1 概述

    长兴发电有限公司装机总容量4×300MW，其中一期汽轮机调节使用新华公司DEH—Ⅲ型控制系统，二期汽轮机调节使用新华公司DEH—Ⅴ型控制系统。二期DEH组态软件为XDPS 6.0版本，系统配10块VPC阀门控制卡，分别控制两个主汽门、六个高调门和两个中调门。DEH自投产以来一直运行稳定，但发生过因更换VPC卡而造成的负荷扰动现象。

    2 负荷扰动现象

    2009年2月28日，#4机单阀运行时GV4高调门 VPC卡所有相关参数变坏值，GV4卡件故障报警，机组负荷、EH油压未变，GV4实际开度保持，DEH仍保持自动OA方式。由于GV4指令回送值从22%左右跌至0%（为坏值），GV阀门流量指令GVFLOW与各高调门阀位输出指令回送平均值的偏差监视值FDMTRACK瞬间由0%附近跃升至9.5%。强制GV4输出指令GV4SPO到“0”但调门拒动，关其进油截止阀后才关闭，确认VPC卡故障。

   3月2日，退出#4机组协调，DEH切为手动TM方式，更换GV4高调门VPC卡。在恢复自动OA方式时刻，各高调门开度中间指令GV1FL5～GV6FL5从65.23%开始下降至54.05%，除GV4外其它5个调门开度从65.23%关至54.05%，然后跟随GV阀门流量指令GVFLOW变化。调门下关导致功率由194MW降至174MW，扰动过程约13秒，趋势如图三所示。

    3 DEH负荷控制时的阀门管理流程

          
 
                               图1  DEH负荷控制时的阀门管理流程

    图1说明了负荷控制时目标值、给定值到各高调门VPC卡阀位输出指令GV*SPO的阀门管理流程。图中只画出了GV1的阀门管理通道，其余5个调门完全同GV1。由图可知：

   LOCAL方式时，各高调门VPC卡阀位输出指令跟随DEH操作员输入目标值TARGET变化。升负荷速率一般是目标值DEMAND和给定值REFDMD的偏差绝对值与操作员输入升负荷速率的小选值。

   REMOTE方式时DEH受机组协调控制，固定升负荷速率为每运算周期±0.4，增减指令由DCS负荷中心发出。
  
    流量给定值REFIMP4之前为工程量，除以功率系数后变为百分量。过渡到VPC卡阀位输出指令前，包含流量修正、单多阀切换、手动TM方式跟踪逻辑、投OA时GV流量有偏差拉平逻辑、阀门试验及阀门特性函数校正等环节。
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    挂闸且手动TM时，给定值REFDMD跟踪根据六门阀位输出指令回送值计算的流量跟踪值FDMTRKMW，REFDMD又作为其它目标值的跟踪源，保证方式切换无扰。GVFLOW与各高调门阀位输出指令回送平均值设有偏差监视，其值为FDMTRACK。

    因此，手自动切换扰动分析需关注给定值REFDMD跟踪、TM跟踪切换及投OA时GV流量偏差拉平等逻辑。

    4  DEH的手自动切换逻辑

    图二说明了手动TM方式和自动OA方式的切换逻辑,包含了手动到自动切换时调门实际输出指令与跟踪的流量指令有偏差时的指令拉平逻辑。图中只画出了GV1的偏差监视及拉平时每运算周期增减量计算逻辑，其余5个调门完全同GV1。由图可知：

    任一阀门的VPC卡在自检正常却处于手动方式时，立即发汽机手动TM信号，表示已有卡件切手动在先。

    “DEH要求手动”REQMAN信号为“1”时，也立即发汽机手动TM信号，同时将全部VPC卡件切至手动，表示已检测到任一主汽门或至少两个高、中调门卡件故障。

    检测到任一主汽门或高、中调门VPC卡件故障，则发“请求单阀控制” REQSING信号，如故障时处于多阀方式则开始多到单切换。

    DEH程序连续检测每一高调门VPC卡接收的阀位输出指令GV*SPO与该阀门流量中间指令GV*FL4经阀门特性函数校正值的偏差。当手动到自动切换时，高调门中如同时存在正偏差和负偏差，则立即触发“投OA时GV流量有偏差拉平逻辑”，TMTOA信号报警，正偏差的调门开始关小，负偏差的调门开始开大。只要任一方向偏差消除，或切换延时达200秒，拉平过程结束，正式进入自动OA方式。

               
                                       
                                        图2  DEH的手自动切换逻辑

    5 负荷扰动原因分析及预防措施

    在分析了DEH负荷控制时的阀门管理流程和DEH的手自动切换逻辑后，对照历史趋势，可分析负荷扰动的产生原因，进而得出具体的预防措施。

    5.1 原因分析

    图3是更换VPC卡时负荷扰动前后的历史趋势。更换前为单阀方式，GV阀门流量指令GVFLOW、阀门流量中间指令GV*FL4（图中即GV5FL4）、阀门流量中间指令GV*FL5（图中即GV5FL5）是一致的，都为65.23%，GV阀门流量跟踪偏差监视值FDMTRACK为10.87%。

                 
                       
                           图3  更换VPC卡时负荷下跌前后部分历史趋势

    锅炉主控在手动BCMAN及汽机主控在手动TCMAN信号由“0”变“1”时表示机组协调撤除，当GV阀门流量跟踪偏差监视值FDMTRACK由10.87%突变为“0”、GVFLOW、GV*FL4（图中即GV5FL4）从65.23%（即除GV4外调门的当时开度）突变至54.05%，“GV开度与要求的指令有差”信号GVPZERR变“1”，此时表明DEH已由操作员切为TM方式，GV*FL5（图中即GV5FL5，GV4FL5除外）跟踪各自阀位输出指令回送值，曲线保持为一条直线。从图一“给定值REFDMD跟踪”逻辑可知，因GV4指令回送值GV4SPOR为“0”，造成六个调门的指令回送值的计算平均值比调门的实际开度要小，偏小量即GV阀门流量跟踪偏差监视值FDMTRACK。当DEH切至手动时，GVFLOW、GV*FL4跟踪偏小的指令回送平均值，造成FDMTRACK、GVFLOW、GV*FL4突变，三者的变化一致。同时，从图2“投OA时GV流量有偏差拉平逻辑”可知，因GV*FL4突变及GV4的阀位输出指令GV4SPO强制为“0”，跟踪正、负偏差同时出现，导致“GV开度与要求的指令有差”信号GVPZERR变“1”。卡件更换结束，因GV4SPO仍强制为“0”，则GV4指令回送值GV4SPOR为“0”，“GV                                                                                                         开度与要求的指令有差”信号GVPZERR仍然为“1”。从图2知,切回自动OA方式时“投OA时GV流量有偏差需拉平”TMTOA信号立即触发，开始手动到自动的拉平过程，GV1FL5、GV2FL5、GV3FL5、GV5FL5、GV6FL5立即跟随拉平指令而变化，从65.23%减至54.05%，步长为－0.167%/运算周期。由图3右侧可见，GV5FL5开始下降，跟踪偏差监视值FDMTRACK又从“0”开始上升，其余调门均开始关小，功率值MW曲线也开始下滑。当关至54.05%时，拉平逻辑中的GV1、GV2、GV3、GV5、GV6正偏差信号全部消除，GVPZERR信号立即回“0”，拉平过程结束。从图3右侧可见，“GV开度与要求的指令有差”GVPZERR曲线由“1”回“0”，表示DEH正式进入自动OA方式。此后，GV*FL4、GV*FL5、GV*SPO都将跟随GVFLOW变化。只有强制GV4SPO值逐渐开启GV4至GVFLOW值时，跟踪偏差监视值FDMTRACK才会重新回到“0”。“   
                                           
    5.2 预防措施

    负荷扰动的关键是拉平过程的触发，原因有二：一是五门调节的实际开度用于六门指令回送的平均值计算，使得GVFLOW、GV*FL4跟踪值偏小，形成调门跟踪正偏差；二是GV4的阀位输出指令GV4SPO强制为“0”，形成调门跟踪负偏差。因此，可采取以下任一措施：

    DEH切手动后，同时将六个调门指令回送平均值计算系数由6改为5，使GV*FL4与GV*FL5相一致，消除跟踪正偏差，也可将GV4FL4强制为“0”消除跟踪负偏差，正或负偏差消除后拉平逻辑不会触发。这样投入自动后，其余五门开度不会扰动。当逐步强制开启GV4时，其余调门会自动关小，六个调门开度一致时取消对GV4阀位输出指令GV4SPO的强制。

    更换卡件时，GV4的阀位输出指令GV4SPO及指令回送值GV4SPOR都强制为“0”，DEH继续保持自动单阀方式。由于运行中拔VPC卡将发卡件故障信号，上电瞬间卡件故障信号将复位，而手动信号会出 “1”，由图2可知，DEH将联锁进入汽机手动TM方式，因此工作前需强制VPC卡手动信号为“0”，待按卡件reset键使手动信号复位后再取消强制。当逐步强制开启GV4时，其余调门会自动关小，六个调门开度一致时取消对GV4阀位输出指令GV4SPO的强制。

    6  结语

    同其它一般调节系统相比，DEH系统逻辑复杂、运行稳定，平时的强制操作很少，因此有重大操作或检修时，我们应关注DEH系统的整个管理流程、仔细研究或模拟各种工况下的无扰切换和联锁保护，制定完善的技术措施，最大限度满足稳定运行要求。