JP2009197546A - 流込発電所における取水制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流込発電所における取水制御システムは、ダム1の水位および導水路2の水位に基づいて取水ゲートの開度制御を行うための取水ゲート制御装置10と、複数の発電機51〜5Nの発電機出力および発電所水槽3の水位に基づいて取水ゲート4の開度を決定し、決定した開度となるように取水ゲート制御装置10に取水ゲート4の開度制御を行わせるための取水制御補完装置30とを具備する。
【選択図】図1
Description
また、流込発電所側では、発電機制御装置20が、発電所水槽3の水位(以下、「水槽水位」と称する。)を測定するための水槽水位計21から入力される水槽水位計出力信号LTと第1乃至第Nの発電機51〜5Nから入力される第1乃至第Nの発電機51〜5Nの発電機出力を示す発電機出力信号P1〜PNとに基づいて第1乃至第Nの発電機51〜5Nの発電機出力制御量を算出して、算出した第1乃至第Nの発電機51〜5Nの発電機出力制御量を示す第1乃至第Nの発電機出力制御信号CP1〜CPNを第1乃至第Nの発電機51〜5Nに出力することにより、発電機出力対水槽水位制御をしている。
また、下記の特許文献2には、ダム式発電所における出力調整制御を行うために、設定流量に対する実流量を比較演算して発電機の出力を制御する流量調整制御と、設定水位に対し実ダム水位を比較演算し、流量調整制御の流量を実ダム水位により自動的に更新し、ダム水位を設定した水位に保ちながらダム水位に従った発電機出力になるよう制御する水位調整制御とを組み合わせることにより、ダムの水位を一定に保ちながら水車発電機を安定に運転することができるようにしたダム式発電所における負荷調整制御方式が開示されている。
また、豊水期や出水時にはたとえば導水路2の開渠部から導水路2に雨水などが侵入したりしてダム1から発電所水槽3に水が到着するまでに流量超過を生じることにより、第1乃至第Nの発電機51〜5Nを継続してフル運転しているにもかかわらず水槽水位(発電所水槽3の水位)がオーバー(越流)することがあるという問題があった。
ここで、前記取水制御補完装置(30)が、前記複数の発電機の発電機出力に基づいて該複数の発電機の運転状況を監視するとともに前記発電所水槽の水位を監視するための運転状況・水槽水位監視部(31)と、「前記複数の発電機の発電機出力が所定の水位変動影響防止時間の間同じであるにもかかわらず前記発電所水槽の水位が変動した」と前記運転状況・水槽水位監視部が判定すると、前記発電所水槽の水位を元の水位に戻すための前記取水ゲートの開度制御量を算定し、該算定した開度制御量だけ前記取水ゲートを上昇または下降したのち所定の開度固定時間だけ該取水ゲートの開度を固定するように前記取水ゲート制御装置に指示するための開度制御量算出部(32)とを備えてよい。
前記開度制御量算出部が、少なくとも所定の最小制御間隔時間を空けて前記取水ゲート制御装置へ次回の指示を行うようにしてもよい。
また、前記取水制御補完装置(40)が、前記複数の発電機の発電機出力に基づいて該複数の発電機の運転状況を監視するとともに前記発電所水槽の水位オーバーを監視するための運転状況・水槽水位オーバー監視部(41)と、「所定の水位変動影響防止時間の間継続して前記複数の発電機をフル運転しているにもかかわらず前記発電所水槽の水位がオーバーし続けている」と前記運転状況・水槽水位オーバー監視部が判定すると、前記取水ゲートを所定の水槽水位オーバー時開度制御量だけ下降したのち所定の開度固定時間だけ該取水ゲートの開度を固定するように前記取水ゲート制御装置に指示するための取水制御部(42)とを備えてもよい。
前記取水制御部が、少なくとも所定の最小制御間隔時間を空けて前記取水ゲート制御装置へ次回の指示を行うようにしてもよい。
(1)複数の発電機の発電機出力および発電所水槽の水位に基づいてダム側の取水ゲートの開度を決定し、決定した開度となるように取水ゲート制御装置に取水ゲートの開度制御を行わせることにより、発電機の運転状況に基づいてダム側の取水ゲートの開度制御を補完することができる。
(2)発電機の運転状況に基づいてダム側の取水ゲートの開度制御を補完することができるので、ダム水位計の不良や不具合が生じた場合でも発電機出力に応じた発電所水槽の水位を保つことができる。
まず、本発明の第1の実施例による流込発電所における取水制御システムについて、図1および図2を参照して説明する。
ただし、運転状況・水槽水位監視部31は、タイマー33から入力されるタイマー出力信号TOUTがハイレベルになっていることを条件に開度制御量算出部起動信号Bを開度制御量算出部32に出力する。
ここで、水位変動影響防止時間は、波などによる水槽水位の変動により取水ゲート4の開度が取水制御補完装置30によって制御されることを防止するために設定される。したがって、水槽水位の変動を考慮する必要がない場合には水位変動影響防止時間を設定しなくてもよい。
また、監視信号SCには水槽水位計21から発電機制御装置20に入力される水槽水位計出力信号LTと第1乃至第Nの発電機51〜5Nから発電機制御装置20に入力される第1乃至第Nの発電機51〜5Nの発電機出力を示す発電機出力信号P1〜PNとが含まれており、運転状況・水槽水位監視部31は、発電機出力信号P1〜PNに基づいて第1乃至第Nの発電機51〜5Nの発電機出力を監視し、水槽水位計出力信号LTに基づいて水槽水位を監視する。
ここで、開度固定時間は、取水ゲート4の開度制御を安定して行うために設定される。
ここで、最小制御間隔時間は、取水制御補完装置30によって取水ゲート4の開度を制御したのちにダム1から導水路2を介して発電所水槽3まで水が送られて水槽水位が安定するまでの間に取水制御補完装置30による取水ゲート4の開度制御が行われないように、開度制御量算出部32が少なくとも所定の最小制御間隔時間を空けて取水ゲート制御装置10へ次回の指示を行うようにするために設定される。
これにより、第1乃至第Nの発電機51〜5Nの運転状況に基づいて取水ゲート4の開度制御の補完を行うことができるので、第1乃至第Nの発電機51〜5Nの発電機出力に応じた水槽水位(発電所水槽3の水位)を保つことができる。
本実施例による流込発電所における取水制御システムは、図3に示すように、発電機制御装置20から入力される監視信号SCに基づいて「所定の水位変動影響防止時間の間継続して第1乃至第Nの発電機51〜5Nをフル運転(最大発電機出力で運転)しているにもかかわらず水槽水位オーバーが続いている」と判定した場合に、取水ゲート4を所定の水槽水位オーバー時開度制御量だけ下降したのち所定の開度固定時間だけ取水ゲート4の開度を固定するように指示する取水ゲート開度制御指示信号SGを取水ゲート制御装置10に出力する取水制御補完装置40を具備する点で、上述した第1の実施例による取水制御システムと異なる。
ただし、運転状況・水槽水位オーバー監視部41は、タイマー43から入力されるタイマー出力信号TOUTがハイレベルになっていることを条件に取水制御部起動信号B’を取水制御部42に出力する。
ここで、水位変動影響防止時間は、波などによる水槽水位の変動により取水ゲート4の開度が取水制御補完装置40によって制御されることを防止するために設定される。したがって、水槽水位の変動を考慮する必要がない場合には水位変動影響防止時間を設定しなくてもよい。
また、監視信号SCには水槽水位計21から発電機制御装置20に入力される水槽水位計出力信号LTと第1乃至第Nの発電機51〜5Nから発電機制御装置20に入力される第1乃至第Nの発電機51〜5Nの発電機出力を示す発電機出力信号P1〜PNとが含まれており、運転状況・水槽水位監視部41は、発電機出力信号P1〜PNに基づいて第1乃至第Nの発電機51〜5Nがフル運転されているかを監視し、水槽水位計出力信号LTに基づいて発電所水槽3の水位がオーバーしているかを監視する。
ここで、開度固定時間は、取水ゲート4の開度制御を安定して行うために設定される。
ここで、最小制御間隔時間は、取水制御補完装置40によって取水ゲート4の開度を制御したのちにダム1から導水路2を介して発電所水槽3までに水が送られて水槽水位が安定するまでの間に取水制御補完装置40による取水ゲート4の開度制御が行われないように、取水制御部42が少なくとも所定の最小制御間隔時間を空けて取水ゲート制御装置10へ次回の指示を行うようにするために設定される。
これにより、第1乃至第Nの発電機51〜5Nの運転状況に基づいて取水ゲート4の開度制御の補完を行うことができるので、第1乃至第Nの発電機51〜5Nを継続してフル運転した場合でも水槽水位(発電所水槽3の水位)がオーバーすることを防止することができる。
2 導水路
3 発電所水槽
4 取水ゲート
51〜5N 第1乃至第Nの発電機
6 スクリーン
10 取水ゲート制御装置
11 ダム水位計
12 導水路水位計
20 発電機制御装置
21 水槽水位計
30,40 取水制御補完装置
31 運転状況・水槽水位監視部
32 開度制御量算出部
33,43 タイマー
41 運転状況・水槽水位オーバー監視部
42 取水制御部
LD ダム水位計出力信号
LW 導水路水位計出力信号
LT 水槽水位計出力信号
P1〜PN 発電機出力信号
CG 取水ゲート開度制御信号
CP1〜CPN 第1乃至第Nの発電機出力制御信号
SC 監視信号
SG 取水ゲート開度制御指示信号
B 開度制御量算出部起動信号
B’ 取水制御部起動信号
R リセット信号
TOUT タイマー出力信号
Claims (5)
- ダム(1)から導水路(2)を介して発電所水槽(3)に取水し複数の発電機(51〜5N)を用いて発電を行う流込発電所において該ダム側の取水ゲート(4)の開度制御を行うための取水制御システムであって、
前記ダムの水位および前記導水路の水位に基づいて前記取水ゲートの開度制御を行うための取水ゲート制御装置(10)と、
前記複数の発電機の発電機出力および前記発電所水槽の水位に基づいて前記取水ゲートの開度を決定し、該決定した開度となるように前記取水ゲート制御装置に前記取水ゲートの開度制御を行わせるための取水制御補完装置(30;40)と、
を具備することを特徴とする、流込発電所における取水制御システム。 - 前記取水制御補完装置(30)が、
前記複数の発電機の発電機出力に基づいて該複数の発電機の運転状況を監視するとともに前記発電所水槽の水位を監視するための運転状況・水槽水位監視部(31)と、
「前記複数の発電機の発電機出力が所定の水位変動影響防止時間の間同じであるにもかかわらず前記発電所水槽の水位が変動した」と前記運転状況・水槽水位監視部が判定すると、前記発電所水槽の水位を元の水位に戻すための前記取水ゲートの開度制御量を算定し、該算定した開度制御量だけ前記取水ゲートを上昇または下降したのち所定の開度固定時間だけ該取水ゲートの開度を固定するように前記取水ゲート制御装置に指示するための開度制御量算出部(32)と、
を備えることを特徴とする、請求項1記載の流込発電所における取水制御システム。 - 前記開度制御量算出部が、少なくとも所定の最小制御間隔時間を空けて前記取水ゲート制御装置へ次回の指示を行うことを特徴とする、請求項2記載の流込発電所における取水制御システム。
- 前記取水制御補完装置(40)が、
前記複数の発電機の発電機出力に基づいて該複数の発電機の運転状況を監視するとともに前記発電所水槽の水位オーバーを監視するための運転状況・水槽水位オーバー監視部(41)と、
「所定の水位変動影響防止時間の間継続して前記複数の発電機をフル運転しているにもかかわらず前記発電所水槽の水位がオーバーし続けている」と前記運転状況・水槽水位オーバー監視部が判定すると、前記取水ゲートを所定の水槽水位オーバー時開度制御量だけ下降したのち所定の開度固定時間だけ該取水ゲートの開度を固定するように前記取水ゲート制御装置に指示するための取水制御部(42)と、
を備えることを特徴とする、請求項1記載の流込発電所における取水制御システム。 - 前記取水制御部が、少なくとも所定の最小制御間隔時間を空けて前記取水ゲート制御装置へ次回の指示を行うことを特徴とする、請求項4記載の流込発電所における取水制御システム。
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