協(xié)調(diào)控制原理

1、單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制 大型單元機(jī)組的生產(chǎn)過(guò)程及其對(duì)控制的要求大型單元機(jī)組的生產(chǎn)過(guò)程及其對(duì)控制的要求 大型單元發(fā)電機(jī)組是由鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)大型單元發(fā)電機(jī)組是由鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備組成的龐大的設(shè)備群。鍋爐的產(chǎn)熱、汽機(jī)的做功及發(fā)備組成的龐大的設(shè)備群。鍋爐的產(chǎn)熱、汽機(jī)的做功及發(fā)電機(jī)的發(fā)電協(xié)調(diào)配合完成發(fā)電生產(chǎn)。由于其工藝流程復(fù)電機(jī)的發(fā)電協(xié)調(diào)配合完成發(fā)電生產(chǎn)。由于其工藝流程復(fù)雜，設(shè)備眾多，管道縱橫交錯(cuò)，有上千個(gè)參數(shù)需要監(jiān)視、雜，設(shè)備眾多，管道縱橫交錯(cuò)，有上千個(gè)參數(shù)需要監(jiān)視、操作或控制，而且電能生產(chǎn)還要求有高度的安全可靠性操作或控制，而且電能生產(chǎn)還要求有高度的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性，因

2、此，大型機(jī)組的自動(dòng)化水平受到特別的重和經(jīng)濟(jì)性，因此，大型機(jī)組的自動(dòng)化水平受到特別的重視。視。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元制機(jī)組單元制機(jī)組熱力發(fā)電過(guò)程熱力發(fā)電過(guò)程N(yùn)TPTH單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制1 單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)對(duì)象特性單元機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)對(duì)象特性一、一、 負(fù)荷控制系統(tǒng)的控制任務(wù)：負(fù)荷控制系統(tǒng)的控制任務(wù)： 在保持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，快速響應(yīng)電網(wǎng)對(duì)在保持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，快速響應(yīng)電網(wǎng)對(duì)機(jī)組負(fù)荷的需求。機(jī)組負(fù)荷的需求。NpTBVsNpTB負(fù)荷對(duì)象特性：負(fù)荷對(duì)象特性：?jiǎn)卧獧C(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制GpB(s)Gp(s)GNB(s)GN(s)NpTBNpTB多變量對(duì)象多

3、變量對(duì)象特點(diǎn)：特點(diǎn)： 有自衡能力，機(jī)快爐慢，耦合嚴(yán)重；有自衡能力，機(jī)快爐慢，耦合嚴(yán)重； 爐側(cè)有蓄熱，燃料量的擾動(dòng)頻發(fā)。爐側(cè)有蓄熱，燃料量的擾動(dòng)頻發(fā)。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制二、負(fù)荷控制基本方案二、負(fù)荷控制基本方案1. 鍋爐跟蹤方式（爐跟機(jī)）鍋爐跟蹤方式（爐跟機(jī)）特點(diǎn)：系統(tǒng)響應(yīng)速度快，但機(jī)組穩(wěn)定性差。特點(diǎn)：系統(tǒng)響應(yīng)速度快，但機(jī)組穩(wěn)定性差。鍋爐鍋爐汽機(jī)汽機(jī)機(jī)調(diào)機(jī)調(diào)爐調(diào)爐調(diào)PTNBGpB(s)Gp(s)GNB(s)GN(s)NpTBPIDPIDN0Ps單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制2. 汽機(jī)跟蹤方式（機(jī)跟爐）汽機(jī)跟蹤方式（機(jī)跟爐）特點(diǎn)：機(jī)組穩(wěn)定性好，特點(diǎn)：機(jī)組穩(wěn)定性好， 但系統(tǒng)響應(yīng)速度慢。

4、但系統(tǒng)響應(yīng)速度慢。鍋爐鍋爐汽機(jī)汽機(jī)機(jī)調(diào)機(jī)調(diào)爐調(diào)爐調(diào)PTNBGpB(s)Gp(s)GNB(s)GN(s)NpTBPIDPIDN0Ps單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制3. 解耦控制解耦控制1） 前饋補(bǔ)償法前饋補(bǔ)償法k22g22 (s)k21g21(s)k12g 12(s)k11g11(s)1y1y2 2D21(s)D12(s)Gc2(s)Gc1(s)-+-只要使：只要使：21212122221212121111k g+D kg= 0k g+D k g= 0就可是系統(tǒng)解耦，等效系統(tǒng)為就可是系統(tǒng)解耦，等效系統(tǒng)為k11g11 (s)y11k22g22 (s)y22Gc1(s)Gc2(s)前饋補(bǔ)償前饋補(bǔ)償

5、單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制2） 對(duì)角矩陣法對(duì)角矩陣法G22 (s)G21(s)G 12(s)G11(s)1y1y2 2D22 (s)D21(s)D 12(s)D11(s)c1c2G C2(s)G C1 (s)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)選擇選擇c111112111121112c222122221222122 (s)y (s)G (s) G (s) (s)G (s) G (s)D (s)D (s)= (s)y (s)G (s) G (s) (s)G (s) G (s)D (s) D (s) -111121112112122212222D (s)D (s)G (s)G (s)G (s)0D (s)D (

6、s)G (s)G (s)0G (s)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制等效系統(tǒng)為等效系統(tǒng)為G11 (s)y1c1G22 (s)y2c2Gc1(s)Gc2(s)00c1111c2222(s)y (s)G(s)=(s)y (s)G(s)可使可使兩個(gè)單變量系統(tǒng)兩個(gè)單變量系統(tǒng) 這種解耦方法不僅可以解除耦合，還可改善單變量這種解耦方法不僅可以解除耦合，還可改善單變量對(duì)象特性。但解耦網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，往往難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)象特性。但解耦網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，往往難以實(shí)現(xiàn)。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制4. 機(jī)爐協(xié)調(diào)方式機(jī)爐協(xié)調(diào)方式鍋爐鍋爐汽機(jī)汽機(jī)機(jī)調(diào)機(jī)調(diào)爐調(diào)爐調(diào)PTNBPSN0GpB(s)Gp(s)GNB(s)GN(s)NpTBP

7、IDPID以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的雙向補(bǔ)償協(xié)調(diào)控制雙向補(bǔ)償協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)系統(tǒng)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制一、間接能量平衡協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)一、間接能量平衡協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的單向解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（一）以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的單向解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（一）+BTPT_+_NE+ N0鍋爐控制器鍋爐控制器P0汽機(jī)控制器汽機(jī)控制器鍋爐鍋爐P0-PT汽機(jī)汽機(jī)_(a)2 協(xié)調(diào)控制基本控制方案協(xié)調(diào)控制基本控制方案單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制F(x) 為帶有死區(qū)的非線性環(huán)節(jié)，有利于提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定為帶有死區(qū)的非線性環(huán)節(jié)，有利于提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。死區(qū)的大小決定了蓄能的利用，兼顧負(fù)荷適應(yīng)性與運(yùn)

8、行穩(wěn)定性。死區(qū)的大小決定了蓄能的利用，兼顧負(fù)荷適應(yīng)性與運(yùn)行穩(wěn)定性，斜率的選擇取決于壓力偏差動(dòng)態(tài)校正的速度。性，斜率的選擇取決于壓力偏差動(dòng)態(tài)校正的速度。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的單向解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（二）以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的單向解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（二）+BTPT_+_NE+ N0鍋爐控制器鍋爐控制器P0汽機(jī)控制器汽機(jī)控制器鍋爐鍋爐P0-PT汽機(jī)汽機(jī)_PD(b)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制F(t) 為比例為分環(huán)節(jié)，有利于改善鍋爐對(duì)功率的響應(yīng)特性。為比例為分環(huán)節(jié)，有利于改善鍋爐對(duì)功率的響應(yīng)特性。 F(x) 為死區(qū)的環(huán)節(jié)，有利于提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為死區(qū)的環(huán)節(jié)，有利于提高協(xié)

9、調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的雙向補(bǔ)償協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（三）以爐跟機(jī)為基礎(chǔ)的雙向補(bǔ)償協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（三）燃料擾動(dòng)（增加）時(shí)，壓力信號(hào)（增加）通過(guò)交叉環(huán)節(jié)燃料擾動(dòng)（增加）時(shí)，壓力信號(hào)（增加）通過(guò)交叉環(huán)節(jié)K抵消（要抵消（要求汽輪機(jī)控制回路開大調(diào)門）了功率信號(hào)要求關(guān)小調(diào)門的動(dòng)作。這求汽輪機(jī)控制回路開大調(diào)門）了功率信號(hào)要求關(guān)小調(diào)門的動(dòng)作。這樣，擾動(dòng)由鍋爐側(cè)自行快速消除，汽輪機(jī)側(cè)控制系統(tǒng)盡量少動(dòng)或不樣，擾動(dòng)由鍋爐側(cè)自行快速消除，汽輪機(jī)側(cè)控制系統(tǒng)盡量少動(dòng)或不動(dòng)，減少鍋爐對(duì)汽輪機(jī)動(dòng)作的相互影響，提高了穩(wěn)定性。動(dòng)，減少鍋爐對(duì)汽輪機(jī)動(dòng)作的相互影響，提高了穩(wěn)定性。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單

10、元機(jī)組協(xié)調(diào)控制以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的單向解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（一）以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的單向解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（一）_+BTPT_NE+ N0P0汽機(jī)控制器汽機(jī)控制器鍋爐鍋爐汽汽機(jī)機(jī)(a)鍋爐控制器鍋爐控制器PN0-NE單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的單向解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（二）以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的單向解耦協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（二）+PD(b)_+BTPT_NE+ N0P0汽機(jī)控制器汽機(jī)控制器鍋爐鍋爐汽汽機(jī)機(jī)鍋爐控制器鍋爐控制器PN0-NE單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制F(x)PI1/PIPIF(t)+-+-+-+-+-壓力定值機(jī)組指令PsULDBDTDTBfsf總?cè)剂狭縏FF機(jī)前壓力PT機(jī)組功率機(jī)爐控制對(duì)

11、象NWNBWPBWNTWPT單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制二、二、 直接平衡協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)直接平衡協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)理論分析與試驗(yàn)研究表明，汽機(jī)第一級(jí)壓力理論分析與試驗(yàn)研究表明，汽機(jī)第一級(jí)壓力P1與機(jī)前與機(jī)前壓力壓力PT的比值的比值P1/PT可較好地反映汽機(jī)調(diào)節(jié)汽門開度可較好地反映汽機(jī)調(diào)節(jié)汽門開度 。 P1/PT信號(hào)用于檢測(cè)調(diào)節(jié)汽門開度不僅具有響應(yīng)快的特點(diǎn)，而信號(hào)用于檢測(cè)調(diào)節(jié)汽門開度不僅具有響應(yīng)快的特點(diǎn)，而且可克服直接測(cè)量汽機(jī)閥位存在的死區(qū)和非線性。且可克服直接測(cè)量汽機(jī)閥位存在的死區(qū)和非線性。 P1/PTPs是一種構(gòu)造的能量平衡信號(hào)，代表汽機(jī)對(duì)鍋爐的能量需求。是一種構(gòu)造的能量平衡信號(hào)，代表汽機(jī)對(duì)鍋爐

12、的能量需求。在穩(wěn)定時(shí)，在穩(wěn)定時(shí)，恒定，恒定， PT=Ps ， P1/PTPs= P1，代表了汽機(jī)需代表了汽機(jī)需求的能量與進(jìn)入汽機(jī)的能量相等；求的能量與進(jìn)入汽機(jī)的能量相等；在動(dòng)態(tài)中，在動(dòng)態(tài)中， 0，PTP1，代表了汽機(jī)需代表了汽機(jī)需求的能量大于進(jìn)入汽機(jī)的能量；求的能量大于進(jìn)入汽機(jī)的能量； Ps， 則則P1/PTPs P1，代表了汽機(jī)代表了汽機(jī)需求的能量小于進(jìn)入汽機(jī)的能量。需求的能量小于進(jìn)入汽機(jī)的能量。 1. 直接能量信號(hào)直接能量信號(hào)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制當(dāng)外界負(fù)荷指令當(dāng)外界負(fù)荷指令N0增大時(shí)，增大時(shí)， P1/PTPs一般比負(fù)荷一般比負(fù)荷N0大，大，則這樣在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，可動(dòng)態(tài)地多增加一些

13、鍋爐的能量輸入，有則這樣在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，可動(dòng)態(tài)地多增加一些鍋爐的能量輸入，有利于及時(shí)補(bǔ)充被利用的鍋爐蓄能。利于及時(shí)補(bǔ)充被利用的鍋爐蓄能。 P1/PTPs信號(hào)的另一特點(diǎn)是不受鍋爐內(nèi)擾的影響。如鍋信號(hào)的另一特點(diǎn)是不受鍋爐內(nèi)擾的影響。如鍋爐內(nèi)擾使?fàn)t內(nèi)擾使PT上升，因上升，因未變，未變， P1相應(yīng)增大，因此相應(yīng)增大，因此P1/PT基本保持基本保持不變。不變。 故以故以P1/PTPs作為鍋爐側(cè)的直接能量輸入信號(hào)，定量地建作為鍋爐側(cè)的直接能量輸入信號(hào)，定量地建立了機(jī)爐之間的能量平衡供求關(guān)系，使機(jī)爐能夠協(xié)調(diào)動(dòng)作，滿立了機(jī)爐之間的能量平衡供求關(guān)系，使機(jī)爐能夠協(xié)調(diào)動(dòng)作，滿足電網(wǎng)的負(fù)荷需求。足電網(wǎng)的負(fù)荷需求。單元機(jī)

14、組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制機(jī)爐間的能量平衡，以機(jī)前壓力機(jī)爐間的能量平衡，以機(jī)前壓力Pt的穩(wěn)定為標(biāo)志。當(dāng)?shù)姆€(wěn)定為標(biāo)志。當(dāng)Pt維維持在定值持在定值Ps時(shí)，就意味著機(jī)爐間達(dá)到靜態(tài)平衡。間接能量平衡式時(shí)，就意味著機(jī)爐間達(dá)到靜態(tài)平衡。間接能量平衡式協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)方案中，鍋爐控制均串級(jí)壓力控制方式，主調(diào)節(jié)器協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)方案中，鍋爐控制均串級(jí)壓力控制方式，主調(diào)節(jié)器為具有積分作用的壓力控制器，副調(diào)節(jié)器為燃料調(diào)節(jié)器。為具有積分作用的壓力控制器，副調(diào)節(jié)器為燃料調(diào)節(jié)器。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制2. 直接能量平衡協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)直接能量平衡協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(DEB)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制11)11(bfst

15、stbtbttdPPePPcPdtPPdPPcPdtdPPPcPdt b/0d Pd t ttfPPPe10tP1) 靜態(tài)平衡靜態(tài)平衡進(jìn)入鍋爐控制器入口的能量偏差信號(hào)為：進(jìn)入鍋爐控制器入口的能量偏差信號(hào)為：在靜態(tài)工況下在靜態(tài)工況下，因此，因此 鍋爐控制器的積分作用總是消除調(diào)節(jié)器入口偏差，使鍋爐控制器的積分作用總是消除調(diào)節(jié)器入口偏差，使ef最終等最終等于零。由于于零。由于P1/Pt恒不等于零，這就必須使恒不等于零，這就必須使 可見，該系統(tǒng)中的燃料調(diào)節(jié)器具有保持機(jī)前壓力可見，該系統(tǒng)中的燃料調(diào)節(jié)器具有保持機(jī)前壓力Pt等于壓等于壓力給定值的能力，而無(wú)需另加壓力校正調(diào)節(jié)器。力給定值的能力，而無(wú)需另加壓力

16、校正調(diào)節(jié)器。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制b0,/0tstPPPdPdtb10fttdPPePcPdt2) 動(dòng)態(tài)過(guò)程動(dòng)態(tài)過(guò)程在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，汽包壓力的微分信號(hào)具有防止在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，汽包壓力的微分信號(hào)具有防止Pt過(guò)調(diào)，使過(guò)程過(guò)調(diào)，使過(guò)程穩(wěn)定的作用。例如，由于鍋爐內(nèi)擾作用使穩(wěn)定的作用。例如，由于鍋爐內(nèi)擾作用使Pt增高時(shí)增高時(shí)鍋爐調(diào)節(jié)器入口偏差信號(hào)鍋爐調(diào)節(jié)器入口偏差信號(hào)由于由于ef0，使燃料量減少，加速，使燃料量減少，加速Pt的回升。當(dāng)?shù)幕厣?。?dāng)Pt開始回升時(shí)，開始回升時(shí)， 提供了過(guò)程阻尼，使燃料量難以繼續(xù)增加，提供了過(guò)程阻尼，使燃料量難以繼續(xù)增加，防止防止Pt出現(xiàn)過(guò)調(diào)，有助于變負(fù)荷過(guò)程的穩(wěn)定。出

17、現(xiàn)過(guò)調(diào)，有助于變負(fù)荷過(guò)程的穩(wěn)定。 由此可見，這種取消主壓力調(diào)節(jié)器的由此可見，這種取消主壓力調(diào)節(jié)器的DEB系統(tǒng)不僅系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不僅系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有所簡(jiǎn)化，而且利用汽包壓力微分起到使控制過(guò)程更加平穩(wěn)的作有所簡(jiǎn)化，而且利用汽包壓力微分起到使控制過(guò)程更加平穩(wěn)的作用。汽機(jī)能量需求信號(hào)直接作為鍋爐指令，與熱量反饋信號(hào)構(gòu)成用。汽機(jī)能量需求信號(hào)直接作為鍋爐指令，與熱量反饋信號(hào)構(gòu)成燃料控制信號(hào)，可以更為直接、快速地實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐之間的動(dòng)靜態(tài)燃料控制信號(hào)，可以更為直接、快速地實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐之間的動(dòng)靜態(tài)能量平衡。能量平衡。 b/0dPdt 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制DEB協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

18、（1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。DEB的獨(dú)特設(shè)計(jì)，將鍋爐、汽輪機(jī)相互影響的獨(dú)特設(shè)計(jì)，將鍋爐、汽輪機(jī)相互影響的、復(fù)雜的、多變量的的、復(fù)雜的、多變量的CCS系統(tǒng)，由單向解耦轉(zhuǎn)化為單變量系系統(tǒng)，由單向解耦轉(zhuǎn)化為單變量系統(tǒng)。系統(tǒng)無(wú)需機(jī)前壓力閉環(huán)校正，結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單。統(tǒng)。系統(tǒng)無(wú)需機(jī)前壓力閉環(huán)校正，結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單。（2）負(fù)荷響應(yīng)快。對(duì)燃煤汽包鍋爐機(jī)組，不論正常運(yùn)行或加）負(fù)荷響應(yīng)快。對(duì)燃煤汽包鍋爐機(jī)組，不論正常運(yùn)行或加/減減負(fù)荷，負(fù)荷，DEB系統(tǒng)均有滿意的調(diào)節(jié)品質(zhì)。系統(tǒng)均有滿意的調(diào)節(jié)品質(zhì)。（3）調(diào)試整定方便。整定參數(shù)范圍寬，維護(hù)簡(jiǎn)單。）調(diào)試整定方便。整定參數(shù)范圍寬，維護(hù)簡(jiǎn)單。（4）應(yīng)用范圍廣。）應(yīng)用范圍廣。DEB系

19、統(tǒng)采用來(lái)自汽輪機(jī)調(diào)門動(dòng)作結(jié)果的蒸系統(tǒng)采用來(lái)自汽輪機(jī)調(diào)門動(dòng)作結(jié)果的蒸汽參數(shù)測(cè)量的能量信號(hào)，匹配機(jī)、爐平衡，適合與各種汽參數(shù)測(cè)量的能量信號(hào)，匹配機(jī)、爐平衡，適合與各種DEH的的接口，并適用于機(jī)組的定壓運(yùn)行、滑壓運(yùn)行，帶中間負(fù)荷運(yùn)行接口，并適用于機(jī)組的定壓運(yùn)行、滑壓運(yùn)行，帶中間負(fù)荷運(yùn)行或帶基本負(fù)荷運(yùn)行。或帶基本負(fù)荷運(yùn)行。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制3 協(xié)調(diào)控制的工程實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制的工程實(shí)現(xiàn)一、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的功能一、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的功能 工程上機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)主要完成以下功能：工程上機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)主要完成以下功能：（1）接收中調(diào)來(lái)的負(fù)荷指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)電控（）接收中調(diào)來(lái)的負(fù)荷指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

20、發(fā)電控（AGC）；）；（2）在滿足電網(wǎng)負(fù)荷變化要求的同時(shí)，能夠保證單元機(jī)組本身）在滿足電網(wǎng)負(fù)荷變化要求的同時(shí)，能夠保證單元機(jī)組本身運(yùn)行的穩(wěn)定；運(yùn)行的穩(wěn)定；（3）能夠根據(jù)機(jī)組狀況采取相應(yīng)運(yùn)行方式，并具有處理意外事）能夠根據(jù)機(jī)組狀況采取相應(yīng)運(yùn)行方式，并具有處理意外事件的能力（可測(cè)的與非可測(cè)的）；件的能力（可測(cè)的與非可測(cè)的）； （4）方便、簡(jiǎn)潔的運(yùn)行人員接口。）方便、簡(jiǎn)潔的運(yùn)行人員接口。 機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)一般由協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)及與協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)相機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)一般由協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)及與協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)相關(guān)的鍋爐汽機(jī)控制子系統(tǒng)組成關(guān)的鍋爐汽機(jī)控制子系統(tǒng)組成 。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制協(xié)調(diào)

21、的功能一般有以下幾個(gè)方面：對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制協(xié)調(diào)的功能一般有以下幾個(gè)方面：（1）建立電網(wǎng)調(diào)度中心與機(jī)組鍋爐控制和汽機(jī)控制系統(tǒng)之間的）建立電網(wǎng)調(diào)度中心與機(jī)組鍋爐控制和汽機(jī)控制系統(tǒng)之間的通信聯(lián)系。實(shí)施機(jī)組負(fù)荷控制，參與電網(wǎng)調(diào)頻。通信聯(lián)系。實(shí)施機(jī)組負(fù)荷控制，參與電網(wǎng)調(diào)頻。（2）在異常情況下，對(duì)黨員機(jī)組及其鍋爐和汽機(jī)負(fù)荷需求指令）在異常情況下，對(duì)黨員機(jī)組及其鍋爐和汽機(jī)負(fù)荷需求指令進(jìn)行限制。進(jìn)行限制。（3）改善機(jī)組對(duì)外界負(fù)荷擾動(dòng)的響應(yīng)能力，及時(shí)克服各種擾動(dòng)）改善機(jī)組對(duì)外界負(fù)荷擾動(dòng)的響應(yīng)能力，及時(shí)克服各種擾動(dòng)影響，提高機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)能力。影響，提高機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)能力。（4）是機(jī)組具有較高的運(yùn)行

22、效率。）是機(jī)組具有較高的運(yùn)行效率。（5）減小鍋爐和汽機(jī)的熱應(yīng)力。）減小鍋爐和汽機(jī)的熱應(yīng)力。（6）減輕運(yùn)行人員的流動(dòng)強(qiáng)度，確保機(jī)組的安全運(yùn)行）減輕運(yùn)行人員的流動(dòng)強(qiáng)度，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制監(jiān)控管理機(jī)組指令A(yù)DS/MAN滑壓/定壓選擇機(jī)前壓力設(shè)定控制系統(tǒng)方式選擇上下限設(shè)定負(fù)荷變化率設(shè)定RU/RD/RB確認(rèn)重要參數(shù)顯示運(yùn)行方式顯示系統(tǒng)報(bào)警顯示機(jī)組指令處理機(jī)爐主控運(yùn)行方式切換與跟蹤（、鍋爐子系統(tǒng) 燃燒 、）給水 汽溫等 （汽輪機(jī)子系統(tǒng) DEH）或液壓調(diào)節(jié) 、主 輔機(jī)狀態(tài)機(jī)組起/停方式MFTRB實(shí)發(fā)功率機(jī)前壓力電網(wǎng)頻率鍋爐子系統(tǒng)狀態(tài)汽輪機(jī)子系統(tǒng)狀態(tài)目標(biāo)指令實(shí)際指令鍋爐指令汽

23、機(jī)指令協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制一般協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)主要由兩部分組成：一般協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)主要由兩部分組成：第一部分為機(jī)組指令處理回路，用以協(xié)調(diào)機(jī)組能力與電網(wǎng)需求第一部分為機(jī)組指令處理回路，用以協(xié)調(diào)機(jī)組能力與電網(wǎng)需求的平衡，根據(jù)的平衡，根據(jù)AGC指令或本機(jī)的運(yùn)行人員指令（目標(biāo)指令），指令或本機(jī)的運(yùn)行人員指令（目標(biāo)指令），經(jīng)運(yùn)算處理，給出在幅值大小和變化率均為機(jī)組可能接受的實(shí)經(jīng)運(yùn)算處理，給出在幅值大小和變化率均為機(jī)組可能接受的實(shí)際機(jī)組功率指令際機(jī)組功率指令ULD（Unit Load Demand）。）。第二部分為機(jī)爐主控系統(tǒng)或機(jī)爐主控制器，根據(jù)機(jī)組功率指令第二部分

24、為機(jī)爐主控系統(tǒng)或機(jī)爐主控制器，根據(jù)機(jī)組功率指令ULD、機(jī)組的運(yùn)行工況、運(yùn)行方式以及機(jī)、爐不同的動(dòng)態(tài)特性，、機(jī)組的運(yùn)行工況、運(yùn)行方式以及機(jī)、爐不同的動(dòng)態(tài)特性，協(xié)調(diào)鍋爐與汽輪機(jī)間的能量平衡，提供機(jī)組級(jí)的輸出功率與機(jī)協(xié)調(diào)鍋爐與汽輪機(jī)間的能量平衡，提供機(jī)組級(jí)的輸出功率與機(jī)前壓力聯(lián)合控制，從而使機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)性與運(yùn)行穩(wěn)定性兼優(yōu)。前壓力聯(lián)合控制，從而使機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)性與運(yùn)行穩(wěn)定性兼優(yōu)。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制報(bào)警區(qū)域報(bào)警區(qū)域ADSMBDBDBIBIRDRDRURURBRBHOLDRU/RD允許允許FREQ功率功率MASPSPPVPV壓力壓力MASPSPPVPVMBFTFCCSDEHDEH LOC單

25、元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)主主控控系系統(tǒng)統(tǒng)工工程程實(shí)實(shí)例例一一單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制（一）（一） 負(fù)荷指令處理回路負(fù)荷指令處理回路單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制1 負(fù)荷主站負(fù)荷主站(UM) 負(fù)荷主站是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中位于最高一級(jí)的人負(fù)荷主站是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中位于最高一級(jí)的人機(jī)接口，機(jī)接口，它有三種工況，即機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷它有三種工況，即機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷()自動(dòng)設(shè)定、機(jī)組值班員手動(dòng)設(shè)定自動(dòng)設(shè)定、機(jī)組值班員手動(dòng)設(shè)定和跟蹤。和跟蹤。2 頻差校正頻差校正 在機(jī)、爐主控制器中，機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)是以機(jī)組實(shí)發(fā)電功率在機(jī)、爐主控制器中，機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)是以機(jī)組實(shí)發(fā)電功率Ne為反饋信號(hào)，即穩(wěn)態(tài)時(shí)為反饋信號(hào)，

26、即穩(wěn)態(tài)時(shí)Ne= N0 (實(shí)際負(fù)荷指令實(shí)際負(fù)荷指令)。因此，電網(wǎng)頻率。因此，電網(wǎng)頻率變化時(shí)，機(jī)組一次調(diào)頻能力使機(jī)組負(fù)荷變化變化時(shí)，機(jī)組一次調(diào)頻能力使機(jī)組負(fù)荷變化Ne ；然而機(jī)組負(fù)荷；然而機(jī)組負(fù)荷指令指令N0未變，負(fù)荷控制結(jié)果使未變，負(fù)荷控制結(jié)果使Ne反向變化而消除反向變化而消除Ne，即破壞了，即破壞了機(jī)組的一次調(diào)頻作用。為保持機(jī)組一次調(diào)頻作用，應(yīng)在實(shí)際負(fù)荷機(jī)組的一次調(diào)頻作用。為保持機(jī)組一次調(diào)頻作用，應(yīng)在實(shí)際負(fù)荷指令指令N0中加入由電網(wǎng)頻率變化產(chǎn)生的中加入由電網(wǎng)頻率變化產(chǎn)生的Ne，這樣在實(shí)發(fā)電功率，這樣在實(shí)發(fā)電功率Ne變化變化Ne時(shí)其給定值時(shí)其給定值N0也相應(yīng)變化也相應(yīng)變化 N0 ，且方向相同，負(fù)

27、荷控制，且方向相同，負(fù)荷控制器輸入信號(hào)不變。這就是設(shè)置頻差校正回路的原因。器輸入信號(hào)不變。這就是設(shè)置頻差校正回路的原因。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制3 實(shí)際負(fù)荷指令限制實(shí)際負(fù)荷指令限制 由常數(shù)塊設(shè)定的負(fù)荷指令上限由常數(shù)塊設(shè)定的負(fù)荷指令上限Nmax、下限、下限Nmin分別通過(guò)分別通過(guò)切換開關(guān)切換開關(guān)T1、T2加至小選和大選輸入端，這樣使實(shí)際負(fù)荷加至小選和大選輸入端，這樣使實(shí)際負(fù)荷指令只能在指令只能在Nmin、Nmax間變化。對(duì)實(shí)際負(fù)荷指令的幅值間變化。對(duì)實(shí)際負(fù)荷指令的幅值及變化速度加了限制，目的是保證機(jī)組的安全運(yùn)行。及變化速度加了限制，目的是保證機(jī)組的安全運(yùn)行。 負(fù)荷指令的閉鎖增負(fù)荷指令的

28、閉鎖增/閉鎖減（閉鎖減（BI/BD） 機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，一些不明原因可能造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)工機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，一些不明原因可能造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作到極限狀態(tài)，為防止事故的發(fā)生，必須對(duì)負(fù)荷指令進(jìn)行作到極限狀態(tài)，為防止事故的發(fā)生，必須對(duì)負(fù)荷指令進(jìn)行方向閉鎖。方向閉鎖。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制5 負(fù)荷指令的迫降負(fù)荷指令的迫降/迫升迫升(RD/RU) 如果在系統(tǒng)發(fā)生閉鎖增或閉鎖減的過(guò)程中，同時(shí)出現(xiàn)某些重如果在系統(tǒng)發(fā)生閉鎖增或閉鎖減的過(guò)程中，同時(shí)出現(xiàn)某些重要參數(shù)偏差大并超過(guò)設(shè)定的限值，為保證機(jī)組的安全運(yùn)行，還必要參數(shù)偏差大并超過(guò)設(shè)定的限值，為保證機(jī)組的安全運(yùn)行，還必須將機(jī)組的負(fù)荷迫降或迫升到與其

29、自身允許出力相適應(yīng)的水平上須將機(jī)組的負(fù)荷迫降或迫升到與其自身允許出力相適應(yīng)的水平上運(yùn)行。運(yùn)行。6 負(fù)荷指令保持負(fù)荷指令保持(Hold) 正常情況下，機(jī)組值班員隨時(shí)按正常情況下，機(jī)組值班員隨時(shí)按“保持保持”(Hold)鍵，實(shí)際負(fù)鍵，實(shí)際負(fù)荷指令值同時(shí)成為的上限限值和下限限值，因此實(shí)際負(fù)荷指令被荷指令值同時(shí)成為的上限限值和下限限值，因此實(shí)際負(fù)荷指令被閉鎖在當(dāng)前值。閉鎖在當(dāng)前值。 在同時(shí)發(fā)生閉鎖減和閉鎖增時(shí)，上述動(dòng)作一樣出現(xiàn)，因而負(fù)在同時(shí)發(fā)生閉鎖減和閉鎖增時(shí)，上述動(dòng)作一樣出現(xiàn)，因而負(fù)荷指令也將保持。荷指令也將保持。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制（二）負(fù)荷指令處理邏輯（二）負(fù)荷指令處理邏輯1 UM

30、切至手動(dòng)工況切至手動(dòng)工況:(1)中調(diào)指令與目標(biāo)負(fù)荷偏差大；中調(diào)指令與目標(biāo)負(fù)荷偏差大；(2)風(fēng)量控制在手動(dòng)風(fēng)量控制在手動(dòng)(FDF In Manual)；(3)鍋爐主站在手動(dòng)鍋爐主站在手動(dòng)(BM In Manual)；(4)汽機(jī)主站在手動(dòng)汽機(jī)主站在手動(dòng)(TM In Manual)。單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制2 負(fù)荷指令閉鎖增負(fù)荷指令閉鎖增(1)負(fù)荷指令達(dá)上限；負(fù)荷指令達(dá)上限；(2)汽機(jī)主站閉鎖增；汽機(jī)主站閉鎖增；(3)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速指令達(dá)上限；給煤機(jī)轉(zhuǎn)速指令達(dá)上限；(4)送風(fēng)機(jī)位置指令達(dá)上限；送風(fēng)機(jī)位置指令達(dá)上限；(5)引風(fēng)機(jī)位置指令達(dá)上限；引風(fēng)機(jī)位置指令達(dá)上限；(6)汽動(dòng)泵轉(zhuǎn)速指令達(dá)上限。汽動(dòng)

31、泵轉(zhuǎn)速指令達(dá)上限。 負(fù)荷指令閉鎖減負(fù)荷指令閉鎖減（1）負(fù)荷指令達(dá)下限；）負(fù)荷指令達(dá)下限；（2）汽機(jī)主站閉鎖減；）汽機(jī)主站閉鎖減；（3）給煤機(jī)轉(zhuǎn)速指令達(dá)下限；）給煤機(jī)轉(zhuǎn)速指令達(dá)下限；（4）送風(fēng)機(jī)位置指令達(dá)下限；）送風(fēng)機(jī)位置指令達(dá)下限； （5）汽動(dòng)泵轉(zhuǎn)速指令達(dá)下限。）汽動(dòng)泵轉(zhuǎn)速指令達(dá)下限。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制4 負(fù)荷指令的迫降負(fù)荷指令的迫降 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制 下圖是由運(yùn)行人員選擇確認(rèn)的一些狀態(tài)，它包括下圖是由運(yùn)行人員選擇確認(rèn)的一些狀態(tài)，它包括RD/RU功能投入，頻差控制投入及投入保持狀態(tài)等。功能投入，頻差控制投入及投入保持狀態(tài)等。 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制（三

32、）機(jī)爐主控制器（三）機(jī)爐主控制器單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制機(jī)爐協(xié)調(diào)控制機(jī)爐協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制1 鍋爐主站鍋爐主站BM、汽機(jī)主站、汽機(jī)主站TM管理邏輯管理邏輯 （四）機(jī)爐主控切換邏輯（四）機(jī)爐主控切換邏輯單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制2 協(xié)調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行方式切換邏輯協(xié)調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行方式切換邏輯 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制P+IMW demandP+IAgovernorMSPMWCoordinationcontrolP+IMW demandMW TrackingP+IgovernorMSPMWTurbine followP+IMW dem

33、andP+IgovernorMSPMWBoilerfollowHand modeBoiler masterhandBoiler masterautoTurbine masterhandTurbine masterautoTurbine master handTurbine master autoBoiler masterhandBoiler masterauto+-+(BID-MWD tie back)+-+-P+IMW demandMW trackingP+IgovernorMSPMW+-+MW Tracking-+AMAMAMM單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制3 汽機(jī)指令與汽機(jī)指令與DEH

34、的接口，汽機(jī)位置指令的閉鎖的接口，汽機(jī)位置指令的閉鎖 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制4 汽機(jī)實(shí)際指令汽機(jī)實(shí)際指令的方向閉鎖的方向閉鎖 邏輯邏輯單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制5 滑壓運(yùn)行方式滑壓運(yùn)行方式滑壓運(yùn)行方式的特點(diǎn)滑壓運(yùn)行方式的特點(diǎn)1）減少汽機(jī)調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失）減少汽機(jī)調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失通常，滑壓運(yùn)行下汽機(jī)幾組調(diào)節(jié)閥通常，滑壓運(yùn)行下汽機(jī)幾組調(diào)節(jié)閥(噴嘴噴嘴)全開，與定壓方式相比節(jié)流損失要小。全開，與定壓方式相比節(jié)流損失要小。2）汽機(jī)可獲得較高的內(nèi)效率）汽機(jī)可獲得較高的內(nèi)效率滑壓運(yùn)行時(shí)主蒸汽的重量流量和壓力與機(jī)組功率基本上成正比，主汽溫度并不隨滑壓運(yùn)行時(shí)主蒸汽的重量流量和壓力與機(jī)組功率基本

35、上成正比，主汽溫度并不隨功率變化，故主汽體積流量基本不變。這樣，汽機(jī)各級(jí)速比、壓力、焓降和溫度功率變化，故主汽體積流量基本不變。這樣，汽機(jī)各級(jí)速比、壓力、焓降和溫度變化較小，各級(jí)相對(duì)內(nèi)效率基本不變，即在設(shè)計(jì)條件下運(yùn)行。變化較小，各級(jí)相對(duì)內(nèi)效率基本不變，即在設(shè)計(jì)條件下運(yùn)行。3）改善機(jī)組部件的熱應(yīng)力和熱變形）改善機(jī)組部件的熱應(yīng)力和熱變形滑壓運(yùn)行時(shí)主蒸汽溫度不變，汽機(jī)各部件熱應(yīng)力和熱變形比定壓運(yùn)行時(shí)小得多?；瑝哼\(yùn)行時(shí)主蒸汽溫度不變，汽機(jī)各部件熱應(yīng)力和熱變形比定壓運(yùn)行時(shí)小得多。對(duì)中間再熱機(jī)組，滑壓運(yùn)行時(shí)蒸汽壓力隨負(fù)荷降低而減小，蒸汽比熱減小，再熱對(duì)中間再熱機(jī)組，滑壓運(yùn)行時(shí)蒸汽壓力隨負(fù)荷降低而減小，蒸汽比熱減小，再熱汽溫容易達(dá)到額定值，這使中、低壓缸運(yùn)行條件得以改善。汽溫容易達(dá)到額定值，這使中、低壓缸運(yùn)行條件得以改善。4）減小給水泵的