第七章 单元机组协调控制系统

2、给水量指令=三阶惯性环节PT3。迟延后的锅炉主指令×燃水比函数×微过热点温度调节器的输出(0．7～1．2)。

总之，给水量指令与燃料量指令构成比值控制回路。由于制粉系统的大迟延特性，燃料量的变化相比给水量的变化对锅炉负荷的影响是一个慢速过程；另外，微过热点温度对燃水比失调反映迅速。因此代表锅炉热负荷(燃料量)动态特性的三阶惯性环节PT3。和微过热点温度调节的动态解耦信号被应用到燃料量控制和给水控制的解耦设计中。

第三节 负荷管理控制中心（LMCC）

一、负荷管理控制中心的功能

LMCC的主要功能包括以下几个方面： 1．外部负荷指令的选择

LMCC根据电网对机组的负荷请求和机组的实际运行状态，从所接受的电网中心调度所负荷分配指令ADS、运行人员手动设定负荷指令、电网频率自动调整指令?f中，选择其中一种或两种指令。即在机组带固定负荷时，选择运行人员手动设定负荷指令；在机组带变动负荷以协调方式运行时，选择ADS指令；在机组参与电网一次调频时，选择?f指令。其中运行人员手动设定负荷指令和ADS指令不能同时被选择，而它们均可分别与?f指令一起被选择。

2．机组最大/最小负荷限制

机组的实际出力是有限的，为使机组在允许的出力范围内正常工作，LMCC设置了出力限制回路，运行人员可通过分散控制系统的人机接口，根据机组的运行情况设定最大/最小负荷限值。例如，一台汽动给水泵运行时，机组只能带50%的最大连续出力（Maxium Continuous Rate 简称 MCR）；一组送、引风机运行时，只能带50%的MCR。

3．负荷指令变化速率限制

机组在不同的运行情况下，对负荷变化速率的限制有不同的要求，为避免负荷变化太快引起机组故障，LMCC设置了负荷指令变化速度限制回路，它可根据机组当前变负荷的能

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第七章 单元机组协调控制系统

力，对负荷指令的变化速率进行限制。运行人员通过分散控制系统的人机接口设定负荷变化速率的限制值，但在正常情况下，实际限制值是由人为设定值和汽轮机热应力计算（或锅炉汽包热应力计算）结果中的小值来决定的。而在非正常情况下，如在负荷迫升/迫降（RUN UP/RUN DOWN 简称RU/RD），负荷返回（RUN RACK简称RB），分别采用不同的速率限制值。

4．负荷指令的修改

当机组的设备或控制系统出现异常情况时，不管外部对机组的负荷要求如何，为了保证机组和协调控制系统的继续运行，LMCC可对负荷指令进行修改，使机组负荷降到适当水平。

对于不同的机组，负荷管理控制中心的实施方案也不同，结构有简有繁，功能有多有少，下面以一典型例子说明其基本组态情况。

二、负荷管理控制中心的组态

这里以某300MW机组采用INFI-90分散控制系统实现的LMCC为例说明其组态，该LMCC的组态如图7-6所示。

图7-6 采用INFI-90系统的300MW机组LMCC组态

图中符号说明参见附录1

图示LMCC由切换器T1和手动/自动站M/A构成单元主控制UM。UM的任务是根据机组的运行现状，从运行人员负荷指令、电网中调所负荷指令ADS或负荷迫降RD、负荷返回（RUN、BACK简称RB）指令中，选择适当的负荷指令作为目标负荷指令。即：

（1）在协调控制方式下：

?

若处于手动运行状态，UM输出的目标负荷指令为运行人员手动设置的负

荷指令；

?

若处于自动运行状态，UM输出的目标负荷指为电网中调所发出的负荷指

令ADS；

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第七章 单元机组协调控制系统

? 若处于RD或RB运行状态，UM输出的目标负荷指令为机组当前的实际负

荷指令N0，它用于对RD或RB指令的跟踪。 （2）而在非协调控制方式下：

?

UM输出的目标负荷指令为机组的实发功率。

该LMCC手动联锁条件为：非协调控制方式、ADS信号故障、RB或RD被选择，且一旦进入手动状态，限定一段时间内不允许UM 投自动。

LMCC的负荷指令限制回路由一个高值选择器和一个低值选择器构成。当UM输出的目标负荷指令小于机组的最小负荷限制值时，高值选择器以最小负荷限制值输出，否则，输出UM产生的目标负荷指令。当高值选择器输出的指令大于机组的最大负荷限制值时，低值选择器输出最大负荷限制值，否则输出高值选择器的输出。从而保证机组在允许的出力范围内正常工作。在采用INFI-90分散控制系统实现的LMCC中，最大/最小负荷限制值可通过两个途径由运行人员设置或修改，一是通过辅助操作台上的数字指示站上定义的增减按钮予以实现；二是通过操作员接口站（OIS）上画面定义的修改窗口进行更改。负荷指令限制作用，只在协调控制方式下是有效的，而在非协调控制方式或发生RB、RD时，限制回路则使UM的输出原值通过。

经高/低限值的负荷指令还需受到变化速率的限制。当进入速率限制器的负荷指令的变化速率大于设定的速率限制值时，它将受到限制，速率限制器将输出具有设定变化速率的负荷指令。否则，速率限制器不起作用，使输入原值通过。速率限制值可由运行人员手动设定，或由主设备（汽轮机或锅炉汽包）的热应力计算结果自动设定，也可由对负荷指令变化速率有要求的其它因素来设定，但在协调控制方式下，若发生闭锁增（BLOCK INC简称BI）或闭锁减（BLOCK DEC简称BD）时，相应地速率限制值在增方向或减方向上被封锁。

为使机组具有参与一次调频的能力，LMCC需将经过幅值和速率限制的负荷指令与电网的频差信号?f进行迭加，以?f校正负荷指令，补偿一次调频所需的电功率。在图示的LMCC中，是采用汽轮机实际转速与转速设定值（3000rpm）的差值，代表电网的频差信号?f，并通过一函数器f(x)与负荷指令迭加的。其中函数器f(x)用来规定调频范围和调频特性，

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第七章 单元机组协调控制系统

其特性相当于死区和限幅环节特性的结合。如图7—6所示。

图7—6 一次调频回路的函数器特性

当频率偏差在死区所规定的范围内时，函数器输出为零，频率偏差信号切除，机组不参加调频。死区的设置是为避免机组输出电功率频繁抖动。只有当频率偏差超出死区所规定的范围时，机组才根据超出在大小进行调频。当频率偏差超出幅值规定的范围时，函数器输出保持不变，即不再继续调频。函数器特性的斜率代表了电网对本机组调频的负荷分配比例，此比例应与汽轮机控制系统的静特性对应，即等于汽轮机的转速变动率的倒数。电网要求机组具有快速调频能力，故调频信号一般不加速率限制。

当机组无故障时，速率限制器和一次调频回路二者的输出由?1迭加，其迭加结果由切换器T2选通，作为LMCC输出的负荷指令N。

当机组发生故障时，LMCC将根据不同的故障现象，采取不同的措施，修改正常的负荷指令，即采用负荷返回（RB）指令、负荷迫降（RD）指令或闭锁增/减（BI/BD）指令修改正常的负荷指令。某300MW机组，形成这些指令的项目可参见表7—1。

下面分述RB、RD、BI/BD指令在负荷控制中的作用。 1．RB指令

当机组在协调控制方式下运行时，若主要辅机设备发生故障突然停运时，将形成RB指令，通过该指令迫使单元机组的负荷快速下降到运行的辅机设备所能承受的负荷水平上，同时RB指令还送到燃烧器管理系统（BMS），将部分燃烧器切除。RB发生时，负荷的下降速率视失去辅机对机组安全运行的威胁程度不同而异，如失去一次风机、引风机比失去炉水泵、闭式循环泵时的速率要快。当多台辅机同时失去而发生RB时，则选择其中最大的降负荷速率。

表7-1 某300MW机组RB、RD、BI/BD指令的形成项目

指令 形 成 项 目 36