DEH与单元机组协调控制系统.
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DEH与单元机组协调控制系统
单元制火电机组自动调节系统总体机构
机组负荷要求
机炉协调控制
汽机主 控输出
协调控制级
主汽压力调节 和负荷调节
锅炉主 控输出
常规控制级辅助系统调 节
燃料调节
风烟调节
给水调节
汽温调节
DEH
受控对象
辅机系统
锅炉
汽轮机
以BF方式为基础的协调控制系统
eP +
PS
功率 调节器
eN
主蒸汽压力 调节器
RB设计
1. RB可以由送风机跳闸、引风机跳闸、一次风机跳闸、给水泵跳闸、 磨煤机跳闸触发 2. 非CCS方式时，RB不能投入 3. 当发生RB时： a. RB信号触发DEHRB。DEH负荷目标值100MW，降负荷率 200MW/min，组态DPU1-PG28。 b. 汽机主控跟踪DEH负荷参考值，组态DPU11-PG110。 c. 主汽压控制方式切到滑压，组态DPU11-PG109。 d. RB目标值170MW（送、引风机RB）或160MW（一次风机RB） 或保持（磨煤机RB），组态DPU11-PG111。 e. 取RB燃料值与实际燃料值的偏差的PID(积分)输出设置锅炉主控， 组态DPU11-PG113。 f. 当实际负荷低于RB目标值，RB结束，组态DPU11-PG117。 g. RB过程中CCS方式仍然保持，负荷给定值跟踪当前负荷。 h. 最终：CCS、滑压运行、负荷在RB目标值左右。
RB设计思路
• RB：辅机故障快速减负荷（Runback） • RB功能设计采用“以静制动、综合协调”的控制策略。 以静制动——指发生RB工况时，BMS按要求切磨投油，CCS根 据RB目标值计算出所需的燃料量后，锅炉主控处于跟踪负荷目标 值状态。 综合协调——指发生RB工况时，协调各子系统以确保运行工 况的平衡过渡，汽机主控维持负荷与机前压力关系（机跟炉）。 在快速减负荷的同时要对某一辅机跳闸引起的运行工况扰动 进行抑制，即采用适当的前馈量，以减小RB工况初期影响机组运 行稳定的不利因素。 对外协调BMS、DEH、SCS控制系统快速、平稳地把负荷降低 到机组出力允许范围内。
RU/RD问题
2. • • • 闭锁增-迫降：升负荷过程中可能发生 闭锁增条件：设备原因增闭锁 汽机主控闭锁增 引风指令增闭锁 送风指令增闭锁 一次风机指令增闭锁 迫降条件：参数偏差大 燃料信号偏差高 风量指令偏差高 指令大于给水流量 一次风压低于设定值1KPa 迫降结果：机组带50%负荷
K
d dt
f(x)
K
d dt
Y T
N
BF
A/M
汽机主控指令 至D EH
热量信号
dPb dPt dP1 HR K1 P k3 k4 1 K2 dt dt dt
• P1 为一级压力,反映了锅炉的能量输出; • Pb 为汽包压力 , 其变化率 dPb / dt 反映了锅炉蓄能的动态变化； • 为了真实反映热量信号的测量，在锅炉燃烧不变的情况下， 单纯由汽机调门开度的变化，不应引起热量信号的变化，所以在 原热量信号为(k1*P1 + k2*dPb/ dt)的基础上，加上(k3*dPt/ dt – k4*dP1/ dt)。公式中,k1、k2、k3、k4为四个加权系数
RU/RD问题
1. • • • 闭锁减-迫升：减负荷过程中可能发生 闭锁减条件：设备原因减闭锁 汽机主控闭锁减 引风指令减闭锁 送风指令减闭锁 一次风机指令减闭锁 迫升条件：参数偏差大 燃料信号偏差低 风量指令偏差低 指令小于给水流量 一次风压高于设定值1KPa 迫升结果：机组带100%负荷
- PT
D 锅炉
主蒸汽
+ N
NБайду номын сангаас
S
E
燃烧率 β
μ
μT 发电机 汽轮机
B
以TF为基础的协调控制系统
e
N
S
+ 燃烧率 β 锅炉 μ
B
P
S
功率 调节器 主蒸汽 调节器
N
eP
P
T
-
+
D μT
主蒸汽
NE 发电机
汽轮机
负荷指令运算回路SAMA原理图
GI RD FREQ U EN CY D EVI A TI ON Y f ( x) N T > FREQ I N < A A MI N LI MI T M A X LI MI T RA TE LI MI T RU N1 RU N2 0 M W SP N A AD S T Y AG C I N
能量信号
p1 d( ps ) P pT 1 ER PS (1 K1 ) PT dt
•
• 采用与汽机调阀开度成正比的信号P1作为能量信号，式中微分项 在动态过程中加强锅炉燃烧指令，以补偿机、炉之间对负荷要求 响应速度的差异。 • 由于要求补偿的能量不仅与负荷变化量成正比，而且还与负荷水 平成比例，所以微分项要乘以。
V>
RB RU N D O W N/U P Y T Y T MW Y T U LD N N N
A
N O CCS
定压方式和滑压方式
• 定压方式，要求控制 主汽压力在固定的值 （操作员设定）。 • 滑压方式，即在不同 的负荷下，要求控制 主汽压力在不同的值 （压力定值是负荷的 函数，隐含调门全开 的条件）。
CCS和DEH的功能协调问题
• • • • • • 最大负荷和最小负荷 变负荷率 一次调频 负荷指令用模拟量或脉冲量 操作员TPC 操作员TCP
300MW机组协调控制系统实例
• • • • • • • • • • CCS遥控 锅炉主控自动/手动 汽机主控自动/手动 五种运行方式: DEH就地 手动：BM手动，TM手动 BF： BM自动，TM手动 TF： BM手动，TM自动 协调： BM自动，TM自动 主汽压力设定：定压/滑压 AGC控制：自动/手动 事故处理：RB和RU/RD 负荷限值设置 变负荷率/变压率设置 一次调频
P
滑压运行曲线
P m ax
Pm i n 0
U LD ( MW )
锅炉主控SAMA原理图
热量信号 （H R ） 能量需求信号 （ER ） 实际负荷指令 U LD 机组负荷 N
机前压力偏差
K
d dt
f(x)
K
＋
d dt
＋ －
Y
N
BF
T 实际燃料量
A/M
锅炉主控指令
汽机主控SAMA原理图
机组负荷 实际负荷指令 U LD 机前压力 （PT） 机前压力设定值 （PS）
单元制火电机组自动调节系统总体机构
机组负荷要求
机炉协调控制
汽机主 控输出
协调控制级
主汽压力调节 和负荷调节
锅炉主 控输出
常规控制级辅助系统调 节
燃料调节
风烟调节
给水调节
汽温调节
DEH
受控对象
辅机系统
锅炉
汽轮机
以BF方式为基础的协调控制系统
eP +
PS
功率 调节器
eN
主蒸汽压力 调节器
RB设计
1. RB可以由送风机跳闸、引风机跳闸、一次风机跳闸、给水泵跳闸、 磨煤机跳闸触发 2. 非CCS方式时，RB不能投入 3. 当发生RB时： a. RB信号触发DEHRB。DEH负荷目标值100MW，降负荷率 200MW/min，组态DPU1-PG28。 b. 汽机主控跟踪DEH负荷参考值，组态DPU11-PG110。 c. 主汽压控制方式切到滑压，组态DPU11-PG109。 d. RB目标值170MW（送、引风机RB）或160MW（一次风机RB） 或保持（磨煤机RB），组态DPU11-PG111。 e. 取RB燃料值与实际燃料值的偏差的PID(积分)输出设置锅炉主控， 组态DPU11-PG113。 f. 当实际负荷低于RB目标值，RB结束，组态DPU11-PG117。 g. RB过程中CCS方式仍然保持，负荷给定值跟踪当前负荷。 h. 最终：CCS、滑压运行、负荷在RB目标值左右。
RB设计思路
• RB：辅机故障快速减负荷（Runback） • RB功能设计采用“以静制动、综合协调”的控制策略。 以静制动——指发生RB工况时，BMS按要求切磨投油，CCS根 据RB目标值计算出所需的燃料量后，锅炉主控处于跟踪负荷目标 值状态。 综合协调——指发生RB工况时，协调各子系统以确保运行工 况的平衡过渡，汽机主控维持负荷与机前压力关系（机跟炉）。 在快速减负荷的同时要对某一辅机跳闸引起的运行工况扰动 进行抑制，即采用适当的前馈量，以减小RB工况初期影响机组运 行稳定的不利因素。 对外协调BMS、DEH、SCS控制系统快速、平稳地把负荷降低 到机组出力允许范围内。
RU/RD问题
2. • • • 闭锁增-迫降：升负荷过程中可能发生 闭锁增条件：设备原因增闭锁 汽机主控闭锁增 引风指令增闭锁 送风指令增闭锁 一次风机指令增闭锁 迫降条件：参数偏差大 燃料信号偏差高 风量指令偏差高 指令大于给水流量 一次风压低于设定值1KPa 迫降结果：机组带50%负荷
K
d dt
f(x)
K
d dt
Y T
N
BF
A/M
汽机主控指令 至D EH
热量信号
dPb dPt dP1 HR K1 P k3 k4 1 K2 dt dt dt
• P1 为一级压力,反映了锅炉的能量输出; • Pb 为汽包压力 , 其变化率 dPb / dt 反映了锅炉蓄能的动态变化； • 为了真实反映热量信号的测量，在锅炉燃烧不变的情况下， 单纯由汽机调门开度的变化，不应引起热量信号的变化，所以在 原热量信号为(k1*P1 + k2*dPb/ dt)的基础上，加上(k3*dPt/ dt – k4*dP1/ dt)。公式中,k1、k2、k3、k4为四个加权系数
RU/RD问题
1. • • • 闭锁减-迫升：减负荷过程中可能发生 闭锁减条件：设备原因减闭锁 汽机主控闭锁减 引风指令减闭锁 送风指令减闭锁 一次风机指令减闭锁 迫升条件：参数偏差大 燃料信号偏差低 风量指令偏差低 指令小于给水流量 一次风压高于设定值1KPa 迫升结果：机组带100%负荷
- PT
D 锅炉
主蒸汽
+ N
NБайду номын сангаас
S
E
燃烧率 β
μ
μT 发电机 汽轮机
B
以TF为基础的协调控制系统
e
N
S
+ 燃烧率 β 锅炉 μ
B
P
S
功率 调节器 主蒸汽 调节器
N
eP
P
T
-
+
D μT
主蒸汽
NE 发电机
汽轮机
负荷指令运算回路SAMA原理图
GI RD FREQ U EN CY D EVI A TI ON Y f ( x) N T > FREQ I N < A A MI N LI MI T M A X LI MI T RA TE LI MI T RU N1 RU N2 0 M W SP N A AD S T Y AG C I N
能量信号
p1 d( ps ) P pT 1 ER PS (1 K1 ) PT dt
•
• 采用与汽机调阀开度成正比的信号P1作为能量信号，式中微分项 在动态过程中加强锅炉燃烧指令，以补偿机、炉之间对负荷要求 响应速度的差异。 • 由于要求补偿的能量不仅与负荷变化量成正比，而且还与负荷水 平成比例，所以微分项要乘以。
V>
RB RU N D O W N/U P Y T Y T MW Y T U LD N N N
A
N O CCS
定压方式和滑压方式
• 定压方式，要求控制 主汽压力在固定的值 （操作员设定）。 • 滑压方式，即在不同 的负荷下，要求控制 主汽压力在不同的值 （压力定值是负荷的 函数，隐含调门全开 的条件）。
CCS和DEH的功能协调问题
• • • • • • 最大负荷和最小负荷 变负荷率 一次调频 负荷指令用模拟量或脉冲量 操作员TPC 操作员TCP
300MW机组协调控制系统实例
• • • • • • • • • • CCS遥控 锅炉主控自动/手动 汽机主控自动/手动 五种运行方式: DEH就地 手动：BM手动，TM手动 BF： BM自动，TM手动 TF： BM手动，TM自动 协调： BM自动，TM自动 主汽压力设定：定压/滑压 AGC控制：自动/手动 事故处理：RB和RU/RD 负荷限值设置 变负荷率/变压率设置 一次调频
P
滑压运行曲线
P m ax
Pm i n 0
U LD ( MW )
锅炉主控SAMA原理图
热量信号 （H R ） 能量需求信号 （ER ） 实际负荷指令 U LD 机组负荷 N
机前压力偏差
K
d dt
f(x)
K
＋
d dt
＋ －
Y
N
BF
T 实际燃料量
A/M
锅炉主控指令
汽机主控SAMA原理图
机组负荷 实际负荷指令 U LD 机前压力 （PT） 机前压力设定值 （PS）