JP2013151891A - Influx type power generation control system - Google Patents

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Fumitaka Maruhashi
文貴 丸橋
Akira Yamaguchi
章 山口
Takuya Uchiumi
卓也 内海
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To promptly and properly control various facilities of a water wheel or a generator by reducing the labor of person(s) or the like on watch in case the water wheel or generator goes in failure.SOLUTION: An influx type power generation control system includes a generator monitor/control device 2 to monitor the condition of a power generation device 101, a water level gauge 42 to monitor the water level of a reregulating reservoir type dam 111, and a central monitor/control device 5 which shuts an inlet valve 104 when any failure in the power generation device 101 is sensed by the generator monitor/control device 2, and shuts a water intake gate 112 in case the water level of the reregulating reservoir type dam 111 given by the water level gauge 42 is lower than the prescribed value.

Description

この発明は、流れ込み式発電において水車や発電機などが故障した場合に取水口ゲートなどを制御する、流れ込み式発電制御システムに関する。   The present invention relates to a flow-in type power generation control system that controls a water intake gate or the like when a water turbine or a generator breaks down during flow-in type power generation.

川の水をそのまま引き込んで発電する流れ込み(自流)式発電において、水車や発電機などの発電装置が故障した場合、発電装置を自動停止させて、水槽の余水管から水を放流させている。また、故障からの復旧までに長時間を要する場合には、当直員の知識や経験などに基づいて、上流側の逆調整池式ダムの取水口ゲートを開閉調整したり、さらに必要に応じて、上流側の発電機出力を調整したりすることで、逆調整池式ダムからの無効越流が生じないようにしている。さらには、水系によっては、逆調整池式ダムの水位が高い場合には、上流域の発電機の運転を調整・制限したり、逆調整池式ダムからの越流(放流)を開始したりしなければならない。   In inflow (self-current) power generation that draws in water from a river as it is and generates power, such as a turbine or generator, the power generator is automatically stopped and water is discharged from the spill pipe of the aquarium. In addition, when it takes a long time to recover from a failure, the intake gate of the reverse adjustment pond dam on the upstream side is adjusted based on the knowledge and experience of the duty staff, and if necessary, By adjusting the output of the generator on the upstream side, the ineffective overflow from the reverse adjustment pond dam is prevented. Furthermore, depending on the water system, when the water level of the reverse adjustment pond dam is high, the operation of the upstream generator can be adjusted or restricted, or overflow (discharge) from the reverse adjustment pond dam can be started. Must.

一方、流入量を予想し、この予想により発電計画スケジュールを立て、既に登録、運用されている発電運用スケジュールと比較し、許容偏差以上の開きがある場合に、発電計画スケジュールを発電運用スケジュールとして登録することで、調整池の溢水を防ぐ、という技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   On the other hand, forecast the inflow, create a power generation plan schedule based on this prediction, and compare it with the power generation operation schedule that has already been registered and operated. By doing so, the technique of preventing the overflow of a regulation pond is known (for example, refer patent document 1).

特開平10−030546号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-030546

しかしながら、上記のような取水口ゲートの開閉調整や上流側の発電機出力の調整などは、複雑・煩雑な判断を要するにもかかわらず、当直員の経験などに基づいて行われていたため、調整・制御にバラツキが生じるばかりでなく、多大な労力と時間とを要していた。一方、水車や発電機などの故障時においても、発電用水の有効利用を図り、また、規定された水の流量(維持流量:舟運、漁業、景観、動植物の保護など河川の様々な機能保全に必要な流量)を確保する必要がある。これに対して特許文献1の技術では、発電機などの故障時には、余水管から水を放流させることになり、故障復旧に長時間を要する場合には、大量の発電用水が無駄になってしまう。   However, the adjustment of the intake gate as described above and the adjustment of the generator output on the upstream side are based on the experience of the staff on duty, despite the need for complicated and complicated judgments. Not only did the control vary, it took a lot of labor and time. On the other hand, even when water turbines and generators break down, the water for power generation is used effectively, and the specified water flow rate (maintenance flow rate: maintenance of various functions of rivers such as boating, fishing, landscapes, protection of animals and plants) Necessary flow rate) must be secured. On the other hand, in the technique of Patent Document 1, water is discharged from the spillage pipe when a generator or the like fails, and a large amount of water for power generation is wasted when it takes a long time to recover from the failure. .

そこでこの発明は、水車や発電機などが故障した場合に、当直員などの労力を軽減して、迅速かつ適正に各設備を制御することが可能な流れ込み式発電制御システムを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a flow-in type power generation control system capable of quickly and appropriately controlling each facility by reducing labor such as a shift worker when a water turbine or a generator breaks down. And

前記課題を解決するために、請求項1の発明は、逆調整池式ダムの水が取水口ゲートを介して水槽に流入し、前記水槽内の水が入口弁を介して発電装置に流入するとともに、前記水槽から溢れた水が余水管を介して放水路に放水される流れ込み式発電において、前記取水口ゲートや前記入口弁などの各設備を制御する流れ込み式発電制御システムであって、前記発電装置の状態を監視する発電監視手段と、前記逆調整池式ダムの水位を監視する水位監視手段と、前記発電監視手段によって前記発電装置の故障が検知された場合に、前記入口弁を閉じるとともに、前記水位監視手段による前記逆調整池式ダムの水位が所定値よりも低い場合には、前記取水口ゲートを閉じる制御手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is directed to the reverse adjustment pond type dam water flowing into the water tank through the intake gate, and the water in the water tank flowing into the power generator through the inlet valve. In addition, in the inflow type power generation in which water overflowing from the water tank is discharged into a water discharge channel through a spillway, the inflow type power generation control system controls each facility such as the intake gate and the inlet valve, The power generation monitoring means for monitoring the state of the power generation apparatus, the water level monitoring means for monitoring the water level of the reverse adjustment pond dam, and the inlet valve is closed when a failure of the power generation apparatus is detected by the power generation monitoring means And a control means for closing the intake gate when the water level of the reverse adjustment pond dam by the water level monitoring means is lower than a predetermined value.

この発明によれば、発電監視手段によって発電装置の状態が監視され、水位監視手段によって逆調整池式ダムの水位が監視される。そして、発電監視手段によって発電装置の故障が検知されると、制御手段によって入口弁が閉じられ、これにより、発電装置による発電が停止される。また、逆調整池式ダムの水位が所定値よりも低い場合、つまり逆調整池式ダムに余力がある場合には、制御手段によって取水口ゲートを閉じられ、逆調整池式ダムから水槽への水流が停止される。   According to this invention, the state of the power generator is monitored by the power generation monitoring means, and the water level of the reverse adjustment pond dam is monitored by the water level monitoring means. When the power generation monitoring unit detects a failure of the power generation device, the control unit closes the inlet valve, thereby stopping the power generation by the power generation device. In addition, when the water level of the reverse adjustment pond dam is lower than the predetermined value, that is, when there is remaining capacity in the reverse adjustment pond dam, the intake gate is closed by the control means, and the reverse adjustment pond dam is transferred to the tank. Water flow is stopped.

請求項2の発明は、請求項1に記載の流れ込み式発電制御システムにおいて、前記制御手段は、前記逆調整池式ダムからの溢流を抑制するように、前記逆調整池式ダムよりも上流側の発電装置の運転を制御する、ことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the inflow power generation control system according to the first aspect, the control means is located upstream of the reverse adjustment pond dam so as to suppress overflow from the reverse adjustment pond dam. The operation of the power generator on the side is controlled.

請求項1の発明によれば、発電装置が故障すると、入口弁が閉じられるとともに、逆調整池式ダムに余力がある場合には、逆調整池式ダムから水槽への水流が停止される。このため、水槽から余水管を介して放水される水量が低減され、発電用水を有効に利用することが可能となるとともに、余水管の劣化を抑制して延命化・高寿命化させることが可能となる。しかも、発電装置の状態と逆調整池式ダムの水位とを、発電監視手段と水位監視手段とで監視し、その監視結果に基づいて制御手段で自動制御が行われるため、当直員などの労力が軽減されるとともに、迅速かつ適正に各設備を制御することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, when the power generation device breaks down, the inlet valve is closed, and when there is remaining capacity in the reverse adjustment pond type dam, the water flow from the reverse adjustment pond type dam is stopped. For this reason, the amount of water discharged from the water tank through the spillage pipe is reduced, it is possible to effectively use the water for power generation, and it is possible to extend the life and extend the life by suppressing the deterioration of the spillage pipe. It becomes. Moreover, because the power generation monitoring means and the water level monitoring means monitor the state of the power generator and the water level of the reverse adjustment pond dam, and the automatic control is performed by the control means based on the monitoring results, labor such as duty personnel Can be reduced and each facility can be controlled promptly and appropriately.

請求項2の発明によれば、逆調整池式ダムからの溢流を抑制するように、上流側の発電装置の運転(起動、停止、出力調整)が制御されるため、逆調整池式ダムから水槽への水流が抑制され、余水管を介して放水される水量も低減される。この結果、発電用水をより有効に利用可能になるとともに、余水管の延命化が可能となる。   According to the invention of claim 2, since the operation (start, stop, output adjustment) of the upstream power generator is controlled so as to suppress the overflow from the reverse adjustment pond dam, the reverse adjustment pond dam The water flow from the water tank to the water tank is suppressed, and the amount of water discharged through the spill pipe is also reduced. As a result, the water for power generation can be used more effectively and the life of the spill pipe can be extended.

この発明の実施の形態に係る流れ込み式発電制御システムの適用例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example of application of the inflow type electric power generation control system which concerns on embodiment of this invention. 図1の続きを示す図である。It is a figure which shows the continuation of FIG. 水系統の一例を示す概要図である。It is a schematic diagram showing an example of a water system. 図1のシステムの作用などを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the effect | action of the system of FIG.

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。   The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.

図1、2は、この発明の実施の形態に係る流れ込み式発電制御システム1の適用例を示す概略構成図であり、第1の逆調整池式ダム111を境にして(重複図示して)2図に分けて図示している。ここでまず、このシステム1が適用される流れ込み式発電設備、水系統について説明する。   1 and 2 are schematic configuration diagrams showing an application example of the inflow type power generation control system 1 according to the embodiment of the present invention, with the first reverse adjustment pond type dam 111 as a boundary (overlapping illustration). It is divided into two diagrams. Here, first, a flow-type power generation facility and a water system to which the system 1 is applied will be described.

図3は、水系統の一例を示す概要図であり、図中上側が上流側で、図中下側が下流側であり、水路上に複数のダムD1〜D5が設けられ、各ダムD1〜D5に対応して発電所G1〜G5が設けられている。そして、この水系統では、第2のダムD2からの水が第1のダムD1に流れて第3のダムD3に至るとともに、第5のダムD5からの水が第4のダムD4に流れて第3のダムD3に至る。また、第2のダムD2と第1のダムD1との間には第2の河川R2が流れ、第1のダムD1と第3のダムD3との間には第1の河川R1が流れ、第3のダムD3からは第3の河川R3が流れているものとする。また、各ダムD1〜D5とも維持流量として、ダム直下(排砂ゲートなど)に放流し河川を通じて下流のダムに流れ込む仕組みとなっている。ここで、この実施の形態では、図中破線で示す水系について、主として説明する。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a water system, where the upper side in the figure is the upstream side, the lower side in the figure is the downstream side, and a plurality of dams D1 to D5 are provided on the water channel, and each dam D1 to D5 is provided. Power plants G1 to G5 are provided correspondingly. In this water system, the water from the second dam D2 flows to the first dam D1 to the third dam D3, and the water from the fifth dam D5 flows to the fourth dam D4. It reaches the third dam D3. The second river R2 flows between the second dam D2 and the first dam D1, and the first river R1 flows between the first dam D1 and the third dam D3. It is assumed that the third river R3 flows from the third dam D3. In addition, each dam D1 to D5 has a mechanism for discharging it as a maintenance flow rate directly below the dam (such as a sand discharge gate) and flowing into the downstream dam through the river. Here, in this embodiment, an aqueous system indicated by a broken line in the figure will be mainly described.

図1中符号101は、第1の発電所G1に設置された第1の発電装置であり、水車や発電機などから構成されている。この第1の発電装置101は、上流側の水槽102と鉄管103を介して接続され、水槽102内の水が、鉄管103および第1の入口弁104を介して第1の発電装置101に流入することで発電され、第1の放水路105に流出されるようになっている。また、水槽102は、余水管106を介して第1の放水路105と接続され、水槽102から溢れた水が余水管106を介して、第1の放水路105に放水されるようになっている。   Reference numeral 101 in FIG. 1 denotes a first power generation device installed in the first power plant G1, and includes a water turbine, a generator, and the like. The first power generation apparatus 101 is connected to the upstream water tank 102 via the iron pipe 103, and the water in the water tank 102 flows into the first power generation apparatus 101 via the iron pipe 103 and the first inlet valve 104. As a result, electric power is generated and flows out into the first water discharge channel 105. Further, the water tank 102 is connected to the first water discharge channel 105 through the spill pipe 106, and water overflowing from the water tank 102 is discharged into the first water discharge channel 105 through the spill pipe 106. Yes.

この水槽102の上流側には第1の逆調整池式ダム111(D1)が設けられ、ダム111内の水が取水口ゲート112および第1の水路121を介して水槽102に流入するようになっている。さらに、第1の逆調整池式ダム111のえん堤113の上縁からは、第1の逆調整池式ダム111から溢れた水が第1の河川R1に流れるようになっている。また、取水口ゲート112は、第1のモータ114によって開閉自在となっている。   A first reverse adjustment pond type dam 111 (D1) is provided on the upstream side of the water tank 102 so that water in the dam 111 flows into the water tank 102 via the intake gate 112 and the first water channel 121. It has become. Furthermore, from the upper edge of the dam 113 of the 1st reverse adjustment pond type dam 111, the water overflowing from the 1st reverse adjustment pond type dam 111 flows into the 1st river R1. Further, the intake gate 112 can be freely opened and closed by a first motor 114.

この第1の逆調整池式ダム111の上流側の第2の発電所G2には、第2の発電装置131が設置されている。この第2の発電装置131は、上流側の第2の逆調整池式ダム141(D2)と接続され、第2の逆調整池式ダム141からの水が第2の入口弁132を介して流入し、第2の放水路133から第1の逆調整池式ダム111側に流れるようになっている。   A second power generation device 131 is installed in the second power plant G2 upstream of the first reverse adjustment pond type dam 111. The second power generation device 131 is connected to the upstream second reverse adjustment pond type dam 141 (D2), and water from the second reverse adjustment pond type dam 141 passes through the second inlet valve 132. It flows in and flows from the second water discharge channel 133 toward the first reverse adjustment pond dam 111 side.

また、第2の逆調整池式ダム141は、第1の逆調整池式ダム111と同様に、そのえん堤142の上縁から溢れた水が第2の河川R2に流れるようになっており、取水口ゲート143は、第2のモータ144によって開閉自在となっている。   In addition, the second reverse adjustment pond type dam 141, like the first reverse adjustment pond type dam 111, is such that the water overflowing from the upper edge of the dam 142 flows into the second river R2. The intake gate 143 can be opened and closed by the second motor 144.

このような流れ込み式発電設備、水系統に、第1の発電装置101が故障した時に各設備・装置を制御する流れ込み式発電制御システム1が設けられている。このシステム1は、主として、発電機監視制御装置(発電監視手段)2、3と、水位計(水位監視手段)41、42と、中央監視制御装置(制御手段)5とを備えている。   In such a flow-type power generation facility and water system, a flow-type power generation control system 1 that controls each facility / device when the first power generation device 101 fails is provided. The system 1 mainly includes generator monitoring control devices (power generation monitoring means) 2 and 3, water level meters (water level monitoring means) 41 and 42, and a central monitoring control device (control means) 5.

第1の発電機監視制御装置2は、第1の発電装置101の状態を監視するともに、第1の発電装置101を制御する装置であり、中央監視制御装置5と通信可能に接続されている。具体的には、水車や発電機などの故障を検知すると、その検知結果を中央監視制御装置5に送信し、中央監視制御装置5からの指令に基づいて、第2の入口弁132を閉じて第2の発電装置131を停止させる。また、第2の発電機監視制御装置3は、第2の発電装置131を監視、制御する装置であり、第1の発電機監視制御装置2と同等の構成となっている。ここで、他の発電所にも同様の発電機監視制御装置が設置され、中央監視制御装置5で各発電装置を監視、制御できるようになっている。   The first generator monitoring control device 2 is a device that monitors the state of the first power generation device 101 and controls the first power generation device 101, and is communicably connected to the central monitoring control device 5. . Specifically, when a failure such as a water turbine or a generator is detected, the detection result is transmitted to the central monitoring control device 5, and the second inlet valve 132 is closed based on a command from the central monitoring control device 5. The second power generator 131 is stopped. The second power generator monitoring and control device 3 is a device that monitors and controls the second power generating device 131 and has the same configuration as that of the first power generator monitoring and control device 2. Here, the same power generator monitoring control device is also installed in other power plants, and each power generating device can be monitored and controlled by the central monitoring control device 5.

第1の水位計41は、水槽102の水位を測定・監視する計器であり、その測定結果がリアルタイムに中央監視制御装置5に送信されるようになっている。同様に、第2の水位計42は、第1の逆調整池式ダム111の水位を測定・監視する計器であり、その測定結果がリアルタイムに中央監視制御装置5に送信されるようになっている。ここで、第2の逆調整池式ダム141を含む他のダム・水槽にも、同様の水位計が配設され、各ダムの水位がリアルタイムに中央監視制御装置5で監視できるようになっている。   The first water level meter 41 is a meter that measures and monitors the water level of the water tank 102, and the measurement result is transmitted to the central monitoring control device 5 in real time. Similarly, the second water level gauge 42 is a meter that measures and monitors the water level of the first reverse adjustment pond dam 111, and the measurement result is transmitted to the central monitoring control device 5 in real time. Yes. Here, other dams and aquariums including the second reverse adjustment pond type dam 141 are also provided with the same water level gauge so that the central monitoring control device 5 can monitor the water level of each dam in real time. Yes.

また、第1の水路121や第2の放水路133などの水路には、流量計(図示せず)が配設され、各流量計による計量結果がリアルタイムに中央監視制御装置5に送信されるようになっている。   In addition, flow meters (not shown) are disposed in water channels such as the first water channel 121 and the second water discharge channel 133, and the measurement results from the respective flow meters are transmitted to the central monitoring control device 5 in real time. It is like that.

中央監視制御装置5は、大規模制御所に設定され、最下流の第3のダムD3からの発電用水を利用した発電所G5の放水口で決められた流量を維持するために、水系発電機の使用水量・ダムのゲート放流により調整・維持している。このため、発電機が事故等で運転できない場合は、発電使用水量と河川流量・到達時間を水系総合運用により、効率的かつ迅速的に制御・監視するものである。具体的には、各発電機監視制御装置2、3による監視結果や各水位計41、42による測定結果などに基づいて、各発電装置101、131や取水口ゲート112などを制御する装置である。ここで、第1のモータ114と第2のモータ144とは、中央監視制御装置5に通信可能に接続され、中央監視制御装置5で制御されることで、取水口ゲート112、143が開閉されるようになっており、第1の発電装置101が故障した場合について、主として説明する。   The central supervisory control device 5 is set in a large-scale control station, and maintains a flow rate determined at the outlet of the power plant G5 using power generation water from the third dam D3 at the most downstream side. The amount of water used is adjusted and maintained by dam gate discharge. For this reason, when the generator cannot be operated due to an accident or the like, the amount of water used for generation and the flow rate / arrival time are controlled and monitored efficiently and quickly by the integrated water system operation. Specifically, the power generators 101 and 131, the intake gate 112, and the like are controlled based on the monitoring results of the generator monitoring control devices 2 and 3 and the measurement results of the water level gauges 41 and 42. . Here, the first motor 114 and the second motor 144 are communicably connected to the central monitoring control device 5 and controlled by the central monitoring control device 5 so that the intake gates 112 and 143 are opened and closed. A case where the first power generation apparatus 101 has failed will be mainly described.

すなわち、第1の発電機監視制御装置2によって第1の発電装置101の故障が検知された場合に、第1の入口弁104を閉じるとともに、第1の逆調整池式ダム111の水位が所定値よりも低い場合には、第1の取水口ゲート112を閉じる。また、第1の逆調整池式ダム111からの溢流、つまり水槽102からの溢流を抑制するように、第1の逆調整池式ダム111よりも上流側の第2の発電装置131などの運転(起動、停止、出力調整)を制御する。さらに、第1の河川R1や第2の河川R2に所定流量(維持流量・責任放流量)の水が流れるように、第2の発電装置131などの運転を制御する。具体的な制御・処理内容については、次の作用などとともに説明する。   That is, when a failure of the first power generation device 101 is detected by the first generator monitoring control device 2, the first inlet valve 104 is closed and the water level of the first reverse adjustment pond dam 111 is set to a predetermined level. If lower than the value, the first intake gate 112 is closed. Further, the second power generation device 131 on the upstream side of the first reverse adjustment pond type dam 111 or the like so as to suppress the overflow from the first reverse adjustment pond type dam 111, that is, the overflow from the water tank 102. Control of operation (start, stop, output adjustment). Further, the operation of the second power generator 131 and the like is controlled so that a predetermined flow rate (maintenance flow rate / responsible discharge flow rate) of water flows through the first river R1 and the second river R2. Specific control / processing contents will be described together with the following actions.

次に、このような構成の流れ込み式発電制御システム1の作用などについて、図4に基づいて説明する。ここで、図4中一重線のチャート記号(枠)は、中央監視制御装置5による制御・処理内容を示し、図4中二重線のチャート記号は、各設備の動きや人員による作業などを示す。   Next, the operation of the inflow power generation control system 1 having such a configuration will be described with reference to FIG. Here, the single-line chart symbol (frame) in FIG. 4 indicates the contents of control and processing by the central supervisory control device 5, and the double-line chart symbol in FIG. 4 indicates the movement of each facility, work by personnel, etc. Show.

まず、各発電機監視制御装置2、3によって各発電装置101、131の状態が監視され、水位計41、42によって水槽102および第1の逆調整池式ダム111の水位が監視される。そして、第1の発電機監視制御装置2によって第1の発電装置101の故障が検知されると、その検知結果が中央監視制御装置5に送信され、第1の発電機監視制御装置2により、第1の入口弁104を閉じる旨の指令が送信される(ステップS1)。これにより、第1の入口弁104が全閉して、第1の発電装置101が停止されるとともに、水槽102の水位が所定値以上になると、水槽102から溢れた水が余水管106を介して第1の放水路105に放水される(ステップS2)。   First, the states of the power generators 101 and 131 are monitored by the generator monitoring control devices 2 and 3, and the water levels of the water tank 102 and the first reverse adjustment pond dam 111 are monitored by the water level meters 41 and 42. Then, when a failure of the first power generation device 101 is detected by the first generator monitoring control device 2, the detection result is transmitted to the central monitoring control device 5, and the first generator monitoring control device 2 A command to close the first inlet valve 104 is transmitted (step S1). Thereby, the first inlet valve 104 is fully closed, the first power generation apparatus 101 is stopped, and when the water level of the water tank 102 becomes a predetermined value or more, the water overflowing from the water tank 102 passes through the spill pipe 106. Then, the water is discharged into the first water discharge channel 105 (step S2).

次に、第1の逆調整池式ダム111に余力があるか否かが判断される(ステップS3)。すなわち、第2の水位計42による第1の逆調整池式ダム111の水位が所定値よりも低く、貯水する容積が残されているか否かが判断され、余力がある場合には、第1の取水口ゲート112を全閉するように、第1のモータ114が中央監視制御装置5によって遠隔制御される(ステップS4)。これにより、第1の取水口ゲート112を介しての第1の逆調整池式ダム111から水槽102への水流が遮断され、第2の発電所G2側(上流側)からの水が第1の逆調整池式ダム111に貯えられる。   Next, it is determined whether the first reverse adjustment pond type dam 111 has a surplus capacity (step S3). That is, it is determined whether or not the water level of the first reverse adjustment pond type dam 111 by the second water level gauge 42 is lower than a predetermined value and there is a capacity to store water. The first motor 114 is remotely controlled by the central monitoring control device 5 so as to fully close the intake gate 112 (step S4). Thereby, the water flow from the 1st reverse adjustment pond type dam 111 to the water tank 102 via the 1st intake gate 112 is interrupted | blocked, and the water from the 2nd power plant G2 side (upstream side) is 1st. Is stored in the reverse adjustment pond type dam 111.

続いて、第1の逆調整池式ダム111のえん堤113からの溢水がない状態(ステップS5で「無」の場合)では、第2の発電機監視制御装置3を介して中央監視制御装置5によって、第2の発電装置131の出力が低減制御される(ステップS6)。すなわち、第1の逆調整池式ダム111からの溢流が防止、低減され、かつ、第1の河川R1や第2の河川R2に所定流量(維持流量・責任放流量)の水が流れるように、第2の発電装置131の出力が低減制御される。   Subsequently, when there is no overflow from the dam 113 of the first reverse adjustment pond type dam 111 (in the case of “No” in step S5), the central monitoring control device via the second generator monitoring control device 3 5, the output of the second power generation device 131 is controlled to be reduced (step S6). That is, overflow from the first reverse adjustment pond type dam 111 is prevented and reduced, and water of a predetermined flow rate (maintenance flow rate / responsible discharge flow rate) flows through the first river R1 and the second river R2. In addition, the output of the second power generator 131 is controlled to be reduced.

一方、第1の逆調整池式ダム111のえん堤113からの溢水がある状態(ステップS5で「有」の場合)では、まず、第2の発電機監視制御装置3を介して中央監視制御装置5によって、第2の発電装置131を含む上流側の発電装置が運転制御される(ステップS8)。例えば、第2の発電装置131の第2の入口弁132が閉弁され、第2の発電装置131の運転が停止される。次に、巡回警告(ステップS9)が行われた後に、えん堤113からの溢水が開始し(ステップS10)、第2の発電装置131を含む上流側の発電装置が運転制御される(ステップS11)。このとき、各流量計による計量結果に基づいて、第1の河川R1や第2の河川R2に所定流量(維持流量・責任放流量)の水が流れ、かつ、第1の逆調整池式ダム111(水槽102)からの溢流をできるだけ抑制・低減できるように、上流側の発電装置の出力が低減制御されたり、停止、再起動されたりする。   On the other hand, when there is overflow from the embankment 113 of the first reverse adjustment pond type dam 111 (in the case of “Yes” in step S5), first, the central monitoring control is performed via the second generator monitoring control device 3. Operation of the upstream power generator including the second power generator 131 is controlled by the device 5 (step S8). For example, the second inlet valve 132 of the second power generation device 131 is closed, and the operation of the second power generation device 131 is stopped. Next, after the tour warning (step S9) is performed, overflow from the embankment 113 starts (step S10), and the upstream power generation device including the second power generation device 131 is controlled (step S11). ). At this time, based on the measurement results by each flow meter, a predetermined flow rate (maintenance flow rate / responsible discharge flow rate) of water flows through the first river R1 and the second river R2, and the first reverse adjustment pond dam In order to suppress and reduce overflow from the 111 (water tank 102) as much as possible, the output of the upstream power generator is controlled to be reduced, stopped, or restarted.

そして、ステップS6およびステップS11の後に、故障した第1の発電装置101に対する復旧措置が行われ(ステップS7)、必要に応じて上流側の発電装置などが運転制御される。すなわち、各水路において維持流量が確保され、かつ、水槽102からの溢水をできるだけ抑制・低減できるように、第2の発電装置131(第2の入口弁132)などの発電装置が運転制御されるとともに、必要に応じて取水口ゲート112、143などの取水口ゲートが開閉制御される。   Then, after step S6 and step S11, a recovery measure for the failed first power generation device 101 is performed (step S7), and the upstream power generation device and the like are controlled for operation as necessary. That is, the operation of the power generator such as the second power generator 131 (second inlet valve 132) is controlled so that the maintenance flow rate is ensured in each water channel and the overflow from the water tank 102 can be suppressed and reduced as much as possible. At the same time, the intake gates such as the intake gates 112 and 143 are controlled to open and close as necessary.

ここで、ステップS6、S8、S11においても、必要に応じて(維持流量を確保し、かつ、水槽102からの溢水を抑制するために)取水口ゲート112、143などの取水口ゲートが開閉制御される。また、維持流量を確保し、かつ、水槽102からの溢水を抑制するために、水系や各逆調整池式ダムの容量、水位、あるいは各水路の流量などによっては、最も近い上流側の第2の発電装置131を停止し、他の水路・ルートからの水流により発電所G5の放水路での所定流量(維持流量・責任放流量)を確保したりする。すなわち、水系全体における各水路の流量、各逆調整池式ダムの水位、各発電装置の運転状態に基づいて、維持流量が確保され、かつ、水槽102からの溢水(無効越流)が抑制されるように、各発電装置や取水口ゲートなどを制御するものである。   Here, also in steps S6, S8, and S11, the intake gates such as the intake gates 112 and 143 are controlled to open and close as necessary (to ensure the maintenance flow rate and suppress the overflow from the water tank 102). Is done. Further, in order to secure the maintenance flow rate and suppress the overflow from the water tank 102, depending on the capacity of the water system and each reverse adjustment pond type dam, the water level, the flow rate of each water channel, etc. The power generation device 131 is stopped, and a predetermined flow rate (maintenance flow rate / responsible discharge flow rate) in the water discharge channel of the power plant G5 is secured by a water flow from another water channel / route. That is, based on the flow rate of each water channel in the entire water system, the water level of each reverse adjustment pond type dam, and the operating state of each power generation device, a maintenance flow rate is ensured and overflow (invalid overflow) from the water tank 102 is suppressed. In this way, each power generator, intake gate, and the like are controlled.

以上のように、この流れ込み式発電制御システム1によれば、第1の発電装置101が故障すると、第1の逆調整池式ダム111に余力がある場合には、第1の逆調整池式ダム111から水槽102への水流が遮断される。このため、水槽102から余水管106を介して放水される水量が削減され、発電用水を有効に利用することが可能となる。つまり、第2の発電所G2側からの水が第1の逆調整池式ダム111に貯えられるため、第1の発電装置101が再起動した際に、第1の逆調整池式ダム111の水を有効に利用することが可能となる。また、余水管106を流れる水が削減されるため、余水管106の劣化を抑制して延命化・高寿命化させることが可能となる。   As described above, according to this flow-in type power generation control system 1, when the first power generation device 101 breaks down, the first reverse adjustment pond type dam 111 has a surplus capacity in the first reverse adjustment pond type dam 111. The water flow from the dam 111 to the water tank 102 is interrupted. For this reason, the amount of water discharged from the water tank 102 through the spill pipe 106 is reduced, and the power generation water can be used effectively. That is, since water from the second power plant G2 side is stored in the first reverse adjustment pond dam 111, when the first power generation device 101 is restarted, the first reverse adjustment pond dam 111 Water can be used effectively. In addition, since the water flowing through the spill pipe 106 is reduced, it is possible to prevent the spill pipe 106 from deteriorating and prolong its life and extend its life.

一方、第1の河川R1や第2の河川R2で所定流量(維持流量・責任放流量)が確保され、かつ、水槽102からの溢流が抑制されるように、上流側の第2の発電装置131や取水口ゲート112、143などが制御される。この結果、維持流量を確保した上で、発電用水をより有効に利用可能になるとともに、余水管106のより延命化が可能となる。   On the other hand, second upstream power generation is performed so that a predetermined flow rate (maintenance flow rate / responsible discharge flow rate) is ensured in the first river R1 and the second river R2, and overflow from the water tank 102 is suppressed. The device 131 and the intake gates 112 and 143 are controlled. As a result, while ensuring the maintenance flow rate, the water for power generation can be used more effectively, and the life of the spill pipe 106 can be further extended.

しかも、各発電装置101、131の状態や各逆調整池式ダム111、141の水位、各水路の流量などを自動的にリアルタイムに監視し、その監視結果に基づいて上記のような自動制御が行われる。このため、当直員などの労力が軽減されるとともに、人の判断によらない適正かつ迅速な制御が可能となる。また、発電機監視制御装置2、3や水位計41、42などが既に設置されている発電設備においては、中央監視制御装置5に上記のような制御内容・プログラムを追加するだけで、本システム1を構築することができる。   In addition, the state of each power generator 101, 131, the water level of each reverse adjustment pond dam 111, 141, the flow rate of each water channel, etc. are automatically monitored in real time, and the above-described automatic control is performed based on the monitoring results. Done. For this reason, the labor of the shift staff and the like is reduced, and appropriate and quick control independent of human judgment is possible. Further, in a power generation facility in which the generator monitoring control devices 2 and 3 and the water level gauges 41 and 42 are already installed, this system can be obtained by simply adding the above control content / program to the central monitoring control device 5. 1 can be constructed.

ところで、通常、最上流には圧力式ダム(ハイダム)の場合が殆どであり、大容量の貯水能力のダムと圧力隧道ならびに鉄管により構成され発電用水を発電機に導いている。この場合の取水口ゲートは常時全開とした運用であり、発電機故障時の調整・制御は入口弁により行われるため、直接的には無効放流には繋がらない。   By the way, the most upstream is usually a pressure dam (high dam), which is composed of a dam with a large capacity of water storage capacity, a pressure tunnel, and an iron pipe, and guides water for power generation to the generator. In this case, the intake gate is always fully open, and adjustment and control at the time of generator failure is performed by the inlet valve, so it does not directly lead to invalid discharge.

一方、この実施の形態における流れ込み式ダムおよび逆調整式ダムは,圧力式ダムから下流に設置してあり、小容量の貯水能力しかなく数時間で溢流してしまい無効放流となる。   On the other hand, the flow-in dam and the reverse adjustment dam in this embodiment are installed downstream from the pressure dam, have only a small capacity of water storage capacity, overflow in several hours, and become invalid discharge.

水系によっては、図3のように左右2系統からなる場合、維持流量を監視しているのは最下流の発電所G5の放水路であるため、途中域の発電機故障対応時に本流れ込み式発電制御システム1で制御することで、水系を一時的に切替えるなどして、迅速かつ効率的な運用ができるものとなる。   Depending on the water system, when it consists of two left and right systems as shown in FIG. 3, the main flow is generated when the generator failure in the middle area is handled because the maintenance flow rate is monitored by the discharge channel of the most downstream power plant G5. By controlling with the control system 1, a water system can be switched temporarily etc., and quick and efficient operation can be performed.

なお、河川を通じて維持流量を確保する場合は、一般河川を介して下流域のダムに到着するまでの時間を考慮する必要があることから、水系を変更し短時間での発電機の増発による維持流量の確保が有効である。   When securing the maintenance flow rate through the river, it is necessary to consider the time to reach the dam in the downstream area through the general river. Therefore, the maintenance can be maintained by increasing the number of generators in a short time by changing the water system. Securing the flow rate is effective.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、第1の水路121には第1の逆調整池式ダム111からの水のみが流れる水系となっているが、複数の逆調整池式ダムからの水が流れる水系においても、同様に適用することができ、その場合も、各逆調整池式ダムの水位や各水路の流量などに基づいて制御する。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, in the above embodiment, only the water from the first reverse adjustment pond dam 111 flows through the first water channel 121, but the water from the plurality of reverse adjustment pond dams flows. The same can be applied to the water system, and in this case, control is also performed based on the water level of each reverse adjustment pond dam, the flow rate of each water channel, and the like.

1 流れ込み式発電制御システム
2、3 発電機監視制御装置(発電監視手段)
41、42 水位計(水位監視手段)
5 中央監視制御装置(制御手段)
101 第1の発電装置(発電装置)
102 水槽
103 鉄管
104 第1の入口弁(入口弁)
105 第1の放水路(放水路)
106 余水管
111 第1の逆調整池式ダム(逆調整池式ダム)
112 第1の取水口ゲート(取水口ゲート)
131 第2の発電装置(上流側の発電装置)
141 第2の逆調整池式ダム
1 Flow-in type power generation control system 2, 3 Generator monitoring and control device (power generation monitoring means)
41, 42 Water level gauge (water level monitoring means)
5 Central monitoring and control device (control means)
101 First power generator (power generator)
102 Water tank 103 Iron pipe 104 First inlet valve (inlet valve)
105 First spillway (spillway)
106 Spill pipe 111 First reverse adjustment pond type dam (reverse adjustment pond type dam)
112 First intake gate (intake gate)
131 Second power generation device (upstream power generation device)
141 Second Reverse Adjustment Pond Dam

Claims (2)

逆調整池式ダムの水が取水口ゲートを介して水槽に流入し、前記水槽内の水が入口弁を介して発電装置に流入するとともに、前記水槽から溢れた水が余水管を介して放水路に放水される流れ込み式発電において、前記取水口ゲートや前記入口弁などの各設備を制御する流れ込み式発電制御システムであって、
前記発電装置の状態を監視する発電監視手段と、
前記逆調整池式ダムの水位を監視する水位監視手段と、
前記発電監視手段によって前記発電装置の故障が検知された場合に、前記入口弁を閉じるとともに、前記水位監視手段による前記逆調整池式ダムの水位が所定値よりも低い場合には、前記取水口ゲートを閉じる制御手段と、
を備えることを特徴とする流れ込み式発電制御システム。
Water from the reverse adjustment pond dam flows into the water tank through the intake gate, water in the water tank flows into the power generation device through the inlet valve, and water overflowing from the water tank is discharged through the spillway. In the inflow type power generation discharged into the water channel, the inflow type power generation control system for controlling each facility such as the intake gate and the inlet valve,
Power generation monitoring means for monitoring the state of the power generation device;
Water level monitoring means for monitoring the water level of the reverse adjustment pond dam,
When the power generation monitoring unit detects a failure of the power generation device, the inlet valve is closed, and when the water level of the reverse adjustment pond dam by the water level monitoring unit is lower than a predetermined value, the intake port Control means for closing the gate;
A flow-through power generation control system comprising:
前記制御手段は、前記逆調整池式ダムからの溢流を抑制するように、前記逆調整池式ダムよりも上流側の発電装置の運転を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の流れ込み式発電制御システム。
The control means controls the operation of the power generator upstream of the reverse adjustment pond dam so as to suppress overflow from the reverse adjustment pond dam.
The inflow power generation control system according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112727667A (en) * 2021-01-04 2021-04-30 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 Intelligent adjustment type water delivery power generation device and monitoring feedback method thereof

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