式为定压一滑压一定压运行。
电厂单元机组控制系统(DCS)采用德国西门子公司的TELEPERM-XP。整个DCS系统由西门子电站自动化公司设计和供货。机组168小时试运行期问，自动投入率达到98.3％，协调控制(CCS)完全投入，实现了机组升、降负荷自动控制，当升、降负荷率达到3％(10MW／min)时，主要参数均控制在允许的范围内。
作为2000年燃煤示范电站的代表工程，准格尔电厂在SIS系统的实施、控制系统物理分散、控制系统配置优化、过程控制策略优化和辅助车间联网监控等诸多方面进行了有益的尝试，取得了很好的效果，为机组168小时试运通过后同时移交商业运行打下了良好的基础，同时也为国内火电厂控制系统的优化提供了许多可以借鉴之处。本文着重对该工程DCS系统优化控制软件PROFI做以介绍。
一、PROFI优化软件介绍
1.1 PROFI是德国西门子公司在90年代后期逐渐研究成熟的系列电站专用优化控制软件模块的总称
1.2 PROFI软件包含4个模块，分别为：
新机组协调控制
凝结水节流控制
带预测的负荷裕度控制
自学习的温度控制
上述模块均为相对独立的软件，用户可以根据工程的实际需求选择其中的一个或者几个。
由于采用相对独立的外挂结构，同时需要收集的过程实时数据在目前的DCS系统中基本都包涵盖，不需要在工艺系统中新增测点，所以该软件既可用于新建机组，又可用于已经投入运行的机组，具有很大的灵活性。
1.3 PROFI软件的作用机理是以建立被控对象的数学模型为基础，通过状态观测、模糊控制、等先进的控制算法和策略得出对常规控制回路修正值，并将修正值直接作用于DCS模拟量调节输出当中，起到对调节效果进行优化的作PROFI切除时，控制回路就复归到原有的普通模拟调节回路。
PROFI软件运行于专用的计算机内，计算所需的过程实时参数由DCS给出，计算结果通过硬接线或通讯总线送入DCS系统，并叠加于调节回路的输出中。由于软件计算是建立在过程对象的数学础上的，所以运算量很大，采用这种相对独立的结构方式可以使优化软件部分的计算
不占用DCS的资源，保证了DCS系统的实时性。
PROFI软件的作用机理如下图所示：
1.4 准格尔电厂为新建工程，机组具有FCB功能，为了更好地提高机组的负荷响应能力，并解决蒸汽温度控制的难题，在基建阶段，选用了PROFI软件中的新机组协调控制模块和自学习的温度控制模块。
新机组协调模块采用了全新的机组协调控制思路，通过充分利用机组的蓄能，达到机组快速响应负荷变化的目的，解决了电厂对电网负荷要求变化响应过慢的缺点，有效地减少了锅炉燃料调节的过调现象，能够起到保持稳定燃烧，提高机组的燃烧率，降低设备的磨损，降低维护费的作用。新机组协调模块设计的总体思路是在常规控制基础上充分利用经过试验建立起的锅炉和汽机模型在PROFI内部进行预估和解耦计算，从而大大提高控制品质，并且避免执行机构的频繁动作。在提高机组效率和稳定性的同时减少了设备维护量。
温度控制模块利用了状态观测器等先进的控制算法，解决了普通的串级汽温控制回路对于惯性大滞后对象参数控制的延迟问题，有效的提高了各种工况下过(再)热汽温的控制品质。软件的自学习回路还可对已建立起来的被控对象数学模型进行动态修正，从而提高了软件的可用性。
二、PROFI使用前后机组特性对比
准格尔电厂PROFI软件在工程建设的前期就开始了调研、谈判和订货工作。2001年11月软、硬件到达现场，2001年12月初开始安装PROFI控制站，调试工作在1号机组168小时试运行验收结束后正式开始，从测试机组特性到1号机组调试完毕大约持续了两个月左右的时间。从2002年3月正式投运至今一直运行良好，取得了显著的效果。
2003年10月5日～8日，国电热工研究院于对PROFI优化控制软件进行了评估试验，对软件的使用效果做出了肯定。
迄今为止，PROFI软件在现场正常运行已有2年多的时间了，现对软件模块的使用情况进行介绍和分析如下：
2.1 新协调控制
传统的机炉的协调通过前馈控制器实现，压力控制、负荷控制是通过PID调节来完成。由于锅炉(包括给煤机、磨煤机等)有较大的惯性和迟延，使用这种调节方式达到良好控制品质并且保持较小的执行机构动作频率有较大困难。而新机组协调控制是充分利用现代控制理论知识，对机组负荷和主汽压力两个被控量进行解耦，在负荷变化的过程中，充分利用锅炉的畜热对主汽压力进行预估 控制，较好地解决了上述问题。
准格尔电厂的机炉协调以锅炉跟随为基础，即汽机调门控制负荷，锅炉控制主汽压力，而机组负荷和主汽压力是两个相互耦合的变量，彼此互相影响。这对被调量的控制造成很大的困难。
为充分利用锅炉畜能，在解耦的基础上用运蒸汽压力预估的方法校正压力设定值，在升负荷时适当的降低压力设定值利用锅炉的畜热增加升负荷速率。
两种控制方式的对比框图如下：
温度控制模块利用了状态观测器和自学习回路等先进的控制算法，利用数学模型成功解决了过(再)热器这种惯性大滞后对象的控制，有效的提高了过(再)热器温度在各种工况下的调节品质。其控制框图如下：
3.3 PROFI软件的使用效果
PROFI软件投入使用后，电厂的过程调节品质得到了显著的提高，机组在各种工况下运行更加平稳，负荷响应更迅速。同时，大大减少了运行人员的干预和设备的动作频率。目前，机组能够很好地运行在定/滑压模式下，以4%MCR的负荷升降速率进行自动升降负荷，同时该过程中各种参数都比较稳定。从投入运行到现在，PROFI一直在自动状态下工作，有效地提高了机组的安全性和经济性，各项参数控制
3.3.1 优化前后主(再热)汽温对比(图1，图2)
从上面的对比可以看出，优化前，主汽温度的变化范围在528"～544"之间，再热汽温的变化范围在514-C～541℃之间；优化后，主汽温度的变化范围在539-C～543℃之间，再热汽温的变化范围在539-C～544-C之间，并且汽温变化曲线比较平滑。
3.3.2 优化后磨煤机切／投时主汽压和实际负荷的变化(图3)
在优化前，每当磨煤机切、投时，运行人员一般要解除协调模式：即锅炉主控和汽机主控均采用手动方式，给煤机转速控制也切至手动；优化后，不仅给煤机转速控制采用自动方式，而且机组主控仍在协调模式，同时我们看到压力和负荷的波动均很小，并且很快得到控制。
3.3.3 优化后机组负荷以4%，/2%，1%速率变化时主要参数的变化曲线(图4，图5)
我们看到在整个负荷变化过程中，压力和负荷跟随设定值的变化而变化，迅速且平缓，基本没有过调。
在上述变化率下，主汽温的变化范围为±4℃，再热气温的变化范围为±5℃
3.3.4 锯齿波变化下的负荷和主汽压的变化曲线(图6)
从上图可以看到，在如此剧烈的指令扰动下，实际负荷和主汽压的响应是相当的迅速和稳定的。
3.3.5 调频能力的测试(图7，图8)
图7为频差阶跃扰动时(2.5％)，实际负荷和主汽压的响应曲线。可以看到优化后，机组的调频能力是相当强的。压力变化为±15Bar。
图8为频差阶跃扰动时(2.5％)，主汽温和再热汽温的响应曲线。主气温变化为±3℃，再热气温也为±3℃。
3.3.6 优化前后汽包水位的响应曲线(图9，图10)
图9为优化前负荷变化100MW时，汽包水位的响应曲线。图10为优化后负荷变化100MW时，汽包水位的响应曲线。
从以上两图可以看出，在优化前汽包水位在负荷变化100MW时水位波动为±50mm，在优化后汽包水位在负荷变化100MW时水位波动为±15mm。
3.3.7 #1、#2机组实现“小岛”运行2003年6月26日9时44分，准永线两侧REL561分相电流差动保护动作，导致准永线跳闸，线路的差动保护动作联跳准格尔电厂500KV升压站的5012、5013开关。跳闸前#l、#2机组总负荷520MW，由于突然甩负荷，线路安全自动装置EFV-F动作，导致升压站5011开关跳闸。5011、5012、5013开关均跳闸直接导致两台机组与电网解列，维持带厂用电运行。#l发电机负荷降至20MW，#l机转速最高飞升至3108rpm，高缸反切，稳定在3030rpm，高低旁自动打开，锅炉侧手动停D，E磨，投油助燃，#l机小岛运行成功；#2发电机负荷降至20MW，#2机转速最高飞升至3094转，高缸反切，高低旁自动打开，炉侧手停D，E磨，点A，B，D，E层油枪，#2机小岛运行成功。两台机组的小岛运行成功，缩短了电厂、电网的恢复送电时间，也为电厂节约了大量的启动燃料。
从目前国内实际情况看，绝大部分机组(尤其是火电机组)尚不具备这种小岛运行能力，部分机组虽然甩负荷后可以维持空转但并不具备小岛运行的能力，即使个别做过甩负荷小岛运行试验也与实际甩负荷工况有一定的差异，所以未必能经受真实工况的严峻考验。国华准电#1、#2机组在事故工况下成功实现机组“小岛”运行功能，说明电厂具备较为完善、可靠的热工、继电保护与自动调节功能。归结起来，主要有以下几方面的成功因素：①完善的电气保护功能
四、国电热工研究院对PROFI优化控制软件评估试验结论
2003年10月5日～8日，国电热工研究院主持，由国电热工研究院、国华准格尔电厂和南京西门子公司共同参加了PROFI软件的验收试验。通过对应用PROFI优化控制软件的有关自控系统控制性能的在线测试，检验机组机炉协调控制系统的功能及其在机组负荷稳定工况、负荷变化工况和锅炉燃料扰动工况下的控制品质是否达到工程技术合同和中华人民共和国电力行业标准的要求，能否满足机组安全、经济运行的需要。
国电热工研究院对试验结果评述如下：
国华准格尔电厂1号机组PROFI优化控制软件评估试验结果表明，在机组负荷稳定工况、机组负荷变化工况以及锅炉燃料量扰动工况下，机组各主要参数控制系统的控制品质均达到中华人民共和国电力行业标准和工程合同规定的验收指标的要求。能满足机组安全、经济运行的需要。
从附录表的试验数据可以看出，除再热汽温偏差稍大(但未超差)外，其它各主要参数在各种试验工况下的偏差数值均大大小于相应的允许偏差，机组功率实际变
需要指出的是，机组负荷指令变化时，机组功率响应的初始惯性较大(有关电网要求其小于lmin)，有待进一步完善。
五、结束语
事实证明，准格尔电厂引进的新机组协调控制模块和自学习的温度控制模块在实际工程应用中是成功的，取得了良好的经济效益和社会效益，为机组安全经济运行和电厂生产管理水平的提高创造了良好条件，也打消了当初引进软件时一些人担心进口软件在国内会“水土不服”的忧虑。
2000年示范电站专题研究的一个出发点就是在现有设备条件的基础上，充分发挥设备潜力，利用先进的过程控制和管理手段，提高电厂运行的可靠性、稳定性和经济性。准格尔电厂通过充分调研，以科学、务实的态度结合工程实际情况，在三大主机及主要辅机均为国产设备的现实条件下，通过以引进优化控制软件为代表的一系列工程优化工作，使整个电厂的生产运行和管理达到了一个较高的水平，是值得学习和借鉴的。
