直接能量平衡控制策略
DEB直接能量平衡控制策略与应用
关键 词 ： 协 调 控 制 ；直接 能量 平 衡 ；控 制 策略
中图分 类号 ： Ｔ Ｋ ３ ２ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ２ ０ ９ ５ — ０ ８ ０ ２ 一 （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ２ ５ － ０ ２
ＤＥＢ Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｂａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ Ｓｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ａ ｎｄ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ， ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｔ ｓ ｏ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｌ ｙ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ Ｂａ ｌ ａ ｎｃ ｅ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄｉ ｎａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｈａ ｓ ｂｅ ｅｎ ｗｉ ｄｅ ｌ ｙ ｕｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｐ ｌ ａ ｎｔ ａ ｕｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ．Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ
功率指令前馈控制系统。回路中对功率指令进行了多级 补偿和校正 ，使 汽机在快 速相应负荷变 化的 同时 ，还担 负 了稳定压力 的功能 。动态过程 中 ，当系统经过一 系列 的 调 整之 后 ，机 组 实 发 功 率 Ｎ Ｅ一功 率 设 定 值 Ｎ ｏ ０ 时 ，系 统就 由汽 机调 功率 转成 了汽机 调压 力 。 １ 直 接 能 量 平 衡 的协 调 控 制 系统 （ Ｃ Ｃ Ｓ ） 在 汽机 主控 回路 中 ，系统 通 过压 力 拉 回 回路 和 功 率 指令 惯性 环 节 的设计 消 除 了汽 机对 外 界负 荷快 速 响 由于 机 跟踪 和炉 跟 踪 负 荷控 制 方 式 各 有 优 缺 点 ， ） 在 机 组 降负 荷 过 程 中 ， 炉 跟机 方式 适应 负 荷快 ，但 机 前压 力 波动 大 ，不 利 于 应 给 锅 炉 才 造 成 的 影 响 。ａ 机 组 的稳 定 运 行 ；机 跟 炉 方 式 能 较 好 地 稳 定 机 前 压 由于 汽机 调 门下关 往往 会 导致 机 前压 力 升高 ，当机 前 力 ，然 而其 负 荷 响应 速度 过慢 ，两 者 均不 能 圆满 地 完 压 力偏 高较 多 时 ，应 限制 调 门下 关 ，甚 至让 调 门开 一 ） 在 这 个 回路 中 ，汽 机 侧 除 成 单元 机组 负 荷控 制任 务 。于 是 出现 了以前 馈 一反 馈 些 ，以维 持 机 前 压 力 ；ｂ 复 合 控 制 为基 础 的单 元 机 组 协 调控 制 Ⅲ 。协 调 控 制 综 了控制功率偏差外 ，还适 当地考虑对压力的调整 ，有 合 了机跟炉和炉跟机负荷控制系统的优点 ，克服了各 利 于 机前 压力 的稳定 。同 时为 了不 明显 地影 响机 组负 荷 的升降速度 ，压力偏差的权系数随机组负荷 的升降 过 程 来调 整 ，当机组 的实发 功 率与 目标 负荷 相 差 较大 收稿 日期 ：２ ０ １ ３ ～ ０ ８ — ２ ３ 时 ，压力偏差 的权系数越小 ， 使功率的升降速度不受 作者 简介 ：侯 晓强，１ ９ ７ ８年生，男， 山西长治入 ，２ ０ ０ ３年毕业于 影响，而当实发功率接近 目标负荷 时，增加压力偏差 太原理工大学计算机科 学与技术专业 ，工程师。
MW机组协调控制实例
控制设备升级
1 2
硬件升级
升级控制系统的硬件设备，提高设备处理能力和 可靠性。
软件升级
更新控制系统的软件版本，增强软件功能和安全 性。
3
通信网络升级
优化通信网络结构，提高数据传输速度和稳定性 。
06
结论与展望
结论
本文通过对MW机组协调 控制系统的研究，实现了 对多台机组的协调控制， 提高了机组的整体运行效 率和稳定性。
顺序控制策略
总结词
顺序控制策略是一种基于预定顺序的协调控 制策略，按照预定的顺序依次控制机组的启 停和出力。
详细描述
该策略根据电力系统的需求和机组的实际情 况，制定一个机组的启停和出力的预定顺序 。当电力系统的负荷发生变化时，按照预定 顺序依次控制机组的启停和出力，以满足电 力系统的需求。通过合理的顺序控制，可以
控制效果
该机组在协调控制模式下，能够快 速响应负荷变化，保持机组运行稳 定，同时具有较高的经济性和环保 性能。
某电厂2PLC）和工业控制计算机相结合 的方式，实现对机组的分散控制
。
协调控制策略
采用基于负荷指令的前馈-反馈 控制算法，通过预测未来负荷变 化趋势，提前调整机组参数，提
棒性，以适应不同工况和机组类型。
此外，可以考虑引入人工智能、机器学习等技术，实现更加智
03
能化的协调控制，提高机组的运行效率和稳定性。
谢谢您的聆听
THANKS
实现机组的协调运行和负荷的合理分配。
04
MW机组协调控制实例分析
某电厂100MW机组协调控制
控制系统结构
该机组采用分散控制系统（DCS ），实现对锅炉、汽机和辅助系
统的集中控制。
协调控制策略
AECS-2000在机组AGC控制中的应用
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald26北方联合电力有限责任公司包头第一热电厂1号300 M W机组原AGC 控制采用常规负荷前馈+PI D 的有差调节，为响应电网要求，试投运AG C 系统，期间发现AG C 系统受煤质变化（煤种热值变化幅度达30%左右）等影响，调节品质无法满足电网需求，负荷升降速率仅能达到0.4% P E /m i n，若继续提高负荷升降速率则机组主汽压力、温度等参数剧烈波动，严重影响机组安全，鉴于此，北方联合电力有限责任公司包头第一热电厂与控软自动化技术(北京)有限公司联手分析了AGC 控制存在的问题及影响AGC调节品质的因素，提出了使用A EC S-2000先进过程控制系统结合现行DC S 控制系统对AGC控制(包括汽机、锅炉控制)进行基于模型预测控制技术及DEB直接能量平衡控制策略的新型AGC控制解决方案改造的建议，使AGC系统调节品质大幅提高，减小机组主要参数波动幅度，确保AGC系统的正常、安全投运。
1 包头第一热电厂#1机组AGC系统现状及分析包头第一热电厂#1机组未优化前试投运AG C系统期间，实际负荷速率仅能达到1.2 M W/m i n,大负荷变工况时主汽压力波动比较剧烈，偏差最大达到1.3 M Pa，机组主汽压力、主汽温度稳定时间超过50 m in。
通过综合分析，影响该厂#1机组AGC性能的主要包含如下内容：(1)煤质变化幅度大，设计满发负荷煤量为130 t，实际满发负荷煤量从150～200 t来回变动，机组原有AGC控制采用DIB直接指令平衡控制策略，往往煤质变化影响到主汽压力变化后，锅炉主控指令才开始变化，若此时再遇上AGC要求升降负荷，原有负荷前馈无法匹配新煤质工况，就加剧了主汽压力波动，导致最后不得不退出AGC控制。
(2)锅炉风煤比曲线与实际燃煤无法匹配，导致送风自动高负荷时投不上，导致进入炉膛的风量无法及时改变，锅炉燃烧变缓。
单元机组协调控制系统
单元机组协调控制系统作者：曹雪伟周爱强来源：《消费导刊·理论版》2009年第03期[摘要]单元机组协调控制系统把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、连锁保护等功能有机地结合在一起，构成一种具有多功能控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统。
[关键词]协调控制系统一、单元机组协调控制系统的概述（一）协调控制系统的概念单元机组协调控制系统把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、连锁保护等功能有机地结合在一起，构成一种具有多功能控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统。
1．协调控制系统的组成单元机组协调控制系统,它是建立在汽机控制子系统和锅炉控制子系统基础上的主控系统和机、炉子控制系统组成的二级递阶控制系统。
处于调节级的主控系统是协调控制系统的核心，它对负荷指令进行运算处理形成控制决策，给出汽机负荷指令和锅炉负荷指令。
处于局部控制级的各子系统在机炉主指令下分工协调动作，完成给定的控制任务。
随着电网运行自动化水平的提高，以单元机组协调控制系统为基础，构成电网级协调控制与管理已成为电力生产过程自动化的发展趋势。
对单元机组协调控制系统功能上的基本要求有以下几个方面：（1）当外界负荷需求改变时，机炉协调动作使单元机组的输出功率尽快地满足外界负荷需求；与此同时保证机组主要运行参数在允许范围内变化。
（2）当部分主要辅机故障或其他原因造成机组处理不足时，应能自动按规定的速率将机组承担的负荷降低到适当水平继续运行。
在任意主要辅机工作到极限状态或主要运行参数的偏差超过允许范围时，应对负荷指令进行方向闭锁或迫降，以防止事故发生。
（3）具备多种运行方式可供选择，以适应机组的不同工况需要。
（4）系统要方便于运行人员的干预，如进行运行方式的切换，进行手动操作等。
以上要求由单元机组主控系统的功能来实现。
协调控制系统中直接能量平衡公式的另类理解
协调控制系统中直接能量平衡公式的另类理解作者：韩志民摘要：随着电网调度自动化要求的进一步提高，大部分发电机组相继投入机炉协调控制系统(CCS)，并在自动发电控制(AGC)方式下运行。
CCS一般设计成以"炉跟机"或"机跟炉"为主的两种类型。
随着"违约电量考核"这种新的电量管理模式的推行，调峰机组的协调控制系统一般设计为炉跟机为主，以便准确及时地调节机组功率，减少违约电量的发生。
同时发电厂为了提高机组的经济性，对CCS控制指标的要求也越来越高，因而炉跟机为主的协调控制系统一般采用以直接能量平衡(DEB)为基础的控制策略，以提高控制系统对这两方面要求的适应性。
一、直接能量平衡控制策略的两种典型公式直接能量平衡协调控制系统一般有两种典型公式(式(1)、式(2))，各个控制系统在实际设计中只是在此基础上增加了部分提高控制系统性能的动态补偿功能。
式中P1——速度级进口压力；P T——机前压力；P TSP——机前压力设定值；K——热量释放信号系数；P d——汽包压力；TEF——总能流信号。
式(1)左侧代表汽轮机能量需求(能量命令)信号，右侧代表锅炉热量释放(熟量)信号。
传统的理解为:p1/p T代表汽轮机调节阀开度信号，快速响应汽轮机的能量需求;d Pd/dt为汽包压力的微分信号，代表锅炉热负荷与汽轮机负荷的平衡关系。
由于速度级压力p1在机组50%～100%额定负荷范围内与主汽流量及汽轮机负荷基本保持良好的线性关系，同时为更准确地代表汽轮机能量需求，将之折算成总能流信号TEF(主蒸汽流量的焓或主汽流量与给水流量的焓差)代替速度级进口压力p1，构成式(2)。
二、汽轮机能量需求和锅炉热量信号的不同作用锅炉燃烧工况变化时，由于锅炉热负荷与汽轮机热负荷的需求存在差异引起锅炉汽包压力变化，从而引起锅炉热量信号变化，可通过燃烧调节器改变锅炉燃烧率;当汽包压力稳定后，锅炉与汽轮机的热负荷基本相等，d pd/dt锅炉热量信号就等于速度级进口压力p1或总能流信号TEF。
浅析某电厂330MW机组AGC方式下协调控制系统的优化
浅析某电厂330MW机组AGC方式下协调控制系统的优化发布时间：2021-06-25T03:02:20.651Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第6期作者：刘运兵沈妹[导读] 根据某省经信委会同电监办联合下发的《电网统调发电机组辅助服务管理实施办法》和《电网统调发电机组运行考核办法》（简称两个细则），对涉网调峰发电机组从运行管理到性能指标进行全面的考核，要求发电机组AGC方式下速率达到1.5%；一次调频全程投入，动作幅度达到3%，并且对响应时间做分段要求；江苏南热发电有限责任公司摘要：随着电网两个细则考核的实施，电网对机组的负荷快速响应及电能质量提出更高的要求。
涉网机组在AGC方式下，机组的AGC 调节速率、AGC 调节精度均要满足电网负荷需求。
我厂立足于现有系统，通过外挂PLC（AGC优化逻辑），解决控制系统快速性与稳定性的矛盾入手，在满足网调负荷变化速率的基础上，最大限度地提高调节精度，并保证机组压力及其他各运行参数的稳定。
本文主要介绍针对330MW 机组的特点，对协调控制策略作一些优化改进方案，和对部分子系统调节特性进一步优化措施，以及进一步提高协调控制调解品质、提高锅炉效率的设想。
关键词：AGC 协调控制前馈汽温优化0 引言根据某省经信委会同电监办联合下发的《电网统调发电机组辅助服务管理实施办法》和《电网统调发电机组运行考核办法》（简称两个细则），对涉网调峰发电机组从运行管理到性能指标进行全面的考核，要求发电机组AGC方式下速率达到1.5%；一次调频全程投入，动作幅度达到3%，并且对响应时间做分段要求；AGC精度达到0.5%。
AGC控制系统作为涉网发电机组DCS 功能中的核心控制部分，承担着单元机组协调锅炉、汽机侧各个闭环控制系统以响应调度负荷指令的重要任务，是连接电网与单元机组之间的桥梁，其性能直接影响着电网有功调节水平和机组运行的安全性、稳定性、经济性。
目前，330MW亚临界机组在运行过程中，随着机组工况和煤种的变化，尤其是燃煤掺配燃烧带来的燃料发热量频繁变动，机组被控对象的动态特性相对较差，过程的滞后和惯性也随之变大，系统的非线性和时变性的特征越来越显著，导致机组的稳定性差，在稳定的工况及升、降负荷过程中主汽压力、燃料量、各级汽温、风量等关键参数的波动明显，AGC 的投入、AGC 指令频繁波动以及AGC 负荷响应加快，这些因素又加剧了各调节系统的不稳定性，给机组安全和稳定带来隐患。
供热机组协调控制系统优化
策 略的 实现可 以通 过下 面公式 表 征 ：
］ｋ ｅ △ Ｊ ｐ ＋ ａ ， △ 寺』 ｂ ＝
Ａ ＝ ＋ Ｄ Ｄ， ｅ ｋ ｄ
一
格来说 ， 当供 热量 波动 时 ， 热机组 的进 汽流 量并 不 供
ｄｔ
关键词 ： 直接能量平衡（ Ｅ ； Ｄ Ｂ）协调 控制 系统 ； 抽汽供热 ； 控制 系￣４ ｆ Ｌ－ Ｌ
中 图分 类号 ：Ｍ ２ Ｔ ６１
文 献标识 码 ： Ｂ
文章编 号 ： ７—０７２１ ） —０９０ １ ３０９ （０ １０ ０１—４ ６ ２
０ 引言
供 热机 组 同 时适 应 热 负荷 和 有功 功 率 的变 化 ，
炉 为主 ，其协调 控制 系统 通常 采用传 统 的直接 能量 平衡 （ Ｅ Ｄｒｃ Ｅ ｅｇ ａａｃ ） 制 策 略 。 。诚 Ｄ Ｂ， ｉ ｔ ｎ ｒｙＢ ｌ ｅ 控 ｅ ｎ 』 然 ，Ｅ Ｄ Ｂ控制 策 略能 有 效提 高 汽包 锅 炉机 组机 炉 协 调控制 系统 的调节 品质 。然 而 ， 该控 制策 略 中的 热量需 求 信 号 的微分 项 对 机组 一 次 调频 非 常敏 感 ， 致使机组 一 次调频 动作 时煤 量动态 波动 较大 ，极 不
２ １年 ６月 ０１
Ｊ ｎ２ ｕ ．０１ １
供 热 机 组协 调 控 制 系统 优 化
陆 颖
（ 广州 恒 运 企 业 集 团股 份 有 限 公 司 ， 东 广 州 ５ ０ ３ 广 ｉ ７ ０）
摘 要 ： 通过分析直接能量平衡在供 热机 组中的实际应 用效果． 出了某 ３０ Ｗ 机组煤量波动 大与协调控制 系统调节 指 ０Ｍ
第 ２学 院学 报
协调控制系统的基本功能和组成简介
协调控制系统的基本功能和组成简介摘要：单元机组协调控制系统把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、连锁保护等功能有机地结合在一起，构成一种具有多功能控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统。
关键词：协调、控制、系统一、单元机组协调控制系统的概述1、协调控制系统的概念单元机组协调控制系统把锅炉、汽轮发电机组作为一个整体进行控制，采用了递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、连锁保护等功能有机地结合在一起，构成一种具有多功能控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统，既保证单元机组对外就有较快的功率响应和一定的调频能力，又保证对内维持主蒸汽压力偏差在允许范围内。
2、协调控制系统的基本功能单元机组协调控制系统,它是建立在汽机控制子系统和锅炉控制子系统基础上的主控系统和机、炉子控制系统组成的二级递阶控制系统。
处于调节级的主控系统是协调控制系统的核心，它对负荷指令进行运算处理形成控制决策，给出汽机负荷指令和锅炉负荷指令。
处于局部控制级的各子系统在机炉主指令下分工协调动作，完成给定的控制任务。
随着电网运行自动化水平的提高，以单元机组协调控制系统为基础，构成电网级协调控制与管理已成为电力生产过程自动化的发展趋势。
对单元机组协调控制系统功能上的基本要求有以下几个方面：（1）当外界负荷需求改变时，机炉协调动作使单元机组的输出功率尽快地满足外界负荷需求；与此同时保证机组主要运行参数在允许范围内变化。
（2）当部分主要辅机故障或其他原因造成机组处理不足时，应能自动按规定的速率将机组承担的负荷降低到适当水平继续运行。
在任意主要辅机工作到极限状态或主要运行参数的偏差超过允许范围时，应对负荷指令进行方向闭锁或迫降，以防止事故发生。
（3）协调锅炉和汽轮发电机的运行，在负荷变化率较大时，维持两者之间的能量平衡，保证主蒸汽压力。
（4）具备多种运行方式可供选择，以适应机组的不同工况需要。
直接能量平衡协调控制系统策略
【 键 词 】 调控 制 系统 ； 接 能量 平 衡 ； 略 关 协 直 策
因而 它 可 以在 不 必 改 协调控制就是统 一安排锅炉输入 的燃料 、 气 、 空 给水 和 汽 轮 发 电 由 于热 量 信 号 能 够 识 别 热 量值 输 入 的任 何 变 化 ， 机 组 的 运 行 来 满 足 出力 与负 荷 的匹 配 。 因此 把 机 组 的 需 求信 号 作 为 锅 变 燃 料 需 求 的 情 况 下 相 应 的修 正燃 料 的输 入 量 。 炉 输 入 的要 求 信 号 ， 就 是 直接 能 量 平 衡 概 念 的基 础 。Ｄ Ｓ系统 可 以 ２５ 在 负 荷 变 化 时 ， 持 燃 料 空 气 配 比 这 Ｃ ． 维 按 不 同策 略 设 计 以适 应 不 同 形 式火 电机 组 的机 炉 协 调 控 制 系 统 。 直 在 动态 情 况 下 的燃 料 精 确 测 量 ， 我 们 可 采 用 一 个 公 共 的 需求 信 号来 用 使 接 能 量 平 衡 （ ｉ ｃ Ｅ ｅｇ ａａ ｃ Ｄ ｒ ｔ ｎｒｙＢ ｌｎｅ即 Ｄ Ｂ）设 计 控 制 系统 有 很 多优 控 制燃 料 和空 气 ， 者 将 以相 同 的 量 发 生 变 化 。 ｅ Ｅ 二
１ 锅 炉 吸 收 的燃 料 放 热 量
对 所 有 燃 烧 控 制 系 统 的 一个 最 基 本 的要 求 是 当 负 荷 变 化 或 燃 料
不是 任 意 值 ， 是 通 过 被 控 过程 校 正 的 ： 而 前 馈 ＝ 量平 衡 信 号 ： 。 Ｐ￣ ｓ 能 Ｐ／ ＴＰ） （ 反 馈 ＝ 炉 的 吸 收燃 料 热 ＝ ｄ ￣ ｔ 锅 Ｐ＋ Ｐ ｄ ￣ 燃 料 控 制 器 调 节 燃 料 的 输 人 以 维 持前 馈 （ 定值 ） 反 馈 （ 设 与 热量 信
直接能量平衡控制策略在台山电厂的应用
制 方式下主 蒸汽压力稳 定性和负荷 适应性 的机 理， 明 Ｄ Ｂ这～ 控制策 略对于保证机 组安全稳定运 行、 说 Ｅ 适应 当前燃煤煤 质变化 、 提高机 组利用
率 都有很重要意 义， 经济 效益 明显 。 关键 词： 协调控制 ； 直接 能量平衡 ； 能量需求 ： 热量信号
０ 引 言 随着 电力 工业 的 发展 ， 高参 数 、 容量 火 力 发 电机 组在 电网 中 大
所 占 的 比重越 来 越 大 ，汽轮 发 电机 和 锅 炉都 是 采用 单 元制 运 行 方
锅 炉 需求 信 号 以满 足上 述 要 求 的 。压 力 控制 器 则通 过 ＰＤ算 法对 Ｉ
压 力 偏差 进行 修 正 。 使用 这种 ＰＤ 校正 方式 有 其固 有缺 点 ， Ｉ 即在 主 蒸 汽 压力 的 稳 定性 和 负荷 的 适应 性 之 间存在 的矛盾 。虽然 采 用 了 很 多 的方 法 来解 决 这 一 问题 ， 也只 能是 折 中 的办 法 ， 时也 造成 但 同 对 系 统 的调 试整 定 变得 复 杂 。另 外 ， 由于 近 年来 燃 煤供 应 紧张 ， 混 煤 掺烧 己成 为 重要 的应 对 措施 。煤质 的 改变 使 得锅 炉燃 烧 工 况 发 生 了很大 的 变化 ， 炉 燃烧 稳 定性 变 差 ， 本稳 定投 运 的机 炉 协调 锅 原 控 制 系统 有 时也 无 法投 入 。仅 仅 依靠 整 定调 节参 数 的 办法 已很难 消 除 来 自燃 烧方 面 的扰 动 ，必 须考 虑 从 协调 控制 策 略 上进 行 针对 性 的优 化 及改 进 。
压与 主 蒸汽 压 力的 变化 是成 比例 的， 比值 不 变 。 蒸汽 压 力设 定值 主 Ｐ 的改变 反 映 了对 锅 炉输 入量 需 求 的变化 ， 。 因此 用 Ｐ ×Ｐ／ 即用 。 。 ， Ｐ 汽 压 比值 乘 以主 蒸汽 压 力设 定 值表 示 汽轮 机 的 能量 需求 ，反 映 了 传 统 的控 制 系 统～ 般 都是 利 用压 力 控制 器 的 输 出信 号 来修 正 负 荷对 锅 炉燃 烧 的 需求 量 。这 一 比值 也 不会 受锅 炉 侧 的扰 动 或燃
汽包式火电机组直接能量平衡协调控制
ｏ ｅ ｕ ｉ ｉ ｒ ｐ ｓｄ． Ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓｏ ｐｃ ｌｐ ｗｅ ｎｔ ｔ ｒ ｍ ｏｌｒ ｈ ｅ ｅ ｅｇ ｅ ｎ ｉｎ ｌ ｆｔ ｎｔ ｓｐｏ ｏ ｅ ｈ ｈ ｈ ｒｃｅ ｔ ｆｔ ｉａ ｏ ｒ ｕ ｉ ｗｉｈ ｄ ｕ ｂ ｉ ，ｔ ｎ ｒ ｄ ｍａ ｄ ｓｇ ａ ，ｈｅ ｔｒｌａ ｅ ｃ ｍｐ ａｉｎ，ｔｅ ｉ ｃ ｙ ｓ ｅ ｙ ａ ｅｅ ｓ ｏ ｕｔｔｏ ｈ ｃ ｎ ｉｔｒｌｔ ｎ ｈ ｐ ｉ ｈ ｒｔｓａ ｅｐｅ ｓ ｒ ｏ ｔｏ ｒ ｎ ｙ ｅ ｏ ｆ ｃ ｅａｉ ｓ ｉ ｎ ｔｅ ｆ ｓ ｔｇ ｒｓｕ ｅ ｃ ｎｒｌａ ｅａ ａ ｚ ｄ；ａ ｄ ｔｅＤＥＢ ｃ ｎ ｅ ｔｉ ｅ ｕ ｔｄ Ｂ ｏ ｉ ｉｇｖ ｒ ｕ ｐ ｒ ｔ ｎｓａｕ ｎ ｌ ｏ ｉ ｌ ｎ ｈ ｏ ｃ ｐ ｓｄ ｄ ｃｅ ． ｙ ｃ ｍｂ ｎｎ ａ ｏ ｓｏ ｅ ａｉ ｔｔ ｓｉ ｉ ｏ
安全 、 定 。该方 案 总 称 为 直接 能 量 平衡 协 调 控 制 稳
Ｄ Ｂ ｄ ｅｔ ｎｒｙｂｌ ｃ ） Ｅ （ｉ ｃ ｅｅ ａ ｎｅ 。 ｒ ｇ ａ
机协调控制 的效率 ， 节约煤炭资源的 目的。
２ 系 统 结 构 与 原 理
２ １ 火 电机 组 系统 结 构 ．
１ 解 决 方 案 的选 定
０ 引 言 பைடு நூலகம்
近年来 ， 整个社会对能源的需求越来越大 ， 能源 问
互制约 ， 很难达到要 求。“ 炉跟踪 ” 锅 系统 的负荷适 应 性较好 ， 主蒸 汽压 力 的稳定 性无 法保 证 ； 反 ， 汽 但 相 “ 轮机跟踪” 可保 持 主蒸汽 压力稳 定 ， 但负 荷适 应性较 差。采用前 补偿器 的系统 ， 被调参数保持稳定 ， 但控制 机构 动作频 繁 、 幅度较大 ； 而后补偿器系统控制机构动 作较稳定 ， 被调 参数不 一定 能保持 …。本 方案采用 但
直接能量平衡法在邯郸热电厂协调控制中的应用
Ｉ ■
Ｃａｉｅｄｃｌ ｉ ｈ ｅ ｈｏＲｅ ｉｓｎａＴｎｇｅｗ ｎｃｃｎｅｏｙｖ
直 接能量平衡法在邯郸热 电厂 协调 控制中 的应用
都 明基
（ 电邯郸热 电厂 国 ０ ６ ０） ５ ０ ４
［ 摘 要］ 国电邯郸 热 电厂 ＃ ３ 组 ２ ０Ｗ单元机 组控 制系 统采用 国 电智深控制 技术 有限 公司 Ｅ Ｐ －Ｔ分散控 制系 统， １机 ０Ｍ Ｄ ＦＮ 着重 介绍直 接能量 平衡法 在 该厂协调 自动控 制 系 统 的 应 用 。 ［ 关键 词］ 控制 协 调 负荷 能量 平衡 中图分类 号 ：４ ４ Ｐ４ 文献 标识码 ： Ａ 文章编号 ：０９ ９４ （０ ０ ２－２ ６０ １０— １Ｘ ２ １）６ ０９— ２
旦× 舟
偏 差 ｅ Ｂ－ Ｒ ＝ Ｄ Ｈ
璺×
一、
】／ｔ ｄ ）一 （ Ｉ ｄ（ａ ， ｄ ） Ｐ＋ Ｐ ｊ ￡
（ １＋ ｄ（
（—）（ ）ｄ ×）￡ ）ｔ 一 ＋ ｘ （ 一 Ｊ ： Ｐ ） 辩舟 ｘ ／ ｓＰ ｔ 昙 ｄｄ ／ ｄ
Ａ
锅 炉主控 的作用是 使偏 差 ｅ为 零 。由于机组 带负 荷后 ，； 不为零 ， － ＝ 而稳 态时Ｐ ｓ— Ｐ ＝ ， ｔ ０ 这说 明机 炉间 的能量 平衡 以主 汽压 力 Ｐ ｔ的稳定 为标 志， 即 Ｐ＝ｓ ｔ Ｐ 。动 态过程 中 的 ｄ Ｐ ） ｔ ， ／（ｄ ｄ 在主汽 压力偏 离设 定点 时， ｄ和 Ｐ 的变 Ｐ ｌ 化方 向相同， 可以起到加速 调节的作 用， 当主汽压力趋 近设定 点时，／ ｄ 而 ｄ（ ｔ 为负 值， 提供 了过 程 阻尼， 又具 有防 止主 汽压 力 已过调 的稳 定 作用 。 直 接能量 平衡 Ｄ Ｂ协 调控制 系统 同 时还设 有能量 平衡 信 号的动 态前馈 ： Ｅ
直接能量平衡协调系统在300MW机组中的应用
使锅 炉蒸 发 量保 持与机 组 负荷一 致 。
１ ２ 协 调控 制 的基本 方 案 ．
协 调控 制 的基本 方案 是一 个 以前馈— — 反馈 控
制 为 主的多 变 量协调 控 制方案 。其 中 ，反馈 控 制是
负荷控 制 的基础 ，通 过 它来确 保 机组 内 、外两个 能
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第 １ 期 （ 第 １ ４期 ） 总 ４
２０ ０ ８年 ２月
山 西 电 力
ＳＨ Ａ Ｎ ＸＩ ＥＬＥＣＴＲ Ｉ Ｃ ＰＯ Ｗ ＥＲ
Ｎ ．１ （ ｒ ４４） ｏ Ｓｅ ．１
Ｆ ｂ ２ ０ ｅ．０８
直 接 能 量 平 衡 协 调 系统及 实现 各种 负荷控 制方 式 的选择 切
现 以 古 交 电 厂 ２台 国 产 ３ ０ Ｍｗ 机 组 为 例 ， ０
阐述 Ｄ Ｂ协调 控 制 策 略 的 基本 原 理 和 方法 以及 应 Ｅ
用情 况 。
换 。前 馈控 制 主要是 为 了补偿 机 组 的动态迟 延 ，加 速 负 荷响 应 ，同时 也为 了保 证有关 运 行参 数 的稳态 值 与 指令 一 致 以及 动 态 变 化 值 始 终 在 其 稳 态 值 附 近 。一般 ，负 荷控 制 系统 中还包 含非 线性 的控 制元 件 ，其作 用大 多是 为保 证充 分利 用 蓄热能 力 ，并使 汽压 不超 过允 许 范围 。
２ Ｄ Ｂ协 调控 制 策略 的基本 原 理 及 特点 ［ ］ Ｅ ３
２ １ Ｄ Ｂ协调 控 制策 略的 基本原 理 ． Ｅ
直 接能 量平 衡 的控 制 思想 ，选 用汽 机调 速级 压
机 组运 行 。主要 功能 包 括接 受 电网 的负荷 调 度 ，参
直接能量平衡协调控制系统在600MW机组的应用
Ｊ 。 体机组 （ 锅 炉 、汽 轮 机 ）的 特 性 、运 行 工 况 ，灵 简 洁 且 有 效 地 实 现 机 炉 一 体 化 协 调 控 制 ¨ 活 选 用 不 同 的 控 制 算 法 ，并 加 以改 进 或 优 化 组 合
Ｄ Ｅ Ｂ控 制 方 式 把 内 在 联 系 非 常 紧 密 的 汽 轮 机
患 。因此 决定 对 协 调 控 制 系 统 进 行 改 进 优 化 ，并
０ 引 言 目
发 电机 组 自动 控 制 的 最 终 目标 是 安 全 快 速 地
尝试在 １ ＝ Ｌ ２号及 ． 了 从Ｊ ３号 ‘ 了 １ ＂ ７ ｒ Ｌ 组首 日／ 先采 ／ １ 用－ 厂 口 Ｔ Ｙ ， ． 为先 ／ ｒ Ｉ ２ 进 』 乙 Ｌ 的直 口 且］ 接 交
应 用 ，设 计 出有 效 实 用 的 机 炉 协 调 控 制 系 统 ， 以 能 量 需 求 和 锅 炉 热 量 释 放 两 者 在 概 念 上 进 行 了清
提高机组运行 的稳定性 （ 安 全 性 ）和 适 应 负 荷 变 晰地 区分 ，在 实 施 上 又 非 常 巧 妙 地 找 到 了测 在 实 际 能 力 下 ，能 最 大 限 度 出发 ，将 锅 炉 和 汽 机 作 为 一 个 有 机 紧 密 联 系 的 整 地 满 足 电 网要 求 的 发 电数 量 （ 功率 ） 和质量 （ 频 体 来 控 制 ，它 以 锅 炉 跟 随 为 基 础 ，将 汽 机 的 能 量
率） ，确 保 发 电机 组 安 全 、稳 定 、经 济 地 运 行 。协 需 求 作 为 锅 炉 指 令 ，在 锅 炉 燃 料 调 节 器 入 口直 接 调 控 制 系 统 在 理 论 上 可 以 有 许 多 方 法 来 实 现 ，不
同锅 炉 的热 量 信 号 比较 ，构 成 一 个 闭 环 回路 ，通
330MW循环流化床机组直接能量平衡法应用实例
330MW循环流化床机组直接能量平衡法应用实例摘要：随着我国能源结构的转变和对低热值煤的综合利用，循环流化床机组在国内的装机容量与日俱增。
本文以某330MW循环流化床机组为示例，分析了协调控制系统中直接能量平衡法在CFB机组应用的方法及特点，为进一步提高该类型机组协调控制品质奠定基础。
关键词：循环流化床；直接能量平衡；协调控制1 示例机组本文示例机组选取位于晋北地区的山西京玉发电有限责任公司2号机组，主要参数如下：锅炉为上海锅炉厂有限公司设计制造的循环流化床锅炉，采用单锅筒自然循环、集中下降管、平衡通风、循环流化床燃烧方式、滚筒冷渣器排渣形式；后烟井内布置对流受热面，过热器采用两级喷水调节蒸汽温度，再热器采用以烟气挡板调节蒸汽温度为主、喷水装置调温为辅的调温方式。
汽轮机由北京汽轮电机有限责任公司生产。
型式是亚临界、单轴、三缸双排汽、一次中间再热、冲动式、直接空冷凝汽式汽轮机。
发电机由北京汽轮电机有限责任公司生产，为三相隐极式同步发电机。
DCS系统为GE新华控制工程有限公司的XDPS-400e系统。
2 循环流化床机组负荷协调控制特性火力发电机组协调控制系统以直接能量平衡或间接能量平衡控制方式为基础，将汽机、锅炉作为整体考虑，对机组功率和机前压力的有效控制，使之能够跟踪设定目标并保持稳定。
协调控制系统既要满足机组快速负荷要求，又要维持主要运行参数稳定，是一项综合性较强、难度较大的工作，具备理论研究和应用实践的双重价值。
循环流化床锅炉（Circulating Fluidized Bed；CFB）与常规煤粉锅炉的主要区别在于燃烧系统。
循环流化床锅炉采用流态化燃烧，炉内燃料湍流运动，燃料及脱硫剂多次循环。
在协调控制上，基于CFB锅炉燃烧方式而造成的纯滞后、大惯性及多变量耦合的特性，协调控制系统多采用直接能量平衡控制方式，该控制方式中所需的主要信号是机组负荷、汽轮机首级压力、机前压力和汽包压力，调节输出为锅炉燃料量和汽轮机调门开度。
安徽电网火电机组DEB控制策略应用与优化分析
的信 号 （ ｆ ｒ ＰＰ） （ ／ 即直 接 能量 平 衡信 号 ） 为 机 作 炉 之 间 的协 调信 号 ， 其 经 过动 态补 偿形 成 锅炉 指 将 令 （ Ｄ） 送 至燃 料 及风 量控 制 子 系统 。 以保 证 任 Ｂ ， 何 工 况下 机组 内部 能量供 需平 衡及 运行 稳 定 。 （ 燃 料 调 节 器 采 用 热 量 信 号 （ Ｒ） 为 反 ３） Ｈ 作 馈信 号 。
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图 １ Ｅ Ｄ Ｂ协 调 控 制 系统原 理 图
发展 ， １９ 自 ９ ５年底 ， 徽 电 网随着 新机 组 基建 及 老 安
机组控 制 系统 改造 进 程 ， 有 机组 均设 计 了相 应 不 所
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直接能量平衡法协调控制系统稳定性对策研究
１ 引 言
火力发 电单元机组采用直接 能量平衡法协调控制系统运行
时， 锅炉热量和汽轮机需求能量共 同维持外部负荷的要求， 也共 同 保证内部运行参数（ 主要是主蒸汽压力） 。 稳定 因此 ， 机组的功率偏 差， 反映了机组与外部 电网之间能量供求的平衡关系； 而机炉能量 偏差则反映 了机组 内部锅炉和汽轮机之间能量供 求的平衡关系…。 由此可见 ， 机组实发功率和锅炉热能量 是单元机组协调控制的主 要控制参数 。 而机组的主汽压力做为标志性参数既受汽机影响也 受锅炉影响 ， 它是机 组稳定 陛的标 志。由于锅炉和 汽轮机的动态
收稿 日期 ： ０ —０ — １ ２ １ ０７ ３
２ 课题 的提出
在某 台 ３０ ０ＭＷ 中储式制粉系统机组上 ， 设计采用了直接能 量平衡协调控制系统 ， 其投产时结果 比较满意。 问题一 ： 组在投 机
入商业运行后 ， 用户反应机组负荷在稳态下摆动较大， 最大摆动负 荷偏差在 ＿５ ＋ ＭＷ ， 最大摆动主汽压力偏差 ±Ｏ２ ａ通过参数 的 ．ＭＰ ，
直接能量平衡控制策略分析及在湛江电厂2号机组上的应用
第２ Ｏ卷 第 ８期 ２０ ０ ７年 ８ 月
广 东 电 力
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ （ ＩＩ Ｐ ＥＩＥ ＇ Ｃ ＯＷ ＥＲ ｌ ｌ
Ｖｏ１ ２ ）Ｎ Ｏ ８ ．（ ．
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文 章 编 号 ：０ ７２ ０ ２ ０ ）８０ １－４ １ ０ —９ Ｘ（ ０ ７ ０ —０ ５０
直 接 能 量 平衡 控 制策 略分 析及 在 湛江 电厂 ２号 机 组 上 的 应 用
林勤
（ 江发 电 厂 ， 广 东 湛 江 ５ ４ ９ ） 湛 ２ ０ ９
摘 要 ：针 对湛江发 电厂 ２号机组在进行 混煤掺烧 后 ，热 工 自动调 节 系统扰 动 大的情 况，提 出在机组 的协调控 制 系统逻 辑上引入 直接 能量 平衡 （ Ｂ 法则的 办法 ，为此 ，分析 了在协 调控制 系统上 引入 直接 能量平衡 控制 策略 ＤＥ ）
的优 点 ，并 介 绍 了直接 能 量平 衡 在 湛 江 电 厂 ２号 机 组 实施 的技 术 方案 ，从 实验 曲 线 来 看 ， 该 方 案 取 得 了较 好 的
效果 。
关 键 词 ：直接 能 量 平 衡 ；协调 控 制 ；策 略优 化
中图分类号 ：Ｔ ２ Ｋ３ ３
文献标志码 ：Ｂ
ＬＩ Ｑｉ Ｎ ｎ
（ ｈ ｎｉｎ ｏ ｅ ｌｎ ， ａ ｊ ｎ ，Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ２ ０ ９ Ｃ ｉａ Ｚ ａ ｊ ｇＰ ｗ ｒ ａ ｔ Ｚｈ ｎｉ ｇ ａ Ｐ ａ ａ ｇ ｏ ｇ５ ４ ９ ， ｈｎ ） Ａ ｓ ａｔ Ｗｈ ｎｔｅｕ ｄ ｓ ｎ ｄｃ ａ ｗ ｓ ｕｎ ｎＵｎｔ ｏｌ ｆＺ ａ ｊ ｎ ｏ ｒＰａ ｔ ｅｔｂｌ ａｉｎｏ ｈ ｕｏ ｔ ｂｔ ｃ： ｅ ｈ ｎ ｅｉ ｅ ｏ ｌ ａ ｒｔ ｉ ２ｂ ｉ ｒｏ ｈ ｎｉ ｇＰ ｗｅ ｌｎ ，ｄｓａ ｉｚｔ ｆｔｅａ ｔｍａｉ ｒ ｇ ｂ ｉ ｅ ａ ｉ ｏ ｃ
机组协调控制简介
本机组主要设备中锅炉采用由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的超临 界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固 态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉炉顶采用大罩壳密封结构，前 后墙对冲燃烧方式。采用4台双进双出磨煤机直吹式制粉系统，锅炉点火 采用两级点火方式。
汽机采用由东方汽轮机厂生产的超临界、中间再热、冲动式、单轴、 三缸四排汽、凝汽式汽轮机。主给水系统配备2台50%BMCR容量的汽动给 水泵。汽轮机为中压缸启动方式，设有两级串联旁路系统，由高压旁路 提供启动蒸汽，低压旁路参与调节中压缸进汽参数。
令。为加快炉侧调节速度，减少压力偏差，引入机侧能量信号PS*P1/PT做前馈。
在协调方式下，锅炉主控调节器工作。主汽压力偏差和功率偏差同时对锅炉主控调节器产生作用
。为加快负荷响应速度，单元负荷指令信号作为前馈，并经动态处理加快调节。
2）机主控器有2个PID调节器，一个机主控M/A站。这2个调节器分别是TF压力调节器、汽机主控
调节器。
在协调方式下，汽机主控调节器工作。主汽压力偏差和功率偏差同时对汽机主控调节器产生作用
。以发电机实发功率信号作为反馈信号，控制汽轮机调节汽门开度，实现电功率的闭环控制。负 荷指令增加纯延时后计算功率偏差，增加锅炉储能，当主汽压力超限时，汽机首要调节压力，更 好的维持负荷稳定。一次调频只作用于汽机回路，汽机属于快速回路，燃料属于滞后环节，故不 会对风、煤、水产生振荡影响。
➢ 锅炉主控在协调方式采用指令信号间接平衡控制方案，有利于提高锅炉的负荷响应速率；
在跟随方式采用能量直接平衡控制方案，有利于提高系统克服外扰的能力，
➢ 充分合理地采用前馈控制，有利于改善系统的动态特性，使PID反馈控制只起静态微调作
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直接能量平衡控制策略
直接能量平衡控制策略是基于火力发电厂而提出的机炉协调控制策略,是为电站单元机组协调控制而设计的一种先进的控制方案。
其从能量平衡的概念出发,将锅炉和汽机作为一个有机紧密联系的整体来控制,它以锅炉跟随为基础，将汽机的能量需求作为锅炉指令,在锅炉燃料调节器入口直接同锅炉的热量信号比较,使机、炉之间的能量供求关系得到快速平衡,进而简洁且有效地实现机炉一体化协调控制。
直接能量平衡策略中，能量需求信号是基于汽机对能量的要求计算出来的，这个能量要求称为"能量平衡信号"，它代表了在任何工况下汽机对蒸汽的需求量。
"能量平衡信号"随着汽机调节阀的开度变化而变化，即使在故障或手动调节时，计算的结果也是正确的。
能量平衡是通过直接控制输入炉膛的能量使之与能量需求信号相匹配而实现的，送入锅炉炉膛的能量通过对锅炉放热量的连续计算确定，直接能量平衡由燃料控制调节器维持。
能量平衡信号采用PS×P1/PT表示，
其中P1为汽机调节级压力，直接反映的是进汽流量也就是机组负荷
PT为机前压力即主汽门前压力
PS为机前压力设定值
P1/PT与汽机调节阀开度成正比，无论什么原因引起的调节阀开度变化，该值都能作出灵敏的反映，所以无论在静态或动态，PS×P1/PT可以表征定压运行或滑压运行等不同运行工况下汽机的能量输入（即汽机对锅炉的能量需求）。
输入能量必须同能量需求相匹配，输入的燃料量如采用给粉机转速等直接测量，易受制粉系统延迟，煤质变化等诸多因素的影响，在直接能量平衡控制策略中，采用热量信号P1+CdPb/dt作为燃料量反馈，
其中C为汽包锅炉的蓄热系数，
Pb为锅炉汽包压力,其微分信号代表了锅炉蓄热量变化。
热量信号提供了一个在稳态和动态工况下都适用的燃料量工程测量方法。
协调控制系统将能量平衡信号和热量信号直接引入锅炉燃料调节器入口，进入燃料调节器入口的能量偏差信号为:
ef=PS×P1/PT-(P1+CdPb/dt)
=P1×(PS-PT)/PT-CdPb/dt
=ΔPT×P1/PT-CdPb/dt
式中：ΔPT=PS-PT为机前压力偏差。
在静态工况下，dPb/dt=0，有ef=ΔPT×P1/PT。
燃料调节器的积分作用总是消除调节器入口偏差，使ef最终等于零。
由于机组带负荷后，P1/PT恒不等于零，这就必须使ΔPT=0，即使机前压力PT等于给定值PS。
可见，系统的燃料调节器具有保持机前压力PT等于给定值的能力，而无需另加压力校正调节器。
在动态工况下，汽包压力的微分信号具有防止PT过调，使过程稳定的作用。
例如，由于锅炉内扰作用使PT增高时，ΔPT=PS-PT成为负值，dPb/dt将为正值，燃料调节器入口的偏差信号为负值，使燃料量输入减少，校正PT的上升。
当PT开始回降时，dPb/dt变为负值，使燃料量得以增加，防止PT出现过调。
直接能量平衡协调控制系统同时还设有能量平衡信号的动态前馈：（PS×P1/PT）×[d（PS×P1/PT）/]dt，用以补偿机前压力设定值变化或负荷变化时锅炉蓄能的变化和机、炉动态响应的差异。
定压运行时，动态前馈补偿了负荷变化时要求改变汽包压力所需的锅炉蓄能变化。
负荷不变时，则补偿机前压力定值提高所需的锅炉附加蓄能。
而在滑压运行时，更要补偿负荷和机前压力二者同时变化时，要求汽包压
力变化所需的更多的锅炉附加蓄能。