火电厂负荷控制系统

APS （Automatic Procedure Start-up／Shut-down）是一种热工自动控制功能，是火力发电厂燃煤发电机组在DSS（每日启停）运行方式的迫切需求下应运而生。

DSS运行方式在安全、经济等方面对机组启动提出了明确目标，期望能以机组允许的最短时间安全地启动机组是应用APS的初衷。

燃煤发电机组启动的复杂性和技术难度要求参与APS的MCS、BMS、DEH、MEH、SCS等热工控制系统必须具备“一键启停”的控制水准，只有技术达标经济才能受益、安全才有保障，这也许是催生APS成熟运用的潜在动力。

APS还派生出另外一种重要用途，机组遭遇甩负荷后，利用APS控制机组能够迅速恢复正常运行，这让应用APS进一步获得用户青睐。

智能化的热工自动控制成就了APS，因APS而全面提升了燃煤机组的自动控制水平，相辅相成，APS也就成为发电厂高度自动化的标志，成为评价电厂生产技术管理水平、热工控制水平、机组运行水平的一种标准。

火力发电厂燃煤机组启动、停运过程的安全风险要比煤粉燃烧带负荷的正常运行区间高得多。

以600MW等级亚临界汽包炉为例，机组冷态启动前，不算外围辅助车间，电厂主厂房内炉、机、电等系统设备现场巡视检查和就地操作项目超过5000多项，集控室内远方操作设备超过五百多台套。

由于现代大型机组参数高、工况转换迅速、工艺系统关联紧密，增加了人工操作难度和启停时间，不利于机组的安全和经济运行。

尤其在机组启动和停运阶段集中了大量设备启停切换、参数调整等操作，操作人员在限定时间内为应对运行工况精神高度紧张、劳动强度大，安全风险大幅度提高，稍有不慎甚至可能发生不安全事件，严重的会造成重大经济损失。

因此，现代化火力发电燃煤机组都装备了热工自动控制系统辅助运行人员操作和调节，目前主流控制装置采用3C（Computer-计算机、Communications-通信、Control-控制）技术为核心的计算机分散控制系统（Distributed Control System-DCS），功能性的应用系统（后序文中称为“功能控制系统”）都是在DCS上实现的。

第一章火电厂热工控制系统调试基本要求现代单元制机组热工控制系统主要由DCS控制系统实现，通常按功能划分为几大系统：数据采集系统（DAS）、开关量控制系统（OCS）、炉膛安全监控系统（FSSS）、模拟量控制系统(MCS)、汽机数字电液控制系统（DEH）、旁路控制系统（BPS）等。

电力行业标准对火力发电厂热工控制系统的设计、调试和质量验收都提出了具体的要求。

《火力发电厂设计技术规程》DL 5000对火力发电厂热工控制系统提出了总体性的设计要求，《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》DL/T 5175则给出了具体的设计原则和设计方法。

《DCS技术规范书》是根据各工程的特点由买卖双方签定的技术合同文件，对火力发电厂热工控制系统提出了更为具体的基本要求。

新建机组热控系统的调试主要包括以下阶段：调试前的准备、控制系统受电前检查和受电后的测试、组态软件检查和功能测试、外部系统的联调、模拟量控制系统的投入和调试、协调控制系统的投入及负荷变动试验、RB试验、文档验收等。

第一节火电厂热工控制系统调试依据及标准一、热控系统调试采用的电力行业标准1. 与调试有关的设计标准DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》；DL/T5175-2003《火力发电厂热工控制系统设计技术规定》；1. 施工安装、调试及验收标准DL/T 5190.5-2004《电力建设施工验收技术规范第5部分：热工自动化》；DL/T 655-2006《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统验收测试规程》DL/T 656-2006《火力发电厂汽轮机控制系统验收测试规程》DL/T 657-2006《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》DL/T 658-2006《火力发电厂开关量控制系统验收测试规程》DL/T 659-2006《火力发电厂分散控制系统验收测试规程》DL/T 1012-2006《火力发电厂汽轮机监视和保护系统验收测试规程》DL/T 824-2002《汽轮机电液调节系统性能验收导则》电建[1996]第159号《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》2. 运行和检修维护标准DL/T 774-2004《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》二、有关技术资料和文件主要是指设计院和设备制造厂提供的控制系统设计技术文件和设备说明资料，如控制逻辑图（digital logic diagram）是开关量控制系统和炉膛安全监控系统的主要调试依据；SAMA图（analog functional diagram）是模拟量控制系统的主要调试依据；DCS系统手册是DCS系统的主要调试依据。

火电厂热控系统分类一般有两种：
•按功能。

锅炉负荷调节系统；燃料量调节系统；给水调节系统；
主蒸汽温度调节系统；再热蒸汽温度调节系统；空气量调节系统；炉膛负压调节系统；磨煤机出口温度调节系统；除氧器水位调节系统；高压加热器水位调节系统；低压加热器水位调节系统；凝汽器水位调节系统；吹灰蒸汽压力调节系统；轻油压力调节系统；润滑油温调节系统；汽封压力调节系统；除氧器压力调节系统；凝汽器再循环流量调节系统；给水泵再循环流量调节系统；以及电调里的压力调节系统、功率调节系统、转速调节系统等。

•按结构。

人机接口设备；控制设备；中间设备；现场设备等。

对火电厂600MW超临界机组协调控制系统的分析作者：曾有琪韦培元马军来源：《城市建设理论研究》2012年第30期摘要：就国内火电厂的火电机组发展现状来看，大规模、高效率的超临界机组已经形成了市场化规模，600MW超临界机组比传统的亚临界机组有着压倒性的性能优势。

超临界机组对煤耗量的大幅度降低，有效缩减了火电厂的运营投资，在减少能源消耗、缩减运营成本的同时，也减少了污染物向环境中的排放。

文章就600MW超临界机组内容进行了简单的概述，介绍了600MW超临界机组协调控制策略，阐述了600MW超临界机组协调控制系统。

关键词：600MW超临界机组；控制策略；控制对象；协调控制系统Abstract: Considering the development situation of the domestic thermal power units of thermal power plants, the large-scale, high-efficiency supercritical unit has formed the marketization scale, and600 MW supercritical units have the overwhelming performance advantages compared with conventional subcritical units. Supercritical units contribute to the huge reduction in the amount of coal consumption, effectively reducing the investment in thermal power plant operators, which also can reduce the pollution emission to environment. In this paper, the content of 600MW supercritical units is described simply, coordinated control system strategy of the 600MW supercritical units are introduced, as well as its coordinated control system.Key words: 600 MW supercritical units; control strategy; controlled object; coordinated control system中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）随着国内对火电机组内容研究的不断深入，以及火电机组相关技术、系统在近几年内的高速发展，高效率、大规模的超临界机组在火电厂中的应用越来越广泛和普及。

火电厂控制系统总体分为两部分：第一部分是主控部分，第二部分是副控部分。

下面就这两部分具体内容做个介绍。

第一部分火电厂主控系统火电厂主控系统以控制方式分类可分为：DAS、MCS、SCS、FSSS及DEH等系统。

一。

数据采集系统—DAS火电厂的主控系统中的DAS（数据采集系统)主要是连续采集和处理机组工艺模拟量信号和设备状态的开关量信号，并实时监视，保证机组安全可靠地运行.DAS系统的主要功能如下:数据采集：对现场的模拟量、开关量的实时数据采集、扫描、处理.信息显示：包括工艺系统的模拟图和设备状态显示、实时数据显示、棒图显示、历史趋势显示、报警显示等。

事件记录和报表制作/ 打印：包括SOE 顺序事件记录、工艺数据信息记录、设备运行记录、报警记录与查询等。

事件记录和报表制作/ 打印：包括SOE 顺序事件记录、工艺数据信息记录、设备运行记录、报警记录与查询等。

历史数据存储和检索。

设备故障诊断。

二。

模拟量调节系统-MCS系统模拟量控制系统（Modulating Control System,简写MCS）MCS的根本任务是进行负荷控制以适应电网的需要。

在单元机组中，负荷的变化会导致主汽压力的变化，这样需要调整燃料量、风量，进而使燃烧经济性和炉膛负压发生变化;主汽压力变化在另一方面又需调整给水流量和减温水量，这又使汽包水位和蒸汽温度发生变化。

这些模拟量参数的变化都有一个迟延过程，如果采用常规的单变量控制系统;上述参数变化后重新调整到正常值是非常困难的，往往需要一个较长的过程.而模拟量控制系统把锅炉和汽轮发电机看成是一个不可分割的整体，并采用以前馈-反馈控制为主的多变量协调控制策略,较好地解决了过去常规单变量控制系统存在的问题。

模拟量控制系统使整个机组（包括主辅机设备),都能协调地根据统一的负荷指令，及时、同步地控制到适应负荷指令的状态.从这个意义来说,模拟量控制系统是大型火力发电机组安全、经济运行的重要技术保障。

《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》的编制说明摘要：新颁布的电力行业标准《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》DL/T 774—2004和报批中的电力行业标准《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》采用了新的、统一的“火电厂模拟量控制系统性能测试”标准，文章介绍了标准编制的背景和主要内容。

新标准根据不同等级、不同类型机组分别给出了协调控制系统（CCS）的合格指标和优良指标，制定了新建机组各阶段验收测试的主要内容和要求，进一步完善附录中给出的模拟量控制系统（MCS）性能测试指标。

最终，建立了火力发电厂MCS基建验收和最终验收的统一测试标准。

关键词：火电厂自动控制；协调控制系统（CCS）；模拟量控制系统（MCS）1 编制背景多年以来，对火电厂模拟量控制系统（MCS）的品质进行验收测试时，主要参考了以下相关标准：①《热工仪表及控制装置检修运行规程（试行）》水电生字［1986］93号；②原电力部建质［1996］40号文发布的《自动投入率统计方法》、《负荷变动试验导则》；③原电力部建质［1996］111号文发布的《火电工程调整试运质量检验及评定标准》；④原电力部电综［1998］179号文发布的《火电机组启动验收性能试验导则：5.11机组RB功能试验》；⑤《火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程》DL/T 657—1998。

近几年来随着热工自动化技术的发展，火电机组模拟量控制系统的应用水平有以下2个显著特点：①新建火电机组模拟量控制系统的应用水平随着协调控制技术的发展不断提高，在调试质量控制上已打破了基建与试生产的界线；②随着分散控制系统的发展，大量300 MW等级以下的火电机组通过DCS自动化改造也实现了协调控制并可参与电网自动控制发电（AGC）调节。

因此，通过对火电厂模拟量控制系统测试标准的研究，编制一本在测试项目和质量指标都较为统一和完整的火电厂模拟量控制系统性能测试标准，是当前电力行业从事热工自动化工作的迫切需要。

火电厂SIS系统简介2004年7月目录1TPRI-SIS简介 (5)1.1概念 (5)1.2定位 (5)1.3组成 (6)1.3.1网络设备 (6)1.3.2控制网络接口设备（接口机） (6)1.3.3实时／历史信息数据库服务器 (6)1.3.4过程管理功能站 (7)1.3.5值长监视站 (7)1.4功能 (8)1.5特点 (10)2总体方案 (11)2.1设计原则 (11)2.2设计说明 (12)2.3系统配置 (13)2.4 2.4技术参数 (20)3网络系统 (21)3.1设计原则 (21)3.2设计方案 (22)3.3设备选型 (22)3.3.1主交换机 (22)3.3.2防火墙 (23)3.4主要设备简介 (24)3.4.1C ISCO 4500系列交换机 (24)3.4.2C ISCO PIX515系列硬件防火墙 (24)4主机系统 (25)4.1设计原则 (25)4.2设计方案 (26)4.3设备选型 (26)4.3.1实时数据库服务器集群 (26)4.3.2计算分析站服务器 (30)4.3.3寿命管理服务器 (31)4.3.4工程师工作站服务器 (32)4.3.5值长工作站 (33)4.3.6接口机 (36)4.3.7打印机 (37)4.4主要设备简介 (38)4.4.1DELL P OWER E DGE 2650服务器 (38)4.4.2DELL自动磁带装载机 (38)4.4.3DELL O PTI P LEX TM GX270台式机 (38)4.4.4HP5500彩色打印机/HP5100黑白打印机 (38)5第五章机柜及电源设计 (39)5.1机柜设计 (39)5.2电源设计 (40)6系统软件 (41)6.1实时/历史数据库 (41)6.2网络管理软件 (43)6.3防病毒软件 (44)6.4系统备份和灾难恢复软件 (46)7应用功能 (49)7.1全厂生产过程监控 (49)7.1.1生产流程监视 (49)7.1.2生产数据存储 (51)7.1.3生产数据查询 (51)7.2负荷分配和调度 (51)7.2.1机组负荷经济分配功能 (52)7.2.2辅助单元功能 (53)7.2.3实现方法 (54)7.3实时处理全厂经济信息和发电成本核算 (55)7.4厂级性能计算和能量审计 (55)7.4.1机组性能计算 (56)7.4.2厂级性能计算 (58)7.4.3厂级能量审计 (59)7.5机组经济指标分析、性能试验及优化运行指导 (59)7.5.1机组性能试验 (59)7.5.2机组经济性指标分析 (61)7.5.3机组运行参数优化及调整操作指导 (63)7.5.4经济指标分析及优化运行指导实现方法 (65)7.6主机和主要辅机故障诊断 (66)7.6.1锅炉运行 (68)7.6.2汽机运行 (68)7.6.3主要辅机诊断 (68)7.7设备寿命计算和状态分析 (68)7.7.1设备寿命计算和状态分析的主要部件 (69)7.7.2主要功能 (69)7.8设备状态(泄漏、磨损等)检测和计算分析功能 (71)7.9生产过程数据、历史数据查询、统计和分析 (71)7.9.1生产过程数据、历史数据查询、统计和报表制作 (71)7.9.2设备和状态信息查询和统计 (73)7.10系统管理和维护 (74)7.10.1数据库维护和管理 (74)7.10.2模型维护 (75)7.10.3GPS系统时标同步 (75)1 TPRI-SIS简介1.1 概念火电厂厂级监控信息系统（Supervisory Information System in Plant Level,简称SIS）是集过程实时监测、优化控制及生产过程管理为一体的电厂自动化信息系统。

中华人民共和国电力行业标准火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程DL/T659—2006 Code for acceptance test of distributed controlsystem in fossil fuel power plant2006-09-14发布2007-03-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程1范围本标准规定了火力发电厂分散控制系统（distributed control system，简称DCS）验收测试的内容、方法以及应达到的要求。

本规程适用于单机容量为125MW～600MW等级机组的火力发电厂的新建工程各个阶段DCS的验收测试，适用于技术改造工程的DCS或由可编程序控制器（PLC）组成的DCS，以及用于DEH（MEH）的，以微处理器为基础的其他控制系统的验收测试。

其他容量机组DCS的验收测试以及机组DCS重大检修后的验收测试也可参照执行。

2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后的所有修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

DL/T 701 火力发电厂热工自动化术语DL/T 774火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程DL/T 5190.5电力建设施工及验收技术规范第５部分；热工自动化3术语、定义和缩略语下列术语、定义和缩略语适用于本标准；本标准采用的其他术语、定义和缩略语参见DL/T 701。

3.1数据采集系统data acquisition system，简称DAS采用数字计算机系统对工艺系统和设备的运行参数进行采集，对采集结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行计算和分析，并提出运行指导的数据采集和处理系统。

3.2模拟量控制系统modulating control system，简称MCS实现锅炉、汽轮机及辅助系统参数自动控制的总称。

发电厂集散控制系统的通讯负荷率检测规范1范围本检测规范规定了发电厂集散控制系统的通讯负荷率的方法及应达到的要求。

本规范适用于单机容量为125MW~1000MW等机组的火力发电厂新建和已投运机组各个阶段的检测，其他类型及容量的火力发电厂机组均可参照使用。

2引用文件本规范引用以下文件：GB/T30372《火力发电厂分散控制系统验收导则》GB/T36293《火力发电厂分散控制系统技术条件》DLT659-2016《火力发电厂分散控制系统验收检测规范》DL/T701火力发电厂热工自动化术语DL/T774-2015《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规范》凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。

3术语、定义和缩略语DL/T701中界定的以及下列术语、定义和缩略语适用于本文件。

3.1协调控制系统Coordination Control System，简称CCS通过控制回路协调汽轮机和锅炉的工作状态，同时给锅炉自动控制系统和汽轮机自动控制系统发出指令，以达到快速响应负荷变化的目的，发挥机组的调频、调峰能力，稳定运行参数。

3.2模拟量控制系统Modulating Control System，简称MCS实现锅炉、汽机及辅助系统参数自动控制的系统。

3.3数据采集系统Data Acquisition System，简称DAS采用数字计算机系统对工艺系统和设备运行测量参数进行采集和处的理系统。

注：对采集的结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况计算和分析，并提出运行指导的数据采集。

3.4数字电液控制系统Digital Electro-Hydraulic Control System，简称DEH由电气原理设计的敏感元件，按电气、液压原理设计的放大原件和伺服机构，实现控制逻辑的汽轮机调节、保安系统。

3.5分散控制系统的Distributed Control System，简称DCS采用分布式结构的智能网络控制系统即利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。

ICS 27．100P61 备案号；J224－2019中华人民共和国电力行业标准DL/T5175 －2019火力发电厂热工控制系统设计技术规定Technical rule for designing thermodynamic controlsystem of fossil fuel power plant 2019－01-09 发布2019－06－01 实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布目次、八―丄前言 --------------------------------------------------------- 11 范围 -------------------------------------------------------------- 22 规范性引用文件 -------------------------------------------------- 33 总则； ----------------------------------------------------------- 44 一般规定--------------------------------------------------------- 55 模拟量控制------------------------------------------------------- 85．1 模拟量控制功能 (8)5．2模拟量控制项目 (10)6 开关量控制------------------------------------------------------- 146．2 顺序控制 (14)6．3 连锁 (15)6．4 远方控制 (17)7 设备选择 ----------------------------------------------------------- 197．1 一般规定 (19)7．2 常规设备选择 (19)附录A ---------------------------------------------------------------- 21 （规范性附录） (21)本标准用词说明 (21)1 范围 -------------------------------------------------------------- 243 总则- ---------------------------------------------------------------- 25 4．一般规定--------------------------------------------------------- 265 模拟量控制------------------------------------------------------- 285．1 模拟量控制功能 (28)5．2 模拟量控制项目 (30)5．3 模拟量远方操作 (31)6 开关量控制------------------------------------------------------- 326．1 开关量控制功能 (32)6．2 顺序控制 (32)6．3 连锁 (33)6．4 远方控制 (33)7 设备选择 ---------------------------------------------------------- 357．1 一般规定 (35)7．2 常规设备选择 (35)本规定是DL 5000-2000 《火力发电厂设计技术规程》热工自动化部分的补充和具体化，在热工控制系统设计时应执行《火力发电厂设计技术规程》以及现行的有关国家标准和行业标准，并满足本规定的要求。

第42卷第8期热力发电V ol42N o．8 2013年8月T H E R M A L P O W ER G E N E R A T l0N A ug．2013[摘火电厂厂级负荷优化分配系统设计及应用甘超齐，丁健，赵伟广东国华粤电台山发电有限公司，广东台山529228要]采用分布式软件系统结构构建了火电厂厂级负荷优化分配系统，并设计了系统功能模块，基于动态规划法建立了负荷优化分配算法模型。

应用结果表明，单元总计划负荷较低时(900～1200M W)，3号机组分配的负荷比4号机组高；总计划负荷较高时(1300～1800M W)，3号机组分配的负荷比4号机组低。

从而，实现了机组的经济调度。

[关键词]火电厂；厂级负荷优化分配系统；经济调度；分布式系统；模块化；动态规划法[中图分类号]T M621；TPl4[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)08一0094一04[D oI编号]10．3969／j．i ss n．1002—3364．2013．08．094D es i gn and appl i cat i on of pl a nt_l eV el opt i m al l oad di s t r i but i O n syst e mi n t her m a l pow e r pl ant sG A N C haoqi，D I N G J i an，Z H A O W e iG ua ngdon g G uo hua Y udean Tai s h a n P ow e r Pl a nt C o．，L t d．，T ai shan529228，C hi naA bs t r a ct：T he di st r i but ed s of t w a r e s ys t em w as adopt ed t o es t abl i sh t he pl ant—l evel opt i m a l l oad di st r i but i on s ys t em f or t her m al pow er pl ant s．F ur t her m or e，t he s ys t em f unct i on m odul es w er e de—si gned，a nd t he opt i m a l l oad di st r i but i on al gor i t hm m ode l w a s bu订t on t he ba si s of dynam i c pr o—gr a m m i ng m et hod．T he appl i cat i on r es ul t s s how e d t ha t，w hen t he uni t t ot al pl a nni ng10a d w a s l ow (about900M W t o1200M W)，t he l oa d di st r i but ed f or N o．3uni t w as hi ghe r t han t ha t f or N o．4 uni t；w hen t he uni t t ot al pl a nni ng l oad w as hi gh(about1300M W t o1800M W)，t he s i t ua t i on t ur ned t o t he opposi t e．T hus，t he econo m i c di s pa t c hi ng of t he uni t w a s r eal i zed．K e y w or ds：t he r m al pow er pl ant；pl ant一1evel opt i m a l10ad di s t r i but i on s yst em；econom i c di s pat ch；di st r i but ed s ys t em；m odul ar i t y；dyna m i c pr ogr am m i ng目前，电网对火电机组的调度多采用自动发电控制(A G C)方式，即机组的负荷指令由电力调度中心的能量管理系统(E M S)发至电厂侧的远程测控终端(R TU)，由其将机组负荷指令传送至各机组D C S，从而实现A G C[1。