单元机组协调控制系统

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1、第七章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

2、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

3、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（CoordinatedControlSysten98第七章单元机组协调控制系统简称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

4、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允许范围内。具体的讲，协调控制系统的主要任务是：1．接受电网中心调度所的负荷自动调度指令、运行操作人员的负荷给定指令和电网频差信号，及时响应负荷请求，使机组具有一定的电网调峰、调频能力，适应电网负荷变化的需要。2．协调锅炉、汽轮发电机的运行，在负荷变化率较大时，能维持二者之间的能量平衡，保证主蒸汽压力稳定。3．协调机组内部各子控制系统（燃料、送风、炉膛压力、给水、汽温等控制系统）的控制作用，使机组在负荷变化过程中主要运行参数在允许的工作范围内，以

5、确保机组有较高的效率和可靠的安全性。4．协调外部负荷请求和主/辅设备实际能力的关系。在机组主/辅设备能力受到限制的异常情况下，能根据实际可能，限制或强迫改变机组负荷。这是协调控制系统的连锁保护功能。三、协调控制的基本原则根据被控对象动态特性的分析可知，从锅炉燃烧率（及相应的给水流量）改变到引起机组输出电功率变化，其过程有较大的惯性和迟延，如果只是依靠锅炉侧的控制，必然不能获得迅速的负荷响应。而汽轮机进汽调节阀动作可使机组释放（或储存）锅炉的部分能量，输出电功率暂时有较迅速地响应响应。因此，为了提高机组的响应性能，可在保证安全运行（即主

6、蒸汽压力在允许范围内变化）的前提下，充分利用锅炉的蓄热能力，也就是在负荷变动时，通过汽轮机进汽调节阀的适当动作，允许汽压有一定波动而释放或吸收部分蓄能，加快机组初期负荷的响应速度。与此同时，根据外部负荷请求指令加强对锅炉侧燃烧率（及相应的给水流量）的控制，及时恢复蓄能，使锅炉蒸发量保持与机组负荷一致，这就是负荷控制的基本原则，也是机炉协调控制的基本原则。四、协调控制方式常见的机组协调控制方式有以下几种方案：98第七章单元机组协调控制系统1．以锅炉跟随为基础的协调控制方式该方式是在汽轮机侧控制负荷（输出电功率）NE、锅炉侧控制主蒸汽压力

7、PT的基础上，让汽轮机侧的控制配合锅炉侧控制PT的一种协调控制方式。以锅炉跟随为基础的协调控制方式如图7-1所示。图7-1以锅炉跟随为基础的协调控制方式汽轮机主控制器接受机组负荷指令（功率给定值N0）与机组实发功率反馈信号NE，当负荷指令N0改变时，汽轮机主控制器立即根据负荷偏差DN=NO-NE，改变进入汽轮机子控制系统（即DEH系统）的负荷指令NT，进而改变进汽调节阀的开度mT以及进汽流量，使发电机输出的电功率NE迅速与机组负荷指令NO趋于一致，满足负荷的需求。锅炉主控制器接受主蒸汽压力的给定值PO和机前实际主蒸汽压力的反馈信号PT

8、，当汽轮机侧调负荷或其它原因起主蒸汽压力PT变化时，锅炉主控制器根据汽压偏差DP=Po-PT，改变锅炉子控制系统的负荷指令NB，从而改变锅炉的燃烧率（及相应的给水流量等），以补偿锅炉蓄能的变化，尽力维持主蒸汽压力PT的稳