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1、《东北电力技术》2001年第5期几种协调控制系统控制方案分析AnalysisonSeveralControlApproachesofCoordinateControlSystem刘文林,张晓辉(沈阳电力高等专科学校,辽宁 沈阳 110036)摘要:分析机组负荷调节方式的特点,对几种协调控制系统的控制方案的特点进行分析比较。关键词:协调控制;机跟炉;炉跟机[中图分类号]TK323[文献标识码]B[文章编号]1004-7913(2001)05-0048-02 单元机组在自动控制过程中要解决一对重要矛厂的潮流分布是不利的。盾:一方面要快速满足电网要求,接受中调指令并目前,据炉侧的
2、调节情况不同,又可分为3种具有较好的一次调频能力;另一方面又要保证机组模式:炉主控手动控制的机跟炉;功率开环控制的安全、稳定、经济地运行。同时,作为被控对象的机跟炉;功率闭环控制的机跟炉。一般而言机跟炉两大主体设备———汽机、锅炉在动态响应特性上又方式多为炉侧手动机跟炉。存在着较大的区别。相对而言,前者惯性小,适应112 炉跟机控制外界响应快,后者则相反。因此,协调控制系统的炉跟机控制方式是指锅炉自动调压,汽机调功控制方案成为影响机组运行的重要因素。的控制方式。其特点是在外界负荷变化时,首先调节阀门开度以满足功率要求,阀位的变化导致机前1 协调控制方案压力偏差信号的产生,该信
3、号炉主控,改变燃料量 早期的机组控制方式为手动控制,随着控制设以满足压力维持定值的需求,因此该方式在满足外备和控制理论的发展和完善衍生出两种自动控制方界需求时,首先利用了机组的蓄热,是“先支出后式,即机跟炉控制和炉跟机控制,以至近期的多种投资”的控制方式。由于压力控制对象为惯性较大多样机炉协调控制方式。的锅炉,因此压力波动较大,运行不易稳定,但适111 机跟炉控制应外界要求速度快。在出现内扰时,如燃料量增机跟炉控制方式是指汽机调压、锅炉调动的控加,会导致压力功率的上升,为维持功率为定值,制方式。其特点是在外界负荷变化时,首先调节锅应关小阀门,则导致压力进一步上升,反之动作过
4、炉的燃料量输入。待存在机床压力偏差后,机主控程相反,显然该方式对满足中调要求有利,但不利自动调节阀门开度以维持压力为定值,使功率适应于机组稳定运行。外界需要。因此该方式没有利用机组蓄热,适应外目前,据机侧的调节方式可分为3种模式:机界负荷响应慢,是“先投资后支出”的控制方式,主控手动控制的炉跟机、功率开环控制的炉跟机和由于压力控制对象为惯性较小的汽机,因此压力波功率闭环控制的炉跟机。一般而言,炉跟机多指机动小,机组较稳定。在出现内扰时,如燃料量增主控手动控制的炉跟机方式。加,则导致汽压功率的上升,机主控为维持压力为113 机炉协调控制方式定值会关小阀门,导致功率进一步上升,反
5、之则动上述两种控制方式都属于一个输入量控制一个作过程相反。显然该方式对机组的稳定运行是有利输出量的简单反馈控制方式,即机炉两侧分别控的,但功率的自发变动违反了中调要求,对整个电制,而协调控制方式是在上述的基础上增加了前—48—馈、交叉、断续或非线性控制,以构成机炉两侧同时调功、调压的综合控制方式,满足电网和电厂的不同要求。在方案设计中满足蓄热利用和快速补偿的同时,还必须考虑到控制器的解耦问题以使控制器的整定简单易行。当然,在一个完整的协调控制方案中还应保留具有切换为其它控制方式的可能,如机跟炉、炉跟机、手动等以满足在运行时特殊情况的特殊需要。如炉侧辅机故障,机组升压母线故障等
6、。2 几种协调控制系统方案分析图2 补偿机侧扰动的机跟炉协调系统入锅炉调节器还相当于引入了一个快速的压力反馈信号,当炉侧出现扰动,通过该信号快速消除。当功率定值Nsp变化时,通过D1动态过开阀门开度以消除单元机组中低压缸功率滞后的缺点;通过D2快速补充燃料以提高锅炉动态响应能力。c1 方案三,如图3所示,该方案为补偿炉侧扰动的炉跟机协调。本方案与方案一有相似之处,即均利用机炉对象的特性实现对炉侧扰动的补偿。且都采用了功率前馈强化锅炉指令。在本方案中。机前压力信号引入机侧的另一作用是:当Nsp发生变化时,阀门开大适应外界需要的同时会导致机前压力的大幅度下降,甚至可能超出允许范围
7、,为此图1 补偿炉侧的机跟炉协调系统将ΔPT引入机主控。将起到稳定作用。如sp增大,a1 方案一,该方案为补偿炉侧的机跟炉协调机主控引入信号为ΔN-ΔP=Nsp-N-Psp+PT,如图1所示。当锅炉侧出现扰动,如燃料量增加,PT,下降相当于削弱了功率指令Nsp增加,起到将引起功率和压力增加,据功偏差,锅炉调节器输出减小燃料量,消除内扰。利用机前压力Pt和实发功率N对燃料扰动响应曲线形状相似的特性,将两偏差信号引入加法模块以相互抵消,保持机主控输出不变,减少汽机阀门不必要的动作。当功率定值Nsp变化时,功
