浅谈国产600MW机组协调控制系统和其逻辑优化

【摘要】某公司采用了国产600MW机组，本文简要介绍了协调控制系统，阐述了如何对其进行逻辑优化，希望可以提供一些有价值的参考意见。

【关键词】600MW机组，协调控制，逻辑优化

1协调控制系统

具体来讲，协调控制就是整体控制机炉，对负荷响应的快速性进行考虑，同时，又保证机组可以稳定的运行。要促使电网需求得到满足，同时，又要将机组实际可能出力给充分纳入考虑范围。本600MW机组协调控制系统将两级控制应用了过来，分别为上级控制和下级控制，上级为单元机组负荷控制系统，下级被称之为基本控制级，包括锅炉侧控制系统、汽机侧控制系统等。协调控制级主要是对锅炉和汽轮发电机的运行进行协调和控制，对外部负荷指令进行接收。

2协调控制系统的逻辑优化

一是机组的特点：本600MW机组具有一定的特殊性，将汽包锅炉、磨煤机直吹送粉、2台电动给水泵以及风冷机组的发电工艺给应用了过来。在协调控制策略方面，则是将锅炉跟踪汽机给应用了过来。但是，因为锅炉跟踪汽机需要先将当前汽轮机的负荷消耗信号给得出来，然后对锅炉的控制动作进行协调，本负荷消耗信号将锅炉的滞后时间常数给包括了进来，因此，对于负荷指令，本机组出力只有较慢的响应速度。因为，相较于汽轮机组来讲，锅炉有着较慢的受控过程，特别是本发电机组将直吹送粉燃烧工艺给应用了进来，那么在很多工艺中都会导致时间的延迟。机组的负荷指令没有较快的响应速度，那么就会在较大程度上降低供电质量和机组调节品质，对机组的经济性造成较大的影响。

二是原协调控制系统中存在的问题：阶跃的负荷信号不能够被锅炉主控的微分前馈所接受，那么就会有大幅波动问题发生于负荷中。并且，只能够在负荷指令的速率限制之前叠加一次调频，那么就会将降低一次调频的质量。将升降负荷投入到协调控制系统，机前压力有着较大的波动和较多的超调，这是因为仅有负荷指令微分前馈存在于炉主馈中。在对协调控制进行切除时，有着较大的压力和负荷波动，这样无扰切换就无法实现。没有将实际的煤量反馈应用到燃料主控中，这样就无法将真实的煤量给反映出来。因为风煤控制交叉限制，导致在负荷升降过程中，风量会限制到煤量，对机组负荷响应速度造成了较大程度的影响，另外，随着实际风量的波动，煤量指令也会出现变化。没有完善的增减闭锁功能，这样负荷闭锁就容易出现，对AGC负荷调动造成影响。

三是逻辑优化方案：首先是取消风煤间的交叉限制，锅炉容量在增加的过程中，也增加了它的蓄热能力，但是从锅炉额定蒸发量的角度上来讲，随着锅炉容量的增加，却会减少锅炉的相对蓄热能力。因此，如果负荷变化率是一样的，相较于600MW机组，300MW机组可以更加容易的实现。降低了机组的蓄热能力，就会影响到机组负荷响应速度，造成较大的主汽压力波动，针对这种情况，就需要优化和修改常规的控制方案，首先对负荷指令对燃料控制前馈环节进行加大和优化，同时，对风煤交叉限制进行取消。

其次，对滑压运行需要的微分前馈进行增加，要对机前压力定值微分前馈和机前压力定值机前压力的偏差的微分前馈进行增加，都是在炉主控上增加这些前馈。

然后是将三个一阶惯性环节增加于机前压力定值，通过三个一阶惯性环节的延时来匹配机前压力定值，这样可以对燃料对热负荷的延时进行补偿。这三个一阶惯性环节对机组煤量指令变化到新蒸汽产生的动态过程进行了代表，这样，结合一定速率变化的被控变量，再加上惯性环节的补偿作用，与实际锅炉动态特性比较符合，可以更加的进行PID控制器的调节，提升调节品质。

汽机帮助锅炉以稳定主汽压力，协调控制具体指的是对惯性和迟延都较大的锅炉和响应快速的汽机之间的控制指令进行协调。其中，锅炉风烟系统与汽水系统之间固有的传热特性造成了锅炉侧的大惯性和大延迟，另外，自动调节系统的调节品质也会在较大程度上受到锅炉制粉系统形式的影响、一方面是机组变负荷之初，希望借助于主汽压力的合理波动，来促使机组对负荷指令的响应速度得到提高；另外一方面，借助于机组变负荷过程中和稳定负荷，来促使主汽压力的稳定性得到保证。针对这种情况，在炉跟机协调控制方式下，就需要在机侧的负荷控制回路中引入主汽压力的偏差信号，也就是主汽压力的稳定，需要汽轮机和锅炉来共同保证。另外，锅炉作为一个蓄热装置，在机组变负荷的过程中，如果可以将其蓄能的变化给充分利用起来，也可以促使机组对负荷的响应速度得到有效提高。

最后是逻辑优化一次调频：在速率限制后的负荷指令上直接加上一次调频功率指令，这样负荷变化率就不会限制到一次调频，促使协调部分一次调频负荷响应速度得到加快，但负荷指令的微分前馈取自叠加一次调频功率指令前的负荷指令，并且将上下限增加于负荷指令的微分前馈，这样就可以避免在负荷指令微分前馈的影响下，避免有较大的波动发生于机组负荷中。

3结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，国产600MW机组协调控制系统在实践过程中存在着一系列的问题，针对这种情况，就需要结合机组负荷情况，来对协调方式进行合理选择，逻辑优化协调控制系统，提高机组的自动化控制水平。相关人员需要不断努力，提升自己的专业技术水平，总结经验，更好的改进和优化协调控制系统。

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