（榆林能源集团横山煤电有限公司 陕西省榆林市 719000）
摘要：随着新能源在电网中的占比越来越大，火电机组在电网中的调峰作用日益突出，对机能的协调控制能力要求非常高，同时也是后期火电厂提升赢利最重要的一环。
关键词：协调控制略；涉网性能；一次调频
随着近几年新能源的不断发展，为保证电网运行安全稳定，有序消纳新能源、提供高质量的电能。火电机组的调峰地位日益突出，因此火电厂协调控制系统控制变的越来越重要。协调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，如图所示：
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机组接收到电网AGC指令后通过CCS协调动作机、炉主控制器，机炉主控器分别去控制锅炉和汽轮机子控制系统。机主控快速响应负荷变化，炉主控快速响应压力变化，最终通过压力负荷曲线寻求压力平衡点，从而控制机组稳定，各参数优良。
一）机炉协调主控器：负荷指令运算器接收AGC负荷指令。并将指令下达到主控器是CCS。机炉协调主控器接受并处理外部负荷指令，形成目标负荷控制信号，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，满足电网需求的一种运行方式。
二）机、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。机主控控负荷炉主控控压力；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，通过机主控阀门开度控制负荷，炉侧通过产生的压力偏差调整煤量。燃料主控是基础，它的动作必然引起给水主控、风量控制动作。
三）燃料主控：即制粉系统的控制，热一次风量跟随热风门开度变化，但磨煤机热一次风调门不能超过调整死区否则在降负荷关的过程中，虽然调门动作但实际炉膛热负荷并未下降会造成锅炉的超温超压。正常运行时，对于一次风压的偏置当多磨热风门处于极限开度时进行调整应加正偏置，反之则加负偏置，调整过程应缓慢，一次风压对制粉系统前非常大的扰动，调整时务必注意。
同时，低负荷工况下给煤量控制系统优化，燃料量闭环控制，优化燃料下限设定合理，并能保持最低稳燃燃料量，并且有锅炉防超压功能（安全）。当超过额定压力限值时，炉主控主动减少燃料，保障机组运行安全。当然了低负荷工况下，给水系统、凝结水系统的再循环应与流量成线性比例开启，防止低流量超驰开启反倒对系统的扰动更大，不利于控制稳定和机组的安全。
四）风量控制：即风量、氧量控制系统优化，送风机出力进行风量总量控制，加之氧量微调校正，当送引风机动叶开度达95%时闭锁负荷增加，防止送引风机过调失速，一味的开大不仅会缺氧燃烧锅炉容易结焦。还会导致燃烧不完全，煤耗指标的上升。影响到安全性与经济性。
五）脱硝控制优化（环保）：低负荷脱硝优化，在满足入口烟温的条件下，实现低氧燃烧，降低入口NOx排量；目前由于脱硝出入口NOx烟气样本的全工况代表性差异性影响、喷氨各支管流量分配未在线化和烟气流场分布不均的影响，下一步精准喷氨控制于多点取样改造，烟气流场导层流板布置和支路电动调阀改造，合理在线分配尿素流量，分区控制NOx，减少出口氨逃逸率，依据NOx分布，智能分区控制脱硝效率，进一步有效减小氨逃逸率。同时尽量关小上层燃尽风和还原风的开度并安排下层4台磨煤机运行，增加基于CO的O2校正优控模块，使燃烧火焰中心下移，防止低煤量时根部失稳尾部烟道出现交叉摆尾现象，依据燃烧优化数据，尽量低氧燃烧，兼顾脱硝需求。
六）给水控制：防超温功能（安全）。以高温过热器出口温度，高温再热器出口管壁金属壁温，前墙上部水冷壁出口壁温，前墙螺旋管水冷壁出口壁温作为监视点，保障温度在合理范围内，保障机组设备运行安全。超温逻辑视工况，分别对顶棚过热器温度，给水流量，以及减温水进行差异性调节，保障机组安全。增加顶棚过热器温度控制回路，增加温差控制，同时引入前馈控制，修正给水流量，屏过出口温度跟随顶棚过热器出口温度设定。保证中间点温度控制精度，在保证壁温安全裕度，同时增磨煤机运行组合方式修正，在上层磨运行时，优先增加下层磨煤量，滞后加上层磨煤量，有效缓解火焰中心上移，温度上升过快造成锅炉管壁超温问题；优化机组在低负荷区参与二次调频时，负荷摆动修正顶棚温度设定值；新增锅炉吹灰工况，降低顶棚温度设定值。优化给水和减温水的分配耦合，减小机组减温水调解时对进水冷壁给水流量的干扰。
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
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、优先开、优先关、禁止升、禁止降等功能，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。
目前大型火电机组均采用定-滑-定的运行方式，此方式有效的保证了低负荷的稳燃与高负荷的防超压，是保证机组安全运行的根本。
一）定压运行方式：锅炉调压系统的压力定值由操作人员设定，一般定在额定值，从中调来的负荷的指令作用在汽轮机调节系统，改变功率定值，进而改变调门开度以改变负荷。然后由锅炉调压系统改变燃料量以维持能量平衡。这是一种锅炉跟随汽机的运行方式。这种运行方式下，汽机虽然能利用锅炉蓄能很快改变机组负荷，但这种改变不能持久。由于调压系统响应较慢，在达到最终稳态之前，机前压力的动态偏差将较大。
二）滑压运行方式
滑压运行就是在汽轮机调节汽门节流很小的情况下，通过改变锅炉的负荷，使调节汽门前的主蒸汽温度不变，主蒸汽压力随负荷变化的运行方式。为了满足机组自动滑压的控制功能，协调控制系统需要在压力设定值的生成主蒸汽压力做相应的改进。滑压运行时，在汽轮机的整个负荷变化范围内，汽轮机的所有调节汽门保持全开，完全靠汽轮机进汽压力的变化来控制机组的出力。在此运行方式下，由于机组无法利用锅炉的蓄热能力，负荷响应慢，依据负荷与压力的滑压曲线与汽机调阀流量曲线优化（安全）保证机组的安全、可靠。
三）机组AGC-R（调频负荷）模式模块减小燃料量波动（安全）。AGC-R模式触发后，直接作用于锅炉主控前馈，变负荷燃料前馈系数减小，实现锅炉主控前馈慢增慢减，有效减小振幅，降低燃料扰动，给水扰动。AGC（R、O）方式前馈体系优控模块，同时增加一次调频与AGC反向调节闭锁功能，优先满足电网频率同时保证不同模式下燃烧稳定和低负荷区燃烧安全性。
其实，电网对网源协调控制系统性能要求越来越高，全面提高机组AGC涉网性能，以及调节的精度、速度、响应时间也越来越高，既要求机组安全、可靠、经济、环保运行，同时涉网性能提升，两个细则盈利将是后期火电机组的盈利的重要一环，特别是辅助调峰市场在后期中地位会更加突出。