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摘要：随着社会主义市场经济的高速运转，科学技术水平的日益完善，带动了我国各燃煤供电产业的技术性革新。燃煤电厂作为我国经济发展的支柱型产业，在电能供应领域中发挥着重要作用。今年来的信息化、自动化技术的日益完善与应用推动了我国燃煤供电产业日趋安全性与稳定性的同时，保障了燃煤供电企业又好又快发展。
关键词：燃煤供电产业；集控运行；机组协调；应用
21世纪我国经济产业结构调整日益完善，推动了我国生产力的大规模增强，人口数量与密度逐年增加，对于传统燃煤供电产业提出了更高的需求。基于上述社会发展前提，集控运行和机组协调技术应运而生，在充分保障燃煤供电领域日常平稳运行的同时，逐步提升供电效率与质量。
一、集控运行和机组协调控制的具体内容
（一）集控运行的含义
时下，我国燃煤供电、输电产业的集控运行的关键关节是集散控制系统，其具体作用可分为两部分，即集中性管理与分散性控制。根据对该整体系统的分析可见（如图1所示），可根据机构类型分为如下部分，即综合管理层、集中操作监控层与现场式分布控制层三类。由于我国传统的燃煤供电产业的起步阶段较晚，发展时间较短，与其他发达国家和地区仍存在一定的差距，且已无法满足日益增长的产业管理需求；因此，集散控制系统一经问世就得到了我国燃煤供电产业的广泛认可与普遍应用，在保障我国燃煤供电工作中安全性与稳定的同时，逐步提升设备工作效率，完善运行质量，优化燃煤供电产业的管理模式与产业结构。
图1集散控制系统框架
从图1可以看出，实现燃煤电厂集控运行与机组协调控制的关键就在于下位现场分布式控制层。分布式控制的功能就是针对分散的过程对象实现每个单元机组的协调控制，并通过网络通信连接集控中心实现集中的管理、操作和监控。每一个现场控制单元与整套DCS系统有着联系但相对独立，在上级设备通信终端或上级设备出现故障的情况下，依然能够独立控制单元内控制对象的正常运行，可靠性高。
（二）机组协调控制
我国当前的燃煤供电产业的输电机组包括燃煤锅炉与燃煤汽轮机两部分，这两个部分与输电机组可结合为一个电能生产整体。在燃煤供电厂工作过程中的关键部分在于通过采取机组功率自动调节的方式完成机组自动化控制。这就涉及到锅炉与汽轮机的调节能力。锅炉和汽轮机在调节能力方面存在较大的差异。就电网来看，调节机组负荷需要快速的响应，而就机组运行来看，则需要在保证机组稳定、安全可靠的前提下进行快速调节。但锅炉反应慢，热惯性大，汽轮机则反应快、惯性小。在快速调节负荷时，汽轮机调节阀进行快速调整会使机前压力产生较大波动，进而影响锅炉使其炉内压力不稳，影响机组的稳定性、安全性。集控运行及机组协调控制可以很好地解决快速负荷调节中锅炉和汽轮机的矛盾
（1）机组协调控制系统
协调控制系统（Coordi?natedControlSystem，CCS），普遍用于大型单元机组的控制方式，发展自常规锅炉、汽轮机局部控制系统，采用阶梯式系统框架结构，将锅炉和汽轮机看作一个生产整体进行控制，结合自动调节、连锁保护、逻辑控制等功能，满足不同工况、运行条件的一种多控制功能的系统。CS系统主要提供2种控制方式，即CCS-BF（炉跟机）和CCS-TF（机跟炉），其控制原理如图2所示。
图2协调控制方式的两种原理
CCS-BF方式，比较常用，锅炉和汽轮机的子系统同步参与，调节锅炉汽压、汽轮机功率，可加入电网调频也可加入AGC（自动发电量控制）CCS-TF方式，机炉各自的子系统同步参与，汽轮机子系统主调节汽压、锅炉子系统调节功率。不加入电网调频，调度所也无法直接调节机组负荷，只能由机组运行人员调节给定功率，输出功率跟随给定功率的变化而变化，直到保持等值。
（2）机组协调控制系统的重要性
首先，逐步完善机组在运行过程中的整体安全性能。在实际的运行过程中，一个整体的机组是由锅炉与汽轮机组成的，通过对不同部分的统一管理控制，能够确保设备操作的安全性与稳定性，设备发生误差的频率较低，整体机组设备稳步有序运行。但锅炉的关键位置或汽轮机设备出现损坏或故障时，则系统自动进入基础调节模式，避免意外安全事故发生。同时，为有避免局部位置损坏而引发的整体系统瘫痪现象发生，系统会进入智能化工作模式，在此期间设备专业维修人员可及时进行维修与保养，避免事态扩大化。
其次，供电机组的整体反应效率增强，在供电机组处于平稳运行的状态时，通过系统化的协调与控制，能够有效增加供电组的整体反应效率，增强电机组设备工作的时效性。
最后，供电机组的整体工作效率增加。通过在电机组在运行过程中所采取的协调控制系统保障供电所消耗的能源能够根据电机组的运行状态而增加或递减，最大限度发挥供电所需能源的利用率，有效降避免了供电所需电能的浪费，既减少了因能源不充分燃烧造成的大气污染，又符合当前社会可持续发展的内在需求。
二、机组协调控制的应用
（一）负荷设定回路
根据RUNBACK计算和上下限限制，运行人员设定负荷指令，包括升降负荷速率定额、上下限定额及负荷指令增减闭锁等。经运算后将负荷指令发送至汽轮机、锅炉主控回路，加入AGC，自动接受电网调频指令。
（二）汽压设定回路
根据负荷指令折算获得主汽压，运行人员手动偏置，经增减速率限制、惯性环节等计算，发送至汽轮机、锅炉等主控回路，目前提供滑压运行设定值，该值为负荷的函数f（x）。
（三）汽轮机主控
机组负荷指令为汽轮机主控指令，锅炉的响应存在一定的延迟及蓄热补偿，需要对汽轮机的响应进行适当的延缓处理，防止汽压出现大幅波动。
三、结语
随着经济的发展，对电能的需求越来越大，燃煤电厂的发电机组需要适应不断增强的运行负荷，这种情况下对控制管理系统提出了更加严格的要求。集控运行当中的核心——DCS系统改变了燃煤电厂的生产管理模式。实现集中管理和协调控制，确保机组的安全、稳定、可靠运行，为我国的电力事业作出贡献。
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[3]王永国.燃煤电厂集控运行与机组协调控制探析[J].中国科技投资，2016(33).
论文作者:葛志国1,李,振2,崔振杰3
论文发表刊物:《防护工程》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/30
标签：机组论文; 汽轮机论文; 燃煤论文; 锅炉论文; 负荷论文; 电厂论文; 产业论文; 《防护工程》2017年第27期论文;