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单元机组协调控制系统
第一节概述
一、单元机组控制问题
单元机组的输出电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。
二、单元机组协调控制系统基本组成
协
调
控
制
级
基
础
控
制
级
机炉主控制器
给
水
空气
燃
料
锅炉
汽轮机、发电机
锅炉控制系统
汽轮机控制系统
主蒸汽压力给定值po
负荷指令处理回路
ADS指令
值班员指令
外部负荷指令
电网频率
主蒸汽压力pT
实际负荷指令P0
机组输出电功率PE
图13-1 单元机组协调控制系统的组成
单
元
机组
负荷控制系统
子控制系统
进
汽量
锅炉指令BD
汽轮机指令TD
三、机组负荷控制系统被控对象动态特性
+
+
μB
μT
+
+
GNT(s)
GPT(s)
GNB(s)
GPB(s)
PE
pT
汽轮机控制系统
锅炉控制系统
TD
BD
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
单元机组
1. 单元机组的动态特性
图13-3 单元机组被控对象动态特性
μT
μT
μB
t
t
t
pT
t
PE
(a)
ΔμB
t
ΔμT
t
μB
t
pT
ΔpT
t
PE
(b)
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。
对于汽轮机侧,如果汽轮机控制系统采用纯液压调速系统,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组的动态特性相同。
如果汽轮机控制系统采用功频电液控制系统,则汽轮机指令TD就是汽轮机功率指令。这样,广义被控对象的动态特性会有很大改变。
-
+
+
μB
μT
+
GNT(s)
GPT(s)
GNB(s)
GPB(s)
PE
pT
GT(s)
锅炉控制系统
TD
BD
图13-4 汽轮机采用功频电液控制系统时广义被控对象方框图
GT(s)——功频调节器;nT——汽轮机转速;n0——转速给定值;δn——转速不等率
_
+
-
1/δn
+
+
n0
nT
+
BD
TD
t
t
t
pT
t
PE
图13-5 汽轮机采用功频电液控制系统时广义被控对象动态特性
(a)
ΔμB
t
ΔμT
t
t
pT
ΔpT
t
PE
(b)
TD
BD
第二节负荷指令处理回路
负荷指令处理回路的主要作用是: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。
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:

、最小负荷限制