单元机组协调控制系统PPT课件
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电厂热工自动化技术《(PPT)协调控制系统基本组成》
一、单元机组负荷控制方式
第一页，共八页。
• 1 锅炉跟随方式
〔1〕机炉控制分工：锅炉自动控制主汽压力，汽轮机手动控制机组负荷。 〔2〕特点：在扰动初期能较快适应负荷，但汽压变动较大。
〔3〕适用情况：①当单元机组中的锅炉设备正常运行，机组的输出功率受到汽轮机限 制时；②承担变动负荷的机组，锅炉蓄热能力较大时。
运行员 指令
ADS 电网频差
指令
Δf
机组状态
P0
负荷控制管理中心（LMCC）
负
荷
控 制
主蒸汽压力给定值
p 0
系
P 0 机组实际负荷指令
协 调 控 制 级
统
实际主蒸汽压力 pT
机炉主控制器
P 机组实际电功率
锅炉主控指令 PB
P 汽机主控指令
子
基
控 制
锅炉控制系统
汽机控制系统
础 控
系
制
统
燃 空给
进汽量
级
料 气水
单
锅炉
汽轮机、发电机
元 机
组
第六页，共八页。
第七页，共八页。
内容总结
一、单元机组负荷控制方式。〔3〕适用情况：①当单元机组中的锅炉设备正常运行，机组的输出功率 受到汽轮机限制时。〔1〕机炉控制分工：锅炉手动控制机组负荷，汽轮机自动控制主汽压力。②当新机组 刚投入运行，经验还缺乏时，采用这种方式可使机组运行比较稳定。③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。〔1〕机炉控制分工：锅炉与汽轮机的调节控制器同时接受机组功率偏差与压力 偏差信号。二、协调控制系统的根本组成
第八页，共八页。
第四页，共八页。
• 4 根本控制方式
在某些特殊条件下，机炉主控制器全部解除自动控制，转为手动控制，主控指令由操作员手动 改变，各自维持各子系统的运行参数稳定，而不参与机组输出功率和汽压的自动控制，负荷自 动控制系统相当于被切除，这种方式称为根本控制方式〔或手动方式〕。成
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• 1 锅炉跟随方式
〔1〕机炉控制分工：锅炉自动控制主汽压力，汽轮机手动控制机组负荷。 〔2〕特点：在扰动初期能较快适应负荷，但汽压变动较大。
〔3〕适用情况：①当单元机组中的锅炉设备正常运行，机组的输出功率受到汽轮机限 制时；②承担变动负荷的机组，锅炉蓄热能力较大时。
运行员 指令
ADS 电网频差
指令
Δf
机组状态
P0
负荷控制管理中心（LMCC）
负
荷
控 制
主蒸汽压力给定值
p 0
系
P 0 机组实际负荷指令
协 调 控 制 级
统
实际主蒸汽压力 pT
机炉主控制器
P 机组实际电功率
锅炉主控指令 PB
P 汽机主控指令
子
基
控 制
锅炉控制系统
汽机控制系统
础 控
系
制
统
燃 空给
进汽量
级
料 气水
单
锅炉
汽轮机、发电机
元 机
组
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内容总结
一、单元机组负荷控制方式。〔3〕适用情况：①当单元机组中的锅炉设备正常运行，机组的输出功率 受到汽轮机限制时。〔1〕机炉控制分工：锅炉手动控制机组负荷，汽轮机自动控制主汽压力。②当新机组 刚投入运行，经验还缺乏时，采用这种方式可使机组运行比较稳定。③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。〔1〕机炉控制分工：锅炉与汽轮机的调节控制器同时接受机组功率偏差与压力 偏差信号。二、协调控制系统的根本组成
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第四页，共八页。
• 4 根本控制方式
在某些特殊条件下，机炉主控制器全部解除自动控制，转为手动控制，主控指令由操作员手动 改变，各自维持各子系统的运行参数稳定，而不参与机组输出功率和汽压的自动控制，负荷自 动控制系统相当于被切除，这种方式称为根本控制方式〔或手动方式〕。成
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 FSSSDEH 等的联系如图所示：其组成如下。
手设 动 定ADS行政管理中心逋 监视保护 系统汽包水位 汽水取样 连续分析I 示记录仪表音 亍响灯光报警锅炉 及给水 控制操 作 中 心汽轮发电机控制CCSPASS SSS TISDEH MEHMARC「级管理计算机火焰BTGCRT控制室机房组成：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ADS△ f输出信号：机组负荷指令NN负荷指令处理回路实例图工作过程：运行人员输入T负荷率限止T上下限限止T机组负荷出力。
增减（出力变化率限止）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 o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%勺燃烧率，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：运行人 员要求 负荷指 令减增I I-PR-I100% 24 n0% G21给水泵100%50%O 燃烧率偏差信号19 2364士A士A -1%-4%f回转式空气预热器100%13燃烧器221450%100%锅炉循环泵47%CU-33%Q25 凝结水泵0%310G100%dd50%■ <t -1LJ卓9—118G30%12机组最大可能出力1 "30 31AT允许最大负荷U、U3、U4、U6分别为积分器2、反向器3、偏置器4和6的输出信号T 0出现6%然烧率偏差T 1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4T 2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T 3、故障排除，燃烧率偏差信号V 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。
能源生产过程自动控制课件 第七章 单元机组协调控制系统
最大可能出力值的在线识别与计算
负荷返回速率的规定
机组主要辅机跳闸或切除时，对最大可能出 力值的变化速率进行限制。
不同辅机跳闸所要求的负荷返回速率是不同 的。
切换器T9根据不同种类的辅机自动选择所需 的速率限制设定值。
3）负荷快速切断回路
当主机跳闸时，快速切断负荷指令，维持机 组继续运行。
送电负荷跳闸，机组维持厂用电运行，不 停机不停炉；负荷指令快速切到厂用电负 荷值。
第七章 单元机组协调控制系统
第一节 单元机组的动态特性 一、单元机组的特点和任务 1 特点 单元机组是一个强相互关联的多变量控制
对象，锅炉和汽轮发电机共同适应外界负 荷要求，共同保证运行参数稳定。 汽轮发电机负荷响快，锅炉负荷响应慢。
应具有参加电网一次调频的能力。
2 任务
在保证主蒸汽压力偏差在允许范围内的前提 下，使机组的输出电功率尽快适应电网负 荷变化的需要。
二）负荷指令限制回路
1 作用
对主机、主要辅机和设备的运行状况进行 监视；
发生故障、异常而影响机组的实际负荷， 或危及机组的安全运行时，对机组的负荷 要求指令进行必要的处理与限制。
主机、主要辅机的故障有两类：
第一类为跳闸或切除，故障来源明确，可 根据设备切除状况直接加以确定；
第二类为工作异常，故障无法直接确定， 只能通过测量有关运行参数的偏差间接确 定。
发电机跳闸，汽机关闭主蒸汽门，由旁路 蒸汽系统维持锅炉继续运行，停机不停炉 。负荷指令快速切换到0.
4）负荷闭锁增/减回路
当发生第二类故障时，如燃烧器喷嘴堵塞、 风机挡板卡涩、给水调节机构故障等设备 工作异常，会造成燃料量、空气量、给水 流量等运行参数的偏差增大。
作用：对这些运行参数的偏差大小和方向进 行监视；根据偏差的方向，对实际负荷指 令实施增或减方向的闭锁。
单元机组协调控制系统(3)资料
1）CCS的功能和任务
功率调节器+压力调节器
输入：电网负荷指令和值班员负荷指令（通常 为阶跃信号信号）以及机组保护对机组负荷的 要求|功率实测值；主汽压力设定值|实测值。
输出：汽轮机出力给定值（至DEH）和锅炉 的燃烧率给定值（至给煤机，送、引风机， 给水调节器）。
2）CCS的基本组成
►负荷控制系统（主控系统） ►局部控制系统（DEH；FSSS，煤，风，水）
照机维持压力的要求跟随变化。
炉跟机方式工作原理示意图
炉主控制器
压力给定
机主控制器
功率给定
风/煤比
炉
DEH
汽机
发电机
炉跟机方式调节过程：
► 电网要求功率（增大）与发电机实发功率之差 （调节量）送到机主控制器，经DEH后作用在 调节汽门上，改变调节汽门开度（开大）；
► 炉汽压变化（下降，流量增大），汽压、流量 信号送到炉主控制器，经风/煤比校正后作用在 给煤机（给粉机），改变给压稳定。
机 械 能
电
能
发
电
电
网
机
汽包或其它部件蓄热
机组能量流程示意图
单元机组负荷控制的任务
►快速响应外部负荷要求，具有一定的调频能 力。
►保持主蒸汽参数（压力、温度）的稳定。
单元机组负荷控制的特点
►机、炉对象特性的差异：汽轮机负 荷响应快，惯性小；锅炉负荷响应 慢，惯性大。
►负荷响应速度和主汽压力稳定这两 个要求存在矛盾。 解决矛盾的方式：机炉协调负荷控 制方式。
过程具体分析（加负荷）
►功率给定值增大，功率偏差信号加到机主控 制器上，调节汽门开大，输出功率增加；同 时，功率偏差信号加到炉主控制器上，控制 燃料量增加，使锅炉蒸发量增加（由于在压 力下降之前，燃料量已经提前增加，机组压 力波动比炉跟随小）；
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。
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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
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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
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
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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。
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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
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
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
(完整)09第三章 单元机组协调控制系统
协调控制：通过控制回路协调汽轮机和锅炉的工作状 态，同时给锅炉和汽轮机自动控制系统发出指令，以 达到快速响应负荷变化的目的，尽最大可能发挥机组 调频、调峰能力，稳定运行参数。 特别是600MW以上的机组都设置了协调控制系统。 协调控制系统（CCS）（按原电力部自动化协会推荐应 称为：MCS），但习惯原因多数仍使用CCS表示协调控 制系统。 二、协调系统的运行方式 （插图） 协调控制系统在协调机炉运行时共有四种运行方式， 各运行方式都有优缺点，根据实际情况酌情选择使用。 （原则：负荷变动不能使主汽压力变化过大） 1）炉跟机：需要机组进行负荷变化时，首先改变汽机 的负荷，然后在协调系统控制下让炉来稳定主汽压力。 优点：负荷变化快；缺点：机组参数变化大
4）采用前馈信号使跟随方及时动作以避免参数波动。 应该说这一点是协调系统和原来常规仪表的主要区别。 常规仪表就是由于没有这种功能才会在大机组负荷变 动面前“束手无策”。 下面以图3-1为例，了解以下内容： 1）如何看自动控制图（了解各种符号的含义） 2）如何分析自动控制图（自动控制原理） 3）分析协调控制原理
一、符号识别 最好能将符号记录 下来,以便日后查看
补充自动控制图形符号说明：
LAG（英文含义：落后、迟延）--惯性 LIM（limit：限制、限定）--幅值限定 RAMPC—速率限定
汽轮机负荷调节
锅炉负荷指令运
系统：（机主控
算系统：经过此
电路）输入量为
运算单元输出到
发电机+ 功率T和
锅炉调节系统以
自上动边信调菱高两数小出负低入R加入个法为高定被被过限输切备切用的/为号节U形手值个值负的荷值中法的信运手的N比信器值数限限限定出换，换两一自发可中动选信。荷最指选选为减器两号算动模B较号的限值定定定数为：可设个个动生以例时过大上指但某切A择号其，小令A择择输负：个进。信拟器之输表C幅（输的数值限一以备输。，器产如快，面令应时换器中右是数必数函（测线偿器最出荷将或行号信K： 差 出示器 右 入 输 值 时 定般 控 以 入右， 生： 汽 ， 会 传 不 力 间开：选侧要值须值数X量性运是：小。指输 多 加。号自根两作。模：侧。入，，数切制决信）边手不在机否损送大计段关在择输求，大转信矫算自在的右令动据个为拟一）在输当该值换这定号：的动同启温则坏下于算内，输最入机运于换号正等动两信侧。调输输比侧，运入输限设个使中对动度热汽来高会不入小为组行这器进或操快个号节入入较输一行不入定被汽不应机的限限大的的最输中个F行补作速输作器信入侧时能超单轮增力设负数制于。：号限为，超过元机长过备荷值在某，， 个数值（偏差信号） 决定输出调节 信号的大小。
单元机组集控运行一单元机组的协调控制系统 PPT精品课件
为了解决这两个问题，本章首先介绍了CCS的组成及各模块的 功能。了解各模块之间的输入、输出关系，是理解各模块功能的逻 辑线索。这一部分，重点介绍了CCS的核心：主控制器。通过机组 启动、停运和事故中对主控制器的功能需求分析，介绍了主控制器 的回路组成，工作方式，以及对应得使用工况。
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单元机组的协调控制系统
二、CCS的组成及各部分的功能
（一）CCS概述 控制汽轮机升速进程。 区间：从盘车冲转开始，到3000RPM并网结束。 例如：实际转速低于值班员设的转速目标值时，DEH需要开大 调门开度、增大机组进汽量，让实际转速升至转速转速目标值。
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单元机组的协调控制系统
单元机组的协调控制系统
根据集控值班员的需求，对压力给定值处理回路也做了简要介 绍。通过SAMA图分析，在“调门开度校正环节”中，重点介绍了与 运行相关的“滑压”和“滑压偏置”的概念。
负荷指令处理回路是集控值班员关注的重点，本章进行了详细 的介绍。kai'd从以下几个方面重点介绍了BI／BD，RD／RUP：1、 设置的目的；2、触发条件；3、动作过程；4、复位过程。
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CCS出现以前，机组的负荷调节方式
煤、风&水 流量实测
煤、风&水 流量设定
负荷设定 负荷实测
电网
FSSS
DEH
炉
汽机
发电机
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单元机组的协调控制系统
一、CCS前言
（二）CCS产生的工程背景 CCS出现以前，机组中锅炉出力的调节方式： 1.值班员为FSSS中的煤量调节器设置给定值（直吹式，一次风 流量）；煤量调节器根据偏差计算出一次风挡板开度的给定值。 2.按烟气氧量，自动确定送风量给定值。 3.按炉膛负压，自动确定引风量给定值。 4.直流炉，按煤/水比，自动确定给水流量给定值。
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单元机组的协调控制系统
二、CCS的组成及各部分的功能
（一）CCS概述 控制汽轮机升速进程。 区间：从盘车冲转开始，到3000RPM并网结束。 例如：实际转速低于值班员设的转速目标值时，DEH需要开大 调门开度、增大机组进汽量，让实际转速升至转速转速目标值。
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单元机组的协调控制系统
单元机组的协调控制系统
根据集控值班员的需求，对压力给定值处理回路也做了简要介 绍。通过SAMA图分析，在“调门开度校正环节”中，重点介绍了与 运行相关的“滑压”和“滑压偏置”的概念。
负荷指令处理回路是集控值班员关注的重点，本章进行了详细 的介绍。kai'd从以下几个方面重点介绍了BI／BD，RD／RUP：1、 设置的目的；2、触发条件；3、动作过程；4、复位过程。
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CCS出现以前，机组的负荷调节方式
煤、风&水 流量实测
煤、风&水 流量设定
负荷设定 负荷实测
电网
FSSS
DEH
炉
汽机
发电机
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单元机组的协调控制系统
一、CCS前言
（二）CCS产生的工程背景 CCS出现以前，机组中锅炉出力的调节方式： 1.值班员为FSSS中的煤量调节器设置给定值（直吹式，一次风 流量）；煤量调节器根据偏差计算出一次风挡板开度的给定值。 2.按烟气氧量，自动确定送风量给定值。 3.按炉膛负压，自动确定引风量给定值。 4.直流炉，按煤/水比，自动确定给水流量给定值。
第四章 单元机组协调控制PPT课件
机组主机、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。
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)。
空气预热器B运行
A 汽泵A转数>2kr/min 同时汽泵A出口门开 汽泵B转数>2kr/min 同时汽泵B出口门开
A 电泵运行
A 一次风机A运行
一次风机B运行
0
T
∑
＜
RB 目标值（MW）
f(x) T
T
∑
f(x) T
T
∑
f(x) T
RB 返回速率（MW/min） ＞
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
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。
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。
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)。
空气预热器B运行
A 汽泵A转数>2kr/min 同时汽泵A出口门开 汽泵B转数>2kr/min 同时汽泵B出口门开
A 电泵运行
A 一次风机A运行
一次风机B运行
0
T
∑
＜
RB 目标值（MW）
f(x) T
T
∑
f(x) T
T
∑
f(x) T
RB 返回速率（MW/min） ＞
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
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。
单元机组协调控制系统(CCS)
过程。 “快速负荷响应和主要运行参数稳定”
§7.1 CCS的基本概念(6)
➢ 以锅炉跟随为基础的协调控制方式:
§7.1 CCS的基本概念(7)
➢ 以汽轮机跟随为基础的协调控制方式
§7.1 CCS的基本概念(8)
➢ 综合型协调控制方式
§7.1 CCS的基本概念(9)
CCS 的基 本组 成
➢ CCS
➢ p1/pT信号的微分项整定不受汽轮机控制回路的影响，只需按 机炉对负荷要求响应速度的差异确定参数就可以了。与负荷 指令间接平衡的协调系统相比，锅炉控制回路的前馈信号无 论是动态的还是静态的精度都比较高，整定也比较方便。
§7.3 机炉主控制器(17)
系统分析(2)
➢ 从锅炉内扰来看，当燃烧率自发增加时，pT及p1均升高，因 为p1对燃烧率变化比实发电功率PE灵敏，在汽轮机控制回路 中功率积分项尚未改变时，汽轮机调节器就使汽轮机调节阀 关小，促使p1恢复到与功率给定值相适应的水平。与此同时， 锅炉控制回路接受两个减小PB指令的信号，一个是由于p1恢 复而使p1/pT减小的信号，另一个是负的压力偏差信号（p0pT），所以锅炉侧消除内扰的能力较强。
§7.1 CCS的基本概念(1)
CCS释义： 在单元机组的调节方式中，无论扰动发生在
锅炉侧还是汽轮机侧，都能保证机炉之间能很好 地相互跟随协调运行，同时兼顾负荷和汽压两者 的关系，能在确保机组安全运行的前提下最大限 度地适应负荷需要的调节方式或控制系统。
§7.1 CCS的基本概念(2)
单元机组负荷控制的特点：
协调锅炉、汽轮发电机的运行，在负荷变化较大时，能维持两 者之间的能量平衡，保证主蒸汽压力稳定。
协调机组内部各子控制系统（燃料、送风、炉膛压力、给水、 汽温等控制系统）的控制作用，在负荷变化过程中使机组的主 要运行参数在允许的工作范围内，以确保机组有较高的效率和 可靠的安全性。
§7.1 CCS的基本概念(6)
➢ 以锅炉跟随为基础的协调控制方式:
§7.1 CCS的基本概念(7)
➢ 以汽轮机跟随为基础的协调控制方式
§7.1 CCS的基本概念(8)
➢ 综合型协调控制方式
§7.1 CCS的基本概念(9)
CCS 的基 本组 成
➢ CCS
➢ p1/pT信号的微分项整定不受汽轮机控制回路的影响，只需按 机炉对负荷要求响应速度的差异确定参数就可以了。与负荷 指令间接平衡的协调系统相比，锅炉控制回路的前馈信号无 论是动态的还是静态的精度都比较高，整定也比较方便。
§7.3 机炉主控制器(17)
系统分析(2)
➢ 从锅炉内扰来看，当燃烧率自发增加时，pT及p1均升高，因 为p1对燃烧率变化比实发电功率PE灵敏，在汽轮机控制回路 中功率积分项尚未改变时，汽轮机调节器就使汽轮机调节阀 关小，促使p1恢复到与功率给定值相适应的水平。与此同时， 锅炉控制回路接受两个减小PB指令的信号，一个是由于p1恢 复而使p1/pT减小的信号，另一个是负的压力偏差信号（p0pT），所以锅炉侧消除内扰的能力较强。
§7.1 CCS的基本概念(1)
CCS释义： 在单元机组的调节方式中，无论扰动发生在
锅炉侧还是汽轮机侧，都能保证机炉之间能很好 地相互跟随协调运行，同时兼顾负荷和汽压两者 的关系，能在确保机组安全运行的前提下最大限 度地适应负荷需要的调节方式或控制系统。
§7.1 CCS的基本概念(2)
单元机组负荷控制的特点：
协调锅炉、汽轮发电机的运行，在负荷变化较大时，能维持两 者之间的能量平衡，保证主蒸汽压力稳定。
协调机组内部各子控制系统（燃料、送风、炉膛压力、给水、 汽温等控制系统）的控制作用，在负荷变化过程中使机组的主 要运行参数在允许的工作范围内，以确保机组有较高的效率和 可靠的安全性。
单元机组协调的原理及控制逻辑PPT教学课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2020/12/09
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。
2020/12/09
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
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。
2020/12/09
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。
2020/12/09
4
汽机和锅炉都手动的基本方式
基本方式下，炉主控给煤主控手动发出煤量指令，机 主控给电调手动发出汽机负荷指令。
单元机组协调原理及控制逻辑
2020/12/09
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
2020/12/09
2020/12/09
5
汽机手动锅炉自动跟踪方式
在汽机手动锅炉跟踪方式下，机主控给电调手动发出 汽机负荷指令。 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，
2020/12/09
6
锅炉手动汽机自动跟踪方式
炉主控手动调节 ，机主控将接受主蒸汽压力偏差信 号自动调节。汽机跟踪方式下，主蒸汽压力将由自动 跳为手动。汽机维持当前压力设定值。
2020/12/09
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。
2020/12/09
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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
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。
2020/12/09
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。
2020/12/09
4
汽机和锅炉都手动的基本方式
基本方式下，炉主控给煤主控手动发出煤量指令，机 主控给电调手动发出汽机负荷指令。
单元机组协调原理及控制逻辑
2020/12/09
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
2020/12/09
2020/12/09
5
汽机手动锅炉自动跟踪方式
在汽机手动锅炉跟踪方式下，机主控给电调手动发出 汽机负荷指令。 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，
2020/12/09
6
锅炉手动汽机自动跟踪方式
炉主控手动调节 ，机主控将接受主蒸汽压力偏差信 号自动调节。汽机跟踪方式下，主蒸汽压力将由自动 跳为手动。汽机维持当前压力设定值。
单元机组协调控制系统——CCS
启动中，旁路关闭后，蒸汽流量、主汽参数达到 规定值；
TF
针对工况：机、炉出力基本能够平衡，机
组具备压力投自动调节的条件，但由于机、 或炉中有一个还不具备自动调整出力的条 件。机已热透，具备进行自动调整的条件，
炉故障或不稳定，不具备进行自动调整的条件。 事故：RB。
特点：机主控制器自动调压，炉主控制器
设定机组的压力给定值，由主控制器进行压力自 动调节。 ► 如果LMCC尚未投入AGC方式，需要调整机组的 负荷时，由运行人员在负荷指令处理回路（或称 负荷管理控制中心）上设定机组的负荷给定值； 如果LMCC已经投入AGC方式，本机组运行人员 没有负荷控制权，需要调整机组的负荷时，由中 调的ADS装置为在负荷指令处理回路（或称负荷 管理控制中心LMCC）提供机组的负荷给定值。
1.3.2 主控制器工作方式的适用工 况分析
► 基础模式 ► 压力控制模式 ► CCS方式（功率控制模式）
基础模式
► 针对工况：启动中，从点火、升温、升压直
到旁路控制压力；事故：MFT，FCB； ► 工况特点：机组机、炉严重不平衡，且较不 稳定。 ► 控制器特点：机、炉主控制器都处于手动或 跟踪的运行方式。
需要主蒸汽压力给定值。压力设定值形成回 路的基本功能就是，提供主控制器所需的主 蒸汽压力给定值。
4、负荷指令处理回路的基本功能
► 主控制器计算汽轮机和锅炉的流量给定值时，
需要机组负荷给定值。负荷指令处理回路的 基本功能就是，提供主控制器所需的负荷给 定值。
CCS组成及功能示意图
负荷 控制 系统
值班员负 调度 荷指令 指令 调频 指令 压力实测 压力给定
压力控制模式包括
TF（turbine fellow,汽轮机跟随）模式。 BF（boiler
TF
针对工况：机、炉出力基本能够平衡，机
组具备压力投自动调节的条件，但由于机、 或炉中有一个还不具备自动调整出力的条 件。机已热透，具备进行自动调整的条件，
炉故障或不稳定，不具备进行自动调整的条件。 事故：RB。
特点：机主控制器自动调压，炉主控制器
设定机组的压力给定值，由主控制器进行压力自 动调节。 ► 如果LMCC尚未投入AGC方式，需要调整机组的 负荷时，由运行人员在负荷指令处理回路（或称 负荷管理控制中心）上设定机组的负荷给定值； 如果LMCC已经投入AGC方式，本机组运行人员 没有负荷控制权，需要调整机组的负荷时，由中 调的ADS装置为在负荷指令处理回路（或称负荷 管理控制中心LMCC）提供机组的负荷给定值。
1.3.2 主控制器工作方式的适用工 况分析
► 基础模式 ► 压力控制模式 ► CCS方式（功率控制模式）
基础模式
► 针对工况：启动中，从点火、升温、升压直
到旁路控制压力；事故：MFT，FCB； ► 工况特点：机组机、炉严重不平衡，且较不 稳定。 ► 控制器特点：机、炉主控制器都处于手动或 跟踪的运行方式。
需要主蒸汽压力给定值。压力设定值形成回 路的基本功能就是，提供主控制器所需的主 蒸汽压力给定值。
4、负荷指令处理回路的基本功能
► 主控制器计算汽轮机和锅炉的流量给定值时，
需要机组负荷给定值。负荷指令处理回路的 基本功能就是，提供主控制器所需的负荷给 定值。
CCS组成及功能示意图
负荷 控制 系统
值班员负 调度 荷指令 指令 调频 指令 压力实测 压力给定
压力控制模式包括
TF（turbine fellow,汽轮机跟随）模式。 BF（boiler
超临界锅炉单元机组协调控制系统课件
数据安全
随着系统智能化程度的提高，数据安全问题也日益突出，需要采取 有效的措施保障数据安全。
人员培训
随着系统复杂性的增加，人员培训也面临新的挑战，需要不断提高操 作人员的技能水平。
未来发展的展望
1 2 3
更加高效、环保的运行
通过不断的技术创新和优化，超临界锅炉单元机 组协调控制系统将实现更加高效、环保的运行。
增强系统稳定性
改进协调控制系统的性能 ，增强超临界锅炉单元机 组的稳定性，减少运行波 动和事故风险。
提升响应速度
提高协调控制系统的响应 速度，以便快速应对各种 工况变化，保证机组安全 、高效运行。
系统优化的方法
先进控制算法
采用现代控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，对协调控制 系统进行优化。
模型预测控制
04
CHAPTER
超临界锅炉单元机组协调控 制系统的实现
系统实现的步骤
系统设计
根据需求分析结果，设计系统 的架构、模块和接口。
系统测试
对开发完成的系统进行测试， 确保系统功能正常、性能达标 。
需求分析
明确系统需要实现的功能和目 标，分析系统的输入和输出。
系统开发
根据系统设计，编写代码并实 现各个模块的功能。
预测控制技术
超临界锅炉单元机组的参数和特性会随着 运行工况的变化而变化，需要采用自适应 控制技术来适应这种变化。
超临界锅炉单元机组具有大时滞、大惯性 等特性，需要采用预测控制技术来减小时 滞和惯性对控制系统的影响。
系统实现的注意事项
安全性与可靠性
超临界锅炉单元机组是高参数、 大容量的机组，其协调控制系统
超临界锅炉单元机组协调控制 系统课件
目录
CONTENTS
随着系统智能化程度的提高，数据安全问题也日益突出，需要采取 有效的措施保障数据安全。
人员培训
随着系统复杂性的增加，人员培训也面临新的挑战，需要不断提高操 作人员的技能水平。
未来发展的展望
1 2 3
更加高效、环保的运行
通过不断的技术创新和优化，超临界锅炉单元机 组协调控制系统将实现更加高效、环保的运行。
增强系统稳定性
改进协调控制系统的性能 ，增强超临界锅炉单元机 组的稳定性，减少运行波 动和事故风险。
提升响应速度
提高协调控制系统的响应 速度，以便快速应对各种 工况变化，保证机组安全 、高效运行。
系统优化的方法
先进控制算法
采用现代控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，对协调控制 系统进行优化。
模型预测控制
04
CHAPTER
超临界锅炉单元机组协调控 制系统的实现
系统实现的步骤
系统设计
根据需求分析结果，设计系统 的架构、模块和接口。
系统测试
对开发完成的系统进行测试， 确保系统功能正常、性能达标 。
需求分析
明确系统需要实现的功能和目 标，分析系统的输入和输出。
系统开发
根据系统设计，编写代码并实 现各个模块的功能。
预测控制技术
超临界锅炉单元机组的参数和特性会随着 运行工况的变化而变化，需要采用自适应 控制技术来适应这种变化。
超临界锅炉单元机组具有大时滞、大惯性 等特性，需要采用预测控制技术来减小时 滞和惯性对控制系统的影响。
系统实现的注意事项
安全性与可靠性
超临界锅炉单元机组是高参数、 大容量的机组，其协调控制系统
超临界锅炉单元机组协调控制 系统课件
目录
CONTENTS
协调控制系统课件
。
03
绿色化
随着环保意识的提高，协调控制系统正朝着绿色化方向发展，通过优化
能源配置、降低能耗和提高资源利用率，实现可持续发展。
技术挑战
1 2
安全性
协调控制系统的安全性是一个重要的技术挑战， 需要采取有效的安全措施，确保系统的数据安全 和稳定运行。
实时性
协调控制系统需要具备实时性，能够快速响应各 种工况变化，保证系统的稳定性和效率。
协调控制系统课件
• 协调控制系统概述 • 协调控制系统的原理 • 协调控制系统的关键技术 • 协调控制系统的应用案例 • 协调控制系统的发展趋势与挑战 • 总结与展望
目录
Part
01
协调控制系统概述
定义与特点
定义
协调控制系统是用于协调和整合多个子系统的复杂控制系统，以确保整个系统达到预期 的性能和目标。
通过一个中央控制器对各个子系统进行集中控制，实现协调控制 。
分散式协调控制系统
各个子系统具有独立的控制器，通过相互之间的通信实现协调控制 。
混合式协调控制系统
结合集中式和分散式的优点，既实现集中控制，又保证子系统的独 立性。
Part
03
协调控制系统的关键技术
通信技术
通信协议
采用统一的通信协议，确保各子 系统之间的信息传输的准确性和 实时性。
特点
具有高度的集成性、动态性、实时性和适应性，能够根据环境和系统状态的变化进行自 我调整，实现整体性能的最优化。
协调控制系统的应用领域
智能制造
用于协调和优化生产过程 中的各个环节，提高生产 效率和产品质量。
交通控制
用于协调城市交通流量， 优化交通信号灯的控制， 减少交通拥堵。
电力系统
机组协调控制系统(CCS) ppt课件
时能自动处理事故和系统切换。
一、热工控制系统设计的基本方法
从能量平衡的观点看，输入能量与输出能量之间的比例关系应能调节保持，在变
动工况下，由于机组的蓄能变化，比例关系也会有变化，它们之间总的关系为：能量 输入等于能量输出加能量储蓄。设计系统时可以把关系密切的两个相互平衡的量作为 调节器的输入信号，也可以把这两者是否平衡的指标作为被调参数。
汽机跟随（锅炉基本）为基础的协调控制系统，可以在汽机调节器前，加入功率
偏差的前馈信号，其原理是利用锅炉的蓄能，同时允许汽压在一定范围内波动。如图 11-2所示，功率偏差信号（P0－PE）可以看作是暂时改变的汽机调节器的给定值，当 （P0－PE）0时，汽压给定值降低，汽机调节器发出开大调节阀的指令，增加输出 功率，反之亦然，当F(x)＝0时，前馈作用不存在。 2、以锅炉跟随（汽机基本）为基础的协调控制系统：
处于自动状态，维持机前压力。汽机主控制器处于手动状态。
（５）方式V－－手动控制方式 这时锅炉和汽机都处于“手动”控制，单元机组的运行由运行人员手动操作，主
控制系统中的负荷要求指令P0 跟踪机组的实际出力，为投入自动作好准备。
ppt课件
11
第二节 协调控制系统的基本方案分析
根据单元机组的动态特性及其负荷控制系统的任务，已经设计出了多种不同类型
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，选择其中一种指令或两种以上指令。
（2）限制负荷指令的变化率和起始变化p幅pt课度件。
9
（３）限制机组最高和最低负荷。 （４）甩负荷保护。 （５）根据机组的辅机运行状态，选择不同的运行工况。
２、机炉主控制回路的作用 （１）接受经过处理的负荷指令P0，对锅炉调节系统和汽机调节系统发出协调的指挥
一、热工控制系统设计的基本方法
从能量平衡的观点看，输入能量与输出能量之间的比例关系应能调节保持，在变
动工况下，由于机组的蓄能变化，比例关系也会有变化，它们之间总的关系为：能量 输入等于能量输出加能量储蓄。设计系统时可以把关系密切的两个相互平衡的量作为 调节器的输入信号，也可以把这两者是否平衡的指标作为被调参数。
汽机跟随（锅炉基本）为基础的协调控制系统，可以在汽机调节器前，加入功率
偏差的前馈信号，其原理是利用锅炉的蓄能，同时允许汽压在一定范围内波动。如图 11-2所示，功率偏差信号（P0－PE）可以看作是暂时改变的汽机调节器的给定值，当 （P0－PE）0时，汽压给定值降低，汽机调节器发出开大调节阀的指令，增加输出 功率，反之亦然，当F(x)＝0时，前馈作用不存在。 2、以锅炉跟随（汽机基本）为基础的协调控制系统：
处于自动状态，维持机前压力。汽机主控制器处于手动状态。
（５）方式V－－手动控制方式 这时锅炉和汽机都处于“手动”控制，单元机组的运行由运行人员手动操作，主
控制系统中的负荷要求指令P0 跟踪机组的实际出力，为投入自动作好准备。
ppt课件
11
第二节 协调控制系统的基本方案分析
根据单元机组的动态特性及其负荷控制系统的任务，已经设计出了多种不同类型
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，选择其中一种指令或两种以上指令。
（2）限制负荷指令的变化率和起始变化p幅pt课度件。
9
（３）限制机组最高和最低负荷。 （４）甩负荷保护。 （５）根据机组的辅机运行状态，选择不同的运行工况。
２、机炉主控制回路的作用 （１）接受经过处理的负荷指令P0，对锅炉调节系统和汽机调节系统发出协调的指挥
2019第二章单元机组协调控制系统.ppt
20
一次调频特性示意图
21
二、直流锅炉的结构特点 随着锅炉朝着大容量高参数的方向发展，直流锅炉由 于其自身的许多优点，而被日益广泛地采用。 由于直流锅炉与汽包锅炉相比，存在着结构上的差异， 使得在运行特性和控制特性上都有其自身的特点。
1. 锅炉按水循环方式分类
(1) 水循环过程 锅炉的受热面，包括加热水的省煤器、使水汽化的蒸 发受热面和加热蒸汽的过热器，一侧由烟气侧吸收热量， 另一侧把热量传给给水或蒸汽。
5
二、单元机组协调控制系统 单元机组协调控制系统把锅炉和汽轮发电机组作 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、联锁保护等功能有机地结合在 一起，构成一种具有多种控制功能，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。 单元机组协调控制系统的设计充分利用了机炉对 象特性方面的特点，采用了前馈、补偿、多变量解耦 等控制策略，使控制系统具有合理、可靠、易于维护 调整等优点。建立在现代控制理论和方法基础上的单 元机组协调控制系统也处于研究和发展之中。
第二章
协调控制系统
§2.1 概 述
§2.2 单元机组动态特性
§2.3 间接能量平衡协调系统
§2.4 直接能量平衡协调系统
§2.5 自动发电控制 §2.6 协调系统实例分析1 §2.7 协调系统实例分析2
1
§2-1
概
述
2
一、协调控制的基本概念
从大系统理论出发，协调控制是一种解决大系 统控制问题的基本策略。 所谓大系统可理解为由若干相互关联子系统组 成的复杂系统。应用大系统理论处理这类庞大而复 杂系统控制问题的基本方法就是分解——协调的方 法。所谓分解就是把大系统化为若干子系统，以便 进行分块的处理与控制，求得各子系统的局部最优 解；而协调则是从系统的全局出发，合理地调整各 子系统之间的关系，求得各子系统之间的和谐与统 一，进而得到整个大系统的最优解。
一次调频特性示意图
21
二、直流锅炉的结构特点 随着锅炉朝着大容量高参数的方向发展，直流锅炉由 于其自身的许多优点，而被日益广泛地采用。 由于直流锅炉与汽包锅炉相比，存在着结构上的差异， 使得在运行特性和控制特性上都有其自身的特点。
1. 锅炉按水循环方式分类
(1) 水循环过程 锅炉的受热面，包括加热水的省煤器、使水汽化的蒸 发受热面和加热蒸汽的过热器，一侧由烟气侧吸收热量， 另一侧把热量传给给水或蒸汽。
5
二、单元机组协调控制系统 单元机组协调控制系统把锅炉和汽轮发电机组作 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、联锁保护等功能有机地结合在 一起，构成一种具有多种控制功能，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。 单元机组协调控制系统的设计充分利用了机炉对 象特性方面的特点，采用了前馈、补偿、多变量解耦 等控制策略，使控制系统具有合理、可靠、易于维护 调整等优点。建立在现代控制理论和方法基础上的单 元机组协调控制系统也处于研究和发展之中。
第二章
协调控制系统
§2.1 概 述
§2.2 单元机组动态特性
§2.3 间接能量平衡协调系统
§2.4 直接能量平衡协调系统
§2.5 自动发电控制 §2.6 协调系统实例分析1 §2.7 协调系统实例分析2
1
§2-1
概
述
2
一、协调控制的基本概念
从大系统理论出发，协调控制是一种解决大系 统控制问题的基本策略。 所谓大系统可理解为由若干相互关联子系统组 成的复杂系统。应用大系统理论处理这类庞大而复 杂系统控制问题的基本方法就是分解——协调的方 法。所谓分解就是把大系统化为若干子系统，以便 进行分块的处理与控制，求得各子系统的局部最优 解；而协调则是从系统的全局出发，合理地调整各 子系统之间的关系，求得各子系统之间的和谐与统 一，进而得到整个大系统的最优解。
单元机组协调控制系统78页PPT
单元机组协调控制系统
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
ห้องสมุดไป่ตู้
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
ห้องสมุดไป่ตู้
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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TD
t BD
ΔμB t pT
t PE
ΔμT t
t ΔpT
t
t
t
（a）
（b）
图13－5 汽轮机采用功频电液控制系统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。
入1
输出等于输 入1 T4
Δ ∫
输 出
＜
速率限制回路原理图
P0实际负荷指令
（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
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。
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
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。
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。பைடு நூலகம்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。
负荷控制系统
二、 单元机组协调控制系统基本组成
ADS指令
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
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
实际负荷指令P0 机炉主控制器
机组输出电功率PE
锅炉指令BD
基
础
锅炉控制系统
控
制
级
燃空 给
料气 水
汽轮机指令TD
汽轮机控制系统 进 汽 量
单
元 机
锅炉
汽轮机、发电机
组
子控制系统
图13－1 单元机组协调控制系统的组成
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
图13－3 单元机组被控对象动态特性
（b）
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。
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。
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。
变化率限制值
最小负荷Pmin A
最大负荷Pmax A
中调指令 ADS
电网频率 f
变化率限制值
输
MW/min
A
入
T 1 速率限制 回路
－ ＋
Δ
Δf
f0频率给定值 a
f(x)
＋
Δf
＋
0%
∑1
T2
Ps ＞
为了安全和稳态运行，幅度在3％负荷 死区±0.033HZ(±2r/min)
N
Y 0
－k
Y 输出＞输
T3
• 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。
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。
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
_
TD BD
pT PE
单元机组协调控制系统
第一节 概述
发电机组控制
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。(机组提供的有功 功率小于负荷时，系统频率下降。)
无功功率: 通过调节励磁电流达到无功功率的 平衡。(机组提供的无功功率小于无功功率 负荷时，电压下降。)
一 、单元机组控制问题
AGC（Automatic Generation Control）
电网能量管理系统 Energy Manage System
(EMS)
远程终端单元 Remote Terminal Unit
RTU
电网 通信
RTU
DCS
∽
协调控制系统
Coordinate Control System （CCS）
AGC几种方案