第三章單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述《火電機組負荷控制系統(tǒng)設計與實現》單元機組協(xié)調控制單元機組協(xié)調控制：

CoordinatedControlSystem

forPowerGenerationUnit

(Boiler-turbineControl)

(Boiler-turbineUnitControl)單元機組協(xié)調控制兩個問題：

①為什么要進行協(xié)調控制？

②如何進行協(xié)調控制？從工藝流程的角度看單元機組協(xié)調控制單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)中調指令頻差信號操作員指令PT鍋爐控制燃燒控制汽包水位控制蒸汽溫度控制汽機控制負荷/轉速控制旁路控制～MW燃料風量化學能熱能機械能電能鍋爐指令汽機指令從控制系統(tǒng)的角度看單元機組協(xié)調控制協(xié)調控制系統(tǒng)鍋爐指令汽機指令燃料主控燃料量控制送風控制引風控制磨煤機控制風溫控制風壓控制煤量控制主汽溫控制再熱汽溫控制燃燒控制汽溫控制單沖量控制三沖量控制汽包水位除氧器控制給水控制DEH負荷轉速控制旁路控制汽機控制中調指令頻差信號操作員指令單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述

①從電網的角度看，協(xié)調控制系統(tǒng)是聯(lián)結發(fā)電機組與電網的紐帶，是自動發(fā)電控制AGC在發(fā)電側的執(zhí)行者，是電網綜合自動化的基礎。(AGC:AutomaticGenerationControl)一、單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)的地位和作用協(xié)調控制系統(tǒng)是聯(lián)結發(fā)電機組與電網的紐帶單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)中調指令頻差信號操作員指令PT鍋爐控制燃燒控制汽包水位控制蒸汽溫度控制汽機控制負荷/轉速控制旁路控制～MW燃料風量化學能熱能機械能電能鍋爐指令汽機指令接受來自AGC系統(tǒng)的調度指令，該指令是中調根據電網的需求，分配給本機組的發(fā)電負荷量。單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述一、單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)的地位和作用

②從單元機組的角度看，協(xié)調控制系統(tǒng)是發(fā)電機組運行過程中能量供需矛盾的協(xié)調者，用以克服鍋爐—汽輪機間存在的動態(tài)特性差異，使鍋爐-汽輪機系統(tǒng)成為一個有機的整體。機爐間的動態(tài)特性差異主要體現在響應過程的慣性和遲延上協(xié)調控制系統(tǒng)是能量供需矛盾的協(xié)調者單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)中調指令頻差信號操作員指令PT鍋爐控制燃燒控制汽包水位控制蒸汽溫度控制汽機控制負荷/轉速控制旁路控制～MW燃料風量化學能熱能機械能電能鍋爐指令汽機指令根據能量供需情況，針對鍋爐—汽輪機之間顯著的動態(tài)特性差異，適當地給出驅動鍋爐運行的鍋爐指令和驅動汽輪機運行的汽機指令。單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述一、單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)的地位和作用

③從局部控制回路的角度看，協(xié)調控制系統(tǒng)是確保機組整體性能的指揮者，能夠從全局的高度審視機組的運行狀況，指導燃燒控制、汽溫控制、給水控制等子系統(tǒng)以更恰當的方式參與工作。協(xié)調控制系統(tǒng)鍋爐指令汽機指令燃料主控燃料量控制送風控制引風控制磨煤機控制風溫控制風壓控制煤量控制主汽溫控制再熱汽溫控制燃燒控制汽溫控制單沖量控制三沖量控制汽包水位除氧器控制給水控制DEH負荷轉速控制旁路控制汽機控制中調指令頻差信號操作員指令協(xié)調控制系統(tǒng)是確保機組整體性能的指揮者各系統(tǒng)協(xié)同工作的指揮者使機組快速響應電網負荷需求的變化，滿足電網對電能質量的要求；平衡機組輸入/輸出間的能量供需關系，維持主要運行參數的穩(wěn)定；調動機組內部各子系統(tǒng)協(xié)同工作，使機組保持良好的運行狀態(tài)。綜上所述，協(xié)調控制系統(tǒng)主要承擔三方面任務單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述問題解答①為什么要進行協(xié)調控制？

答：A

鍋爐-汽輪機單元是一個整體；

B

機爐動態(tài)特性存在顯著差異；

C

電網對電能需求時刻發(fā)生變化。二、協(xié)調控制系統(tǒng)的組成單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述負荷指令管理中心機爐協(xié)調控制系統(tǒng)實際負荷指令Nsp汽機指令鍋爐指令操作員指令中調指令頻差信號考慮對機組輸出功率要求和機組實際可能出力兩方面的因素，從二者中取小值。同時又要考慮到負荷變化速率和幅值的限制，最終形成實際負荷指令Nsp

(實際輸出功率給定值)。單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述為什么會出現“頻差”①電網上總的供電功率大于總的用電負荷時，電網頻率高（>50Hz），此時，機組應關小主蒸汽調節(jié)閥，減少汽輪機進汽量，降低機組發(fā)電功率，緩解電網供需矛盾。②電網上總的供電功率小于總的用電負荷時，電網頻率低（<50Hz），此時，機組應開大主蒸汽調節(jié)閥，增加汽輪機進汽量，提高機組發(fā)電功率，緩解電網供需矛盾。可見，“頻差”是由于電能供需不平衡引起的。單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述為保證電網頻率穩(wěn)定，協(xié)調控制系統(tǒng)通常要引入頻差信號，通過改變機組的功率輸出，緩解電網中電能的供需矛盾。引入“頻差信號”可以提高機組的一次調頻能力。為什么要引入“頻差信號”？單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述并網運行的火力發(fā)電機組在電網頻率變化時，其自身的電液調速系統(tǒng)會使機組自動改變一部分負荷，以減小電網頻率的波動。一次調頻二、協(xié)調控制系統(tǒng)的組成單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述負荷指令管理中心機爐協(xié)調控制系統(tǒng)實際負荷指令Nsp汽機指令鍋爐指令操作員指令中調指令頻差信號機爐協(xié)調控制系統(tǒng)接收實際負荷指令Nsp，按協(xié)調控制算法進行運算，產生鍋爐負荷指令μB（燃燒率指令）和汽機負荷指令μT(主蒸汽閥門開度)，送到鍋爐和汽機局部控制回路執(zhí)行。單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述三、對協(xié)調控制系統(tǒng)的基本要求

①

機組并網運行時，應使機組滿足電網對機組負荷的需求，并具有較高的負荷適應能力。同時，機組本身的運行參數必須保持在允許的范圍內。單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述三、對協(xié)調控制系統(tǒng)的基本要求

②當主機或主要輔機故障時，應自動采取相應的措施，把故障限制在最小的范圍之內，在保證設備安全的前提下，不致使機組全停。負荷變更時，變更幅度和速度必須限制在安全允許的范圍內。單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述三、對協(xié)調控制系統(tǒng)的基本要求

③能滿足機組定壓和滑壓等不同運行方式的需要。④系統(tǒng)要便于運行人員的干預，如進行運行方式的切換，進行手動操作等。單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述四、單元機組的運行方式

①

定壓運行。定壓運行方式的基本特征是機組負荷在任何穩(wěn)定工況下，均保持主蒸汽壓力為額定值（不變）。NPTμTPTμT壓力穩(wěn)定性好運行人員操作簡單特點單元機組協(xié)調控制系統(tǒng)概述四、單元機組的運行方式

②

滑壓運行。單元機組在滑壓運行方式下，保持主汽門和調節(jié)汽門全開。通過調節(jié)鍋爐的燃料、風量、給水等，改變鍋爐的蒸發(fā)量，使進入汽輪機蒸汽量改變，從而適應外界負荷的需求。NPTμTPTμT降低汽輪機進汽截流損失運行人員操作復雜特點低負荷