第四章 单元机组协调控制PPT课件
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共84页
单元机组协调控制系统第一节协调控制系统的基本概念随着电力工业的发展，高参数、大容量的火力发电机组在电网中所占的比例越来越大。
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。
一、单元机组负荷控制的特点随着大容量机组在电网中的比例不断增大，以及因电网用电结构变化引起的负荷峰谷差逐步加大，大容量单元机组的运行方式也逐步发生了变化，过去常常只带固定负荷的大机组，现在也需求根据电网中心调度所的负荷需求指令和电网的频率偏差参与电网的调峰、调频，甚至在机组的某些主要辅机局部故障的情况下，仍然维持机组的运行。
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。
然而，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，锅炉对负荷请求的响应慢，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。
二、协调控制系统及其任务单元机组的协调控制系统（Coordinated Control Systen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。
从广义上讲，这是单元机组的负荷控制系统。
它把锅炉和汽轮发电机作为一个整体进行综合控制，使其同时按照电网负荷需求指令和内部主要运行参数的偏差要求协调运行，即保证单元机组对外具有较快的功率响应和一定的调频能力，对内维持主蒸汽压力偏差在允许范围内。
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。
单元机组运行原理-课件第4章-单元机组的启停-4-5
冷态与热态划分的原则主要考虑汽轮 机转子材料的性能。 试验研究表明，转子金属材料的冲击 韧性随温度的降低而显著下降，呈现出冷 脆性，这时即使在较低的应力作用下，转 子也有可能发生脆性断裂破坏。 因为热态启动时的金属温度已超过转 子材料的脆性转变温度，它可以避免产生 转子的脆性破坏事故。
在现场，若炉、机均处于冷态，按冷 态方式启动；炉、机均处于热态，按热态 方式启动；炉热态、机冷态，机组按冷态 启动方式选择升负荷率、升压率、升温率， 机组冲转时间、初负荷暖机时间按热态启 动方式选择。
国外机组对轴封蒸汽温度与轴封段转 子表面温度的匹配问题十分重视，图4—12 为某制造厂制定的轴封蒸汽温度失配与每 年允许出现次数的关系曲线。如果温度失 配值为160℃，每年只允许出现28次；如温 度失配值111℃，每年可允许出现300次。
(5) 热态滑参数启动过程中应注意 的其它问题 1) 由于热态启动时机组升速快，要注意冷油器出 口油温不得低于38℃，以免造成油膜不稳而引起 振动。 2) 由于升速和接带负荷速度较快，且不准在初负 荷点之前作长时间停留，所以锅炉和电气部分必 须在冲转之前做好相应的准备工作，以免延误时 间造成金属冷却。 3) 热态启动时间短，应严格监视振动，如振动超 过限值，应果断及时打闸停机，转入盘车状态， 待消除原因后，才允许重新启动。
二．热态滑参数启动特点
热态启动由于启动之前机组就处于较 高的温度下，因而可以大大缩短启动时的 暖机时间。同时由于热态启动时，锅炉开 始供出的蒸汽温度往往较低，此时机炉应 进行隔离，点火后锅炉产生的蒸汽经汽轮 机旁路系统送至凝汽器，直到蒸汽参数满 足冲转要求。
在这个过程中，锅炉出口汽温应在安 全的前提下较快升高，而压力上升的速度 则应慢一点。在实际运行中，一般都采取 一些措施以提高升温速度，例如用机组旁 路启动、提高炉内火焰中心位置、加大锅 炉炉内过量空气系数等。
热工教科书第4章 协调控制
第四章协调控制系统第一节单元机组的动态特性一、单元机组的特点单元机组的负荷控制具有以下特点：(1) 单元制机组是一个强相互关联的多变量控制对象，锅炉和汽轮发电机是一个不可分割的整体，锅炉和汽轮机共同适应外界的负荷要求，也共同保证运行参数的稳定。
(2) 锅炉和汽轮发电机的动态特性存在较大的差异，汽轮发电机负荷响应快，锅炉负荷响应慢。
所以单元机组在实施负荷控制时，必须很好地协调机、炉两侧的控制动作，合理地处理好内部和外部两个能量供求平衡关系，以兼顾负荷响应性能和内部运行参数稳定两个方面的需求。
具体地讲，就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力；对内保证锅炉主蒸汽压力偏差在允许范围内。
或者说，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。
(3) 随着单元机组在电网中所占比例的日益增大，电网对单元机组的负荷适应性能提出了更高的要求，既使承担基本负荷的单元机组，也应具有一定参加电网一次调频的能力，以便使电网在二次调频之前减小电网频率变化的幅度。
使机组满足电网功率的变化及保持内部参数在允许值就是单元机组负荷控制的任务。
二、单元机组的运行方式单元机组可以按照若干不同的运行方式运行，不同运行方式下，受控过程的动态特性往往差别很大。
因此，这里首先介绍单元机组的几种典型运行方式。
单元机组的运行方式有定压运行和滑压运行两种。
1、定压运行方式定压运行方式是指无论机组负荷怎样变动，始终维持主蒸汽压力和温度为额定值，通过改变汽轮机调节汽门的开度，改变机组的输出功率。
母管制连接的机组只能采用额定蒸汽参数下的定压运行方式。
定压运行机组的自动运行方式有机跟炉、炉跟机和机炉协调方式三种。
这在后面详细叙述。
2、滑压运行方式单元机组在滑压运行方式下，保持汽轮机调节汽门接近全开。
外界负荷需求变化时，通过调节锅炉的燃料、风量、给水以及其它相应的输入量，在维持汽温为额定值的前提下，使锅炉的蒸发量改变，进而改变了汽轮机的功率。
《单元机组的启停》PPT课件
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4．根据启动前汽轮机金属温度(内缸或转子 表面温度)或停机时间分类 高压缸启动时按调节级金属温度划分， 中压缸启动时按中压缸第一压力级处金属 温度划分，结合停机时间划分为： （1．）冷态启动 停机时间超过72h，或金属温度已下降 到其额定负荷值的40％以下，例如调节级 处下汽缸金属温度在150～200℃左右。
低于额定参数，然后并入母管，逐步提高蒸发量
至预定值，锅炉启动结束。汽轮机启动则是从蒸
汽母管引来额定参数蒸汽，先进行暖管，然后冲
动转子、升速暖机、并网和带负荷，最终升负荷
到预定值，汽机启动结束。由于机炉的启停是分
别进行的，所以它们的启停速度分别取决于它们
各自的特性，互不影响。母管制系统的这种启停
方式耗用时间长，热损失和工质损失大，不经济，
22
滑参数停机是锅炉和汽机的联合停运， 保持调节汽门全开或接近全开位置，在逐 渐降低汽温、汽压的情况下，进行锅炉和 汽机的减负荷。这种方式可以使机组冷却 更快而且均匀，对于停运后需要检修的机 组，采用滑参数停机，可以缩短停机到揭 缸的时间，但锅炉在低负荷下运行时燃烧 稳定性较差。该方式多用于计划大、小修 停机，以保持较低的缸体温度，缩短揭缸 时间，提早开工。
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• 所谓合理的启停方式就是寻求合理的加 热或降温方式，使启停过程中机组各部件 的热应力、热变形、汽轮机转子与汽缸的 胀差和转动部件的振动等指标均维持在较 好的水平上。
• 近年来，国内外对大容量单元机组的启 停进行了大量的实践和研究，积累了不少 经验，对单元机组的启停方式提出了下列 原则要求：
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第一节 单元机组启动和停运方式 及特点
一．单元机组的启动方式 结合机组的具体情况，根据不同的分类
单元机组协调的原理及控制逻辑PPT课件
2020/10/13
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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
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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。
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单元机组协调原理及控制逻辑
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2003年8月22日
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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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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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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。
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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
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
此处为老师站位区 禁止编辑任何内容
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。
此处为老师站位区 禁止编辑任何内容
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。
此处为老师站位区 禁止编辑任何内容
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
此处为老师站位区 禁止编辑任何内容
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。
单元机组协调的原理及控制逻辑PPT教学课件
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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
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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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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。
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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
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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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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，
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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。
协调控制系统ppt课件
滑压曲线
N0—HT静态关系
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混合阀滑压运行时增加的控制部分
在机组启动初期，调节门1、2、3、4号全开，但随着负荷↑，4号调节门↓至全关位 置；在滑压阶段的稳态时，3号（全开）+4号（全关）=50%。在DEH动态调节时，如 需增加负荷，则在1、2、3号调节门开到最大后，再开4号调节门。如需降负荷，则4 号调节门全关后，再关1、2、3号调节门，因此系统中增加了1个阀门定位调节器PID5， 使3、4号调节门开度的代数和为50%，确保机组滑压运行在最经济的方式下。
6
以汽轮机跟随为基础的协调控制方式（CCS-TF）
当负荷指令N0改变时，锅炉和汽轮机主控制器同时动作。最终，由汽轮机侧 保持汽压pT为给定值p0；由锅炉侧保证输出电功率NE与负荷指令N0一致。
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间接能量平衡（IEB）协调控制系统
系统的特点是用用负荷指令间接平衡机炉之间的能量关系，属于 以汽轮机跟随为基础的协调控制系统。
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直接能量平衡（DEB）协调控制系统
Pb
在稳定工况下，汽轮机第一级压力P1代表了进入汽机的蒸汽量；P1与机前压力 PT的比值可以很好地代表汽机调节阀门的开度。在动态过程中，（P1/PT）×Psp不 等于实际进入汽机的能量，而是代表了汽机所需的能量。 级（压P力1/PP1T也）会×相Ps应p信地号变的化另，一P特1/P点T近是似不不受变锅。炉内扰的影响，PT发生变化时，汽机首9
该系统直接采用经过动态校正的(P1/PT)×PSP作为 锅炉负荷指令信号。燃料控制回路的反馈信号采 用热量信号（P1+CbdPb/dt ）。
进入锅炉燃料控制器入口的T
) PSP
( P1
Cb
dPb dt
)
机组协调控制系统(CCS) ppt课件
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
热工教科书协调制
第四章协调控制系统第一节单元机组的动态特性一、单元机组的特点单元机组的负荷控制具有以下特点：(1) 单元制机组是一个强相互关联的多变量控制对象，锅炉和汽轮发电机是一个不可分割的整体，锅炉和汽轮机共同适应外界的负荷要求，也共同保证运行参数的稳泄。
(2) 锅炉和汽轮发电机的动态特性存在较大的差异，汽轮发电机负荷响应快，锅炉负荷响应慢。
所以单元机组在实施负荷控制时，必须很好地协调机、炉两侧的控制动作，合理地处理好内部和外部两个能量供求平衡关系，以兼顾负荷响应性能和内部运行参数稳左两个方而的需求。
具体地讲，就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一泄的调频能力：对内保证锅炉主蒸汽压力偏差在允许范围内。
或者说，在保证主蒸汽压力偏差在允许范国内的前提下，使机组的输岀电功率尽快适应电网负荷变化的需要。
(3) 随着单元机组在电网中所占比例的日益增大，电网对单元机组的负荷适应性能提出了更髙的要求，既使承担基本负荷的单元机组，也应具有一定参加电网一次调频的能力，以便使电网在二次调频之前减小电网频率变化的幅度。
使机组满足电网功率的变化及保持内部参数在允许值就是单元机组负荷控制的任务。
二、单元机组的运行方式单元机组可以按照若干不同的运行方式运行，不同运行方式下，受控过程的动态特性往往差别很大。
因此，这里首先介绍单元机组的几种典型运行方式。
单元机组的运行方式有定压运行和滑压运行两种。
1、定压运行方式左压运行方式是指无论机组负荷怎样变动，始终维持主蒸汽压力和温度为额左值，通过改变汽轮机调节汽门的开度，改变机组的输出功率。
母管制连接的机组只能采用额左蒸汽参数下的左压运行方式。
圧压运行机组的自动运行方式有机跟炉、炉跟机和机炉协调方式三种。
这在后而详细叙述。
2、滑压运行方式单元机组在滑压运行方式下，保持汽轮机调节汽门接近全开。
外界负荷需求变化时，通过调节锅炉的燃料、风量、给水以及英它相应的输入量，在维持汽温为额卫值的前提下，使锅炉的蒸发量改变，进而改变了汽轮机的功率。
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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。
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 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) 一种比例控制
N
Y 0
－k
Y 输出＞输
负荷控制系统
二、 单元机组协调控制系统基本组成
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
实际负荷指令P0 机炉主控回路
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
T3
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。
无功功率: 通过调节励磁电流达到无功功率的平 衡。
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。
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。
（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。
A 送风机A运行
送风机B运行 A
引风机A运行
引风机B运行 A
空气预热器A运行
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．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。
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。
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
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
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
• 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。