单元机组协调控制系统

TD
－
+
+
1/δn
μT GT(s)
+ n0
－ nT
BD
μB
锅炉控制系统
GNT(s) GPT(s) GNB(s) GPB(s)
+ PE
+
+
+
pT
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
_
单元机组协调控制系统
TD BD
pT PE
TD
t BD
ΔμB t pT
t PE
ΔμT t
t ΔpT
t
t
t
（a）
（b）
图13－5 汽轮机采用功频单电元液机控组制协系调统控时制广系义统被控对象动态特性
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。
• 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。
单元机组协调控制系统
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。
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。
单元机组协调控制系统
对机组实际负荷指令的处理方法有四种：负荷 返回（Run Back ，RB）；快速负荷切断 (Fast Cut Back，FCB，快速甩负荷)；负荷闭 锁增/减(Block Increase/ Block Decrease， BI/BD) 和负荷迫升/迫降 (Run Up/ Run Down， 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。
进 汽 量
制 系 统
单
元 机
锅炉
汽轮机、发电机
组
图单1元3－机1 单组元协机调组控协制调系控制统系统的组成
三、机组负荷控制系统被控对象动态特性
单元机组
TD
汽轮机控制系统 μT
GNT(s)
+ PE
+
GPT(s)
BD
μB
锅炉控制系统
GNB(s) GPB(s)
+
pT +
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
单元机组协调控制系统
第一节 概述
单元机组协调控制系统
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。
单元机组协调控制系统
1. 单元机组的动态特性
μT
μT
t
μB
μB
ΔμB
t
pT
pT
t
PE
PE
ΔμT t
t ΔpT
t
（a）
t
t
单元图机13－组3协单调元控机制组被系控统对象动态特性
（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。
单元机组协调控制系统
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，负荷返回回路具有两个主要功能：计算 机组的最大可能出力值；规定机组的负荷返回速 率。
单元机组协调控制系统
二、 单元机组协调控制系Fra Baidu bibliotek基本组成
ADS指令
电网频率
值班员指令
外部负荷指令
协
调
控
制 级
主蒸汽压力给定值po
主蒸汽压力pT
负荷指令处理回路
负
荷
实际负荷指令P0
机组输出电功率PE
控 制 系
机炉主控制器
统
锅炉指令BD
汽轮机指令TD
基
础
锅炉控制系统
汽轮机控制系统
子
控
控
制
级
燃空 给
料气 水
单元机组协调控制系统
一、正常工况下负荷指令处理
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
单元机组协调控制系统
（1）最大可能出力值的计算 当锅炉和汽轮发电机组运行正常时，机组的最
大可能出力值与主要辅机的切投状况直接有关， 主要辅机跳闸或切除，最大可能出力值就会减小。 因此机组的最大可能出力由投入运行的主要辅机 的台数确定。应随时计算最大可能出力值，并将 它作为机组实际负荷指令的上限。
机组的主要辅机设备有风机（送、引风机）、 给水泵（电动、汽动给水泵）、锅炉循环水泵， 空气预热器以及汽轮机或电气侧设备等。因此， 负荷返回RB的主要类型包括送风机RB、引风机 RB、一次风机RB、给水泵RB、磨煤机RB等。
单元机组协调控制系统
就地指令 A
中调指令 ADS
T 1
变化率限制值
速率限制 回路
电网频率
f
－ ＋
Δ
Δf
f0频率给定值 a
f(x)
最小负荷Pmin A
最大负荷Pmax A
＋ ＋
∑1
Ps
＞
0% T2
＜ P0实际负荷指令
变化率限制值
输
MW/min
A
入
－k
Y 输出＞输
N T3
入1
输出等于输
Y
入1
Δf
0
T4
Δ ∫
输 出 速率限制回路原理图
（b）
（a）
图13－6 单正元常机工况组下协负调荷控指制令系处理统原则性方案
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。