模拟量控制系统概述.ppt

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1、模拟量控制系统模拟量控制系统协调控制系统协调控制系统(CCS)通常指机、炉闭环控制通常指机、炉闭环控制系统的总体，包括各子系统。原电力工业系统的总体，包括各子系统。原电力工业部热工自动化标委会推荐采用模拟量控制部热工自动化标委会推荐采用模拟量控制系统系统(MCS，modulating control system)来代替闭环控制系统、协调控制系统、自来代替闭环控制系统、协调控制系统、自动调节系统等名称，但习惯上仍沿用协调动调节系统等名称，但习惯上仍沿用协调控制系统控制系统(CCS)。常规的自动调节系统是对汽轮机和锅炉分常规的自动调节系统是对汽轮机和锅炉分别进行控制。汽轮机调节机组负荷和转速，别

2、进行控制。汽轮机调节机组负荷和转速，机组负荷的变化必然会反映到机前主蒸汽机组负荷的变化必然会反映到机前主蒸汽压力的变化，即机前主蒸汽压力反映了机压力的变化，即机前主蒸汽压力反映了机炉之间的能量平衡。主蒸汽压力的控制由炉之间的能量平衡。主蒸汽压力的控制由锅炉燃烧调节系统来完成，燃烧调节系统锅炉燃烧调节系统来完成，燃烧调节系统一般又划分为主蒸汽压力一般又划分为主蒸汽压力(或燃料或燃料)调节系调节系统、送风和氧量调节系统、炉膛负压调节统、送风和氧量调节系统、炉膛负压调节系统等子系统。系统等子系统。随着单元机组容量的不断增大、电网容量的增加随着单元机组容量的不断增大、电网容量的增加和电网调频、调峰要求

3、的提高以及机组自身稳定和电网调频、调峰要求的提高以及机组自身稳定(参数参数)运行要求的提高，常规的自动调节系统已运行要求的提高，常规的自动调节系统已很难满足单元机组既参加电网调频、调峰又稳定很难满足单元机组既参加电网调频、调峰又稳定机组自身运行参数这两个方面的要求，因此必须机组自身运行参数这两个方面的要求，因此必须将汽轮机和锅炉视为一个统一的控制对象进行协将汽轮机和锅炉视为一个统一的控制对象进行协调控制。调控制。所谓协调控制，是指通过控制回路协调汽轮机和所谓协调控制，是指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

4、发出指令，以达到快速响应负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。现代大型单元机组，特峰能力，稳定运行参数。现代大型单元机组，特别是别是600MW及以上容量的机组已无一例外地都设及以上容量的机组已无一例外地都设计了机炉协调控制系统。计了机炉协调控制系统。一、实现协调控制的意义一、实现协调控制的意义1 协调控制是实现协调控制是实现AGC的基础的基础AGC（自动发电控制），它是现代化电网运行控制（自动发电控制），它是现代化电网运行控制的基本技术之一，它的作用是实现电网自动调频和的基本技术之一

5、，它的作用是实现电网自动调频和调峰，并保证电网安全和经济运行。调峰，并保证电网安全和经济运行。由于电是不能储存的，所以发电和用电必须同时完由于电是不能储存的，所以发电和用电必须同时完成。成。若发电量若发电量用电量，则周波上升；用电量，则周波上升；若发电量若发电量用电量，则周波下降。用电量，则周波下降。我国规定电网周波在我国规定电网周波在0.2以内，以内，CCS规定电网周波规定电网周波在在0.1以内以内,即周波在即周波在49.950.1以内，如果超出以内，如果超出偏差，将损坏发供电设备，造成重大经济损失。偏差，将损坏发供电设备，造成重大经济损失。电网周波偏差过大，将使精密加工的产电网周波偏差过大

6、，将使精密加工的产品受到影响，生产出不合格产品；品受到影响，生产出不合格产品；电网周波偏差过大，将会造成电网严重电网周波偏差过大，将会造成电网严重的经济损失。的经济损失。例：一个电网容量为例：一个电网容量为22000MW，它的系统，它的系统频率系数为频率系数为1000 3000MW/Hz（现以（现以1500MW/Hz计算）计算）,如果电网在周波为如果电网在周波为50.02Hz上运行，一年累计损失电量为多少上运行，一年累计损失电量为多少度？若发一度电需消耗标准煤度？若发一度电需消耗标准煤362克，试计克，试计算白白烧掉的标准煤量。若以每吨煤算白白烧掉的标准煤量。若以每吨煤200/500元计算，损

7、失的人民币为多少？元计算，损失的人民币为多少？例：一个电网容量为例：一个电网容量为22000MW，它的系统，它的系统频率系数为频率系数为1000 3000MW/Hz（现以（现以1500MW/Hz计算）计算）,如果电网在周波为如果电网在周波为50.02Hz上运行，一年累计损失电量为多少上运行，一年累计损失电量为多少度？若发一度电需消耗标准煤度？若发一度电需消耗标准煤362克，试计克，试计算白白烧掉的标准煤量。若以每吨煤算白白烧掉的标准煤量。若以每吨煤200/500元计算，损失的人民币为多少？元计算，损失的人民币为多少？0.021500=30MW3010 3 24365=262800000KW.h

8、0.362262800000=95133600Kg 10万吨标准煤万吨标准煤20095133.6=19026720 2000万元人民币万元人民币50095133.6=47566800 5000万元人民万元人民电网频差过大，将会造成电网崩溃电网频差过大，将会造成电网崩溃对对600MW机组来说，它只能在机组来说，它只能在48.550.5Hz范围内运行，当超过这个范围时，范围内运行，当超过这个范围时，振动加剧，会引起危急保安器动作，造成振动加剧，会引起危急保安器动作，造成机组跳闸，机组跳闸，一台一台600MW跳闸后，会使电网跳闸后，会使电网频率更低，引起其他机组跳闸，这象滚雪频率更低，引起其他机组跳

9、闸，这象滚雪球一样造成电网崩溃。美国、加拿大、英球一样造成电网崩溃。美国、加拿大、英国等的大面积停电，就是这一事故的具体国等的大面积停电，就是这一事故的具体体现。体现。保持频差在规定范围内的措施保持频差在规定范围内的措施AGC抽水蓄能抽水蓄能两班制两班制CCS是是AGC的基础，否则的基础，否则AGC就是空中楼就是空中楼阁。阁。2 CCS是电力体制改革的产物是电力体制改革的产物90 年代以前，年代以前，国内火电厂国内火电厂CCS投入台数区投入台数区区可数。区可数。对火电厂来说，是不希望本厂机组负荷大对火电厂来说，是不希望本厂机组负荷大幅度变化的。幅度变化的。随着峰谷差的日益加大，电网为了保证频随

10、着峰谷差的日益加大，电网为了保证频差在规定范围内，必须大幅度的改变火电差在规定范围内，必须大幅度的改变火电厂机组的负荷。厂机组的负荷。电厂与电网的矛盾加剧电厂与电网的矛盾加剧-电力体制改革电力体制改革厂网分开，竞价上网。厂网分开，竞价上网。谁电价低（效率高的电厂），谁上网（供谁电价低（效率高的电厂），谁上网（供大于求时）大于求时）谁让大幅度调负荷（必须投入谁让大幅度调负荷（必须投入CCS才能实才能实现），谁上网（供大于求时）现），谁上网（供大于求时）二、二、CCS存在的问题存在的问题带有明显的机跟炉或炉跟机的特征带有明显的机跟炉或炉跟机的特征机跟炉，负荷响应慢，不符合电网要求。但汽压机跟炉，负

11、荷响应慢，不符合电网要求。但汽压波动小，对机组安全运行有利；波动小，对机组安全运行有利；炉跟机，负荷响应快，符合电网要求。但汽压波炉跟机，负荷响应快，符合电网要求。但汽压波动大，对机组安全运行不利；动大，对机组安全运行不利；引入非线性，使控制系统复杂化，很难投入自引入非线性，使控制系统复杂化，很难投入自动运行。动运行。是调试出来的协调，不是设计出来的协调。是调试出来的协调，不是设计出来的协调。采用智能控制（如最优、预测、模糊、神经网采用智能控制（如最优、预测、模糊、神经网络等）还处于纸上谈兵阶段。络等）还处于纸上谈兵阶段。试说明下列符号名称试说明下列符号名称RB、RD、UM、ADS、CCS、T

12、M、BM、M/A、RB、FCB什么是什么是FCB？对设计有足够容量的汽轮机旁路系统的机组，当汽对设计有足够容量的汽轮机旁路系统的机组，当汽轮机或电气故障致使汽轮机快速甩负荷时，锅炉有轮机或电气故障致使汽轮机快速甩负荷时，锅炉有必要维持最低的燃烧率继续稳定运行，使机组带厂必要维持最低的燃烧率继续稳定运行，使机组带厂用电运行或停机不停炉，以便故障消除后能快速带用电运行或停机不停炉，以便故障消除后能快速带上负荷。为此，上负荷。为此，CCS具有快速切负荷功能（具有快速切负荷功能（FAST CUT BACK，FCB）。）。当发生上述情况是，当发生上述情况是，CCS的的负荷指令处理回路能产生负荷指令处理回路能产生FCB信号，汽轮机旁路系信号，汽轮机旁路系统快速打开，锅炉燃烧器按一定统快速打开，锅炉燃烧器按一定 顺序快速切断，使顺序快速切断，使负荷指令快速切回到厂用电负荷值或快速切回到负荷指令快速切回到厂用电负荷值或快速切回到0%负荷，锅炉维持在最小负荷值运行（包括停机负荷，锅炉维持在最小负荷值运行（包括停机不停炉），以确保机组设备的安全，减小停机损失。不停炉），以确保机组设备的安全，减小停机损失。