北仑1和2号600 MW单元机组协调控制系统的设计与应用

大容量单元机组机炉协调控制系统的设计与调试是一项综合性很强的技术工作,基于IFO-KΔx的状态反馈可以预测汽压的变化趋势,有效克服汽压过调或振荡现象,对锅炉汽压的稳定起到关键性作用.该文提出了"正踢"和"反踢"的设计概念,用以克服锅炉的大迟滞和大惯性,由基于IFO-KΔx的状态反馈、"正踢"和"反踢"以及PID调节器共同组成一个综合型协调控制系统,充分发挥了各自的特长.将上述方案实际推广应用于北仑1和2号600 MW单元机组的机炉协调(CCS)和自动发电控制(AGC)系统中,取得了①稳定工况下负荷控制偏差在±3 MW之内,主汽压静态偏差在±0.2 MPa;②定压段变负荷时,当负荷变化100 MW时,实际负荷变化速率>12 MW/min; ③滑压段变负荷时,主汽压偏差在±0.5 MPa,实际负荷变化速率> 9 MW/min的优良控制效果,为单元机组协调控制系统的成功应用提供了一个范例.此外,通过对北仑600 MW单元机组仿真试验曲线与现场实时趋势曲线的比较,表明文中所选用的数学模型是正确和有效的.     

功频调节对锅炉汽压广义对象的线性化作用

在指出了在单元火电组中锅炉汽压广义对象非线性动态特性产生的原因的基础上，比较了功频调节和纯速度调节对锅炉汽压广义对象动态特性的影响，分析了功频调节对锅炉汽压广义对象非线性动态特性的线性化作用。进一步的研究表明，在负荷扰动（外扰）情况下，功频调节的对锅炉汽压广义对象非线性动态特性具有很强的线性化作用；在大范围变工况情况下，采用功频调节时锅炉汽压广义特性具有良好的全局性能一致性。这对用线性系统理论分析火电机组机炉特性和设计单元火电机组控制系统具有重要的指导意义。     

汽轮机采用功频调节系统时,单元机组负荷反馈控制系统的分析和整定

本文讨论汽轮机采用功频调节系统时,锅炉-汽轮发电机单元机组负荷反馈控制系统的整定问题。该控制系统是一个2×2多变量系统。汽轮机功率控制器和汽压控制器的参数必须正确配合以保证单元机组负荷控制系统的稳定性,但是两个控制器的参数可以在很大范围内改变。实际应用的单元机组负荷控制系统中都引入前馈和非线性限压元件,在这种情况下,只要两个控制器的整定参数配合适当,那么,即使控制器的参数值差别很大,而负荷控制系统的动态品质却是很接近的。     

300MW机组协调控制系统改造

结合铁岭发电厂２号机组协调控制系统改造,在外围设备的改造项目中重点介绍了空气预热器漏风控制系统的改造。根据汽压对象迟延和惯性大的具体特点,对原组态设计方案进行改进,给出了更适合机组实际情况的组态设计方案,并最终使协调控制系统投入自动运行,为以后同类型机组的改造提供了经验。     

大型火电机组自动发电控制优化控制策略的研究

针对单元机组锅炉汽压被控对象大惯性、大滞后的特点,将状态变量控制技术和相位补偿技术应用于基于直接能量平衡的蒸汽压力控制策略中,补偿汽压被控对象的惯性和滞后,提高协调控制系统的快速性和负荷适应能力。在此基础上,进一步采取多项措施提高机组的控制特性。仿真试验结果表明该控制方法是有效的。     

基于启发式优化算法的单元协调控制系统整定

为提高单元机组在大范围变负荷时的动态调节性能与鲁棒性,提出了基于启发式卡尔曼算法的单元机组协调控制系统整定方法。该方法将控制系统的整定归结为一个以负荷与主汽压的调节性能为优化目标、鲁棒性能指标为约束惩罚条件的优化问题,利用启发式卡尔曼算法对控制系统参数寻优,并采用华北电网两个细则评价控制系统性能。仿真结果表明,所设计的控制系统在负荷大范围变化时,主汽压力波动较小,鲁棒性能良好且AGC性能满足当前电网需求。     

用输出反馈法设计单元机组负荷-汽压控制系统

本文介绍了用输出反馈法设计的单元机组负荷-汽压系统和用随机模式寻优法确定二次型指标中的权阵.同时又用加入输出变量的偏差积分和简化控制器结构的方法.对七种系统进行了比较,从而得到了一个性能较好且结构简单的控制系统.     

200MW机组协调控制系统改造

介绍了单元机组协调控制系统的分类,根据中电投阜新发电有限责任公司01号机组的实际情况和运行分析,设计了以能量平衡信号与主汽压力调节相结合的机炉协调控制系统。协调控制系统的投入增强了机组运行的平衡性和安全性,减轻了运行人员的劳动强度。     

300MW机组协调控制系统改造

结合铁岭发电厂２号机组协调控制系统改造,在外围设备的改造项目中重点介绍了空气预热器漏风控制系统的改造。根据汽压对象的迟延和惯性大的具体特点,对原组态设计方案进行改进,给晚适合机组情况的组态设计方案,并最终使协调控制系统投入自动运行,为以后同类型机组的改造提供了经验。     

国产200MW机组协调控制系统改造

分析了国产200MW供热机组运行实际状况。为提高其安全性和经济性,提高机组的自动化控制水平,对机组监控系统和汽轮机控制系统进行了改造,实现了国产200MW单元供热机组的协调控制,进而达到了减员增效的目的。     

主汽压力偏差容忍法在大型超临界火电机组协调控制系统中的应用

基于中电投白城电厂协调控制逻辑,介绍大型超临界火电机组的协调控制系统,重点论述主汽压力偏差容忍法在汽机主控制系统中的应用,并分别以负荷上升阶段和负荷下降阶段为例,分析主汽压力极限偏差容忍法的工作过程.应用实践证明,压力偏差容忍法对负荷变化的反应很快,能最大程度地发挥汽机主控制系统调节功率的作用;对压力偏差有最终限制底线,不会让主汽门前压力达到不能容忍的程度,具有很好的控制效果.     

盘山电厂600 MW机组主蒸汽压力控制分析

分析了盘山电厂600MW机组协调系统原设计与改造后的主蒸汽压力控制,着重介绍了炉跟机协调中的功率指令前馈。协调系统改造以后,机组的负荷控制及主蒸汽压力控制的稳定性都有所改善。文章还提出了在分散控制系统(DCS)中引进先进算法(如自适应和预估控制等)的建议。     

带过载补汽节流配汽机组变压运行特性研究

带过载补汽节流配汽超临界汽轮机组的协调控制系统自带的变压运行曲线,在实际应用中出现一、二次调频能力受限和低负荷协调控制系统异常退出等设备隐患,危及电站和电网的安全运行。通过小步幅连续变化主蒸汽压力,应用变压运行定量计算模型,充分考虑热力系统各主要变量间的相互耦合,实现机组热耗在同一负荷滑压运行可行初压区间内的全局动态寻优。得到机组在变压工况下的热耗变化趋势,为现场机组安全高效运行起到了有效的指导作用。     

锅炉汽包水位异常波动原因分析与优化措施

通过对某火电机组锅炉汽包水位异常波动历史曲线分析,得出主要原因是由于主蒸汽压力偏差大自动解除机组协调运行方式转为汽轮机跟随方式运行,汽轮机主控由调节功率转为调节压力,主蒸汽压力偏差由汽轮机主控调整,导致汽包水位异常升高。针对存在问题提出了优化措施,对相同类型机组具有一定的借鉴意义。     

应用于机炉协调控制的能量平衡与主汽压力调节相结合的控制策略

对锅炉、汽轮机的动态特性及直接能量平衡(DEB)控制策略、能量平衡信号和主汽压调节进行了分析研究，设计了有效实用的机炉协调控制系统，并在实际工程中应用。该系统不仅改善了机炉被调量的调节品质，提高了协调控制系统适应负荷变动的能力，而且减少了现场调试的工作量。     

双轴燃气蒸汽联合循环机组协调控制策略研究

双轴燃气一蒸汽联合循环机组要实现良好的负荷响应速度和较好的调峰能力需要设计和投入整套机组负荷协调控制,完成对燃机和汽机所承担负荷的合理分配,完成对余热锅炉主汽压力的监视和控制,实现机组AGC和一次调频功能。针对上述需求,提出采用以基本比例为基础,引入PID算法进行辅助修正的负荷分配方案,完成对联合循环机组总功率的协调控制。AGC功能基于负荷分配回路,实现网调对联合循环机组总功率的直接控制。针对燃机负荷响应快速的特点,设计由燃机单一承担联合机组的一次调频任务。郑常庄电厂机组试验结果表明。本文提出的协调控制策略实现了双轴燃气-蒸汽联合循环机组的整体控制功能要求,满足整套联合循环机组快速升降负荷的需要。本控制策略逻辑清晰,可控性强,具有较强的通用性和实用性,能适用于多轴燃气-蒸汽联合循环机组的协调控制。     

掺烧褐煤机组一次调频性能优化

针对掺烧褐煤机组参与电网一次调频时出现负荷响应滞后、积分贡献电量超标、经常出现反向调节的问题,通过分析试验数据及现场调试,提出了掺烧褐煤机组有关一次调频的优化控制方案,总结出一次调频优化调试过程中的技术要点,如汽轮机转速测量精度等。优化后的控制方案涉及到数字电液控制系统(DEH)、协调控制系统(CCS)等子系统,增加了DEH中一次调频前馈分量的实际负荷指令非线性修正,汽机主控中主汽压力偏差动态分离,即当一次调频动作时,汽机调门不会因压力偏差大而出现反向调节,导致积分电量超标。优化后的控制方案通过现场全负荷段的一次调频模拟试验和实际运行检验,达到了比较理想的效果。     

GUD1S.94.3A联合循环电站协调控制系统浅析

以德国SIEMMENS公司制造的GUD1S.94.3A联合循环390 MW机组单元协调控制系统为例,介绍了联合循环机组的燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机之间的协调控制及其生成发电机功率、燃气轮机排气温度、蒸汽压力、蒸汽温度设定值等功能。该控制系统不仅能够保证机组安全运行,而且能够满足经济起动及停机的控制要求。     

火电厂不同运行方式的比较与选优

在介绍分散控制系统(DCS)及其重要子系统--协调控制系统(CCS)结构、功能的基础上,对CCS在火电厂中不同运行方式进行了比较.基础控制方式(BM方式)是指协调主控的运行方式.适用于机组调试和启停阶段或机、炉控制系统无法自动时;锅炉控制跟随方式(BF方式)是指由汽轮机调节机组输出功率、锅炉调节主汽压力;汽轮机跟随方式(TF方式)是指锅炉调节机组输出功率,汽机调节主汽压力;协调控制方式(CC方式)是对汽包蓄能的合理利用和补偿;直接能量平衡控制方式(DEB方式)是指负荷由汽轮机侧控制,使机组负荷响应快.给出了各种方式控制图,提出现代化火电厂较为经济的运行方式是机炉协调控制方式和直接能量平衡的控制方式.     

姚孟电厂1号直流炉控制系统设计及增量式状态控制器的应用

根据直流炉被控对象和姚孟电厂1号300MW本生直流机组设备本身的特点，分别设计了新型的、适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统。通过对机炉协调、锅炉给水和过热器蒸汽温度等控制方案的特点分析，体现了应用基于增量式状态观测器的状态反馈控制与传统的PID串级调节系统相结合的控制策略的优越性。采用该控制方案，机组在大负荷范围（80MW）和高负荷变化速率（9MW／min）工况下减负荷时，过热器出口汽温变化和机前压力变化等调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准，并能很快达到稳定。现场实时控制的应用效果显示了该项技术的先进性和实用性，同时也为超临界机组控制策略和方案的选择提供了参考和借鉴。