Данная статья является завершающей в цикле публикаций, посвященных многосвязным системам автоматического регулирования, которые обеспечивают, в том числе, важнейшую функцию автоматизации систем управления технологическими процессами (АСУТП) энергоблоков -- поддержание частоты сети в соответствии с современными требованиями. Рассмотрены алгоритмические решения, разработанные специалистами АО «Интерматик» для основных систем автоматического регулирования энергоблока с крупным прямоточным котлом и для энергоблока в целом. Представлены основные методы обеспечения соответствия характеристик энергоблоков нормам участия в нормированном первичном регулировании частоты (НПРЧ) и общем первичном регулировании частоты (ОПРЧ). К их числу относятся: отказ от традиционных систем автоматического управления мощностью, известных как САУМ-1 (турбина следует за котлом) и САУМ-2 (котёл следует за турбиной) в пользу так называемой «комбинированной САУМ»; применение различных видов «форсировки»; использование в схеме САУМ предвключённого дифференциатора по давлению пара перед турбиной. Указаны типовые проблемы, с которыми специалистам АО «Интерматик» приходилось сталкиваться в процессе наладки и проведения испытаний на энергоблоках мощностью 300 и 800_МВт (на примерах пылеугольных энергоблоков Рефтинской и Берёзовской ГРЭС и газовых энергоблоков Пермской ГРЭС), а также методы решения этих проблем. Особое внимание уделено комплексному подходу к разработке и внедрению САРЧМ. Такой подход предполагает, что, помимо координированной автоматической системы регулирования (АСР) мощности и давления пара перед турбиной, АСУТП энергоблока должна включать в свой состав современные АСР питания котла водой, подачи топлива и температурного режима котла, которые совместно обеспечивают выполнение основной задачи – регулирование мощности энергоблока с коррекцией по частоте сети.
Одной из важнейших составляющих успешного решения энергосистемых задач является поддержание температурного режима работы котла. Изложение материала сопровождается примерами работы АСР температурного режима в процессе испытаний на соответствие нормам участия энергоблоков в нормированном первичном регулировании частоты, впервые в российской энергосистеме успешно проведенных на пылеугольных энергоблоках 800_МВт (Березовской ГРЭС).
Данная работа отражает многолетний опыт разработки и внедрения автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) на традиционных энергоблоках мощностью от 300 до 800 МВт. Она является частью цикла статей, посвященных многосвязным системам автоматического регулирования, их развитию в соответствии с современными требованиями к поддержанию частоты и мощности энергосистемы. Подробно описаны взаимосвязи основных контуров
автоматического регулирования энергоблоков и способы нейтрализации негативных взаимосвязей между ними. Рассмотрены задачи регулирования частоты и мощности энергоблоков, решение энергосистемных задач. Представлена упрощенная матрица объекта управления энергоблоком. Приведены три вида автономности (автономность I, II и III) и взаимосвязи основных ведущих и ведомых режимных параметров работы энергоблока. Показаны преимущества комбинированного варианта реализации системы автоматического управления мощностью (САУМ), позволяющей ис-
пользовать каждое технологическое решение вне зависимости от текущего режима работы энергоблока. Подробно описан способ нейтрализации взаимосвязей между локальными автоматическими системами регулирования (ЛАСР) как в структуре САУМ-1, так и в комбинированной САУМ путем включения устройств компенсации с реализацией инвариантности основных регулируемых величин при возмущениях работы котла. Разработаны и усовершенствованы методы, позволяющие
улучшить динамику регулирования важных технологических параметров. Разработанные структурные решения по автоматизации оборудования получили широкое распространение при внедрении распределенных автоматизированных систем управления. Приведены схемы основных каналов автоматического регулирования рассматриваемых в статье энергоблоков, в процессе наладки АСУ ТП которых были получены положительные результаты. Реализация оптимальных
параметров настройки основных контуров регулирования обеспечивает повышение качества процессов регулирования энергоблока в целом.
Первое десятилетие нового века, с 2000 по 2010 г., ознаменовалось широким использованием в российской энергетике современной микропроцессорной техники и реализуемого на ее основе принципиально нового уровня автоматизации энергоблоков, позволяющего обеспечить выполнение современных энергосистемных требований общего первичного регулирования частоты (ОПРЧ) и нормированного первичного регулирования частоты (НПРЧ). Объекты внедрения ‒ энергоблоки
двух типов: классические паросиловые установки (ПСУ) и новые для российской энергетики парогазовые установки (ПГУ). В данной статье речь идет только о ПСУ. Приведен перечень 29 реализованных проектов, представлены требования ОПРЧ и НПРЧ для оборудования разных типов, детально рассмотрены разработанные специалистами АО “Интерматик” технические решения по улучшению динамических характеристик прямоточных котельных агрегатов для удовлетворения требований
ОПРЧ и НПРЧ. В отличие от традиционных решений с раздельным рассмотрением основных контуров автоматического регулирования энергоблока, предложена единая укрупненная структурная схема системы автоматического регулирования частоты и мощности (САРЧМ), включающая в себя пять основных технологических групп: собственно автоматическое регулирование частоты и мощности; регулирование расходов воды и топлива; поддержание температурного режима работы котла; автоматическая система регулирования (АСР) пылесистем для пылеугольных энергоблоков или топливных регуляторов для газомазутных энергоблоков; АСР газовоздушного тракта котла. Рекомендовано использование предложенного варианта представления информации для оперативного отражения текущего режима работы автоматизированного энергоблока
