火力发电厂机组协调控制系统控制策略介绍(1)，协调控制

一、系统介绍

本机组主要设备中锅炉采用由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉炉顶采用大罩壳密封结构，前后墙对冲燃烧方式。采用4台双进双出磨煤机直吹式制粉系统，锅炉点火采用两级点火方式。

汽机采用由东方汽轮机厂生产的超临界、中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。主给水系统配备2台50%BMCR容量的汽动给水泵。汽轮机为中压缸启动方式，设有两级串联旁路系统，由高压旁路提供启动蒸汽，低压旁路参与调节中压缸进汽参数。

发电机采用由东方电机股份有限公司生产的水-氢-氢冷却方式汽轮发电机，静态励磁。

二、协调主控系统介绍

协调控制为单元机组级的控制系统，协调机炉对负荷及压力的控制，主要由负荷指令处理回路、机炉主控制器两大部分构成。负荷指令处理回路主要实现AGC目标负荷或运行人员目标负荷的选择、一次调频投切、高低负荷限幅、负荷变化速率限制、负荷闭锁增减、负荷指令保持/进行选择、辅机跳闸RB等功能，还包含燃料调节回路。机炉主控制器是协调主控系统的核心，主要实现机炉运行方式选择及切换，机炉主控指令运算等功能。

1、信号选择

协调主控系统信号选择包括：自动主汽门前主蒸汽压力三选中、高压调节级后蒸汽压力三选中、功率信号三选中等等。

2、负荷指令处理回路

2.1单元主控M/A站

2.1.1 单元主控M/A站，即ADS M/A站，实现AGC方式和本机控制方式切换及目标负荷给定功能。在协调方式下，运行人员将目标负荷M/A站投入自动，即为AGC方式。在AGC方式下，机组接受电网调度中心指令作为目标负荷;在本机控制方式下，由运行人员根据调度中心指示，在AGC M/A站上手动给出目标负荷。

2.1.2目标负荷跟踪

在非协调方式下，或发生RB/RD/RUP时，AGC M/A站的输出自动跟踪实际负荷。在协调方式下，单元主控M/A站跟踪单元负荷指令。

2.2频率校正回路

频率校正回路用于对电网频率进行一次调频。通过计算电网频率的偏差，经过一定的死区后，得出对应的机组负荷调整值，叠加到机组目标负荷值上，进行频率校正。DEH本身有进行一次调频的频差控制回路，当电网频率波动时，调整机组负荷。如果DCS通过协调控制系统把调整后的负荷重新拉回到原来值，DEH的一次调频功能就被抵消了。因此，在机组负荷指令信号中加入与汽机频差相对应的负荷调整值，以保证一次调频的动作效果。DCS侧的一次调频功能仅在协调方式下起作用。

频率校正回路设计了上限、下限和速率限制，以防止负荷急剧波动，保证机组在安全范围内运行。

机炉主控器

1、运行方式

机炉协调控制系统的机炉主控器有下列的运行方式，运行人员可以通过选择机、炉主控M/A站手自动，来选择不同的运行方式。

1)协调控制方式(CCSMODE)

协调控制方式，锅炉和汽机并行操作。汽机主控、锅炉主控全部投入自动，汽机调节机组功率，锅炉调节主汽压。

2) 锅炉跟随方式(BFMODE)

当汽机主控M/A站在手动，锅炉主控M/A站在自动时采用这种方式。在这种方式下，锅炉调节主汽压，同时汽机调门采用手动调节以获得期望的功率。

|<123>>

一、系统介绍

本机组主要设备中锅炉采用由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉炉顶采用大罩壳密封结构，前后墙对冲燃烧方式。采用4台双进双出磨煤机直吹式制粉系统，锅炉点火采用两级点火方式。

汽机采用由东方汽轮机厂生产的超临界、中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。主给水系统配备2台50%BMCR容量的汽动给水泵。汽轮机为中压缸启动方式，设有两级串联旁路系统，由高压旁路提供启动蒸汽，低压旁路参与调节中压缸进汽参数。

发电机采用由东方电机股份有限公司生产的水-氢-氢冷却方式汽轮发电机，静态励磁。

二、协调主控系统介绍

协调控制为单元机组级的控制系统，协调机炉对负荷及压力的控制，主要由负荷指令处理回路、机炉主控制器两大部分构成。负荷指令处理回路主要实现AGC目标负荷或运行人员目标负荷的选择、一次调频投切、高低负荷限幅、负荷变化速率限制、负荷闭锁增减、负荷指令保持/进行选择、辅机跳闸RB等功能，还包含燃料调节回路。机炉主控制器是协调主控系统的核心，主要实现机炉运行方式选择及切换，机炉主控指令运算等功能。

1、信号选择

协调主控系统信号选择包括：自动主汽门前主蒸汽压力三选中、高压调节级后蒸汽压力三选中、功率信号三选中等等。

2、负荷指令处理回路

2.1单元主控M/A站

2.1.1 单元主控M/A站，即ADS M/A站，实现AGC方式和本机控制方式切换及目标负荷给定功能。在协调方式下，运行人员将目标负荷M/A站投入自动，即为AGC方式。在AGC方式下，机组接受电网调度中心指令作为目标负荷;在本机控制方式下，由运行人员根据调度中心指示，在AGC M/A站上手动给出目标负荷。

2.1.2目标负荷跟踪

在非协调方式下，或发生RB/RD/RUP时，AGC M/A站的输出自动跟踪实际负荷。在协调方式下，单元主控M/A站跟踪单元负荷指令。

2.2频率校正回路

频率校正回路用于对电网频率进行一次调频。通过计算电网频率的偏差，经过一定的死区后，得出对应的机组负荷调整值，叠加到机组目标负荷值上，进行频率校正。DEH本身有进行一次调频的频差控制回路，当电网频率波动时，调整机组负荷。如果DCS通过协调控制系统把调整后的负荷重新拉回到原来值，DEH的一次调频功能就被抵消了。因此，在机组负荷指令信号中加入与汽机频差相对应的负荷调整值，以保证一次调频的动作效果。DCS侧的一次调频功能仅在协调方式下起作用。

频率校正回路设计了上限、下限和速率限制，以防止负荷急剧波动，保证机组在安全范围内运行。

机炉主控器

1、运行方式

机炉协调控制系统的机炉主控器有下列的运行方式，运行人员可以通过选择机、炉主控M/A站手自动，来选择不同的运行方式。

1)协调控制方式(CCSMODE)

协调控制方式，锅炉和汽机并行操作。汽机主控、锅炉主控全部投入自动，汽机调节机组功率，锅炉调节主汽压。

2) 锅炉跟随方式(BFMODE)

当汽机主控M/A站在手动，锅炉主控M/A站在自动时采用这种方式。在这种方式下，锅炉调节主汽压，同时汽机调门采用手动调节以获得期望的功率。

|<123>>

3) 汽机跟随方式(TFMODE)

当汽机主控M/A站在自动，锅炉主控M/A站在手动时采用这种方式。在这种操作方式下，汽机调节主汽压，通过调节锅炉的燃烧率来获得期望的负荷。

4) 基本方式(BASEMODE)

汽机主控M/A站在手动和锅炉主控M/A站在手动时采用这种操作方式。在这种方式下锅炉和汽机单独操作，由操作员负责控制负荷和压力。

4种运行方式之间是无扰切换的。

2、协调控制策略：

Ø直接能量平衡

间接能量平衡(选用)

间接能量平衡：

Ø采用负荷指令信号间接平衡，负荷指令经信号处理后同时作用于汽机主控、锅炉主控和压力定值形成回路，使负荷要求变化时，机、炉协调动作，并通过增加微分环节和多级惯性环节，保证机、炉动作从时间上匹配。克服了汽机响应速度快、锅炉惯性时间长之间的矛盾，保证了机组运行的稳定性。

Ø锅炉主控在协调方式采用指令信号间接平衡控制方案，有利于提高锅炉的负荷响应速率;在跟随方式采用能量直接平衡控制方案，有利于提高系统克服外扰的能力，

Ø充分合理地采用前馈控制，有利于改善系统的动态特性，使PID反馈控制只起静态微调作用;

|<<<123>>

间接能量平衡

3、工作原理

协调控制系统采用间接能量平衡控制方案。

1)炉主控器有两个PID调节器，一个炉主控M/A站。这两个调节器分别是BF压力调节器和锅炉主控调节器。

在BF方式下，BF压力调节器工作。它接受机前压力定值和机前压力信号，调节器输出为炉主控指令。为加快炉侧调节速度，减少压力偏差，引入机侧能量信号PS*P1/PT做前馈。

在协调方式下，锅炉主控调节器工作。主汽压力偏差和功率偏差同时对锅炉主控调节器产生作用。为加快负荷响应速度，单元负荷指令信号作为前馈，并经动态处理加快调节。

2)机主控器有2个PID调节器，一个机主控M/A站。这2个调节器分别是TF压力调节器、汽机主控调节器。

在协调方式下，汽机主控调节器工作。主汽压力偏差和功率偏差同时对汽机主控调节器产生作用。以发电机实发功率信号作为反馈信号，控制汽轮机调节汽门开度，实现电功率的闭环控制。负荷指令增加纯延时后计算功率偏差，增加锅炉储能，当主汽压力超限时，汽机首要调节压力，更好的维持负荷稳定。一次调频只作用于汽机回路，汽机属于快速回路，燃料属于滞后环节，故不会对风、煤、水产生振荡影响。

在TF方式下，TF压力调节器接受机前压力定值和机前压力信号，控制汽轮机调节汽门，实现机前压力的闭环控制。

机、炉主控制器都设计有较完善的跟踪逻辑，实现手自动无扰切换、运行方式间无扰切换。

4、与DEH配合

DCS汽机主控M/A站控制汽轮机调节汽门开度。

给DEH发遥控请求指令，投入DEH遥控，DEH直接接受汽机主控汽轮机调节汽门开度指令。

5、定滑压运行方式

为满足节能运行要求，协调主控系统设计有定、滑压运行方式。滑压—定压无扰切换，定压—滑压平滑处理。运行人员可以在画面上通过按钮选择定、滑压运行方式。

滑压方式下，压力定值是单元负荷指令的函数(该函数为理论定滑定曲线)并经过汽机阀位修正，运行人员可以在画面上通过滑压定值偏置设置，对滑压定值进行调整，也可设定汽机滑压运行阀位值自动对滑压定值进行修正。定压方式下，操作员可设定压力定值。压力定值经速率限制成为实际压力定值。

|<<<123