单元机组协调控制系统CCS

为避免这一问题，综合协调控制方式采用的 是“双向”协调，即任一被控量都是通过两 个控制变量的协调操作加以控制的。
当负荷指令P0改变时，机、炉主控制器同时 对汽轮机侧和锅炉侧发出负荷控制指令，改 变燃烧率和汽轮机进汽调节阀开度，一方面 利用蓄能暂时应付负荷请求，快速响应负荷， 另一方面改变进入锅炉的能量，以保持机组 输入能量与输出能量的平衡。
三、协调控制的基本原则 从锅炉燃烧率改变到引起机组输出电功率 变化，其过程有较大的惯性和迟延，如果 只是依靠锅炉侧的控制，必然不能获得迅 速的负荷响应。而汽轮机进汽调节阀动作， 可使机组释放(或储存)锅炉的部分能量，使 输出的电功率有较迅速的响应。因此，为 了提高机组的响应性能，可在保证安全运 行的前提下，充分利用锅炉的蓄热能力， 在负荷变动时，通过汽轮机进汽调
锅炉和汽轮发电机的动态特性存在着很大 差异，即汽轮发电机对负荷请求响应快， 锅炉对负荷请求响应慢，所以单元机组内 外两个能量供求平衡关系相互间受到制约， 外部负荷响应性能与内部运行参数稳定性 之间存在着固有的矛盾，这是单元机组负 荷控制中的一个最为主要的特点。
所谓协调就是通过一套控制回路协调锅炉、 汽轮机控制回路的工作，使机组能快速、 安全、经济地对外界负荷作出响应。
由此可见，综合型协调控制方式能较好地保 持机组内、外两个能量供求的平衡关系，既 具有较好的负荷适应性能，又具有良好的汽 压控制性能，是一种较为合理和完善的协调 控制方式，但系统结构比较复杂。
应当明确，无论是何种协调控制方式，都是 从解决“快速负荷响应和主要运行参数稳定” 这一对源于机、炉动态特性差异的矛盾而设 计的。把握这一要点，对认识、分析、设计 协调控制系统大有益处。
一、单元机组负荷控制的特点
在单元制运行方式中，锅炉和汽轮发电机既 要共同保障外部负荷要求，也要共同维持内 部运行参数(主要是主蒸汽压力)稳定。单元 机组输出的实际电功率与负荷要求是否一致， 反映了机组与外部电网之间能量的供求平衡 关系；而主蒸汽压力是否稳定，则反映了机 组内部锅炉与汽轮发电机之间能量的供求平 衡关系。
第五章 单元机组协调控制系统 (CCS)
5.1 协调控制系统的基本概念
大容量机组的汽轮发电机和锅炉都是采用单 元制运行方式。所谓单元制就是由一台汽轮 发电机组和一台锅炉所组成的相对独立的系 统。单元制运行方式与以往的母管制运行方 式相比，机组的热力系统得到了简化，而且 使蒸汽经过中间再热处理成为可能，从而提 高了机组的热效率。
(2)协调锅炉、汽轮发电机的运行，在负荷变 化率较大时，能维持两者之间的能量平衡， 保证主蒸汽压力稳定。
(3)协调机组内部各控制子系统(燃料、送风、 引风、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。
(4)协调外部负荷请求与主／辅设备实际能 力的关系。在机组主／辅设备能力受到限制 的异常情况下，能根据实际情况，限制或强 迫改变机组负荷。这是协调控制系统的联锁 保护功能。
锅炉调节在前，汽轮机调节在后，称为机跟 随调节模式，简称机跟炉。该方式下，锅炉 控制系统控制机组功率，汽轮机控制系统控 制主汽压力。机跟随方式特点是：机组功率 变化过程中，主汽压力波动比较小，但燃料 的燃烧最终变成机组功率需要一定时间，所 以机组功率对外界负荷适应性比较差。这种 方式以保证汽压为主，适用于带基本负荷的 机组。
二、协调控制系统及其任务 单元机组的协调控制系统(Coordinated Control System，简称CCS)是根据单元机 组的负荷控制特点，为解决负荷控制中的内 外两个能量供求平衡关系而提出来的一种控 制系统。
协调控制系统的主要任务是：
(1)接受电网中心调度所的负荷自动调度指令、 运行操作人员的负荷给定指令、电网频差信 号，及时响应负荷请求，使机组具有一定的 电网调峰、调频能力，适应电网负荷变化的 需要。
节阀的适当动作，即释放或吸收部分蓄能， 加快机组初期负荷的响应速度；与此同时， 根据外部负荷请求指令，加强对锅炉侧燃烧 率(及相应的给水流量)的控制，及时恢复蓄 能，使锅炉蒸发量保持与机组负荷一致。这 就是负荷控制的基本原则，也是机炉协调控 制的基本原则。
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四、协调控制方式 常见的机组协调控制方式有以下几种方案：
3．综合型协调控制方式 该方式是上述两种协调控制方式的综合，前 两种方式中，只有一个被调量是通过两个控 制变量的协调操作来加以控制的，而另一个 被调量是单独由一个控制变量来控制的，因 而，它们只是实现了“单向”协调。
“单向”协调控制在负荷的响应过程中，机 组或机炉之间的能量供求仍存在较大的动态 失衡现象。
1．以锅炉跟随为基础的协调控制方式 汽轮机先动作，而锅炉随后动作的调节称为 炉跟随调节模式，简称炉跟机。该方式是汽 轮机控制系统控制负荷，锅炉控制系统控制 主汽压力。这种炉跟随方式的特点是：充分 利用锅炉蓄热，机组功率变化比较快，但主 汽压力波动比较大。这种方式以满足负荷为 主，适用于调峰机组。
2．以汽轮机跟随为基础的协调控制方式
二、协调控制系统分析 1．负荷运算 负荷运算电路只有在协调控制方式下才起作 用，负荷运算的任务可以用一个操作、两个 校正、一个限制来概括。
一个操作是电路的中间部分，通过“操作员 设定”的手动操作单元，运行人员使用鼠标 或键盘可以设定机组负荷的大小。
两个校正为主汽压力校正和频率偏差校正。 当主汽压力不等于压力给定数值后，由负 荷运算模块最左侧的压力校正支路对机组 负荷进行校正，以保证主汽压力等于给定 数值。当机组频率和电网频率出现偏差后， 由负荷运算模块最右侧的频率偏差校正支 路对机组负荷进行校正，以保证机组输出 负荷和电网的负荷需求相平衡。
5.2 协调控制系统分析 一、协调控制系统的基本组成 单元机组协调控制系统是由负荷管理控制中 心 (LMCC)、机炉主控制器和相关的锅炉、 汽轮机子控制系统所组成。
负荷管理控制中心(LMCC)的主要作用是： 对机组的各负荷请求指令进行选择和处理， 并与电网频率偏差信号△f一起，形成机组 负荷指令Po。 Po作为机组实发电功率的给 定值信号，送入机炉主控制器。