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(jī)作為一個整體進(jìn)行控制，共同適應(yīng)電網(wǎng)對負(fù)荷的需求，并能保證機(jī)組本身安全運(yùn)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(jī)組的主控系統(tǒng)和子控系統(tǒng)。單元機(jī)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(jī)組的MCS系統(tǒng)包括機(jī)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(jī)爐主控回路負(fù)荷指令運(yùn)算鍋爐子控制系統(tǒng)汽機(jī)子控制系統(tǒng)給水控制燃燒控制汽溫控制DEH輔機(jī)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(dá)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(yùn)行人員手動給出的控制信號，該信號被送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)――接受控制指令、對被控對象施加作用的機(jī)構(gòu)。也稱為執(zhí)行元件、執(zhí)行器。例如，機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。控制機(jī)構(gòu)――其動作可以改變進(jìn)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(jì)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(jì)運(yùn)行，必須實(shí)施自動發(fā)電控制（AGC），即根據(jù)發(fā)電機(jī)組本身的調(diào)節(jié)能力及其在電網(wǎng)中的作用，分類進(jìn)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(jī)組負(fù)荷實(shí)施遙控，整個單元機(jī)組與電網(wǎng)側(cè)一起納入AGC系統(tǒng)，AGC系統(tǒng)要求單元機(jī)組必須作為一個協(xié)調(diào)整體來實(shí)施控制。為此，必須提高電廠自動化水平，在保證機(jī)組主要運(yùn)行參數(shù)在允許范圍內(nèi)變化的前提下，使機(jī)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(jī)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(jī)組的協(xié)調(diào)控制，它完成發(fā)電機(jī)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(jī)組實(shí)際功率單元機(jī)組電廠端EDC（經(jīng)濟(jì)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(jī)組間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)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(jī)組的MCS系統(tǒng)必須在協(xié)調(diào)控制方式下運(yùn)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(jī)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(jī)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(jī)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(dá)的“調(diào)度負(fù)荷指令”信號與電廠機(jī)組實(shí)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(jī)組在協(xié)調(diào)控制方式下運(yùn)行，負(fù)荷由運(yùn)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(shí)，調(diào)度負(fù)荷指令自動跟蹤機(jī)組實(shí)發(fā)功率；在遠(yuǎn)方控制時(shí)，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(jī)組自身看，對單元機(jī)組實(shí)施控制時(shí)，由于鍋爐與汽機(jī)的動態(tài)特性不同，鍋爐的主汽壓、汽機(jī)的進(jìn)汽量、發(fā)電功率三者之間相互影響，為了能使單元機(jī)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(shí)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(yùn)行控制方式

原則：在保證機(jī)組安全運(yùn)行(即汽壓在允許范圍內(nèi)變化)的前提下，充分利用機(jī)組的蓄熱能力。即在負(fù)荷變動時(shí)，通過汽輪機(jī)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(jī)組初期負(fù)荷的響應(yīng)速度。與此同時(shí)，加強(qiáng)對鍋爐側(cè)燃燒率(及相應(yīng)的給水流量)的調(diào)節(jié)，及時(shí)恢復(fù)蓄能，使鍋爐蒸發(fā)量保持與機(jī)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(jī)組內(nèi)、外兩個能量供求平衡關(guān)系，以及實(shí)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(bǔ)償機(jī)組的動態(tài)遲延，加快負(fù)荷響應(yīng)，同時(shí)為了保證有關(guān)運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)態(tài)值與指令一致?？刂品绞綑C(jī)爐分別控制方式機(jī)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(jī)跟隨方式（TF-TURBINEFOLLOW）

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

手動方式又稱基礎(chǔ)控制方式。此時(shí)，鍋爐和汽機(jī)負(fù)荷都由操作員手動控制?？刂品绞?/p>

鍋爐跟隨和汽輪機(jī)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(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式。常見的機(jī)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(jī)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(jī)主控制器均在手動狀態(tài)，由汽機(jī)DEH控制機(jī)組功率，鍋爐控制主汽壓力。機(jī)組在任何狀態(tài)下均可采用基本方式運(yùn)行。

汽機(jī)跟隨方式（TF）：鍋爐主控制器處于手動狀態(tài)，控制機(jī)組功率，汽機(jī)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(jī)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(jī)組負(fù)荷。

機(jī)爐協(xié)調(diào)方式（COORD）：鍋爐主控制器和汽機(jī)主控制器同時(shí)投入自動，鍋爐和汽機(jī)同時(shí)響應(yīng)負(fù)荷指令，并以一種預(yù)置的方式去協(xié)調(diào)機(jī)、爐運(yùn)行，使機(jī)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(jī)跟隨控制方式和協(xié)調(diào)控制方式通常是可供單元機(jī)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(jī)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(yùn)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(jī)組有定壓與滑壓兩種運(yùn)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(diǎn)：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(diǎn)：節(jié)流損失大主控系統(tǒng)滑壓運(yùn)行：機(jī)組運(yùn)行中主汽壓給定值隨負(fù)荷而變。優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)流損失??；（2）汽輪機(jī)可保持較高的內(nèi)效率；（3）降低了汽輪機(jī)的熱應(yīng)力和熱變形；（4）減少了給泵的功耗缺點(diǎn)：滑壓運(yùn)行時(shí)汽包內(nèi)外壁溫差大，運(yùn)行時(shí)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(yùn)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(jī)的故障無關(guān)）負(fù)荷返回（RB）（適用于一類故障，輔機(jī)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(jī)組主輔機(jī)故障類型單元機(jī)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(jī)組的實(shí)際負(fù)荷指令不超越機(jī)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(jī)的切投狀況，在線地識別與計(jì)算出機(jī)組的最大可能出力值。若實(shí)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(shí)際負(fù)荷指令降至最大可能出力值，同時(shí)規(guī)定機(jī)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(jì)算機(jī)組的最大可能出力值與主要輔機(jī)的切投狀況直接有關(guān)。機(jī)組的最大可能出力可由投入運(yùn)行的主要輸機(jī)的臺數(shù)確定。對于某一種輔機(jī)，每臺都有一個對應(yīng)機(jī)組容量的負(fù)荷百分?jǐn)?shù)。根據(jù)共同運(yùn)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(jī)所能承擔(dān)的最大可能出力。T050%送風(fēng)機(jī)A在運(yùn)行T050%送風(fēng)機(jī)B在運(yùn)行+送風(fēng)機(jī)所能承擔(dān)的最大可能出力送風(fēng)機(jī)所能承擔(dān)的最大可能出力Δ機(jī)組負(fù)荷指令H/送風(fēng)機(jī)RB-+主控系統(tǒng)（2）負(fù)荷返回速率的規(guī)定當(dāng)機(jī)組發(fā)生負(fù)荷快速返回時(shí)，為了保證機(jī)組在此過程種能夠安全、穩(wěn)定地繼續(xù)運(yùn)行，必須對最大可能出力值的變化速度進(jìn)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(shí),比較取最大者為最終減負(fù)荷速率,將機(jī)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(jī)