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仪控讲堂第十八期来啦！
这一期我们聚焦协调控制系统(CCS)
协调控制系统概述
对于火力发电厂：锅炉、汽机、发电机，是我们的四肢；机、电、炉各子系统，是我们的骨骼；数以万计的阀门、开关，是我们的肌肉；管道里奔腾的水和蒸汽，是我们的血液；遍布全厂的表计和变送器，是我们的神经。但是，这些都还不够！为了提供安全、高效、环保的电能，我们还需要一个大脑：协调控制系统！
那么协调控制系统到底是什么呢？
协调控制系统（coordinated control system）是通过控制回路协调汽轮机和锅炉的工作状态，同时给锅炉自动控制系统和汽轮机自动控制系统发出指令，以达到快速响应负荷变化的目的，尽最大可能发挥机组的调频、调峰能力，稳定运行参数。
协调控制系统组成
协调控制系统如何构成的呢？
系统由三部分构成：
①负荷指令的形成：电网发送AGC负荷指令；
②负荷协调控制系统：负责接收AGC发出的负荷指令，经运算后输出至锅炉和汽机主控制器；
③机、炉主控制器：自动状态下接收负荷协调控制系统指令，经运算后输出至各子系统如燃料主控、DEH等控制器；
此外，还有一个功能全面的逻辑控制系统，用来实现方式切换和跟踪等功能。
协调控制系统主要功能
那协调控制系统的主要功能是什么呢 ?
协调控制系统（CCS）主要功能：机炉协调控制功能、电网自动（AGC）控制基础、电网调频控制基础；
协调控制系统运行方式
协调控制系统的运行方式有几种呢？
单元机组负荷控制主要由其协调控制系统来完成和实现的，为保证负荷控制指标和机组的安全性，应设计多种运行方式，除取决于锅炉的动态特性、燃料的种类和供给方式外，还与单元机组的汽压运行方式有关。不同的机组不同的阶段，协调控制系统运行的方式可能不同，但基本的组成方式有以下几种。
手动方式
手动方式，即基本方式（BASE），指锅炉、汽机主控均处于手动控制方式，由操作员设定汽机主汽门阀位指令和锅炉燃料指令来控制机前压力和机组负荷。如果汽机控制在“非远操方式”时，汽机主汽阀门开度交给DEH系统控制，汽机主控输出跟踪主汽门阀位反馈。
汽机跟随
汽机跟随（TF），特征是机主控自动、炉主控手动。
这类方式是用锅炉调节器来调节单元机组的发电功率，由汽机调节器来来维持机前压力，因此负荷控制系统由汽轮机调压系统和锅炉调功系统构成。
由图可见，系统中用锅炉调节器Wa2(s)来调节功率输出。当功率指令N0改变时，锅炉调节器Wa2(s)调节燃料量B，同时锅炉的送、引风量，给水量等也相应变化。等到机前压力PT变化后，汽轮机调节器Wa1(s)才去调整调节阀的开度，使机组的输出功率等于功率指令。
由以上分析可以看出，锅炉通过改变燃烧率以调节机组负荷，而汽机则是通过改变调速汽门开度以控制主蒸汽压力。
当负荷要求改变时，由锅炉的自动控制系统，根据负荷指令来改变锅炉的燃烧率及其它调节量，待汽压改变后由汽轮机的自动控制系统去改变调速汽门开度，以保持汽轮机前的汽压为设定值，同时改变汽轮发电机的输出功率。
特点：当负荷要求改变时，汽压的动态偏差小而功率的响应慢。
锅炉跟随
锅炉跟随(BF)，特征是炉主控自动、机主控手动。
这类方式是用调节汽轮机调节阀开度来改变单元机组的发电功率的，由锅炉调节来维持机前压力，因此负荷控制系统由汽轮机调功系统和锅炉调压系统构成。
由图可见，系统中用汽轮机调节器Wa1(s)来调节功率输出，当功率指令N0发生变化时，汽轮机调节器通过改变调节气阀的开度uT来改变汽轮机的进汽量，使发电机输出功率迅速满足电网的负荷要求。汽轮机调节阀开度的改变将使机前压力发生变化，于是锅炉调节器改变燃料量来尽快恢复机前压力。在燃料量调节的同时，锅炉其他调节系统也相应地改变送风量、引风量、给水量等。
该控制方式系统的负荷适应性较好，适用于带变动负荷的调频机组。在负荷变化的起始阶段，主要靠汽轮机调门动态过开释放锅炉的蓄热量，以快速适应负荷要求，但这样必然会引起机前压力波动，如果负荷变化过大，机前压力波动太大，将影响锅炉的安全运行。
协调控制方式
协调控制方式(CCS)，特征是机、炉主控都自动。
前面的两类负荷控制方式各有优缺点，炉跟机方式适应负荷快，但机前压力波动大，不利于机组的稳定运行；机跟炉方式能较好地稳定机前压力，然而其负荷响应速度过慢，两者均不能圆满地完成单元机组负荷控制任务。于是出现了以前馈－反馈复合控制为基础的单元机组协调控制。协调控制综合了机跟炉和炉跟机负荷控制系统的优点，克服了各自的缺点，将锅炉和汽轮机作为有机的整体进行系统设计，其控制性能优于前两种方式。
功率偏差和汽压偏差信号同时送到汽轮机调节器Wa1(s)和锅炉调节器Wa2(s)，在稳定工况下，机组的实发功率NE等于功率定值N0，机前压力PT等于压力定值P0。当增加负荷时，将出现一个正的功率偏差信号（N0-NE）,该信号通过汽轮机调节器Wa1(s)去开大汽轮机调节阀门，增加机组的实发功率。同时，此信号也作用到锅炉调节器Wa2(s)入口，增加燃料量，以多产生蒸汽。随着调节汽阀开度uT的增大，机前压力PT将立即随之下降，尽管此时锅炉已经开始增大燃烧率，但由于燃料量－机前压力通道存在较大惯性，所以负荷扰动出现初期仍会有正的压力偏差（P0-PT）出现，该信号以正向作用于锅炉调节器Wa2(s)，继续加大锅炉的燃烧量，以尽快恢复机前压力。同时，此信号按反方向作用于汽轮机调节器Wa1(s)入口，调节器Wa1(s)在正向功率偏差和反方向压力偏差的共同作用下，会使调节阀开大到一定程度后停止动作，但此时汽轮机的实发功率尚未到达给定值，所以这种状态是暂时的。随着锅炉侧燃料量的增加，机前压力逐渐恢复，压力偏差逐渐减小，汽轮机调节阀在正的功率偏差信号的作用下会继续开大，以提高机组的实发功率，直至使实发功率与机前压力均与其该定值相等时，机组重又进入新的稳定状态。
堂后一题
上期答案：
磁翻板液位计指示不准可能存在的原因？
（1）容器中的水上升或下降速度过快，也就是说磁浮子上升或下降过快，磁性翻板没有来得及翻动。
（2）磁翻片的重心没有在中心点，磁浮子上升时随着磁浮翻转，待磁浮子再上升时，翻片又回到原来的位置状态，没有显示有水位的状态。
（3）容器中的杂质过多，吸附在磁浮子表面，造成磁浮子的磁性下降，磁浮子上升时，不能带动翻片转动。
（4）水的液相导管堵塞不同，使的容器中实际水位上升。磁浮却不随之而上升。
本期题目：单元机组协调控制的特点？
END
编辑：刘 伟
审核：桑 超
审定：蒋寒辉
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