《火電機組CCS系統十大功能詳解》節選自趙志丹等編著的《超超臨界機組模擬量控制系統的調試及優化》，文章內容對CCS系統功能做了總結介紹。
1、機組負荷指令的形成
機組負荷指令運算回路，主要由AGC回路和功率設定值回路構成。在非協調狀態下，機組的負荷指令跟隨實發功率；在協調方式下，運行人員可以通過負荷設定窗口手動給出機組負荷指令；在AGC方式下，負荷指令接受電網中心調度(ADS)來的指令。負荷指令經過負荷限制邏輯經響應運算后輸出，就是我們通常所說的目標負荷，目標負荷通過變化率限制回路按一定的負荷變化率形成機組功率設定值。負荷變化率是運行人員根據機組設備的運行狀況來確定的，通常電網要求不低于1.5%/min。在超臨界直流機組的協調控制當中不應當對設定負荷增加慣性環節。當負荷變化時，設定負荷指令作為前饋同時改變進入爐膛的煤量和去汽輪機的負荷設定，在保證機組安全的前提下，盡最大可能提高鍋爐的燃燒率，響應機前壓力的要求。
ADS信號的構成：當DCS與電氣RTU接口正常時，電網允許機組投入AGC運行，運行人員將AGC投入，機組ADS負荷指令信號即可參與到控制系統中，實現機組負荷控制的遙控。
ADS投入允許條件(以下條件相“與”)：
①機組負荷控制在協調控制方式。
②ADS指令與機組負荷設定值偏差在允許范圍內。
③ADS信號正常。
ADS強制退出條件(以下條件相“或”)：
①機組負荷協調控制方式沒有投入。
②調度負荷信號故障。
2、頻率校正回路
機組一次調頻回路接收發電機頻率信號，經一次調頻曲線后加入到機組的負荷設定值中，但一次調頻函數的輸出值收到機組運行中變負荷幅度的限制，在接近負荷高/低限時的一次調頻量值響應減小。當一次調頻發生，汽輪機的調門開度改變時，機組變化的功率同時疊加到機組的協調控制系統的負荷設定回路，以便和汽輪機本身的一次調頻功能相適應。一方面，保證汽輪機主控設定負荷與反饋的實發功率信號的平衡，汽輪機主控的反向調節作用不會抵消一次調頻的作用；另一方面，一次調頻動作的量值同時作用于鍋爐主控，迅速改變煤量以補償壓力的失衡。一次調頻功能有一個不靈敏區，當電網頻率在該不靈敏區波動時，一次調頻輸出量為“0”。需要注意的是，汽輪機本身的一次調頻功能與協調控制系統中的一次調頻設置一致，不產生相互的干擾。
在我國各電網對一次調頻能力的要求有所不同，但基本上要求一次調頻動作3S后，負荷有明顯的變化，15S后變化的負荷達到一次調頻量值的90%，1min后變化的負荷基本穩定。這些要求對蓄熱較少的超臨界直流爐來講比汽包爐和流化床機組要相對困難，必須提高鍋爐對主蒸汽壓力的響應速率。
需要注意的是，通常的一次調頻動作包括DEH方式和CCS+DEH方式兩種，在汽輪機的DEH方式下，一次調頻的量值直接疊加在汽輪機的流量指令上，此時為保證動作量值的穩定，需要增加其壓力對動作量值的修正；而CCS+DEH方式投入時，協調的汽輪機主控對增加的一次調頻量進行閉環調節，此時對汽輪機流量的疊加需要一定的弱化，否則會出現動作初期的超調。此外，汽輪機主控存在的壓力拉回修正應當進行相應的閉鎖，不對一次調頻分量進行修正。
3、機組目標負荷的上限和下限
無論機組協調控制方式是否投入，機組負荷上限和下限設定值的設定都是通過控制邏輯內部的功能塊來實現，對于600MW機組而言，上下限值的設定范圍在0~660MW之間。在協調或AGC方式下，運行人員通過畫面接口設定負荷的上限和下限。目標負荷必須在上下限之間，否則目標負荷在邏輯上不起作用。機組在協調未投入的情況下，負荷上限和下限跟蹤機組的實發功率并帶有一定的偏置，因此在協調投入后，必須首先合理設定負荷的上限和下限。
4、機組目標負荷變化率的設定
為防止目標負荷的階躍變化擾動對機組整個控制系統產生的沖擊，目標負荷改變后通過負荷變化率的限制形成設定負荷。負荷變化率可以手動設定，也可以自動設定。在自動方式時，根據機組給定負荷或者鍋爐輸入指令自動給出機組的負荷變化率。在手動方式時，負荷變化率可在機爐協調畫面的負荷變化率設定區設定。機組目標負荷設定值經過一次調頻量值的修正、目標負荷高限和低限限制后形成機組設定負荷。
5、主蒸汽壓力設定
在鍋爐和汽輪機主控都沒有投入時，機組主蒸汽壓力設定值跟蹤汽輪機側實際主蒸汽壓力，此時壓力變化率不受限制。當滑壓運行方式投入(協調或汽輪機跟隨投入)時，機組主蒸汽壓力設定值跟蹤機組給定負荷對應的滑壓曲線。在有的超臨界機組運行方式的設置上，還有一種運行方式成為BI方式(給水在自動、水煤比在手動)，按照鍋爐的輸入負荷設定機組的主蒸汽壓力。
主蒸汽壓力設定存在定壓和滑壓兩種模式，但對超臨界機組來說，正常運行必須在滑壓運行模式下；此外滑壓曲線的選擇必須兼顧變負荷過程汽輪機調門的裕度及汽輪機的經濟性，而滑壓變化率必須能夠保證變負荷過程所對應的壓力變化，即，負荷變化結束，主蒸汽壓力設定變化結束，否則將影響機組W考核曲線拐點處的調節。具體滑壓曲線的設置與汽輪機的結構(GV閥的各參數及運行方式)存在一定的關系，在維持參數較高的情況下盡可能減少節流損失。
6、機組運行方式
在機組控制策略的設計上，機爐協調控制根據機組運行工況形成下面的鍋爐和汽輪機指令。
①鍋爐主控指令。
②汽輪機主控指令。
③鍋爐輸入變化率指令(有的超臨界機組設計有BI方式，即，機組在干態且給水投入自動而水煤比在手動的情況下，它包含了TF方式)。
這些指令間的關系取決于選擇的運行方式。機組運行方式如下：
①機爐協調控制方式(CCS)。
②鍋爐跟蹤控制方式(BF)。
③汽機跟蹤控制方式(TF)。
④機組手動控制方式。
7、交叉限制功能
交叉限制功能是指在給水、燃料和總風量的每個流量設定指令上加上一些限制，以確保這些參數之間的不平衡在任何工況下都不會超出最大或最小允許的限值。這些功能只有在相應的回路運行在自動方式下才有效?？梢院唵蔚馗爬榭傦L量設定取最大；燃料量設定取最??；給水流量設定取上下限之間(限值取燃料量構造的函數)。
8、機組負荷的禁增、禁降
機組負荷的禁增、禁降功能是為了維持機組的穩定運行并作為機組控制系統的保護手段之一。當機組運行在CCS方式時，某些重要的自控制回路，如汽輪機調門、給水、燃料或總風量達到其控制范圍的邊界狀態，機組將不能連續的穩定運行。當出現機組禁增或禁降條件時，響應方向的負荷變化率將強制切換到零，這時機組負荷只允許單方向變化。如果響應的重要子控制回路重新回到控制范圍，該項限制不起作用。
9、濕態/干態切換
作為超臨界鍋爐的特點，有兩種運行方式。它們的分界點大約在鍋爐產生的蒸汽流量等于鍋爐最小給水流量的工況點上?！皾駪B-干態”方式切換按以下確定：隨著負荷和燃料量的增加分離器儲水箱液位和鍋爐循環水流量將減少。當燃料量增加，鍋爐達到最小給水流量時，分離器里的水全部變成蒸汽。
如果鍋爐產生的蒸汽流量小于鍋爐最小給水流量，即成為“濕態方式”，如果鍋爐產生的蒸汽流量大于鍋爐最小給水流量，即稱為“干態方式”。濕態運行方式可以被看作一個汽包鍋爐。當然，隨著鍋爐運行方式的不同，控制策略也會不同。大體上可以根據機組負荷指令來判斷鍋爐運行方式的切換。
10、RB功能
如果機組在正常運行時出現鍋爐或汽機重要參數跳閘的工況，鍋爐輸入指令將會按照預先設定的速率快速下降，下降速率根據跳閘輔機的種類不同而有所不同。如果不做上述出力，機組將不能繼續穩定運行。鍋爐輸入指令將一直下降到剩余運行輔機所能允許的負荷水平為止。
為了達到鍋爐輸入指令快速下降的目的，鍋爐側的相應子控制回路均應在自動控制方式，這些子控制回路包括給水、燃料量、送風和爐膛壓力。此外，為了達到快速穩定壓力控制以防止由于鍋爐輸入指令變化造成主蒸汽壓力波動的目的，還需要使汽輪機主控處于自動運行的方式。
RB發生后，鍋爐負荷以預先設定的目標值和變化率來減少，這是機爐協調控制方式將退出，通常保持TF方式、滑壓運行。
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