大型火电机组自动控制系统.pptVIP

汽轮机部分 汽轮机的进汽量DT受主蒸汽压力pT、汽轮机背压pc和调节汽门开度μT的影响。 假定调门特性为线性，汽轮机进汽量为 RT-汽轮机的流通阻力； KT-汽轮机调门的传递系数； μT-汽轮机调门的开度。 根据四个组成部份的动态特性分析，得出汽压调节对象的动态特性方框图为： 燃料量控制子系统的各种基本策略 单元机组协调控制系统 一、单元机组的特点和任务 1 特点 单元机组是一个强相互关联的多变量控制对象，锅炉和汽轮发电机共同适应外界负荷要求，共同保证运行参数稳定。 汽轮发电机负荷响应快，锅炉负荷响应慢。 应具有参加电网一次调频的能力。 2 任务 在保证主蒸汽压力偏差在允许范围内的前提下，使机组的输出电功率尽快适应电网负荷变化的需要。 二、单元机组负荷控制系统的基本组成 1 负荷自动控制系统(the unit load control system) 负荷指令管理部分 机炉负荷控制部分 作用:接受外部负荷要求指令，并发出使机炉调节系统协调动作的指令。 分别称为汽轮机主控制指令PT和锅炉主控制指令PB 机、炉主控制指令PT、PB分别代表了汽轮机调门开度（或汽轮机功率）指令和锅炉燃烧率（及相应的给水流量）指令。 2 主控系统与机、炉调节系统的关系 主控制系统相当于机炉调节系统的指挥机构，起上位控制作用。 机炉调节系统对于主控制系统相当于伺服机构，起下位控制的作用，是主控制系统的基础，两者构成分层控制的结构。 协调控制系统：主控制系统和锅炉、汽轮机各自的调节系统的总称。 四、单元机组负荷控制对象的动态特性 输入量：燃料调节机构开度μB、调门开度μT 输出量：单元机组的输出电功率PE和汽轮机前主蒸汽压力pT。 四、主控制系统调节对象的动态特性 1 主控制系统调节对象 包括机、炉调节系统和单元机组； 控制输入量为PB和PT。 2 锅炉侧 各调节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，能及时跟随主控制指令PB,接近理想随动系统特性，有μB≈PB。 单元机组负荷控制方式 一、负荷控制的基本原则 1 大型机组负荷控制的首要任务: 保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。 PE：迅速适应负荷变化； pT：维持为给定值，或在附近规定的范围变化。 2 基本原则：为了提高负荷响应性能，充分利用机组的蓄热能力；加强对燃烧率的调节。 3 调节系统的结构形式 以前馈-反馈控制为主的多变量协调控制 反馈 确保机组内、外两个能量供求平衡关系； 前馈 补偿机组的动态迟延，加快负荷响应。 二、 负荷控制方式 负荷控制方式可分为两类：机炉分别控制方式和机炉协调控制方式 1．机炉分别控制方式 分别控制：由一个调节量来控制一个被调量 （1）锅炉跟随（boiler follow，BF）方式 由汽机控制输出电功率，锅炉控制汽压。 锅炉跟随方式的特点:当P0改变时，由于利用了锅炉的蓄热能力，具有较好的负荷适应性，对机组调峰调频有利，但汽压波动较大；当有内扰（燃烧率扰动）时，汽压波动较大。 （2）汽轮机跟随（turbine follow, TF）方式 锅炉控制输出电功率，汽机控制汽压。 汽机跟随方式的特点：汽压波动小。但由于没有利用锅炉的蓄热能力，有较大的迟延，因此适应负荷变化能力差，不利于带变动负荷和参加电网调频。 2 机炉协调控制方式 协调控制方式的控制策略： 允许汽压有一定波动，以便能充分利用锅炉的蓄热量，使机组能较快地适应电网的负荷要求。但是，这里利用锅炉蓄热量是有限度的，必须保证机前压力与给定值的偏差不超过允许值。所以协调控制方式既能使机组较快适应电网的负荷要求，又能确保汽压的波动在允许的范围之内。 （1）以锅炉跟随为基础的协调控制方式(BFCC) 可减缓汽压的急剧变化 减慢了输出电功率的响应速度 实质：降低输出电功率响应性能，换取汽压控制质量的提高。 兼顾电功率和汽压两方面的控制质量。 （2）以汽轮机跟随为基础的协调控制方式(TFCC) 电功率响应加快 汽压偏差加大 实质：以加大汽压动态偏差来换取功率响应速度的提高。 兼顾电功率和汽压两方面的控制质量。 （3）综合型协调控制方式 前两种协调控制方式，仅有一个被调量是通过两个调节量的协调操作加以控制，另一个被调量则仍单独由一个调节量控制。 3负荷控制效果对比 1--锅炉跟随方式 2 --汽机跟随方式 3