单元机组协调控制系统

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1、单元机组协调控制系统第一节概述一、单元机组控制问题单元机组的输出电功率与电网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，而主蒸汽压力反映了单元机组内的锅炉与汽轮机、发电机之间能量供求的平衡关系。机组的输出电功率PE和主蒸汽压力pT是单元机组控制的两个主要参数。二、单元机组协调控制系统基本组成协调控制级基础控制级机炉主控制器给水空气燃料锅炉汽轮机、发电机锅炉控制系统汽轮机控制系统主蒸汽压力给定值po负荷指令处理回路ADS指令值班员指令外部负荷指令电网频率主蒸汽压力pT实际负荷指令P0机组输出电功率PE图13－1单元机组协调控制系统的组成单元机组负

2、荷控制系统子控制系统进汽量锅炉指令BD汽轮机指令TD三、机组负荷控制系统被控对象动态特性++μBμT++GNT(s)GPT(s)GNB(s)GPB(s)PEpT汽轮机控制系统锅炉控制系统TDBD图13－2负荷被控对象方框图GNT(s)——汽轮机调门开度μT对机组输出电功率PE的传递函数GPT(s)——汽轮机调门开度μT对主蒸汽压力pT的传递函数GNB(s)——燃烧率μB对机组输出电功率PE的传递函数GPB(s)——燃烧率μB对主蒸汽压力pT的传递函数单元机组1.单元机组的动态特性图13－3单元机组被控对象动态特性μTμTμBtttpTtPE（a）ΔμBtΔμT

3、tμBtpTΔpTtPE（b）2.负荷控制系统被控对象动态特性对于锅炉侧，由于各控制系统的动态过程相对于锅炉特性的迟延和惯性可忽略不计，因此可假设它们配合协调，能及时跟随锅炉指令BD，接近理想随动系统特性，故有μB=BD。对于汽轮机侧，如果汽轮机控制系统采用纯液压调速系统，则汽轮机指令TD就是调门开度μT，μT＝TD。这样，负荷控制系统的广义被控对象的动态特性与单元机组的动态特性相同。如果汽轮机控制系统采用功频电液控制系统，则汽轮机指令TD就是汽轮机功率指令。这样，广义被控对象的动态特性会有很大改变。－++μBμT+GNT(s)GPT(s)GNB(s)GPB(

4、s)PEpTGT(s)锅炉控制系统TDBD图13－4汽轮机采用功频电液控制系统时广义被控对象方框图GT(s)——功频调节器；nT——汽轮机转速；n0——转速给定值；δn——转速不等率_+－1/δn++n0nT+BDTDtttpTtPE图13－5汽轮机采用功频电液控制系统时广义被控对象动态特性（a）ΔμBtΔμTttpTΔpTtPE（b）TDBD第二节负荷指令处理回路负荷指令处理回路的主要作用是：对外部负荷要求指令进行选择并根据机组运行情况进行处理，使之转变为一个适合于机、炉运行状态的实际负荷指令P0。同时根据机组的运行方式，产生主蒸汽压力给定值po。一、正常工

5、况下负荷指令处理在机组的设备及主要参数都正常的情况下，机组通常接受的三个外部负荷指令为：电网调度所的负荷分配指令ADS、值班员手动指令（就地负荷指令）和电网调频所需负荷指令。正常工况下，负荷指令一般受到以下限制：１．负荷指令变化速率限制２．运行人员所设定的最大、最小负荷限制图13－6正常工况下负荷指令处理原则性方案输出Y＋Ps0%速率限制回路中调指令电网频率就地指令Δf变化率限制值f0频率给定值ADS－aΔf＋＋最小负荷Pmin最大负荷Pmaxf(x)AΔf＞＜AAP0实际负荷指令A变化率限制值MW/min∑1－kN0输出＞输入1速率限制回路原理图（a）（b）

6、T3∫ΔT1T4输出等于输入1输入YT2二、异常工况下的负荷指令处理当机组的主机、主要辅机或设备发生故障，影响到机组的带负荷能力或危及机组的安全运行时，就要对机组的实际负荷指令进行必要的处理，以防止局部故障扩大到机组其他处，以保证机组能够继续安全、稳定地运行。单元机组的主机、主要辅机或设备的故障原因有两类：第一类为跳闸或切除，如某台风机跳闸等，这类故障的来源是明确的，可根据切投状况加以确定。第二类为工作异常，其故障来源是不明确的，无法直接确定，只能通过测量有关运行参数的偏差间接确定。对机组实际负荷指令的处理方法有四种：负荷返回（RunBack，RB）；快速负荷

7、切断(FastCutBack，FCB，快速甩负荷)；负荷闭锁增/减(BlockIncrease/BlockDecrease，BI/BD)和负荷迫升/迫降(RunUp/RunDown，RU/RD)。其中，负荷返回RB和快速负荷切断FCB是处理第一类故障的，负荷闭锁增／减BI/BD和负荷迫升／迫降RU/RD是处理第二类故障的。1．负荷返回RB负荷返回，又称辅机故障减负荷或甩负荷，其主要作用是：根据主要辅机的切投状况，计算出机组的最大可能出力值。若实际负荷指令大于最大可能出力值，则发生负荷返回，将实际负荷指令降至最大可能出力值，同时规定机组的负荷返回速率。因此，负荷

8、返回回路具有两个主要功能：计算机组的最