第四章单元机组协调控制.
机炉协调控制
有所简化，而且利用汽包压力微分起到使控制过程更加平稳的作 用。汽机能量需求信号直接作为锅炉指令，与热量反馈信号构成 燃料控制信号，可以更为直接、快速地实现机、炉之间的动静态 能量平衡。
单元机组协调控制
DEB协调控制系统具有以下特点：
N
机炉控制对象
F(t) 为比例为分环节，有利于改善锅炉对功率的响应特性。 F(x) 为死区的环节，有利于提高协调控制系统的稳定性。
单元机组协调控制
以炉跟机为基础的双向补偿协调控制系统（三）
压力 定值 + -
Ps
机组 指令
ULD
+ -
F(t) PI
总燃料量TFF
+ ++BD
PI B
K(s)
+
PI TD +
PD 锅炉控制器
P0
+ _
汽机控制器
锅炉
P0-PT PT
_+ μT
μB (b)
汽机
+ _
N0
NE
单元机组协调控制
压力
定值
-
+
Ps
机组 指令 +
ULD -
F(t) PI
总燃料量TFF 或热量
+ ++ BD
B PI
F(x)
+
TD
+
T
PI
+
fs +
F(x)
-
f
GPB
PT
机前 压力
GPT
GNB
GNT
机组 功率
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。
火电厂单元机组的协调控制系统
单元机组和控制系统的关系
在单元机组的运行过程中，引起被调量 （如主蒸汽压力、温度）变化的原因是各 种扰动，而控制系统的任务则是要克服扰 动对被调量的影响，使被调量始终保持在 生产过程允许或希望的范围内。 最主要的扰动——外界电负荷的变化。
单元机组协调控制系统的发展
机炉协调的负荷控制方式
把之前两种方式结合起来，取长补短 所引起的压力变化比主汽压力下降后在增大锅炉功率（BF 方式）所引起的压力变化小得多。由于功率调节信号是同 时作用于汽轮机和和锅炉的，所以它比TF方式有更快的功 率响应。 这种锅炉蓄热的合理利用与及时补偿的协调方式，使得单 元机组实际输出功率既能迅速响应给定功率的变化又能保 持主汽压力的相对稳定。
汽轮机跟随的负荷控制方式
由汽轮机控制主汽压力，由锅炉控制机组负荷。 该方式的主汽压力变化较小，对锅炉的稳定有利，但是由于锅炉燃料 量输送及传热过程有较大滞后，使得机组输出功率响应有较大滞后， 调频能力差。 适用情况： a.承担基本负荷的单元机组。 b.当新机组刚刚投入运行，经验还不足时，采用这种方式可使机组 运行比较稳定。 c.当单元机组中汽轮机运行正常，机组输出功率受到锅炉限制时。
机组负荷管理控制中心（LMCC）
又称 机组负荷指令处理装置 负荷控制中心是用来协调机组内、外矛盾，也就是协 调供与求的矛盾
机炉主控制器
机炉主控器协调的是机和炉的内部矛盾
机炉子控制系统
直接与控制对象相联系，执行协调级的指令，使燃烧量、 送风量、给水量、蒸汽流量等与负荷控制指令相适应，实现 负荷控制的任务
。
• 机发 机组
全 依 变 锅
• 发 主 的 蒸 两 率 对 象 功 制 出 控 组 输 组 机 元 机
单元机组协调控制系统(讲稿)
单元机组协调控制系统概述●定义：锅炉和汽机相互配合接受外部负荷指令，共同适应电网对负荷的需求，并保证机组本身安全运行的控制系统。
协调控制系统（CCS）是整个单元机组自动化系统的一个重要组成部分，CCS和FSSS、DEH等的联系如图所示：其组成如下。
（二）机组最大可能出力运算回路 ● 定义：考虑各种辅机的运行状况而计算出的机组出力。
● 机组最大可能出力运算回路原理图 （三）机组的允许最大负荷运算回路 ● 定义：考虑锅炉燃烧器等不可测故障时，使锅炉的实际出力达不到机组功率指令N 0的要求，而设置的机组负荷运算回路，简称返航回路。
● 返航回路的工作过程： （1）正常运行：N 允许=N 最大，4接通6 （2）大于5%的燃烧率，积分器2的输出为机组允许最大负荷信号。
运算过程示意图如下：图3 机组最大可能出力运算回路原理图图4 机组允许最大负荷运算过程示意图 U 2、U 3U 4、U 6分别为积分器2、反向器3、偏置器4和6的输出信号 τ0出现6%燃烧率偏差τ1监控器31动作时间，切换器5将燃烧率偏差信号直接送入偏置器4 τ2燃烧率偏差信号=1%，机组允许最大负荷信号停止下降，机组稳定 τ3、故障排除，燃烧率偏差信号＜1%，积分器输入为正值，直至允许最大出力等于最大 （出力变化率限止） MW AM R ．LMT ∑ ≯≮ ΔH/L f(x)P ± AM CPTR （计算机方式） （热应力控制） CPTR MW H/A 运行人员要求负荷指令 增 减 a a →跟踪方式c 负荷急 减警报 A B Δf(频率偏差) 增 减 出力下限值 出力上限值 机组负荷指令1、主控系统组成：负荷指令运算回路；机炉主控制器2、工作方式：7种● 基本方式（BASE ）● 锅炉跟随1方式（BLR FLW1）● 锅炉跟随2方式（BLR FLW2）● 汽机跟随1方式（TURB FLW1）● 汽机跟随2方式（TURB FLW1） ● 以锅炉跟随为基础的协调控制方式（COORD BF ）● 以汽机跟随为基础的协调控制方式（COORD TF ） （一）负荷指令运算回路(LDC(Load Demand Computer))结构原理1、功能：将各种负荷要求加工成机组实际可以接收的指令。
单元机组协调控制系统(CCS)功能及操作
16楼星民发表于2005-6-22 12:18| 只看该作者希望给大家有所帮助！！！！协调控制系统第一节机组运行控制方式1 .单元机组协调控制系统（C C S ），可根据运行状况和控制要求，选择机组负控制方式。
1 . 1 .协调控制方式：机炉协调控制，能及时满足外界负荷需求，同时能自动持主汽压力稳定。
1 . 2 .炉跟机协调控制方式：适用于参加电网调峰、调频工况。
该方式汽机控制系统（D E H ）主要用于满足外界负荷需求，锅炉燃烧自动调节系统维持主汽压力定。
1 . 3 .机跟炉协调控制方式：适用于机组带基本负荷工况。
该方式下，首先由锅炉燃自动调节系统根据外界负荷需求对锅炉输入能量进行调节，D E H 系统根据主汽压力变化情再满足外界负荷需求。
1 . 4 .当机组出力受汽机限制时，应采用锅炉跟随的控制方式。
15 .当机组出力受锅炉限制时，应采用汽机跟随的控制方式。
1 .6 .手动方式：汽机D E系统及锅炉燃烧自动调节控制系统均为手动方式的工况。
1 . 7 . C C S 系统与D E H 系统行方式间的控制关系：机组并网运行后，D E H 系统有主汽压调节、负荷调节和阀位调节三选择方式。
当C C S 系统投入时，D E H 选择遥控调节方式，受C C S 系统统一管理并接受阀位调节指令。
1 .机组指令处理回路: 机组指令处理回路是机组控制的前置部分它接受A G C 指令、一次调频指令和机组运行状态。
根据机组运行状态和调节任务，对负荷令进行处理使之与运行状态和负荷能力相适应。
1 . 1 .机组负荷的设定1 . 1 . 1 .自动度系统A G C 来的负荷指令。
A G C 指令由省调远方给定，当机组发生R U N U P / R U NO W N 、R U N B A C K ，退出A G C 控制。
1 . 1 . 2 .操作员的C C S 画面上设定的负指令。
根据机组运行参数的偏差、辅机运行状况，保持机组/电网，锅炉/汽机和机组各子制回路间的协调及能量平衡。
单元机组协调的原理及控制逻辑PPT课件
2020/10/13
7
汽机自动锅炉自动跟踪方式
汽机将接受发电机功率偏差信号以及主蒸汽压力偏差 和功率定值的前馈信号调节。炉主控接受主蒸汽压力 偏差信号和主蒸汽流量的前馈信号进行自动调节。
2020/10/13
8
锅炉自动汽机自动跟踪方式
炉主控根据功率偏差和功率定值前馈信号自动调节。 机主控将接受主蒸汽压力偏差信号自动调节
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
11
2020/10/13
9
机炉协调工作方式
机炉协调工作方式下，机主控接受主蒸汽压力偏差前 馈信号同时炉主控接受汽机负荷指令的前馈信号从而 实现锅炉和汽机的协同工作，以此克服锅炉汽机反应 速度差距大的矛盾。
2020/10/13
10
谢谢您的指导
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单元机组协调原理及控制逻辑
2020/13
2003年8月22日
1
单元机组的控制方式
机炉控制系统包括六种工作方式 1汽机和锅炉都手动的基本方式 2汽机手动锅炉自动跟踪方式 3锅炉手动汽机自动跟踪方式 4汽机自动锅炉自动跟踪方式 5锅炉自动汽机自动跟踪方式 6机炉协调工作方式
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2
LOAD REFERENCE
这里介绍一下APC方式下机组负荷的设定、负荷速 率的设定及目标负荷的形成。
2020/10/13
3
MIN STM PRESS SP
这里介绍一下主汽压力的设定、主汽压力变化率的设
定及主汽压力目标值的形成。
2020/10/13
单元机组协调控制系统一课件
目录
PART 01
单元机组协调控制系统的 概述
定义与特点
定义
单元机组协调控制系统是一种用于协 调控制单元机组多个设备的自动化系 统，通过优化机组运行参数，实现安 全、高效、经济运行。
特点
单元机组协调控制系统具有自动化程 度高、控制精度高、响应速度快、稳 定性好等特点，能够提高机组的整体 性能和运行效率。
协调控制系统的基本组成
协调控制系统主要由指令输入装置、控制器、执行器和反馈装置等组成。
指令输入装置用于接收外部输入的指令信号，控制器根据指令信号和系 统状态计算控制信号，执行器根据控制信号调节单元机组的运行参数。
反馈装置用于实时监测单元机组的运行状态，将监测数据反馈给控制器， 以便控制器进行实时调整。
PART 02
单元机组协调控制系统的 基本原理
单元机组的工作原理
单元机组是一种将多种能源转化为电能的装置，由燃烧系统、汽水系统和控制系统 等组成。
单元机组通过燃烧系统将燃料转化为蒸汽，蒸汽通过汽水系统驱动汽轮机转动，进 而发电。
单元机组的运行状态和效率受到多种因素的影响，如燃料品质、蒸汽参数、负荷变 化等。
具体策略包括
优化控制算法、改进系统结构、 提高传感器和执行器的性能等。
系统改进的方法与步骤
• 方法：根据系统优化的目标和策略，选择合适的方法进行 改进。
系统改进的方法与步骤
步骤 1. 对现有系统进行深入分析，了解其优点和不足。
2. 根据分析结果，制定具体的改进方案。
系统改进的方法与步骤
3. 对改进方案进行仿 真和实验验证，确保 其可行性和有效性。
PART 06
单元机组协调控制系统的 应用案例
协调控制
TD
TD ΔμT t t BD ΔμB t t pT ΔpT
BD
pT
t
PE PE
t
t
（a）
t （b）
图13－5 汽轮机控制系统为功频控制时广义被控对象动态特性
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。
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
就地指令 A
引起机组实际负荷指令闭锁的原因主要有： （1）闭锁增BI 1） 负荷BI：机组实际负荷指令达到运行人员手动设定的最 大负荷限制值，或机组输出电功率小于机组实际负荷指令， 且二者偏差大于允许值； 2） 主蒸汽压力BI：汽轮机负荷达到最大值，或在锅炉跟随 方式下，机前主蒸汽压力小于给定值，且二者偏差大于允 许值； 3） 燃料BI：燃料指令达到高限（给煤机工作在最大极限状 态），或燃料量小于燃料指令，且二者偏差大于允许值； 4） 给水泵BI：给水泵输出指令达到高限，或给水量小于给 水指令，且二者偏差大于允许值； 5） 送风机BI：送风机输出指令达到高限，或风量小于风量 指令，且二者偏差大于允许值； 6） 引风机BI：引风机输出指令达到高限，或炉膛压力高于 给定值，且二者偏差大于允许值； 7） 一次风机BI：一次风机输出指令达到高限，或一次风压 小于给定值，，且二者偏差大于允许值。
第四章 单元机组协调控制.
T
∑
T
f(x)
T
T
∑ f(x)
T 一次风机B运行
图13－7 负荷返回回路
RB与其它系统关系 CCS、FSSS、DEH和SCS系统 CCS系统是机组中心，是实现RB功能的关键部 分。RB的发生判断、目标负荷计算、RB结束等 由CCS完成，并协调机组的各系统动作。 对锅炉侧来说，CCS首先要发信号至FSSS完 成切粉（投油），同时，锅炉主控制器适当调整 燃料量，维持适当的锅炉燃烧率。 对汽轮机侧来说，机组协调系统自动切换TF方 式，由汽轮机完成调压功能，其他的子系统仍然 处于自动方式，维持各参数，保证机组的稳定运 行。
子 控 制 系 统
单 元 机 组
锅炉
汽轮机、发电机
图13－1 单元机组协调控制系统的组成
三、机组负荷控制系统被控对象动态特性
单元机组 TD
μT
汽轮机控制系统
GNT(s)
+ +
PE
GPT(s)
GNB(s) BD 锅炉控制系统
μB
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
Ｉ ■
Ｃ ｏ１。ｄ ｃｏｙ￣ ｈ ｒａ ｈｌ ＇ ｉ ｃｃｎ ｅ ｏＲｌ ｎ ｅ Ｔ ｎｇ （ｗ ５１ ｅ
单 元 机 组 协 调控 制 系 统
曹雪伟 （ 保定热电厂 河北 周爱强 保定 ０１０） ７ ０ ０
【 摘
一
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
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
下控制 要求 的综合控 制系 统 。
（ ）协 调控制 系统 的组成 二 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
发 生 的时候 ，即 可按照 机 炉双方 的特 性 ，采 用适 当的 前馈信 号 ，使能 量 的失
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 中图分类号 ：Ｔ ６ 文献标识码 ：ｈ 文章编号 ：１０ － １ Ｘ ２ ０ ） ２ ａ － ２ ０ ０ Ｍ ０ ９ ９ ４ （０ ８ １ （） ０ ０ － １
一
、
单元 机组协 碍控制 系统 的概述
协调控制
一、单元机组协调控制系统（理论部分，仅供参考）1基本概念：1．1 协调控制系统：在单元机组控制系统的设计中，考虑锅炉和汽轮机的差异和特点，采取某些措施，让机炉同时按照电网负荷的要求变化，接受外部负荷的指令，根据主要运行参数的偏差，协调地进行控制，从而在满足电网负荷要求的同时，保持主要运行参数的稳定，这样的控制系统，称为协调控制系统。
1．2 协调控制系统是由负荷指令处理回路和机炉主控制回路这两部分组成。
负荷指令处理回路接受中央调度所指令、值班员指令和频率偏差信号，通过选择和运算，再根据机组的主辅机实际的运行情况，发出负荷指令。
机炉主控制回路除接受负荷指令信号外，还接受主蒸汽压力信号，根据这两个信号的偏差，改变汽轮机调节阀的开度和锅炉的燃烧率。
2协调控制协调的作用2.1负荷指令处理回路的作用：2.1.1该回路接受的外部指令是电网调度的负荷分配指令、机组运行人员改变负荷的指令、电网频率自动调整的指令。
根据机组运行状态和电网对机组的要求，选择一种或几种。
2.1.2限制负荷指令的变化率和起始变化幅度，根据机组变负荷的能力，规定对机组负荷要求指令的变化不超过一定速度，以及起始变化不超过一定幅度。
2.1.3限制机组最高和最低负荷。
2.1.4甩负荷保护，在机组辅机故障时，不管外部对机组的负荷要求如何，为保证机组继续运行，必须把负荷降到适当水平。
2.1.5根据机组的辅机运行状态，选择不同的运行工况。
2.2机炉主控制回路的作用：2.2.1经过处理得负荷指令Po，对锅炉调节系统和汽机调节系统发出协调的指挥信号锅炉指令Pb和汽机指令Pv2.2.2根据机组输出功率与负荷要求之间的偏差，决定不同的运行方式3协调控制系统的运行方式：3.1机炉协调控制方式：如下图所示，包括机组功率运算回路机组允许负荷能力运算回路功率限制回路：若负荷要求在机组所能承受的允许范围内，按负荷要求发出功率指令；否则，按机组允许负荷能力发出机组功率指令锅炉主控制器汽机主控制器3.2汽机跟随锅炉而汽机输出功率可调方式：这种调节方式，锅炉、汽机自动系统都投入，但不参加电网调频，调度所也不能直接改变机组的负荷。
单元机组协调控制系统(讲稿)
单元机组协调控制系统概述定义：锅炉和汽机相互配合接受外部负荷指令，共同适应电网对负荷的需求，并保证机组本身安全运行的控制系统。
协调控制系统（CCS）是整个单元机组自动化系统的一个重要组成部分，CCS与FSSS、DEH等的联系如图所示：其组成如下。
组成：主控制系统锅炉的燃料控制系统风量控制系统给水控制系统和汽温控制系统汽机侧的数字功频电液控制正常运行时，锅炉和汽机控制系统接受来自主控制系统的负荷指令。
主控制系统是协调控制系统的核心部分，有时把主控制系统直接称为协调控制系统。
协调控制系统的方框图如下：主控系统图1 单元机组协调控制系统方框图一、主控系统的组成1、任务：（1）产生负荷控制指令（2）选择机组负荷控制方式2、组成：负荷（功率）指令处理装置机炉主控制器二、负荷指令处理装置（一）负荷指令运算回路输入信号：机组值班员手动给定的负荷指令ADSΔf输出信号：机组负荷指令N0负荷指令处理回路实例图工作过程：运行人员输入→负荷率限止→上下限限止→机组负荷出力。
图2 负荷指令处理回路实例（二）机组最大可能出力运算回路● 定义：考虑各种辅机的运行状况而计算出的机组出力。
● 机组最大可能出力运算回路原理图 （三）机组的允许最大负荷运算回路● 定义：考虑锅炉燃烧器等不可测故障时，使锅炉的实际出力达不到机组功率指令N 0的要求，而设置的机组负荷运算回路，简称返航回路。
● 返航回路的工作过程：（1）正常运行：N 允许=N 最大，4接通6（2）大于5%的燃烧率，积分器2的输出为机组允许最大负荷信号。
运算过程示意图如下：（出力变化率限止）运行人员要求负荷指令 负荷急 增 减图3 机组最大可能出力运算回路原理图图4 机组允许最大负荷运算过程示意图偏差信号 最大负荷时间τ燃烧率偏差，τ τ τ τ 0 0 0 0 0U 2U 3U 4U 603U 2、U 3、U 4、U 6分别为积分器2、反向器3、偏置器4和6的输出信号 τ0出现6%燃烧率偏差τ1监控器31动作时间，切换器5将燃烧率偏差信号直接送入偏置器4 τ2燃烧率偏差信号=1%，机组允许最大负荷信号停止下降，机组稳定τ3、故障排除，燃烧率偏差信号＜1%，积分器输入为正值，直至允许最大出力等于最大可能出力。
单元机组协调控制系统-毕业设计论文精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版引言单元机组协调控制系统是大型火力发电机组的主要控制系统之一，是实现整个电网调度自动化的基础条件。
由于协调控制系统是一个典型的多输入多输出系统，为了消除耦合作用对整个系统控制效果的影响，根据多变量过程控制系统解耦理论，首先要对控制系统进行解耦。
因此采用解耦理论对单元机组协调控制系统进行分析和设计是一个很重要的方向。
【3】由于高参数，大容量机组的迅速发展，装机容量也日益增多，因此对机组的自动化需求也日益提高。
与其他工业生产过程相比，电力生产过程更加要求保持生产的连续性，高度的安全性和经济性。
单元机组协调控制系统已成为大型单元机组普遍采用的一种控制系统，该系统把自动调节、逻辑控制、安全保护、监督管理融为一体，具有功能完善、技术先进、可靠性高等特点。
在工程应用中，单元机组协调控制系统是在常规机炉局部控制系统基础上发展起来的新型控制系统。
单元机组在处理负荷要求并同时维持机组主要运行参数的稳定这两个问题时，是将机炉作为一个整体来看待的，必须要考虑协调控制，共同响应外界负荷的需求。
它是一个复杂的多变量强耦合控制对象，存在着大滞后、多扰动、时变等特性。
目前新投产项目中国产机组所占比例越来越高，研究国产燃煤单元机组的生产特性，对于实现机组的协调控制，以及机组的安全、稳定、经济运行意义重大。
第一章火电厂燃煤机组简介1.1火电厂锅炉【10】锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。
锅炉包括锅和炉两大部分，锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所。
锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。
提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。
产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，又叫蒸汽发生器，常简称为锅炉，是蒸汽动力装置的重要组成部分，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
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0 A 送风机A运行 T 送风机B运行 T ∑ f(x) ＜ RB 目标值（MW）
A
引风机A运行
T
∑
f(x)
T 引风机B运行 A 空气预热器A运行 T 空气预热器B运行 T ∑
子 控 制 系 统
单 元 机 组
锅炉
汽轮机、发电机
图13－1 单元机组协调控制系统的组成
三、机组负荷控制系统被控对象动态特性
单元机组 TD
μT
汽轮机控制系统
GNT(s)
+ +
PE
GPT(s)
GNB(s) BD 锅炉控制系统
μB
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
（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。
机组协调控制
第一节 概述
发电机组控制 电能质量：电压、频率、波形和供电的可靠性 电压与无功功率:当系统提供的无功功率小于无 功功率负荷时，电压下降。 频率与有功功率: 当系统提供的有功功率小于 负荷时，系统频率下降。 有功功率和无功功率的调节 有功功率: 通过调汽机的进汽量（改变发电机功 率角）调节有功功率。 无功功率: 通过调节励磁电流达到无功功率的平 衡。
ADS指令 电网频率 制 级
负荷指令处理回路 主蒸汽压力给定值po 主蒸汽压力pT 机炉主控回路 锅炉指令BD 汽轮机指令TD 实际负荷指令P0
机组输出电功率PE
负 荷 控 制 系 统
基 础 控 制 级
锅炉控制系统 燃 料 空 气 给 水
汽轮机控制系统 进 汽 量
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。
1. 单元机组的动态特性
μT μT ΔμT t μB ΔμB t pT pT t
μB
t ΔpT
t PE PE
t
t
t
（a）
（b）
图13－3 单元机组被控对象动态特性
机前压力维持不变条件下，测的利用燃料调负荷
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。 • 对于汽轮机侧，如果汽轮机控制系统开环 时，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。
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。
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。
1．负荷返回RB
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。
一 、单元机组控制问题 单元机组的输出电功率（有功功率）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。
二、 单元机组协调控制系统基本组成
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
就地指令 A
中调指令 ADS
电网频率 f － f0频率给定值 a Δf N T3 Y T4 －k Y 输出＞输 入1 变化率限制值 MW/min A 输 入
T
＋ Δ
变化率限制值
速率限制 回路
f(x)
＋ ＋ ∑1 最小负荷Pmin A 最大负荷Pmax A ＜ P0实际负荷指令 ＞ Ps T2
0%
Δf
0
输出等于输 入1
Δ
为了安全和稳态运行，幅度在3％负荷 死区±0.033HZ(±2r/min) 一种比例控制
∫ 输 出
速率限制回路原理图
（b）
（a）
图13－6 正常工况下负荷指令处理原则性方案
二、异常工况下的负荷指令处理