《火电机组CCS系统十大功能详解》节选自赵志丹等编著的《超超临界机组模拟量控制系统的调试及优化》，文章内容对CCS系统功能做了总结介绍。
1、机组负荷指令的形成
机组负荷指令运算回路，主要由AGC回路和功率设定值回路构成。在非协调状态下，机组的负荷指令跟随实发功率；在协调方式下，运行人员可以通过负荷设定窗口手动给出机组负荷指令；在AGC方式下，负荷指令接受电网中心调度(ADS)来的指令。负荷指令经过负荷限制逻辑经响应运算后输出，就是我们通常所说的目标负荷，目标负荷通过变化率限制回路按一定的负荷变化率形成机组功率设定值。负荷变化率是运行人员根据机组设备的运行状况来确定的，通常电网要求不低于1.5%/min。在超临界直流机组的协调控制当中不应当对设定负荷增加惯性环节。当负荷变化时，设定负荷指令作为前馈同时改变进入炉膛的煤量和去汽轮机的负荷设定，在保证机组安全的前提下，尽最大可能提高锅炉的燃烧率，响应机前压力的要求。
ADS信号的构成：当DCS与电气RTU接口正常时，电网允许机组投入AGC运行，运行人员将AGC投入，机组ADS负荷指令信号即可参与到控制系统中，实现机组负荷控制的遥控。
ADS投入允许条件(以下条件相“与”)：
①机组负荷控制在协调控制方式。
②ADS指令与机组负荷设定值偏差在允许范围内。
③ADS信号正常。
ADS强制退出条件(以下条件相“或”)：
①机组负荷协调控制方式没有投入。
②调度负荷信号故障。
2、频率校正回路
机组一次调频回路接收发电机频率信号，经一次调频曲线后加入到机组的负荷设定值中，但一次调频函数的输出值收到机组运行中变负荷幅度的限制，在接近负荷高/低限时的一次调频量值响应减小。当一次调频发生，汽轮机的调门开度改变时，机组变化的功率同时叠加到机组的协调控制系统的负荷设定回路，以便和汽轮机本身的一次调频功能相适应。一方面，保证汽轮机主控设定负荷与反馈的实发功率信号的平衡，汽轮机主控的反向调节作用不会抵消一次调频的作用；另一方面，一次调频动作的量值同时作用于锅炉主控，迅速改变煤量以补偿压力的失衡。一次调频功能有一个不灵敏区，当电网频率在该不灵敏区波动时，一次调频输出量为“0”。需要注意的是，汽轮机本身的一次调频功能与协调控制系统中的一次调频设置一致，不产生相互的干扰。
在我国各电网对一次调频能力的要求有所不同，但基本上要求一次调频动作3S后，负荷有明显的变化，15S后变化的负荷达到一次调频量值的90%，1min后变化的负荷基本稳定。这些要求对蓄热较少的超临界直流炉来讲比汽包炉和流化床机组要相对困难，必须提高锅炉对主蒸汽压力的响应速率。
需要注意的是，通常的一次调频动作包括DEH方式和CCS+DEH方式两种，在汽轮机的DEH方式下，一次调频的量值直接叠加在汽轮机的流量指令上，此时为保证动作量值的稳定，需要增加其压力对动作量值的修正；而CCS+DEH方式投入时，协调的汽轮机主控对增加的一次调频量进行闭环调节，此时对汽轮机流量的叠加需要一定的弱化，否则会出现动作初期的超调。此外，汽轮机主控存在的压力拉回修正应当进行相应的闭锁，不对一次调频分量进行修正。
3、机组目标负荷的上限和下限
无论机组协调控制方式是否投入，机组负荷上限和下限设定值的设定都是通过控制逻辑内部的功能块来实现，对于600MW机组而言，上下限值的设定范围在0~660MW之间。在协调或AGC方式下，运行人员通过画面接口设定负荷的上限和下限。目标负荷必须在上下限之间，否则目标负荷在逻辑上不起作用。机组在协调未投入的情况下，负荷上限和下限跟踪机组的实发功率并带有一定的偏置，因此在协调投入后，必须首先合理设定负荷的上限和下限。
4、机组目标负荷变化率的设定
为防止目标负荷的阶跃变化扰动对机组整个控制系统产生的冲击，目标负荷改变后通过负荷变化率的限制形成设定负荷。负荷变化率可以手动设定，也可以自动设定。在自动方式时，根据机组给定负荷或者锅炉输入指令自动给出机组的负荷变化率。在手动方式时，负荷变化率可在机炉协调画面的负荷变化率设定区设定。机组目标负荷设定值经过一次调频量值的修正、目标负荷高限和低限限制后形成机组设定负荷。
5、主蒸汽压力设定
在锅炉和汽轮机主控都没有投入时，机组主蒸汽压力设定值跟踪汽轮机侧实际主蒸汽压力，此时压力变化率不受限制。当滑压运行方式投入(协调或汽轮机跟随投入)时，机组主蒸汽压力设定值跟踪机组给定负荷对应的滑压曲线。在有的超临界机组运行方式的设置上，还有一种运行方式成为BI方式(给水在自动、水煤比在手动)，按照锅炉的输入负荷设定机组的主蒸汽压力。
主蒸汽压力设定存在定压和滑压两种模式，但对超临界机组来说，正常运行必须在滑压运行模式下；此外滑压曲线的选择必须兼顾变负荷过程汽轮机调门的裕度及汽轮机的经济性，而滑压变化率必须能够保证变负荷过程所对应的压力变化，即，负荷变化结束，主蒸汽压力设定变化结束，否则将影响机组W考核曲线拐点处的调节。具体滑压曲线的设置与汽轮机的结构(GV阀的各参数及运行方式)存在一定的关系，在维持参数较高的情况下尽可能减少节流损失。
6、机组运行方式
在机组控制策略的设计上，机炉协调控制根据机组运行工况形成下面的锅炉和汽轮机指令。
①锅炉主控指令。
②汽轮机主控指令。
③锅炉输入变化率指令(有的超临界机组设计有BI方式，即，机组在干态且给水投入自动而水煤比在手动的情况下，它包含了TF方式)。
这些指令间的关系取决于选择的运行方式。机组运行方式如下：
①机炉协调控制方式(CCS)。
②锅炉跟踪控制方式(BF)。
③汽机跟踪控制方式(TF)。
④机组手动控制方式。
7、交叉限制功能
交叉限制功能是指在给水、燃料和总风量的每个流量设定指令上加上一些限制，以确保这些参数之间的不平衡在任何工况下都不会超出最大或最小允许的限值。这些功能只有在相应的回路运行在自动方式下才有效。可以简单地概括为总风量设定取最大；燃料量设定取最小；给水流量设定取上下限之间(限值取燃料量构造的函数)。
8、机组负荷的禁增、禁降
机组负荷的禁增、禁降功能是为了维持机组的稳定运行并作为机组控制系统的保护手段之一。当机组运行在CCS方式时，某些重要的自控制回路，如汽轮机调门、给水、燃料或总风量达到其控制范围的边界状态，机组将不能连续的稳定运行。当出现机组禁增或禁降条件时，响应方向的负荷变化率将强制切换到零，这时机组负荷只允许单方向变化。如果响应的重要子控制回路重新回到控制范围，该项限制不起作用。
9、湿态/干态切换
作为超临界锅炉的特点，有两种运行方式。它们的分界点大约在锅炉产生的蒸汽流量等于锅炉最小给水流量的工况点上。“湿态-干态”方式切换按以下确定：随着负荷和燃料量的增加分离器储水箱液位和锅炉循环水流量将减少。当燃料量增加，锅炉达到最小给水流量时，分离器里的水全部变成蒸汽。
如果锅炉产生的蒸汽流量小于锅炉最小给水流量，即成为“湿态方式”，如果锅炉产生的蒸汽流量大于锅炉最小给水流量，即称为“干态方式”。湿态运行方式可以被看作一个汽包锅炉。当然，随着锅炉运行方式的不同，控制策略也会不同。大体上可以根据机组负荷指令来判断锅炉运行方式的切换。
10、RB功能
如果机组在正常运行时出现锅炉或汽机重要参数跳闸的工况，锅炉输入指令将会按照预先设定的速率快速下降，下降速率根据跳闸辅机的种类不同而有所不同。如果不做上述出力，机组将不能继续稳定运行。锅炉输入指令将一直下降到剩余运行辅机所能允许的负荷水平为止。
为了达到锅炉输入指令快速下降的目的，锅炉侧的相应子控制回路均应在自动控制方式，这些子控制回路包括给水、燃料量、送风和炉膛压力。此外，为了达到快速稳定压力控制以防止由于锅炉输入指令变化造成主蒸汽压力波动的目的，还需要使汽轮机主控处于自动运行的方式。
RB发生后，锅炉负荷以预先设定的目标值和变化率来减少，这是机炉协调控制方式将退出，通常保持TF方式、滑压运行。
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