国家电网调控系统本质安全建设30条要点释义

前言

第一部分 国调中心关于进一步加强调控系统本质安全建设的通知（调技[2017]124号）

一、调控系统本质安全建设思路

二、调控系统本质安全要点

第二部分 调控系统本质安全要点释义

一、电网运行方面

二、设备管理方面

三、人员队伍方面

四、制度标准方面

《国家电网调控系统本质安全建设30条要点释义》是对《国调中心关于进一步加强调控系统本质安全建设的通知》（调技[2017]124号），提出的调控系统本质安全建设30条要点的全面释义。全书分为两部分，第一部分《国调中心关于进一步加强调控系统本质安全建设的通知》（调技[2017]124号），给出了调控系统本质安全建设的思路，提出了调控系统本质安全30典型案例三个方面对每条要点进行详尽释义。

系统中有功能较强的控制算法,应用这些算法不但能改善自动调节系统的调节品质,且对自动调节系统的运行也起到安全保护作用 。

机炉协调控制系统品质监测和偏差保护

品质监测主要用来监视输入信号是否正常。对未采取多重设置的重要信号,可以利用QC监测功能增加系统的可靠性。过程输入与给定值的偏差或调节器输出与执行机构反馈的偏差超过设定值,说明系统已经出现故障,偏差保护此时会起到安全保护作用。

机炉协调控制系统超驰控制

当系统接到事故报警、偏差越限、设备故障等异常情况时,超驰逻辑将根据事件发生的原因执行自动切手动(MRE)、优先开P(RA)、优先关(PLW)、禁止升(RAI)、禁止降(LWI)等功能,直接控制调节机构或转换当前工作方式,将系统转到预先设定好的安全状态。它是响应系统异常、切换控制方式的保护手段。

机炉协调控制系统大量使用函数算法

大容量机组在不同负荷下,机、炉和各种辅机及设备存在不同特性,利用函数算法可以比较精确地模拟被调对象的变化规律,能有效克服PID算法的局限性,扩展系统调节范围。在控制回路中不同的另一重要应用领域是处理非线性输入信号和用反函数修正各种阀门挡板特性,提高控制精度。

机炉协调控制系统系统结构先进

采用递阶控制结构,在机炉子控制回路基础上引入机炉协调级,把锅炉、汽轮机、发电机组作为一个整体加以控制。能直接接收电网中调指令,为实现电网自动调度和协调控制奠定了基础。

机炉协调控制系统控制策略合理

机炉主控制器的设计中根据机炉动态特性方面的特点引入前馈、补偿及变结构控制等技术,克服系统的称合和非线性因素,因而可获得良好的控制品质。

机炉协调控制系统系统功能完善

除正常功能调节外,还具备局部故障处理,各种运行方式切换、选择等管理功能。由于目前采用先进的分散控制系统实现,完备的画面显示功能,报警打印功能以及人机接口等形成先进的自动化系统。

动力系统的协调控制系统是把锅炉及汽轮机作为一个单元机组的整体进行综合控制时所用的控制系统，是整个动力装置控制系统的一部分,整个控制系统是由负荷控制系统（主控系统），常规控制系统（子控制系统）和负荷控制对象3大部分组成的，如图1：协调控制系统组成框图所示 。

负荷控制系统由符合指令处理部分（负荷管理控制中心）和机炉主控制器3部分组成,从机炉主控制器形成和发出的主控指令，分别去控制锅炉及汽轮机子控制系统。

机炉协调控制系统机炉协调主控器

该主控器是CCS系统工作协调的指令中心,机炉协调主控器接受并处理外部负荷指令,形成日标负荷控制信一号,控制汽机和锅炉协调动作,使机组能较快地适应负荷的增减,保持汽压在允许范围内变化,根据机组实际运行情况适时切换控制方式。

机炉协调主控器由负荷指令运算器(loaddemandeomputer)、锅炉主控器(boilermaster)及汽机主控器（turbinemaster)等组成。

1、负荷指令运算器

负荷指令运算器(LDC)LDC包括负荷指令处理回路、负荷及压力设定回路、工作方式切换逻辑等功能模块。负荷指令处理回路负责处理各种外部负荷指令并根据系统工作方式给出相应的目标负荷控制信号。压力设定及变压(sliding)、定压(eonstant)方式切换由压力设定回路来完成。

2、炉主控器

机、炉主控器各由两个独立的PID调节器构成,功率调节和压力调节各一个。功率调节器以发电机功率信号为被调过程量,LDC目标负荷为给定值,工作方式不同目标负荷内容也将不同。压力调节器以机前压力为主信号,LDC目标压力为给定值。切换逻辑使机、炉主控器组成不同的控制方式。

机炉协调控制系统燃烧控制子系统

包括燃料、送风、引风、一次风、二次风箱压差、空气预热器入口温度调节等。

1)氧量校正

锅炉烟气氧量是氧量校正调节器的主信号,给定值则引入了多元补偿的概念,由LDC目标负荷、制粉系统启动偏置以及手动偏置等多个信号组成。LDC目标负荷经过函数处理后具有高负荷低氧量、低负荷高氧量的负特性,有助于锅炉高负荷时的经济运行和低负荷时的燃烧稳定;制粉系统启动偏置分别取自4套制粉系统排粉风机入口挡板执行器阀位电流,是为了兼顾维持安全的二次风压与相对合适的风煤配比以及补偿在启停过程中对锅炉燃烧的扰动;手动偏置是为人工调整而设。锅炉主控器以机前压力为被调过程量,代表燃烧率的主控器输出先经超前/滞后处理后,再由氧量校正调节器修正,使其能在不同的负荷下保持经济燃烧。校正后的锅炉主控器输出、总风量、燃料量、蒸汽流量等信号,经过交叉限幅环节产生风量请求和燃料请求输出指令,分别控制送风和燃料调节系统在增加燃烧强度时先加风后加煤;减少燃烧强度时先减煤后减风,保证锅炉变工况时入炉煤充分燃烧,以及稳定运行时保持合适的风煤配比。由燃料量、蒸汽流量信号构成内扰抑制环节,增加燃烧调节稳定性。

2)燃料调节

燃料调节器接受氧量校正回路交叉限幅环节的燃料指令作为给定值,信号进入调节器之前,经过微分环节以减小锅炉燃烧惯性。20台给粉滑差控制器与冗余过程控制站直接接口,用软件实现单操、层操及总操。如何选取燃料率反馈信号一直是燃烧调节中的难题,该系统尝试以传统“热量”信号校正给粉机转速来代表燃料量,这样既能利用给粉机转速反应的快速性,又在一定程度上补偿因煤质变化和给粉机下粉不匀对燃烧调节产生的干扰。协调控制与常规控制主要区别在机炉协调主控器,燃烧调节采用了一些新的设想也作了简要说明,其它常规调节回路不再详述。