協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) CCS介紹

介紹協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的定義概括地說就是把鍋爐和汽輪機作為一個整體進行控制，共同適應(yīng)電網(wǎng)對負(fù)荷的需求，并能保證機組本身安全運行的一種策略。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是一種總稱，包括單元機組的主控系統(tǒng)和子控系統(tǒng)。單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的有關(guān)名稱

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS名稱有廣義和狹義之分廣義CCS又稱為MCS系統(tǒng)：模擬量控制系統(tǒng)

MCS（modulatingcontrolsystem)

單元機組的MCS系統(tǒng)包括機組負(fù)荷主控系統(tǒng)及子系統(tǒng)。但是，習(xí)慣上說CCS往往狹義的，是指的MCS系統(tǒng)中的主控系統(tǒng)部分。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概述MCS(CCS)主控系統(tǒng)子控制系統(tǒng)負(fù)荷指令管理（LMCC）機爐主控回路負(fù)荷指令運算鍋爐子控制系統(tǒng)汽機子控制系統(tǒng)給水控制燃燒控制汽溫控制DEH輔機子控制系統(tǒng)除氧器水位壓力控制、高低加水位控制等負(fù)荷指令處理自動控制的基本概念及術(shù)語被控對象――被控制的生產(chǎn)過程或設(shè)備，也稱為調(diào)節(jié)對象或簡稱對象。例如汽包水位控制系統(tǒng)中的汽包。被控量――控制系統(tǒng)所要控制的參數(shù)，又稱為被調(diào)量，例如汽包水位。設(shè)定值――被控量所要達到或保持的數(shù)值。例如汽包水位定值。擾動量――破壞被控量與設(shè)定值相一致的一切作用，例如汽包水位控制系統(tǒng)中的蒸汽流量、給水量。調(diào)節(jié)器――用于自動控制系統(tǒng)中的控制裝置、或具有相似作用的軟件。例如P、PI、PID調(diào)節(jié)器?？刂浦噶瞑D―或稱調(diào)節(jié)指令。一般是調(diào)節(jié)器的輸出信號，也可是運行人員手動給出的控制信號，該信號被送往執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)――接受控制指令、對被控對象施加作用的機構(gòu)。也稱為執(zhí)行元件、執(zhí)行器。例如，機械執(zhí)行機構(gòu)、電動執(zhí)行機構(gòu)、液壓執(zhí)行機構(gòu)?？刂茩C構(gòu)――其動作可以改變進入對象的質(zhì)量或能量的裝置，例如給水閥門、空氣擋板。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)概況

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電網(wǎng)因用電結(jié)構(gòu)變化，負(fù)荷峰谷差逐步加大，為保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行，必須實施自動發(fā)電控制（AGC），即根據(jù)發(fā)電機組本身的調(diào)節(jié)能力及其在電網(wǎng)中的作用，分類進行控制，自動維持電網(wǎng)中發(fā)供電功率的平衡，從而保證電能質(zhì)量。

自動發(fā)電控制需要由電網(wǎng)調(diào)度所對機組負(fù)荷實施遙控，整個單元機組與電網(wǎng)側(cè)一起納入AGC系統(tǒng)，AGC系統(tǒng)要求單元機組必須作為一個協(xié)調(diào)整體來實施控制。為此，必須提高電廠自動化水平，在保證機組主要運行參數(shù)在允許范圍內(nèi)變化的前提下，使機組的輸出電功率盡快適電網(wǎng)負(fù)荷變化的需要。

AGC控制概述AGC系統(tǒng)稱為自動發(fā)電控制系統(tǒng)，它完成電網(wǎng)側(cè)與發(fā)電機組側(cè)的自動控制，可稱為大協(xié)調(diào)控制。而MCS（或CCS）系統(tǒng)稱為單元機組的協(xié)調(diào)控制，它完成發(fā)電機組側(cè)的自動控制，也可稱為小協(xié)調(diào)控制。

AGC:automaticgenerationcontrol電網(wǎng)調(diào)度中心EMS（）RTUDCS系統(tǒng)MCS系統(tǒng)微波通道DIDIAIDODOAOAGC請求AGC解除調(diào)度負(fù)荷指令（ADS）AGC投入?yún)f(xié)調(diào)控制方式機組實際功率單元機組電廠端EDC（經(jīng)濟調(diào)度控制）+ACE（區(qū)域控制偏差）=ADS指令A(yù)GC示意AGC系統(tǒng)主要組成電網(wǎng)調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)EMS電廠端的遠(yuǎn)方終端RTU和微波通道DCS系統(tǒng)的MCS控制系統(tǒng)維持系統(tǒng)頻率在允許偏差范圍內(nèi)。維持互聯(lián)電網(wǎng)凈交換功率在預(yù)定值附近。按一定周期對全網(wǎng)發(fā)電功率在各機組間進行經(jīng)濟分配。

AGC完成的主要功能AGC系統(tǒng)投入的基本條件電廠單元機組的MCS系統(tǒng)必須在協(xié)調(diào)控制方式下運行各組成設(shè)備正常。電網(wǎng)調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)、微波通道、電廠端的遠(yuǎn)方終端RTU必須都在正常工作狀態(tài)，并能從電網(wǎng)調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)的終端CRT上直接改變機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的調(diào)度負(fù)荷指令。接口通暢。機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能直接接收到從能量管理系統(tǒng)下發(fā)的要求執(zhí)行自動發(fā)電控制的“請求”和“解除”信號、調(diào)度負(fù)荷指令的模擬量信號(標(biāo)準(zhǔn)接口為4～20mA)。能量管理系統(tǒng)能接收到機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的反饋信號：協(xié)調(diào)控制方式信號和AGC已投入信號。AGC系統(tǒng)投入的基本條件

能量管理系統(tǒng)下達的“調(diào)度負(fù)荷指令”信號與電廠機組實際出力的絕對偏差必須控制在允許范圍以內(nèi)。就地控制和遠(yuǎn)方控制之間相互切換是雙向無擾的。機組在協(xié)調(diào)控制方式下運行，負(fù)荷由運行人員設(shè)定稱就地控制；接受調(diào)度負(fù)荷指令，直接由電網(wǎng)調(diào)度中心控制稱遠(yuǎn)方控制。在就地控制時，調(diào)度負(fù)荷指令自動跟蹤機組實發(fā)功率；在遠(yuǎn)方控制時，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的手動負(fù)荷設(shè)定器的輸出負(fù)荷指令自動跟蹤調(diào)度負(fù)荷指令。就單元機組自身看，對單元機組實施控制時，由于鍋爐與汽機的動態(tài)特性不同，鍋爐的主汽壓、汽機的進汽量、發(fā)電功率三者之間相互影響，為了能使單元機組能快速適應(yīng)負(fù)荷的變化，必須對這三個量協(xié)同考慮，即實行協(xié)調(diào)控制。從而保證主汽壓力在允許范圍內(nèi)變化的前提下，盡快適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷變化的需要?？刂品绞?、協(xié)調(diào)控制的基本原則及方案2、主要控制方式3、定壓和滑壓運行控制方式

原則：在保證機組安全運行(即汽壓在允許范圍內(nèi)變化)的前提下，充分利用機組的蓄熱能力。即在負(fù)荷變動時，通過汽輪機調(diào)門的適當(dāng)動作，允許汽壓有一定波動而釋放或吸收部分蓄能，加快機組初期負(fù)荷的響應(yīng)速度。與此同時，加強對鍋爐側(cè)燃燒率(及相應(yīng)的給水流量)的調(diào)節(jié)，及時恢復(fù)蓄能，使鍋爐蒸發(fā)量保持與機組負(fù)荷一致?？刂品绞?/p>

方案：

協(xié)調(diào)控制的基本方案是一個以前饋—反饋控制為主的多變量協(xié)調(diào)控制方案。其中，反饋控制是協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)，通過它來確保機組內(nèi)、外兩個能量供求平衡關(guān)系，以及實現(xiàn)各種協(xié)調(diào)控制方式的選擇切換。前饋控制主要是為了補償機組的動態(tài)遲延，加快負(fù)荷響應(yīng)，同時為了保證有關(guān)運行參數(shù)的穩(wěn)態(tài)值與指令一致?？刂品绞綑C爐分別控制方式機爐協(xié)調(diào)控制方式控制方式

1、鍋爐跟隨方式（BF-BOILERFOLLOW）2、汽機跟隨方式（TF-TURBINEFOLLOW）

3、手動方式控制方式鍋爐跟隨和汽輪機跟隨方式的主要優(yōu)缺點比較控制方式

手動方式又稱基礎(chǔ)控制方式。此時，鍋爐和汽機負(fù)荷都由操作員手動控制。控制方式

鍋爐跟隨和汽輪機跟隨方式在輸出電功率和汽壓的控制性能方面存在顧此失彼的問題。為此，必須采用機爐協(xié)調(diào)控制方式。常見的機爐協(xié)調(diào)控制方式有三種方案：以鍋爐跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式、以汽輪機跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式和綜合型協(xié)調(diào)控制方式。

基本方式（BASE）：鍋爐主控制器、汽機主控制器均在手動狀態(tài)，由汽機DEH控制機組功率，鍋爐控制主汽壓力。機組在任何狀態(tài)下均可采用基本方式運行。

汽機跟隨方式（TF）：鍋爐主控制器處于手動狀態(tài)，控制機組功率，汽機主控制器投入自動，維持主汽壓力。鍋爐跟隨方式（BF）:鍋爐主控制器投入自動，維持主汽壓力；汽機主控制器處于手動狀態(tài)，DEH以負(fù)荷控制方式或負(fù)荷調(diào)節(jié)方式控制機組負(fù)荷。

機爐協(xié)調(diào)方式（COORD）：鍋爐主控制器和汽機主控制器同時投入自動，鍋爐和汽機同時響應(yīng)負(fù)荷指令，并以一種預(yù)置的方式去協(xié)調(diào)機、爐運行，使機組負(fù)荷和主汽壓力均得到良好的控制。切換條件控制效果分析鍋爐跟隨控制方式、汽輪機跟隨控制方式和協(xié)調(diào)控制方式通常是可供單元機組控制系統(tǒng)選擇切換的三種基本控制方式。一般說來，協(xié)調(diào)控制方式的控制效果介于鍋爐跟隨控制方式和汽輪機跟隨控制方式之間，使輸出電功率和主汽壓的控制得到兼顧在正常運行條件下，經(jīng)常采用協(xié)調(diào)控制方式，其他控制方式一般起輔助作用或備用。控制方式控制方式

根據(jù)主蒸汽壓力給定值的不同，單元機組有定壓與滑壓兩種運行方式。它們的協(xié)調(diào)控制方案有所區(qū)別，但協(xié)調(diào)控制的基本原則是相同的。主控系統(tǒng)優(yōu)點：工況穩(wěn)定，負(fù)荷響應(yīng)快，允許較大的變負(fù)荷率，控制系統(tǒng)簡單缺點：節(jié)流損失大主控系統(tǒng)滑壓運行：機組運行中主汽壓給定值隨負(fù)荷而變。優(yōu)點：（1）節(jié)流損失?。唬?）汽輪機可保持較高的內(nèi)效率；（3）降低了汽輪機的熱應(yīng)力和熱變形；（4）減少了給泵的功耗缺點：滑壓運行時汽包內(nèi)外壁溫差大，運行時的變負(fù)荷速率較低，控制系統(tǒng)較復(fù)雜主控系統(tǒng)

最大/最小允許負(fù)荷限制（MAX/MIN）

負(fù)荷快速返回（RunBack—RB）負(fù)荷指令限制回路按照功能劃分大致上可以分為

負(fù)荷快速切斷（FastCutBack—FCB）

負(fù)荷閉鎖增/減（BlockIncrease/Decrease）

負(fù)荷迫升/迫降（RUNUP/DOWN——RU/RD）I類故障：跳閘或切除（來源明確，根據(jù)切投狀況直接確定）II類故障：設(shè)備工作異常（無法直接確定，根據(jù)運行參數(shù)的偏差間接確定）最大最小負(fù)荷限制（是最基本的負(fù)荷限制，與主輔機的故障無關(guān)）負(fù)荷返回（RB）（適用于一類故障，輔機故障處理）負(fù)荷指令閉鎖增減（BI/BD）（適用于二類故障處理）負(fù)荷迫升迫降（RU/RD）（適用于二類故障處理）負(fù)荷快速切斷（FCB）（適用于一類故障，主設(shè)備故障處理）單元機組主輔機故障類型單元機組負(fù)荷指令限制主控系統(tǒng)主輔設(shè)備不同，故障類型不同，采用的限制方法不同主控系統(tǒng)最大/最小允許負(fù)荷限制回路（MAX/MIN）保證機組的實際負(fù)荷指令不超越機組的最大和最小允許負(fù)荷值。主控系統(tǒng)負(fù)荷快速返回（RunBack

即RB）根據(jù)主要輔機的切投狀況，在線地識別與計算出機組的最大可能出力值。若實際負(fù)荷指令大于最大可能出力值，則發(fā)生負(fù)荷快速返回，將實際負(fù)荷指令降至最大可能出力值，同時規(guī)定機組的負(fù)荷返回速率。主控系統(tǒng)（1）最大可能出力值的在線識別與計算機組的最大可能出力值與主要輔機的切投狀況直接有關(guān)。機組的最大可能出力可由投入運行的主要輸機的臺數(shù)確定。對于某一種輔機，每臺都有一個對應(yīng)機組容量的負(fù)荷百分?jǐn)?shù)。根據(jù)共同運行的臺數(shù)，將它們的負(fù)荷百分?jǐn)?shù)相加，即可確定該種輔機所能承擔(dān)的最大可能出力。T050%送風(fēng)機A在運行T050%送風(fēng)機B在運行+送風(fēng)機所能承擔(dān)的最大可能出力送風(fēng)機所能承擔(dān)的最大可能出力Δ機組負(fù)荷指令H/送風(fēng)機RB-+主控系統(tǒng)（2）負(fù)荷返回速率的規(guī)定當(dāng)機組發(fā)生負(fù)荷快速返回時，為了保證機組在此過程種能夠安全、穩(wěn)定地繼續(xù)運行，必須對最大可能出力值的變化速度進行限制。每種設(shè)備對應(yīng)一種RB速率,當(dāng)發(fā)生幾種設(shè)備RB時,比較取最大者為最終減負(fù)荷速率,將機組負(fù)荷指令減下來,直到新的負(fù)荷指令等于或小于單臺輔機