火电机组负荷控制第三章负荷控制系统概述

第三章单元机组协调控制系统概述《火电机组负荷控制系统设计与实现》单元机组协调控制单元机组协调控制：

CoordinatedControlSystem

forPowerGenerationUnit

(Boiler-turbineControl)

(Boiler-turbineUnitControl)单元机组协调控制两个问题：

①为什么要进行协调控制？

②如何进行协调控制？从工艺流程的角度看单元机组协调控制单元机组协调控制系统中调指令频差信号操作员指令PT锅炉控制燃烧控制汽包水位控制蒸汽温度控制汽机控制负荷/转速控制旁路控制～MW燃料风量化学能热能机械能电能锅炉指令汽机指令从控制系统的角度看单元机组协调控制协调控制系统锅炉指令汽机指令燃料主控燃料量控制送风控制引风控制磨煤机控制风温控制风压控制煤量控制主汽温控制再热汽温控制燃烧控制汽温控制单冲量控制三冲量控制汽包水位除氧器控制给水控制DEH负荷转速控制旁路控制汽机控制中调指令频差信号操作员指令单元机组协调控制系统概述

①从电网的角度看，协调控制系统是联结发电机组与电网的纽带，是自动发电控制AGC在发电侧的执行者，是电网综合自动化的基础。(AGC:AutomaticGenerationControl)一、单元机组协调控制系统的地位和作用协调控制系统是联结发电机组与电网的纽带单元机组协调控制系统中调指令频差信号操作员指令PT锅炉控制燃烧控制汽包水位控制蒸汽温度控制汽机控制负荷/转速控制旁路控制～MW燃料风量化学能热能机械能电能锅炉指令汽机指令接受来自AGC系统的调度指令，该指令是中调根据电网的需求，分配给本机组的发电负荷量。单元机组协调控制系统概述一、单元机组协调控制系统的地位和作用

②从单元机组的角度看，协调控制系统是发电机组运行过程中能量供需矛盾的协调者，用以克服锅炉—汽轮机间存在的动态特性差异，使锅炉-汽轮机系统成为一个有机的整体。机炉间的动态特性差异主要体现在响应过程的惯性和迟延上协调控制系统是能量供需矛盾的协调者单元机组协调控制系统中调指令频差信号操作员指令PT锅炉控制燃烧控制汽包水位控制蒸汽温度控制汽机控制负荷/转速控制旁路控制～MW燃料风量化学能热能机械能电能锅炉指令汽机指令根据能量供需情况，针对锅炉—汽轮机之间显著的动态特性差异，适当地给出驱动锅炉运行的锅炉指令和驱动汽轮机运行的汽机指令。单元机组协调控制系统概述一、单元机组协调控制系统的地位和作用

③从局部控制回路的角度看，协调控制系统是确保机组整体性能的指挥者，能够从全局的高度审视机组的运行状况，指导燃烧控制、汽温控制、给水控制等子系统以更恰当的方式参与工作。协调控制系统锅炉指令汽机指令燃料主控燃料量控制送风控制引风控制磨煤机控制风温控制风压控制煤量控制主汽温控制再热汽温控制燃烧控制汽温控制单冲量控制三冲量控制汽包水位除氧器控制给水控制DEH负荷转速控制旁路控制汽机控制中调指令频差信号操作员指令协调控制系统是确保机组整体性能的指挥者各系统协同工作的指挥者使机组快速响应电网负荷需求的变化，满足电网对电能质量的要求；平衡机组输入/输出间的能量供需关系，维持主要运行参数的稳定；调动机组内部各子系统协同工作，使机组保持良好的运行状态。综上所述，协调控制系统主要承担三方面任务单元机组协调控制系统概述问题解答①为什么要进行协调控制？

答：A

锅炉-汽轮机单元是一个整体；

B

机炉动态特性存在显著差异；

C

电网对电能需求时刻发生变化。二、协调控制系统的组成单元机组协调控制系统概述负荷指令管理中心机炉协调控制系统实际负荷指令Nsp汽机指令锅炉指令操作员指令中调指令频差信号考虑对机组输出功率要求和机组实际可能出力两方面的因素，从二者中取小值。同时又要考虑到负荷变化速率和幅值的限制，最终形成实际负荷指令Nsp

(实际输出功率给定值)。单元机组协调控制系统概述为什么会出现“频差”①电网上总的供电功率大于总的用电负荷时，电网频率高（>50Hz），此时，机组应关小主蒸汽调节阀，减少汽轮机进汽量，降低机组发电功率，缓解电网供需矛盾。②电网上总的供电功率小于总的用电负荷时，电网频率低（<50Hz），此时，机组应开大主蒸汽调节阀，增加汽轮机进汽量，提高机组发电功率，缓解电网供需矛盾。可见，“频差”是由于电能供需不平衡引起的。单元机组协调控制系统概述为保证电网频率稳定，协调控制系统通常要引入频差信号，通过改变机组的功率输出，缓解电网中电能的供需矛盾。引入“频差信号”可以提高机组的一次调频能力。为什么要引入“频差信号”？单元机组协调控制系统概述并网运行的火力发电机组在电网频率变化时，其自身的电液调速系统会使机组自动改变一部分负荷，以减小电网频率的波动。一次调频二、协调控制系统的组成单元机组协调控制系统概述负荷指令管理中心机炉协调控制系统实际负荷指令Nsp汽机指令锅炉指令操作员指令中调指令频差信号机炉协调控制系统接收实际负荷指令Nsp，按协调控制算法进行运算，产生锅炉负荷指令μB（燃烧率指令）和汽机负荷指令μT(主蒸汽阀门开度)，送到锅炉和汽机局部控制回路执行。单元机组协调控制系统概述三、对协调控制系统的基本要求

①

机组并网运行时，应使机组满足电网对机组负荷的需求，并具有较高的负荷适应能力。同时，机组本身的运行参数必须保持在允许的范围内。单元机组协调控制系统概述三、对协调控制系统的基本要求

②当主机或主要辅机故障时，应自动采取相应的措施，把故障限制在最小的范围之内，在保证设备安全的前提下，不致使机组全停。负荷变更时，变更幅度和速度必须限制在安全允许的范围内。单元机组协调控制系统概述三、对协调控制系统的基本要求

③能满足机组定压和滑压等不同运行方式的需要。④系统要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。单元机组协调控制系统概述四、单元机组的运行方式

①

定压运行。定压运行方式的基本特征是机组负荷在任何稳定工况下，均保持主蒸汽压力为额定值（不变）。NPTμTPTμT压力稳定性好运行人员操作简单特点单元机组协调控制系统概述四、单元机组的运行方式

②

滑压运行。单元机组在滑压运行方式下，保持主汽门和调节汽门全开。通过调节锅炉的燃料、风量、给水等，改变锅炉的蒸发量，使进入汽轮机蒸汽量改变，从而适应外界负荷的需求。NPTμTPTμT降低汽轮机进汽截流损失运行人员操作复杂特点低负荷