静态解耦控制，用工程正定法对解耦控制器参数进行整定，并用Matlab软件做了系统仿真。仿真结果表明，解耦后的协调控制系统可以达到令人满意的控制品质和效果。 关键词：协调控制；解耦控制；Matlab仿真；PID整定；300MW机组
Design of Coordinated Control System for Unit Abstract In the continuous development of unit system, coordinated control system as a unit system control core, has become the power plant automation system, the most critical component. With the different types of units, the parameters of each unit are getting higher and higher, the capacity is gradually increasing, the dynamic characteristics of the unit and the difficulty of control are also different types of change, so different units of the coordinated control system is different. Therefore, in the design of coordinated control system, should consider the selected units of the dynamic characteristics and process, for different types of units for the corresponding design. In the field of thermal power plant, the unit control system is a multivariable system with strong coupling, time variability, large delay and non-linearity. Therefore, these complex dynamic characteristics make the nonlinear dynamic model of the unit unit become a difficult point, and make the coordination control and its parameter setting become complicated, and the adjustment quality is often reduced, and the satisfactory control effect can not be obtained. In this paper, the structure and function of the unit control system are described, and the dynamic characteristics and load command management system of the unit are described. Then, a 300MW unit is taken as the object of study, and the model structure of the unit is obtained. The decoupling control of the identified coordinate system is carried out. The parameters of the decoupling controller are set by engineering positive definite method. Software to do the system simulation. The simulation results show that the coordinated control system can achieve satisfactory control quality and effect. Keywords:Coordination control system；Decoupling control；Matlab simulation；PID tuning ;300MW unit
第7章 单元机组协调控制系统(高8万字)
第七章单元机组协调控制系统 第一节协调控制系统的基本概念 随着电力工业的发展，高参数、大容量的火力发电机组在电网中所占的比例越来越大。大容量机组的汽轮发电机和锅炉都是采用单元制运行方式。所谓单元制就是由一台汽轮发电机组和一台锅炉所组成的相对独立的系统。单元制运行方式和以往的母管制运行方式相比，机组的热力系统得到了简化，而且使蒸汽经过中间再热处理成为可能，从而提高了机组的热效率。 一、单元机组负荷控制的特点 随着大容量机组在电网中的比例不断增大，以及因电网用电结构变化引起的负荷峰谷差逐步加大，大容量单元机组的运行方式也逐步发生了变化，过去常常只带固定负荷的大机组，现在也需求根据电网中心调度所的负荷需求指令和电网的频率偏差参和电网的调峰、调频，甚至在机组的某些主要辅机局部故障的情况下，仍然维持机组的运行。 在单元制运行方式中，锅炉和汽轮发电机既要共同保障外部负荷要求，也要共同维持内部运行参数（主要是主蒸汽压力）稳定。单元机组输出的实际电功率和负荷要求是否一致，反映了机组和外部电网之间能量的供求平衡关系；而主蒸汽压力则反映了机组内部锅炉和汽轮发电机之间能量的供求平衡关系。然而，锅炉和汽轮发电机的动态特性存在着很大差异，即汽轮发电机对负荷请求响应快，锅炉对负荷请求的响应慢，所以单元机组内外两个能量供求平衡关系相互间受到制约，外部负荷响应性能和内部运行参数稳定性之间存在着固有的矛盾，这是单元机组负荷控制中的一个最为主要的特点。 二、协调控制系统及其任务 单元机组的协调控制系统（Coordinated Control Systen简称CCS）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，这是单元机组的负荷控制系统。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，即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，对内维持主蒸汽压力偏差在
单元机组主控系统(中英对照翻译)
单元机组主控系统 Master Control System of Unit Plant 单元机组主控系统一般设置有四种运行方式：即汽轮机手动控制，锅炉手动控制的基本方式(BASE方式)；以锅炉为基础的汽轮机跟随方式(TF方式)；以汽轮机为基础的锅炉跟随方式(BF方式)和汽轮机一锅炉综合功率控制的协调控制方式(CCS方式)。四种运行方式之间的切换必须是平稳无扰动的。操作员可根据机组的运行情况进行选择。一般情况下，机组适宜在滑压控制方式和CCS方式下运行。事故工况时，则通常选择在TF方式和定压方式下运行。 The master control system of the unit plant generally provides four modes of operation, including the base mode of steam turbine manual control and boiler manual control; the boiler-based turbine following mode (TF mode); the steam turbine-based boiler following mode (BF mode), and the Coordinated Control System (CCS) mode of steam turbine-boiler integrated power control. Switching amongst the four modes must be smooth without disturbance. The operator may make choices based on the unit running conditions. Under normal circumstances, the unit is suitable to operate in the sliding pressure control mode and the CCS mode. In accident conditions, it will usually run in the TF mod and the constant pressure mode. 单元机组主控系统的前三种运行方式的根本区别在于对功率和主汽压力的控制处理上。在单元机组中，汽轮机进汽压力是反映机、炉能量平衡和机组运行稳定的重要指标。 The fundamental difference between the first three modes of the master control system of the unit plant lies in the control and treatment of power and main steam pressure. In the unit plant, the inlet steam pressure of the steam turbine is an important indicator to reflect energy balance of the unit and the furnace as well as the unit running stability. BF方式：汽轮机接受负荷指令，调节功率，能快速响应负荷要求；锅炉负责调节主汽压力，维持主汽压力的稳定，但由于锅炉动态响应慢，因此动态过程中主汽压波动大。特点：可以利用锅炉蓄热提高经济性，但主汽压波动大，影响机组的安全运行。 BF mode: the steam turbine accepts load demand, adjusts the power and is able to quickly respond to load requirements; the boiler is responsible for regulating the main steam pressure and maintaining the stability of the main steam pressure. However, the main steam pressure will greatly fluctuate in the dynamic process due to slow dynamic response of the boiler. Features: boiler heat storage can be taken advantage of to improve the economy, but great fluctuations of the main steam pressure will affect safe operation of the unit. TF方式：锅炉接受负荷指令，调节功率，满足负荷要求，汽轮机负责调节主汽压力，但锅炉动态响应慢，因此，负荷响应能力差。其特点：由于汽轮机负责调节主汽压力，因而主汽压力稳定，但会产生附加蓄热，机组经济性下降。 TF mode: the boiler accepts load demand, adjusts the power and meets the load requirements; the steam turbine is responsible for regulating the main steam pressure. However, the load response capacity is poor due to slow dynamic response of the boiler. Features: the main steam pressure is
输煤机组控制系统全解
电气控制技术 课程设计 题目: 输煤机组控制系统 院系名称：电气工程学院 专业班级：电气F1206班 学生姓名： 学号： 指导教师：
目录 1 系统描述与控制要求 (1) 1.1 系统描述 (1) 1.2 控制要求 (1) 2 方案论证 (2) 2.1 PLC控制系统设计的原则和方法 (2) 2.2 系统的动作过程 (2) 2.3 系统各节点的时序图 (3) 3 硬件设计 (3) 3.1 系统原理方框图 (3) 3.2 主电路 (3) 3.3 I/O分配 (4) 3.3.1 输入口 (4) 3.3.2 输出口 (5) 3.4 I/O接线图 (6) 3.5 元器件选型 (7) 4 软件设计 (8) 4.1 主流程 (8) 4.2 梯形图 (9) 4.3 系统指令表 (13) 5 系统调试 (18) 设计心得 (20) 参考文献 (21)
1 系统描述与控制要求 1.1 系统描述 输煤机组控制示意图如下图示。输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机M1～M6和一台磁选料器YA组成。 图1.1 输煤机组控制示意图 SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮。HA为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。HL1～HL6为Ml～M6电动机运行指示，HL7为手动运行指示，HL8为紧急停车指示，HL9为系统运行正常指示，HL10为系统故障指示。警报电铃PB。 1.2 控制要求 具体要求如下： 1.正常启动，当按下启动按钮SB1后，讯响器HA峰鸣5秒，提醒在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。回收电机M6启动并点亮HL6指示灯；10秒后，2号送煤机M5启动并点亮HL5指示灯；10秒后，提升机M4启动并点亮HL4指示灯；10秒后，破碎机M3启动并点亮HL3指示灯；10秒后，1号送煤机M2启动并点亮HL2指示灯；10秒后，给料器电机M1和磁选料器YA启动并点亮HL1指示灯；10秒后，系统运行正常指示灯HL9点亮。输煤机组正常运行。 2.正常停车，按下停止按钮SB2后，讯响器HA峰鸣5秒，提醒在输煤机组附近的工作人员物煤机准备停车请注意安全。给料器电机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时系统运行正常指示灯HL9熄灭。10秒后，1号送煤机
浅谈单元机组的负荷自动控制
浅谈单元机组的负荷自动控制 摘要:在本文中,通过对现代大型火力发电机组的负荷控制特点的分析,全面介绍和分析全面的将制动控制系统在单元机负荷的应用做一个介绍和分析。本文在大型单元机组负荷控制方面,注重强调了像特点、任务以及对象动态特性,基本的单元机组控制方式,组成单元机组协调控制系统的方面,和它所具有的功能以及控制方案。 关键词:单元机组负荷自动控制 General Introduction to Load Autocontrol of the Unit Aircrew Abstract:in this paper,through the analysis of the modern large-scale thermal power unit load control characteristics,a comprehensive introduction and analysis of automatic control system applied to the unit load.This paper focuses on the characteristics,large unit load control taskand object dynamic characteristics,basic mode of unit load control,composition,function and control method of unit coordinated control system. Key Words:Unit;Load;Automatic control 高参数、大容量机组所占电网比例和国民经济发展的趋势呈现正比例增长,电网日负荷曲线随着用电结构的改变出现一些地区的高峰和低谷的峰谷差上升至50%甚至更多,并呈现继续上升的趋势,所以该
单元机组协调控制系统(讲稿)
单元机组协调控制系统 概述 定义：锅炉和汽机相互配合接受外部负荷指令，共同适应电网对负荷的需求，并保 证机组本身安全运行的控制系统。 协调控制系统（CCS 是整个单元机组自动化系统的一个重要组成部分， CCS 与 FSSS DEH 等的联系如图所示：其组成如下。 手设 动 定 ADS 行政管理中心 逋 监视保护 系统 汽包水位 汽水取样 连续分析 I 示记录仪表音 亍响灯光报警 锅炉 及给水 控制 操 作 中 心 汽轮 发电机 控制 CCS PASS SSS TIS DEH MEH MARC 「级管理计算机 火焰 BTG CRT 控制室 机房
组成：主控制系统 锅炉的燃料控制系统 风量控制系统 给水控制系统和汽温控制系统汽机侧的数字功频电液控制 正常运行时，锅炉和汽机控制系统接受来自主控制系统的负荷指令。主控制系统是协调控制系统的核心部分，有时把主控制系统直接称为协调控制系统。协调控制系统的方框图如下： 主控系统 图1单元机组协调控制系统方框图 一、主控系统的组成 1、任务：（1）产生负荷控制指令 （2 ）选择机组负荷控制方式 2、组成：负荷（功率）指令处理装置 机炉主控制器 二、负荷指令处理装置 （一）负荷指令运算回路 输入信号：机组值班员手动给定的负荷指令 ADS △ f 输出信号：机组负荷指令NN 负荷指令处理回路实例图 工作过程：运行人员输入T负荷率限止T上下限限止T机组负荷出力。
增减 （出力变化率限止） 图2负荷指令处理回路实例 （二） 机组最大可能出力运算回路 定义：考虑各种辅机的运行状况而计算出的机组出力。 机组最大可能出力运算回路原理图 （三） 机组的允许最大负荷运算回路 定义：考虑锅炉燃烧器等不可测故障时，使锅炉的实际出力达不到机组功率指令 N o 的要求，而设置的机组负荷运算回路，简称返航回路。 返航回路的工作过程： （1） 正常运行：N 允许=N 最大，4接通6 （2） 大于5%勺燃烧率，积分器 2的输出为机组允许最大负荷信号。运算过程示意图如 下： 运行人 员要求 负荷指 令 减 增 I I-PR-I
300MW火电机组协调控制系统
课程设计说明书 学生姓名:学号： 学院: 班级: 题目:300MW火电机组协调控制系统 指导老师: 2010年 12 月 23 日
1选题背景 1.1设计目的 通过本课程设计，使学生能较好的运用过程控制的基本概念、基础理论与方法，根据大型火电机组的生产实际，对火电机组的过程控制系统进行分析，设计出原理正确，功能较为全面的300MW火电机组协调控制系统。随着单元机组的发展，必须将汽轮机和锅炉作为一个整体进行控制，而机、炉的调节特性有相当大的差别，锅炉是一个热惯性大、反应很慢的调节对象，而汽轮机相对是一个惯性小、反应快的调节对象。因此要用协调控制系统，保证在满足负荷要求的同时，保持主要运行参数的稳定。 1.2设计内容和要求 （1）负荷指令管理部分 输入参数：外部负荷要求指令（就地指令，中调指令ADS，电网频率变化所要求负荷指令）。 输出参数：实际负荷指令错误!未找到引用源。，锅炉负荷指令。 负荷指令限制回路： a、最大/最小允许负荷限制回路 b、负荷返回回路（RB） 常用辅机：送风机、引风机、给水泵、发电机失磁、备用、规定返回速率 c、迫升/迫降回路（RUN UP/DOWN） d、闭锁增/减回路（BLOCK INCERASE/DECREASE） e、负荷快速切断回路（Fast Cut Back） 负荷操作： LMCC（负荷管理中心）面板:增、减负荷按钮：中、高、低速选择；速度限制（速率整定在3%-5%） （2）机炉负荷控制部分： 输入参数：第一级压力错误!未找到引用源。，机前压力错误!未找到引用源。、机前压力定值错误!未找到引用源。、锅炉负荷指令、实际负荷指令错误!未找到引用源。、频率偏差错误!未找到引用源。、实发功率错误!未找到引用源。 输出参数：锅炉指令、至DEH的负荷指令
单元机组课后习题答案
1、 什么是单元机组? 锅炉直接向与其联系的汽轮机供汽，发电机与变压器直接联系，这种独立单元系统的机组称单元机组。 2、 单元机组运行的原则是什么？ 在保证安全的前提下，尽可能的提高机组运行的安全性。 3、 什么是单元机组的启动和停运？ 单元机组的启动是指从锅炉点火开始，经历升温升压、暖管，当锅炉出口蒸汽参数达到要求值时，对汽轮机冲转，将汽轮机转子由静止状态升速到额定转速，发电机并网并接带负荷的全部过程。停运过程要经历减负荷、降温降压、机组解列、锅炉熄火、汽轮机降速直至停转等全部过程。 4、 单元机组启动分类方式有哪些？各如何分类？ ⑴按冲转时进汽方式分类①高中压缸启动②中压缸启动⑵按控制进汽量的阀门分类 ①用调节阀启动②用自动主汽阀或电动主闸阀的启动③用自动主汽阀或电动主闸阀的旁路阀启动⑶按启动前金属温度或停运时间分类 ①冷态启动②温态启动③热态启动④极热态启动⑷按蒸汽参数分类 ①额定参数启动②滑参数启动 5、 什么是额定参数启动？有何特点？机组从冲转到满负荷，自动主气门前的蒸汽参数保持不变的启动。特点：冲转参数高、热冲击大、节流损失大、对空排气。 6、 什么是滑参数启动？有何特点？滑参数启动方式有哪几种？ 主气门前的蒸汽参数随机组的转速、负荷的升高而滑升。特点：工质和热量损失小、部件热冲击小、加热均匀。 ①真空法滑参数启动②压力法滑参数启动。 7、 单元机组滑参数冷态启动过程分几步完成？ 启动前的准备和辅助设备及系统投运、锅炉点火升温升压和暖管、汽轮机冲转和升速、机组并网和接带负荷至负荷升至额定值。 8、 盘车预暖汽轮机有何优点？ ⑴可避免转子材料的翠性断裂⑵可以缩短或取消中速暖机⑶盘车预暖汽轮机可在锅炉点火前用辅助气源进行，缩短机组启动时间，节约资源。 9、 在启动过程中如何保护锅炉水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器？ ⑴均匀、对称地投入燃烧器，各燃烧器定期轮换运行；加强水冷壁下联箱放水；下联箱采用蒸汽加热以强化循环。⑵控制过热器入口烟温；限制燃烧；调整火焰中心；喷水减温。再热器通过高
单元机组主控制系统
思考：主控制系 统、机炉调节系 统、协调控制系 统的相互关系 第十章单元机组主控制系统 The Unit Master Control System 通过本章的学习要求理解主控制系统、 机炉调节系统、协调控制系统概念及相互关系； 掌握主控系统调节对象的动态特性；掌握单元制机组负荷控制的几种基本方式；掌握前馈控 制的多种应用方案及工作原理；理解滑压运行机组的协调控制方案；能分析常见的协调控制 方案；掌握负荷指令处理部分的作用；掌握正常工况或异常工况下对负荷指令采取的处理措 施：掌握几个基本概念：负荷返回、负荷快速切段、负荷闭锁增/减、负荷迫升/迫降；看懂 一个较完整的单元机组主控制系统的实例。 本章重点：1、负荷控制的几种基本方式 2、前馈控制的多种应用方案及工作原理 3、负荷指令处理部分的作用 4、负荷返回、负荷快速切段、负荷闭锁增/减、负荷迫升/迫降的概念 本章难点：1、两种非线性环节的工作原理及作用 2、分析常见的协调控制方案 3、负荷闭锁增/减、负荷迫升/迫降两种措施的区别 第一节概述 Overview 一、 单元机组主控制系统的概念 大型机组负荷控制的首要任务: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。 主控制系统(The unit master control system )作用： 接受外部负荷要求指令，并发出使机炉调节系统协调动作的指挥信号，称其也称负 荷自动控制系统（the unit load control system )。 主控系统向机炉调节系统发出的指挥信号分别称为汽轮机主控制指令M t 和锅炉主 控制指令I 机、炉主控制指令齔M b 分别代表了汽轮机调门开度（或汽轮机功率）指 令和锅炉燃烧率（及相应的给水流量）指令。 二、主控系统与机、炉调节系统的关系 主控制系统相省于机炉调节系统的指挥机构，起上位控制作用；机炉调节系统对于 主控制系统相省于伺服机构，起下位控制的作用，是主控制系统的基础，两者构成分层 控制的结构。 协调控制系统:主控制系统和锅炉、汽轮机各自的调节系统的总称。 协调控制系统的基本结构如图10-1所示。 N 0—实际负荷指令（即功率给定值)；
单元机组负荷控制方式特点
单元机组各种负荷控制方式工作特点 热力发电厂机组负荷控制方式一般以下有5种，即锅炉跟随控制方式、汽机跟随控制方式、及以锅炉跟随为基础的协调控制方式、以汽机跟随为基础的协调控制方式、综合型协调控制方式。 一锅炉跟随（BF）的控制方式： 单元机组锅炉跟随方式示意图 1、工作特点：当负荷变化时，汽机主控首先发出调门开度指令以调节负荷；随后压力发生变化，锅炉主控再发出燃料量指令来调节汽压。 2、具体动作过程：当负荷指令P0改变时，汽轮机主控制器先发出汽机控制指令MT，再通过汽轮机子控制系统发出调门开度指令uT，从而改变汽轮机的进汽量，使机组输出电功率PE迅速与P0趋于一致。调门开度改变后汽压pT随即变化，这时，锅炉主控制器根据汽压偏差发出控制指令MB，再通过锅炉子控制系统改变锅炉的燃烧率指令uB，使汽压pT恢复到给定值p0。最后稳态时，PE=P0，pT= p0。
3、优点：此控制方式，利用锅炉的蓄热能力，通过直接开关调门改变蒸汽流量，从而改变负荷，所以负荷响应快，对电网稳定有利。 4、缺点：若负荷变换快，调门动作大，将会造成汽压波动大；另外是当煤量波动引起汽压波动时，为了保持输出电功率而要动作调门，将近一步加大汽压的波动。 5、适应场合：当单元机组中锅炉设备运行正常，机组的输出电功率因汽轮机部分设备工作异常而受到限制时，可采用锅炉跟随方式。由汽轮机根据带负荷能力控制机组负荷，由锅炉保持汽压。 二汽轮机跟随(TF)的负荷控制方式： 单元机组汽轮机跟随方式示意图 1、工作特点：当负荷变化时，锅炉主控先发出燃料量指令调节负荷；随后汽压发生变化，汽机主控再发出调门开度指令以调节汽压。 2、具体动作过程：当负荷指令P0改变时，锅炉主控制器先发出锅炉控制指令MB ,锅炉子控制系统计算后发出改变锅炉的燃烧率
火电厂协调、AGC试题
协调、AGC控制试题 姓名得分: 一、选择题(每题3分) 1、调节就是抵消扰动的影响，使调节变量恢复到（ B ）。 （A）初始值；（B）给定值；（C）恒定值；（D）标准值。 2、在控制过程中手/自动切换时的最基本要求是（ B ）。 （A）手/自动可互相跟踪；（B）无扰动；（C）切换时的扰动量必须在规定范围内； （D）根据当时运行工况来定。 3、下列（ D ）自动控制系统在其切手动的情况下协调控制系统仍然可以投自动。 （A）送风控制系统；（B）引风控制系统；（C）燃烧控制系统； （D）过热蒸汽温度控制系统。 4、在锅炉跟随的控制方式中，功率指令送到（ A ）调节器，以改变阀门开度，时机组尽快适应电网负荷要求。 （Ａ）汽轮机功率；（Ｂ）燃料量；（Ｃ）送风量；（Ｄ）热量。 5、在燃煤锅炉中，由于进入炉膛的燃料量很难准确测量，所以一般采用（D）信号间接表示进入炉膛的燃料量。 （A）风量；（B）蒸汽流量；（C）给水流量；（D）热量。 6、单元机组负荷增加时，初级阶段里所需的蒸汽量是由锅炉（ B ）所产生的。 （A）增加燃料量；（B）释放蓄热量；（C）增加给水量；（D）减少给水量。 7、滑压控制方式其最大的优点在于（ A ） (A)减少了蒸汽在调门处的节流损失； (B)提高了汽机本体的热效率； (C)汽包水位控制比较容易； (D)主蒸汽温度容易维持恒定。 8、锅炉燃烧对象是一个（A ）调节对象。 (A)多变量； (B)双变量； (C)单变量； (D)三冲量。 9、当需要接受中央调度指令参加电网调频时，单元机组应采用（C）控制方式。 （A）机跟炉；（B）炉跟机；（C）机炉协调；（D）机炉手动。 10、AGC系统是通过（ B ）作用于单元机组的。 （A）DAS；（B）CCS；（C）FSSS；（D）DEH。 二、判断题：（每题3分） 1、当燃料量指令与实测燃料量的偏差超过允许限值时，应限制机组负荷的进一步变化。（√） 2、火力发电厂的协调控制系统出发点是把汽轮机和发电机作为一个整机来考虑。（×） 3、一次调频是指利用调速器对汽轮机转速进行调节，进而调节频率的过程。（√） 4、负荷指令管理回路的主要任务是根据机炉运行状态选择适当的外部负荷，并转换为机炉的负荷给定值。（√） 5、当单元机组发生RB时，表明汽轮发电机运行不正常。（×） 三、填空题：（每空3分） 1、机组控制系统按照AGC指令根据负荷高、低限值和(负荷变化速率)限制对机组实发有功功率进行调节 2、我厂＃ 3、＃4机组协调控制方式下当（主汽压力闭锁减）情况下闭锁机组负荷指令减。 3、当机组控制处于（汽机跟随）方式时不能投入机组一次调频。 4、在直接能量平衡控制（DEB）中采用(汽机能量需求)信号直接作为锅炉指令。
BPRT机组控制系统说明书.
伊犁钢铁1#BPRT机组自控系统说明书 陕鼓动力股份有限公司 杭州浙大人工环境工程技术有限公司 二零零九年八月
第一节系统说明 本系统采用一台工程师站、一台操作站并行操作，可同时监视主画面和其它重要画面，系统软件为WINDOWS XP SP2并加载Step 7 V5.4 编程软件及WINCC 6.0，轴流正常运行后不允许在系统中加载任何软件；计算机启动后，双击WINCC图标进入监控画面，操作员需根据自己的权限，输入相应的密码才能进行操作，操作完成，可选择退出登陆。 弹出登陆框，操作者根据自己的权限输入登陆用户名及密码，对系统进行操作。退出操作权限时点击LogOut .
第二节上位机操作画面 （一）轴流风机控制流程 在轴流风机控制流程里主要显示风机进出口温度、喉部压差、送风压力、流量、及防喘阀开度参数等。 阀门状态表示：红色表示全关，绿色表示全开。 点击各设备，可以根据弹出操作窗口进行相关的设备操作！
（二）风机启机画面 这是风机启机时的主要操作画面。 左边第一栏为风机启动条件，绿灯表示启动条件满足，红灯表示启动条件不满足。当所有的启动条件满足时，该栏最上方的红色灯变绿，发出“风机起动待命”信号，（至操作室主电机操作柜“允许启动”信号灯亮）。等待主电机启动。 主电机启动后，点击“静叶释放”按钮，弹出操作窗口，点击确认后静叶释放到≥22度；静叶释放后。点击“自动操作”按钮，弹出操作窗口，点击确认后可以进行“防喘阀”和“静叶”操作！如果要在主电机未启动的情况下；试验“防喘阀”和“静叶”，可点击“机组自动操作试验”按钮，根
据提示点击确认后可操作！试验完毕后点击“复位”按钮，取消试验状态！该页面也可以进行“喘振模拟试验”，操作与上雷同！ （三）防喘振监视画面 防喘振监视画面显示防喘调节曲线和安全运行曲线，进行风机静叶及防喘阀的操作。
6 单元机组主控制系统-负荷指令处理
第六节负荷指令处理 大中小负荷指令处理部分(或负荷指令处理装置)的主要作用是：对外部负荷要求指令（目标负荷指令）进行选择并加以处理，使之转变为实际负荷指令N0，作为适合于机、炉运行状态的功率给定值信号。 在正常工况和异常工况下，负荷指令的处理是不一样的。下面分别讨论。 一、正常工况下的负荷指令处理 在机组的设备及主参数都正常的情况下，机组的外部负荷要求指令来自三方面： （1）电网中心调度遥控的负荷分配指令（ADS指令，即Automatic Dispatch System）； （2）机组就地设定的负荷指令； （3）电网调频所需负荷指令。 正常工况下的负荷指令一般受到以下限制： 1、负荷指令变化速率限制 机组就地设定的负荷指令是根据对机组的负荷要求,机组值班员通过负荷设定器发出的负荷指令;ADS指令是中心调度所利用计算机,根据系统各类型机组的特点和所带的负荷、系统潮流分布、电力系统稳定性计算及负荷需求量平衡计算等情况，作出负荷在各机组的最佳负荷分配指令。这两个指令信号都近似于阶跃形式,而这种形式的指令是机组所不能接受的,需将阶跃信号处理成以一定速率变化,而最终值等于设定值。 在协调控制方式时，机组参加调频。当频率偏差信号为正时（电网频率低于给定频率只要机组尚有增加负荷的能力，这个正的频率偏差信号，使机组增加负荷；反之，若机组无增加负荷的能力，则会自动限制机组参加调频。当频率偏差信号为负时（电网频率高于给定频率），这时电网要求机组减负荷，此时一般没有必要限制机组的减负荷指令。 2、运行人员所设定的最大、最小负荷限制 运行人员可根据机组的状况，设定机组的最大、最小负荷，只允许负荷指令在此范围内变化。 图10-25给出了正常工况下,负荷指令处理的一种可能的实现方案。 通过切换器T1可以选择电网中心调度所的ADS指令或机组就地设定的负荷指令（由信号发生器A产生）。所选中的目标负荷指令经变化率限制器送至加法器。变化率限制值可以手动设定，或由汽轮机热应力信号自动设定，也可由其它对目标负荷指令的变化率有要求的因素设定。当目标负荷指令的变化率小于设定值时，变化率限制器不起作用。只有当变化率大于设定值时才对它实行限制，使之等于设定值。 函数发生器f（x）用来规定调频范围和调频特性，其特性相当于失灵区和限幅环节特性的结合。当频率偏差在失灵区所规定的范围内时，函数发生器输出为零，频率偏差信号切除，机组不参加调频；只有当频率偏差超出失灵区所规定的范围时，机组才根据超出
单元机组协调控制系统
第十三章 单元机组协调控制系统 第一节 引言 一、协调控制系统的任务 单元机组的输出电功率与负荷要求是否一致反映了机组与外部电网之间能量供求的平衡关系；主汽压力反映了机组内部锅炉和汽轮发电机之间能量供求的平衡关系。协调控制系统就是完成这两种平衡关系而设置的。使机组对外保证有较快的负荷响应和一定的调频能力；对内保证主要运行参数(主蒸汽压力)稳定的系统称为协调控制系统。协调控制系统（Coordinated Control system-CCS ）是将单元机组的锅炉和汽轮机做为一个整体来进行控制的系统。协调控制系统的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。 二、负荷控制对象的动态特性 在单元机组中，锅炉和汽轮机是两个相对独立的设备，从机组负荷控制角度来看，单元机组是一个存在相互关联的多变量控制对象，经适当假设可以看作是一个具有的两 13-1所示。 对象的输入量μB 为锅炉燃料量调节机构开度，代表锅炉燃烧率(及相应的给水流 量),μB 的变化将引起机前压力P T 的变化，用W PB (s)描述该通道的特性，在汽机调节阀开 度μT 不变时，W PB (s)具有以下的形式： 式(13-1)是一个简化了的二阶系统，它表明燃料——压力通道具有较大的惯性和迟延。 在燃烧率变化后，在汽机调门开度μT 不变时，P T 的变化也将引起机组实发功率N E ()()() 11312 11 -+= s T K s W PB ()() () 21312 22 -+= s T K s W NB 图 13-1 单元机组负荷控制对象原理方框
1 单元机组主控制系统概述
概述 大中小一、单元机组主控制系统的概念 大型汽包炉以及直流炉的机组通常都是以锅炉-汽轮机-发电机组成单元制运行方式, 单元制运行方式简化了热力系统,也更有利于安全，并做到经济发电。尤其是中间再热机组,由于主蒸汽管道和再热蒸汽管道往返于锅炉和汽轮机之间,各再热机组的再热蒸汽受负荷影响又不可能一致,无法并列运行,只能采用单元制运行方式。 单元机组的自动调节系统主要包括主控制系统和机炉调节系统。这里机炉调节系统指的是燃料量、空气量、汽温、给水流量等调节系统和调速系统（或功频电液调节系统）等等。 大型机组负荷控制的首要任务是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。因此大型机组除应具备中小型机组那样的机炉调节系统外，还必须有一个自动调节系统，作用是接受外部负荷要求指令，并发出使机炉调节系统协调动作的指挥信号，称其为主控制系统（UNIT MASTER CONTROL SYSTEM,简称主控系统），也称负荷自动控制系统。主控系统向机炉调节系统发出的指挥信号分别称为汽轮机主控制指令（或汽轮机负荷指令）MT和锅炉主控制指令（或锅炉负荷指令）MB。机、炉主控制指令MT、MB分别代表了汽轮机调门开度（或汽轮机功率）指令和锅炉燃烧率（及相应的给水流量）指令。 主控系统把锅炉和汽轮机组成一个联合调节对象，即作为一个整体，调节进入锅炉的能量以随时适应汽机负荷的需要。由于锅炉和汽轮机动态特性差异较大，因此，主控系统在考虑适应负荷要求的同时，还须使机炉调节系统协调动作，使燃料量、空气量、给水流量等以及调节汽门开度协调变化，达到既尽快适应负荷变化要求，又使运行稳定的目的。 二、主控系统与机、炉调节系统的关系 主控制系统相当于机炉调节系统的指挥机构，起上位控制作用；机炉调节系统对于主控制系统相当于伺服机构，起下位控制的作用，是主控制系统的基础，两者构成分层控制的结构。主控制系统的正常运行是建立在锅炉和汽轮机各自的调节系统均完备的基础之上的。只有组织好机炉调节系统，并保证其具备较高控制质量的前提下，才有可能组织主控制系统，并使之达到要求的控制质量。主控制系统的性能直接代表了整个机组的自动控制水平。 主控制系统和锅炉、汽轮机各自的调节系统总称为协调控制系统，它担负着生产过程中水、汽、煤、风、烟诸系统的主要过程变量的闭环自动调节及整个单元机组的负荷控制任务。由于习惯原因，有时也称主控制系统为协调控制系统。本文采用前面一种说法。 协调控制系统的基本结构如图10-1所示。