600MW火力发电机组协调控制系统RB逻辑优化研究

王迎旭（北京国际电气工程有限责任公司，北京 100041）冯新江（辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司，辽宁 铁岭 112700）

600MW火力发电机组协调控制系统RB逻辑优化研究

王迎旭（北京国际电气工程有限责任公司，北京 100041）
冯新江（辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司，辽宁 铁岭 112700）

结合国华系统内电厂发生RB后出现的问题，以及锦界电厂机组的自身特点，对国华锦界电厂600MW发电机组CCS中RB功能在运行过程中存在的问题进行了详细的分析，提出了改进、优化方案及措施，对结果进行了全面的论证和总结，并对投运效果进行了综合评价。

优化；RB指令；跟踪；锅炉主控；稳定运行

1 引言

RunBack（RB）功能是协调控制系统（CCS）的重要组成部分，设计的目的是保证在辅机故障跳闸后，协调控制系统自动迫降负荷至机组所允许的预定值，保证机组在此工况下的安全、经济、稳定运行。目前，机组在CCS正常投入运行后，均进行RB试验，但大部分机组的RB试验只是在特定的工况下进行，机组随机发生RB工况后，有RB误发或动作不正确的现象。通过机组运行过程中发生的异常RB情况，以及对国华其他兄弟电厂RB异常动作情况的分析和研究，对国华锦界电厂协调控制中的RB功能进行优化，保证了RB功能的正常投运，防止RB误发及不正常动作。对机组的整体性能及自动化水平确实有很大的提高，而且极大地减少了机组的非计划停运次数，提高了机组运行的安全、稳定性，进而大大提高了机组的发电效率。

2 概述

协调控制系统RB功能主要包括：机组最大可能出力运算回路、RB激活回路、RB动作速率判断回路以及减负荷功能。当机组由于辅机故障发生RB时，协调控制系统运行在汽机跟随方式，汽机主控维持当前机前压力，锅炉主控跟踪RB指令至机组所允许的最大负荷，RB动作项目主要包括：

• 锅炉燃料（给煤机）

• 引风机

• 送风机

• 一次风机

• 给水泵

• 炉水泵

• 空预器

RB动作条件：RB功能投入、机组负荷大于360MW、机组最大允许负荷瞬间低于锅炉主控指令5%，当以上三个条件同时具备时触发RB动作。

RB动作后根据不同的辅机跳闸情况，选择不同的降锅炉主控指令的速率，其中锅炉燃料RB动作后降锅炉主控指令的速率为50%/min,引风机、送风机、空预器、给水泵、炉水泵RB动作后降锅炉主控指令的速率为150%/min，一次风机RB动作后动作后降锅炉主控指令的速率200%/min

3 存在的问题及优化方案

3.1 RB首出判断逻辑错误，造成在无辅机跳闸的情况下画面显示辅机RB。

2012年10月14日17时53分协调控制画面显示除炉水泵外的其它所有RB动作首出，但RB实际没有动作，在RB首出逻辑判断是在RB投入的情况下，如果锅炉主控指令大于哪个辅机出力0.5%就判断为哪个辅机为RB首出。RB首出判断逻辑如图1所示：

图1 RB首出判断逻辑图

在2012年10月14日17时53分39秒锅炉主控指令达到110.5%，大于送风机、一次风机、给水泵、空预器、给煤机的最大出力110%且达到偏差报警值0.5%，使其各个RB首出同时发出，而实际RB都没有动作。

优化方案：

将RB投入改为RB已触发，这样就只有在RB触发后才会有首出显示，防止对运行人员的误导。优化后RB首出判断逻辑如图2所示：

图2 优化后RB首出判断逻辑图

在经过优化后没发生RB首出误发的现象，同时为运行人员正确判断RB是否发生提供可靠的依据。

图3 燃料出力计算逻辑图

3.2 RB误动作案例分析

国华某电厂2010年6月7日14时55分49秒098，3C给煤机遥控反馈消失，14时55分49秒271，3C给煤机遥控反馈信号恢复，14时55分49秒319，3C给煤机运行信号消失，14时55分49秒686，3C给煤机运行反馈信号恢复。14时55分50秒910燃料RB动作。14时56分12秒512给水泵RB动作，3E、3D磨煤机相继跳闸，2台汽动给水泵的指令置于最大值。14时57分59秒526，3A汽动给水泵手动停运。14时58分11秒668汽包水位高保护动作，MFT动作。

事后分析为何会触发机组的给水RB动作，在给煤机跳闸信号出现后会触发燃料RB,此时锅炉主控指令会跟踪RB指令即辅机最大允许出力，锅炉主控处于跟踪状态且跟踪RB指令，此跟踪状态会持续到RB触发脉冲的结束，但给煤机的跳闸信号又迅速消失，给煤机的运行信号恢复，造成辅机最大出力恢复到93%以上，大于给水泵最大允许出力92%，触发给水泵的RB，使给水泵指令置于最大且不能人为干预，导致汽包水位高MFT保护动作。

通过对此案例的分析，我们发现其主要原因还是出在给煤机运行和跳闸信号出现瞬间的变位，即发生开关量的抖动。所以通过一个防开关量抖动的逻辑就可以有效的防止此情况的发生。

国华锦界电厂的燃料出力计算逻辑图如图3所示：

从此逻辑图可以看出，在给煤机运行状态的开关量信号发生抖动时，就会使燃料出力来回变化，假如5台给煤机运行，每台给煤机允许出力常数为110%，通过计算燃料允许出力就为110%，在RB逻辑中为防止RB的误发，在辅机出力大于95%时还要再加20%，即RB指令为130%，如果其中一台给煤机运行状态改变，其它辅机运行正常则辅机最大允许出力就决定于燃料的出力，那么辅机最大允许出力将变为88%，同时触发燃料RB，锅炉主控指令跟踪RB指令，但是在RB触发的脉冲时间之内此给煤机运行状态恢复，燃料出力将此给煤机的出力重新计算在内，辅机的最大允许出力就恢复为110%，同时RB指令变为130%，而此时的锅炉主控仍处于跟踪状态，那么锅炉主控指令将跟踪RB指令到130%，在逻辑中锅炉主控指令最大被限制在120%，但这也大于了送风、引风、一次风、空预器、给水泵、燃料各110%的辅机最大允许出力，所以将会把以上辅机的RB全部触发，并按照最严重的辅机RB动作下去，国华锦界电厂最严重的辅机RB是一次风机RB，跳闸磨煤机至最后两台运行，这会给机组稳定运行带来严重的隐患。

发生给煤机状态反复改变的原因一般有两种，一是给煤机的运行状态的信号（开关量）发生跳变，而实际给煤机运行状态并没有改变。此种情况易发生于给煤机状态输出继电器品质不好，使得其发出跳变的开关量信号。另一种是给煤机实际发生了跳闸，但运行人员为了及时加负荷，在RB没有动作结束（即RB触发脉冲时间）就又启动这台给煤机或另一台给煤机，同样会使燃料出力又恢复到原值。

针对此种情况优化的逻辑回路，如图4所示：

图4 优化的逻辑回路图

在给煤机运行状态信号后加入一反延时TOF块，其延时时间稍大于RB动作的时间，这样在发生给煤机跳闸时RB会正常动作，但如在RB持续时间内又有给煤机启动或原跳闸给煤机运行信号又恢复时，不会将其出力计算在内，要在RB的持续时间之后再计入燃料出力，从而可避免在RB发生时，锅炉主控在跟踪RB指令，使锅炉主控指令大于各个辅机出力而误发其它辅机的RB。

通过此逻辑优化后有效的防止了RB的误发现象。

4 结论

通过对机组协调控制系统RB功能的改进和优化，将其应用于国华锦界电厂已投产的4台600MW机组上，没有发生一次机组RB的误动作，RB动作的正确率100%。使RB功能全部稳定投入在线运行，极大地提高了机组的自动化水平和整体性能，大大减少了机组的非计划停运次数，从安全、稳定、节能、降耗、环保等方面全面改善了机组的运行状况，提高了机组的发电效率。

图15 某公司2MW风机主控系统的主要参数趋势曲线

5.2 降低测试成本和风险

除了因为测试难以实现外，MATLAB/SIMULINK仿真带来的最大贡献是可以降低测试中的成本和风险，因为在传统的风电主控开发过程中都是要进行大量的带载测试的，但是，很多测试是具有很大风险且成本是非常高昂的，如果能够预先进行仿真，对仿真参数进行实际验证，即可发现原设计系统的问题所在，从而能够减少带载测试的次数，从而有效的控制了测试的成本和风险。

6 结束语

基于建模的风电主控开发模式可以轻松的实现风机临界和极限状态下的无风险仿真，与此同时也带来了成本的降低、提高了代码的复用率、缩短了产品上市时间等众多优点，且此种方法也可以为其他机械设备制造业的控制系统的开发提供相应的参考。

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作者简介

曹金青（1985-），男，河南南阳人，上海交通大学机械与动力工程学院硕士研究生在读，现就职于贝加莱工业自动化（上海）有限公司，主要从事风电控制系统的研究与市场推广工作。

Research on RB logic Optimization of Coordinated Control System600MW Thermal Power Unit

With the emerging problems after RB in the plants of GUOHUA system, and the own characteristics of the SHANXI GUOHUA JINJIE power plant, the detailed analysis is given during unit operating process. Optimized schemes and measures are proposed; and comprehensive evaluation and summary are concluded. Finally, a comprehensive evaluation for the operation results is given.

Optimization; RB directive; Tracking; Boiler control; Stable operation

B

1003-0492(2014)01-0096-03

TP273

王迎旭（1974-），男，河北邢台人，1998年毕业于太原电力高等专科学校，现就职于北京国际电气工程有限责任公司。

冯新江（1973-），男，辽宁锦州人，1994年毕业于沈阳电力高等专科学校，现就职于辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司。