JP2020118005A - Flow rate management device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、河川の維持流量を管理する流量管理装置に関する。 The present invention relates to a flow rate control device that controls a maintenance flow rate of a river.
従来、ダムの水位の変化に応じて、ダムに併設された水力発電設備による発電に用いる取水量を調整することによって、ダムよりも下流側の河川における維持流量を確保する技術があった。水力発電設備による発電に用いる取水量は、ダムの水位の変化に応じて取水口ゲートの開度を調整することにより、調整することができる。 Conventionally, there has been a technique for ensuring a maintenance flow rate in a river downstream of a dam by adjusting the amount of water used for power generation by a hydroelectric power generation facility attached to the dam according to the change in the water level of the dam. The amount of water intake used for power generation by the hydroelectric power generation facility can be adjusted by adjusting the opening of the intake gate according to changes in the water level of the dam.
関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、上流側の貯水施設の水を用いて発電する第1発電施設と、上流側の貯水施設から放流された水が合流する河川から取水された水を貯留する下流側の貯水施設の水を用いて発電する第2発電施設と、を含む連接水系において、一方の貯水施設における貯水量が上限を上回る超過予想が成立する場合は、発電に用いられる第2放流量を最大水量とした状態で、発電に用いられない第1放流量が、一方の貯水施設の貯水量が上限以下となるように算出し、上流側および下流側の貯水施設に所定期間に流入する水量の予測値に基づいて算出される一方の貯水施設の貯水量が上限と下限の範囲内に収まらない場合は、所定期間を第1期間と第2期間とに分割した第2期間における第2放流量を、1つの貯水施設の水を用いた発電効率が最大になる単位時間あたりの最適水量よりも大きく最大水量以下である調節水量とするようにした連接水系の運用支援システムに関する技術があった(たとえば、下記特許文献1を参照。)。 As a related technique, specifically, conventionally, for example, the first power generation facility that uses the water of the upstream water storage facility to generate electricity and the water that is discharged from the upstream water storage facility are taken from a river. In a connected water system that includes a second power generation facility that uses water from a water storage facility on the downstream side that stores water, and if it is predicted that the amount of water stored in one of the water storage facilities will exceed the upper limit, use it for power generation. The first discharge not used for power generation is calculated so that the amount of water stored in one of the water storage facilities is less than or equal to the upper limit with the second amount of discharge being set to the maximum amount of water, and is stored in the upstream and downstream water storage facilities. If the amount of stored water in one of the water storage facilities calculated based on the predicted value of the amount of water flowing into the specified period does not fall within the upper and lower limits, the specified period is divided into the first period and the second period. Operational support for a connected water system in which the second discharge in the two periods is a regulated water amount that is greater than or equal to the maximum water amount per unit time that maximizes power generation efficiency using water from one water storage facility There was a technology related to the system (for example, refer to Patent Document 1 below).
また、関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、水力発電所に水を導入する導水路に、河川を流れる水を導水する複数の取水口を連通させ、それぞれの取水口に設けられる取水ゲートの開度を制御して導水路の水路水位を調節する取水ゲート自動制御システムにおいて、ダムの取水口に設けられたダム水位計により検出されたダム水位と取水ゲート開度計により検出された取水ゲートの開度とに基づき算出される取水量が第1の目標取水量となるように取水ゲートの開度を制御し、それ以外の取水口に対しては、水路水位計により検出された導水路の水位から得られる水路流量と算出されたダムの取水口における取水量との差が第2の目標取水量となるように取水ゲートの開度を制御するようにした取水ゲート自動制御システムに関する技術があった(たとえば、下記特許文献2を参照。)。 Further, as a related technique, specifically, conventionally, for example, a plurality of water intakes for introducing water flowing through a river are connected to a water intake for introducing water to a hydroelectric power plant, and the water is installed at each intake. In the intake gate automatic control system that controls the opening of the intake gate to adjust the water level of the headrace, the dam water level detected by the dam water level gauge installed at the intake of the dam and the water level detected by the intake gate opening meter The opening of the intake gate is controlled so that the intake amount calculated based on the intake gate opening and the intake target opening amount becomes the first target intake amount, and other intakes are detected by the water level gauge. Automatic control of the intake gate so that the opening of the intake gate is controlled so that the difference between the flow rate obtained from the water level of the headrace and the calculated intake amount at the intake of the dam is the second target intake amount. There was a technology related to the system (for example, see Patent Document 2 below).
しかしながら、取水口ゲートの開度の調整には時間を要するため、上述したように、ダムの水位の変化に応じて取水口ゲートの開度を調整する従来の技術は、たとえば、ダムに流入する水量やダムから流出する水量が急激に変化すると、取水口ゲートの開度の調整が水量の変化に追従できず、ダムよりも下流側の河川における維持流量を確保することが難しいという問題があった。 However, since it takes time to adjust the opening degree of the intake gate, as described above, the conventional technique of adjusting the opening degree of the intake gate according to the change in the water level of the dam, for example, flows into the dam. If the amount of water or the amount of water flowing out from the dam changes abruptly, the adjustment of the opening of the intake gate cannot follow the change in the amount of water, and there is the problem that it is difficult to secure a maintenance flow rate in the river downstream from the dam. It was
具体的には、たとえば、ダムよりも河川の上流側に設けられた水力発電設備が運転することに起因してダムに流入する水量が急激に増加した場合、取水口ゲートの開度の調整が水量の変化に追従できず、越流などのように、発電などの有効利用に供されない無効放流が生じるとともに、ダムよりも下流側の河川における流量が維持流量を超えてしまうという問題があった。 Specifically, for example, if the amount of water that flows into the dam increases rapidly due to the operation of a hydroelectric power generation facility that is installed upstream of the dam than the dam, the opening of the intake gate must be adjusted. There was a problem that it was not possible to follow the change in water volume, and ineffective discharge such as overflow occurred that was not used for effective use such as power generation, and the flow rate in the river downstream of the dam exceeded the maintenance flow rate. ..
また、具体的には、たとえば、ダムへ流入する水量が急激に減少した場合、取水口ゲートの開度の調整が水量の変化に追従できず、ダムの水位が下限水位まで減少するなどして、ダムよりも下流側の河川における流量が維持流量よりも不足してしまうという問題があった。 In addition, specifically, for example, when the amount of water flowing into the dam decreases sharply, the adjustment of the opening of the intake gate cannot follow the change in the amount of water, and the water level of the dam decreases to the lower limit water level. However, there was a problem that the flow rate in the river downstream from the dam was less than the maintenance flow rate.
ダムの水位の変化に応じて取水口ゲートの開度を調整する従来の技術によるこのような不具合は、ダムの貯水容量が少ない場合や、ダムから比較的近い位置に水力発電設備が設けられている場合に顕著に発生しやすい。 Such a problem with the conventional technology that adjusts the opening of the intake gate according to the change of the water level of the dam is caused by the fact that the water storage capacity of the dam is small or the hydroelectric power generation equipment is installed relatively close to the dam. It is likely to occur remarkably when
また、上述した特許文献1に記載された従来の技術は、1本の河川に設置された複数のダムにおける貯水量が上限を超過しない範囲で、発電に用いられない第1放流量が、発電効率が最大になる単位時間あたりの最適水量よりも大きく最大水量以下になるように調整することができるが、河川におけるダムよりも下流側における維持流量を確保することは難しいという問題があった。 Further, in the conventional technique described in Patent Document 1 described above, the first discharge amount that is not used for power generation is the power generation within a range in which the storage amount of water in a plurality of dams installed in one river does not exceed the upper limit. It can be adjusted so that it is larger than the optimum amount of water per unit time at which the efficiency is maximized and less than or equal to the maximum amount of water, but there is a problem that it is difficult to secure a maintenance flow rate downstream of the dam in the river.
また、上述した特許文献2に記載された従来の技術は、導水路に対して複数の取水口から導水する場合における水路水位のハンチングを防止することができるが、河川におけるダムよりも下流側における維持流量を確保することは難しいという問題があった。 Further, although the conventional technique described in Patent Document 2 described above can prevent hunting of the water level of the water channel when water is introduced from a plurality of intakes to the water channel, it is provided on the downstream side of the dam in the river. There was a problem that it was difficult to secure the maintenance flow rate.
また、上述した特許文献1、2を含む従来の技術は、ダムの貯水容量を考慮したものではなく、特に、貯水容量の少ないダムにおいて、ダムよりも河川の下流側における維持流量を確保することは難しいという問題があった。 Further, the conventional techniques including the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 do not consider the water storage capacity of the dam, and in particular, in a dam with a small water storage capacity, ensure a maintenance flow rate on the downstream side of the river than the dam. Had the problem of being difficult.
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ダムよりも下流側の河川における維持流量を確保することができる流量管理装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a flow rate control device capable of ensuring a maintenance flow rate in a river on the downstream side of a dam in order to solve the above-mentioned problems of the conventional technique.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる流量管理装置は、河川を横断する堰堤を備えたダムよりも当該河川の上流側に設けられて、発電に用いた水を当該河川に放流する第1の水力発電設備による発電量に関する情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された、前記第1の水力発電設備による発電量に関する情報に基づいて、当該第1の水力発電設備よりも前記河川の下流側に設けられた第2の水力発電設備への取水量の推定値を算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a flow rate control device according to the present invention is provided on the upstream side of a river including a dam having a dam that crosses the river, and uses the water used for power generation. Based on the acquisition unit that acquires information about the amount of power generated by the first hydraulic power generation facility that is discharged into the river, and the information about the amount of power generated by the first hydraulic power generation facility that is acquired by the acquisition unit, And a calculation unit that calculates an estimated value of the amount of water taken into the second hydraulic power generation facility that is provided on the downstream side of the river with respect to the hydraulic power generation facility.
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段が、前記第1の水力発電設備による発電量を当該第1の水力発電設備による発電にかかる使用水量に換算し、換算した使用水量に基づいて、前記第2の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。 Further, in the flow rate control device according to the present invention, in the above invention, the calculating means converts the amount of power generated by the first hydraulic power generation facility into the amount of water used for power generation by the first hydraulic power generation facility, and converts the amount. An estimated value of the amount of water taken into the second hydraulic power generation facility is calculated based on the amount of water used.
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記取得手段が、前記ダムの水位に関する情報を取得し、前記算出手段が、さらに、前記取得手段によって取得された前記ダムの水位に関する情報に基づいて、前記換算した使用水量を加算した後の前記ダムの水位を、所定の上限水位を超えず所定の下限水位を下回らない範囲とする、前記第2の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。 Further, in the flow rate management device according to the present invention, in the above invention, the acquisition unit acquires information about the water level of the dam, and the calculation unit further relates to the water level of the dam acquired by the acquisition unit. Based on information, the water level of the dam after adding the converted amount of water used is within a range not exceeding a predetermined upper limit water level and not falling below a predetermined lower limit water level, and the amount of water intake to the second hydraulic power generation facility. It is characterized in that an estimated value of is calculated.
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段が、前記第2の水力発電設備への取水量の推定値に基づいて、前記ダムと当該第2の水力発電設備とを連通する取水口に設けられた取水口ゲートの開度を算出することを特徴とする。 Further, in the flow rate control device according to the present invention, in the above invention, the calculating unit is configured to connect the dam and the second hydraulic power generation facility based on an estimated value of the amount of water intake to the second hydraulic power generation facility. It is characterized in that the opening degree of the intake gate provided at the intake that communicates with each other is calculated.
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記取得手段が、前記取水口と前記第2の水力発電設備が備える発電機とを連通する導水路の空き容量に関する情報を取得し、前記算出手段が、さらに、前記取得手段によって取得された前記導水路の空き容量に関する情報に基づいて、前記第2の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。 Further, in the flow rate management device according to the present invention, in the above invention, the acquisition unit acquires information about an empty capacity of a water conduit connecting the intake port and a generator provided in the second hydraulic power generation facility. The calculation means further calculates an estimated value of the amount of water intake to the second hydraulic power generation facility based on the information on the free capacity of the water conduit acquired by the acquisition means.
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記取得手段が、前記ダムよりも上流側であって当該ダムから所定範囲内に設けられた前記第1の水力発電設備による発電量に関する情報を取得することを特徴とする。 Further, in the flow rate control device according to the present invention, in the above-mentioned invention, the amount of power generated by the first hydraulic power generation facility in which the acquisition means is provided upstream of the dam and within a predetermined range from the dam. It is characterized by acquiring information about.
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記取得手段が、複数の前記第1の水力発電設備による発電量に関する情報を取得し、前記算出手段が、複数の前記第1の水力発電設備による発電量に基づいて前記第2の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。 Further, in the flow rate management device according to the present invention, in the above invention, the acquisition unit acquires information regarding the amount of power generated by the plurality of first hydraulic power generation facilities, and the calculation unit includes a plurality of the first hydropower generation facilities. It is characterized in that an estimated value of the amount of water taken into the second hydraulic power generation facility is calculated based on the amount of power generated by the hydraulic power generation facility.
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段が、複数の前記第1の水力発電設備による発電量の合計値に基づいて前記第2の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。 Further, in the flow rate control device according to the present invention, in the above invention, the calculating means is based on a total value of power generation amounts by the plurality of first hydroelectric power generation facilities, and the water intake amount to the second hydroelectric power generation facilities. It is characterized in that an estimated value of is calculated.
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段によって算出された、前記第2の水力発電設備への取水量の推定値または前記取水口ゲートの開度に関する情報に基づいて、当該取水口ゲートの開度を調整する制御手段を備えたことを特徴とする。 Further, the flow rate control device according to the present invention is based on the above invention, based on the estimated value of the amount of water intake to the second hydraulic power generation facility or the information about the opening degree of the intake gate calculated by the calculating means. And a control means for adjusting the opening of the intake gate.
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段によって算出された、前記第2の水力発電設備への取水量の推定値または前記取水口ゲートの開度に関する情報を出力する出力手段を備えたことを特徴とする。 Further, the flow rate management device according to the present invention, in the above-mentioned invention, outputs the estimated value of the amount of water intake to the second hydraulic power generation facility or the information about the opening degree of the intake gate calculated by the calculating means. It is characterized by comprising an output means for performing.
この発明にかかる流量管理装置によれば、ダムよりも下流側の河川における維持流量を確保することができるという効果を奏する。 According to the flow rate control device of the present invention, it is possible to ensure the maintenance flow rate in the river on the downstream side of the dam.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる流量管理装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a flow rate control device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(設備環境の概要)
まず、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の適用対象となる設備環境の概要について説明する。図1は、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の適用対象となる設備環境の概要を示す説明図である。
(Outline of facility environment)
First, an outline of a facility environment to which the flow rate management device according to the embodiment of the present invention is applied will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of an equipment environment to which a flow rate management device according to an embodiment of the present invention is applied.
図1において、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置は、ダム101の水位を管理することにより、河川100のうち、ダム101よりも下流側の河川100’における維持流量の確保に供される。ダム101は、河川100を横断する堰堤を備えている。ダム101には、ダム101の水位を計測する水位計測器(図3における符号310を参照)が設置されている。
In FIG. 1, the flow rate control device according to the embodiment of the present invention manages the water level of the
ダム101の水位計測器は、計測したダム101の水位に関する情報を、後述する水力発電設備Aなどの外部装置に出力する。ダム101の水位計測器は、計測したダム101の水位に関する情報を、常時出力してもよく、「5分ごと」、「10分ごと」などのように所定時間ごとに出力してもよい。
The water level measuring device of the
ダム101は、ダム101の水位計測器が計測するダム101の水位に関する情報などに基づいて、河川の上流側からダム101に流入する水を貯留したり、ダム101に貯留した水をダム101よりも河川の下流側に放流したりして、ダム101よりも河川の下流側の維持流量を確保し、流量を安定させる。ダム101よりも河川の下流側における維持流量を確保することにより、漁業や動植物、水量、景観、水利などの保護を図ることができる。
The
この実施の形態において、ダム101は、「取水堰」などと称される、河川の流水を制御するために河川を横断する形で設けられる、堤防の機能をもたない構造物によって実現されるものであってもよい。取水堰は、河川を堰き止め、取水堰よりも河川の上流側における水位を高くすることによって、水を貯留することができる。取水堰によって実現されるダム101は、ダム101の水位が堰堤の高さに達すると、堰堤の上端(天端)からダム101の水を河川の下流側に越流させることによって放流をおこなう。
In this embodiment, the
ダム101よりも河川の上流側には、水力発電設備102、103が設けられている。水力発電設備102、103は、河川100から取水した水を用いて発電をおこない、発電に用いた水を河川100に放流する。河川100の上流側に設けられた水力発電設備は、水力発電設備102のようにダム101に流れ込む河川100から取水した水を用いて発電をおこなうものに限らず、水力発電設備103のようにダム101に流れ込む河川100以外の水源の水を用いて発電をおこなうものであってもよい。この実施の形態においては、ダム101よりも河川100の上流側に設けられた水力発電設備102、103によって、この発明にかかる第1の水力発電設備を実現することができる。
Hydroelectric
水力発電設備102、103は、それぞれ、取水設備、導水設備、電気設備などを備えている(いずれも図示を省略する)。取水設備は、河川100などの水源から、発電に用いる水を取水する。具体的に、取水設備は、河川100などの水源に向けて開口する取水口を備えており、当該取水口を介して発電に用いる水を取水する。取水口には、水力発電設備102、103への取水量を調整する取水口ゲートが設けられている。
Each of the hydroelectric
導水設備は、取水設備によって取水した水を、電気設備へ導水する。電気設備は、水圧管路、水車、発電機などを備えている。水車や発電機は、水力発電設備102、103の建屋内に設けられている。電気設備は、水圧管路を流れ落ちる際の落差によって得られるエネルギーによって水車を回転させ、水車の回転エネルギーを発電機において電気に変換することによって発電(水力発電)をおこなう。水力発電設備102、103は、発電により生じた電気を送電設備(図示を省略する)に出力し、水車を通過した水を河川100に放流する。水力発電設備102、103から河川100に放流された水は、ダム101に流入する。
The water transfer facility transfers the water taken by the water intake facility to the electrical equipment. The electric equipment is equipped with a penstock, a turbine, and a generator. The water turbine and the generator are installed in the buildings of the hydroelectric
水力発電設備102、103は、水力発電設備102、103による発電量を計測する計測部(図3における符号311を参照)を備えている。水力発電設備102、103が複数の発電機を備えている場合、水力発電設備102、103による発電量は、たとえば、発電機ごとに計測した発電量の合計値としてもよい。水力発電設備102、103による発電量の計測方法については、公知の各種の技術を用いて容易に実現可能であるため説明を省略する。単位時間は、たとえば、5分、10分など任意の長さの時間に設定することができる。単位時間を0分に設定し、常時、発電機の発電量を計測するようにしてもよい。
The hydroelectric
水力発電設備102、103よりも河川100の下流側には、水力発電設備104が設けられている。水力発電設備104は、ダム101の近傍に設けられ、ダム101に貯留された水を用いて発電をおこなう。ダム101の貯水容量が小さい場合、水力発電設備104への取水の有無は、ダム101の水位に直接的に影響する。
A hydraulic
すなわち、ダム101の貯水容量が小さい場合、水力発電設備104への取水によりダム101の水位を下げ、水力発電設備104への取水を停止することにより、ダム101に流入する河川100の水によってダム101の水位を上げることができる。この実施の形態においては、水力発電設備104によって、この発明にかかる第2の水力発電設備を実現することができる。
That is, when the water storage capacity of the
水力発電設備104は、水力発電所に設置されており、取水設備、導水設備、電気設備などを備えている(いずれも図示を省略する)。取水設備は、ダム101に設けられて発電に用いる水を取水する取水口を備えている。水力発電設備104の取水口は、図1における符号105で示す位置に設けられている。
The hydroelectric
取水口には、取水口ゲートが設けられている。取水口ゲートは、上下方向に往復動可能な扉体を備えている。扉体は、両側部に摺動板を備えており、当該摺動板を戸当りに当接させることによって扉体にかかる荷重を摺動板を介して戸当りに伝達した状態で、上下方向に往復動する。扉体には、戸当りとの間の水密を確保する、ゴムなどによって形成された水密部材が設けられている。 An intake gate is provided at the intake. The intake gate is provided with a door body that can reciprocate vertically. The door body is equipped with sliding plates on both sides, and when the sliding plates are brought into contact with the door stop to transfer the load applied to the door body to the door stop through the sliding plates, the vertical direction Reciprocate to. The door body is provided with a watertight member made of rubber or the like for ensuring watertightness between the door and the doorstop.
取水口ゲートは、扉体を上下動させることによって開度を調整することができる。取水口ゲートの開度は、たとえば、扉体が取水口をもっとも大きく開口させる全開位置に対する、扉体の位置によってあらわすことができる。あるいは、取水口ゲートの開度は、扉体を全開位置に位置づけることによりもっとも大きく開口された状態の取水口の開口面積に対して、取水した水が通過可能に開放されている面積によってあらわすことができる。具体的には、たとえば、扉体を全開位置に位置づけることによりもっとも大きく開口された状態の取水口の70%を塞ぐ位置に扉体が位置づけられている場合、取水口ゲートの開度は30%となる。 The opening of the intake gate can be adjusted by moving the door up and down. The opening degree of the intake gate can be represented by, for example, the position of the door body with respect to the fully open position where the door body opens the intake port to the maximum extent. Alternatively, the opening of the intake gate shall be expressed by the area where the intake water is open to the opening area of the intake that is the largest opened by positioning the door at the fully open position. You can Specifically, for example, when the door body is positioned at a position that closes 70% of the intake opening in the state in which it is opened the most by positioning the door body at the fully open position, the opening degree of the intake gate is 30%. Becomes
導水設備は、導水路、水圧管路などを備えている。導水設備は、取水口と水力発電設備104が備える発電機との間を連通する導水路において水量を安定させた後、水圧管路を介して、電気設備が備える水車に水を流れ落とす。導水路は、導水路内に取水した水を圧力をかけた状態で導水する圧力水路であってもよく、圧力をかけずに自然流下させる無圧水路であってもよい。導水路は、水力発電設備104における発電に用いる、ダム101では貯めきれない水を一時的に貯留することができる。
The headrace facility is equipped with a headrace and a penstock. The water transfer facility stabilizes the amount of water in the water transfer channel that communicates between the intake port and the generator included in the hydroelectric
導水設備は、導水路の水位を計測する水位計測器(図示を省略する)を備えている。導水路の水位計測器は、計測した導水路の水位に関する情報を、水力発電設備104の制御装置に出力する。導水路の水位計測器は、計測した導水路の水位に関する情報を、常時出力してもよく、「5分ごと」、「10分ごと」などのように所定時間ごとに出力してもよい。
The water transfer facility is equipped with a water level measuring device (not shown) that measures the water level in the water conduit. The water level measuring device of the headrace outputs information about the measured water level of the headrace to the control device of the hydroelectric
電気設備は、水圧管路、水車、発電機などを備えている。水車や発電機は、水力発電所の建屋内に設けられている。電気設備は、水圧管路を流れ落ちる際の落差によって得られるエネルギーによって水車を回転させ、水車の回転エネルギーを発電機において電気に変換することによって発電をおこなう。発電により生じた電気は送電設備(図示を省略する)に出力される。水車を通過した水は、図示を省略する放水路を介して、水力発電設備104の下流側の河川100’に放流される。
The electric equipment is equipped with a penstock, a turbine, and a generator. Turbines and generators are installed inside the hydropower station. The electric equipment rotates the water turbine by the energy obtained by the drop when flowing down the hydraulic pressure pipeline, and converts the rotational energy of the water turbine into electricity in the generator to generate electricity. Electricity generated by power generation is output to power transmission equipment (not shown). The water that has passed through the water turbine is discharged to the
水力発電設備104における建屋内には、制御装置(図2を参照)が設けられている。制御装置は、たとえば、水位計測器が計測したダム101の水位に関する情報に基づいて、電気設備における運転や運転の停止にかかる各種の制御をおこなったり、上記の計測部と同様に、発電機の発電量を計測したりする。
A control device (see FIG. 2) is provided inside the building of the hydroelectric
また、制御装置は、取水口ゲートの扉体の上下動を制御して、取水口ゲートの開度を調整する。具体的には、制御装置は、取水口ゲートにおける扉体の上下動を制御するモータに対して、扉体を上下動させる開閉制御信号を出力することによって、取水口ゲートの開度を調整する。 Further, the control device controls the vertical movement of the door body of the intake gate to adjust the opening degree of the intake gate. Specifically, the control device adjusts the opening degree of the intake gate by outputting an opening/closing control signal for moving the door body up and down to a motor that controls the vertical movement of the door body at the intake gate. ..
制御装置は、さらに、水力発電設備102、103による発電量に関する情報に基づいて、水力発電設備104への取水量の推定値を算出する。そして、算出した取水量の推定値に基づいて、取水口ゲートの開度を調整する。この実施の形態においては、制御装置によって、この発明にかかる流量制御装置を実現することができる。
The control device further calculates an estimated value of the amount of water taken into the hydraulic
(制御装置のハードウエア構成)
つぎに、制御装置のハードウエア構成について説明する。図2は、制御装置のハードウエア構成を示す説明図である。図2において、制御装置200は、CPU(Central Processing Unit)201、メモリ202、通信I/F(Interface)203を備えている。制御装置200が備える各部201〜203は、バス210によって接続されている。
(Hardware configuration of control device)
Next, the hardware configuration of the control device will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the hardware configuration of the control device. In FIG. 2, the
CPU201は、制御装置200の全体の制御をつかさどる。CPU201は、メモリ202に記憶された制御プログラムを実行することにより、制御装置200が備える各部を駆動制御する。メモリ202は、メモリ202は、ROM、RAMなどによって実現することができ、たとえば、水力発電設備104への取水量の制御に用いる流量管理プログラムを含む、各種の制御プログラムを記憶している。
The
また、メモリ202は、各種のプログラムの実行に用いる各種のデータを記憶している。具体的に、メモリ202は、たとえば、発電量計測用データを記憶している。メモリ202が記憶する発電量計測用データは、水力発電設備102、103ごとの有効落差に関する情報を含む。有効落差は、各水力発電設備102、103における放水面と取水口水面との落差から、水路や水圧管などにおける摩擦による損失落差を差し引いた値によってあらわされる。
The
水路や水圧管などにおける摩擦による損失落差は、具体的には、たとえば、水路勾配による水路損失落差・水圧管の損失落差・放水口の損失落差などによってあらわされる。発電量計測用データは、有効落差に代えてあるいは加えて、各水力発電設備102、103における放水面と取水口水面との落差、水路勾配による水路損失落差、水圧管の損失落差、放水口の損失落差などの情報を含んでいてもよい。
The loss head due to friction in a water channel or a penstock is specifically expressed by, for example, a water channel loss head, a water tube loss head, a water outlet loss head, or the like. Instead of or in addition to the effective head, the power generation amount measurement data includes the head difference between the discharge surface and the intake water surface of each hydroelectric
また、具体的に、メモリ202は、たとえば、水力発電設備102、103ごとの到達時間に関する情報を記憶している。到達時間は、各水力発電設備102、103による発電に用いた水が、ダム101に到達するまでの時間を示す。また、具体的に、メモリ202は、ダム101の上限水位や導水路の満水位に関する情報を記憶している。発電量計測用データ、水力発電設備102、103ごとの到達時間、ダム101の上限水位や導水路の満水位に関する情報は、たとえば、制御装置200の管理者などによってあらかじめメモリ202に記憶される。
Further, specifically, the
通信I/F203は、外部装置との間におけるデータの入出力を制御する。CPU201は、通信I/F203を介して、たとえば、水力発電設備102、103との間で通信をおこない、水力発電設備102、103による発電量に関するデータを取得する。また、CPU201は、通信I/F203を介して、たとえば、ダム101の水位計測器や導水路の水位計測器との間で通信をおこない、各水位計測器から出力される水位に関する情報を取得する。
The communication I/
制御装置200は、さらに、CPU201によって駆動制御されるディスプレイ、入力操作部、スピーカーなどを備えていてもよい。ディスプレイ102は、CPU201によって駆動制御され、各種の画面を表示する。ディスプレイ102は、たとえば、液晶ディスプレイや有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイなど、公知の各種のディスプレイによって実現することができる。
The
入力操作部は、作業者による入力操作を受け付け、受け付けた入力操作に応じた信号をCPU201に出力する。具体的に、入力操作部は、キーボード、テンキー、マウスなどのポインティングデバイス、タッチパネルなどによって実現することができる。
The input operation unit receives an input operation performed by a worker and outputs a signal corresponding to the received input operation to the
スピーカーは、CPU201によって駆動制御され、CPU201から出力されたデジタル形式の音声データをデジタル/アナログ変換し、アナログ形式の音声データに基づいてスピーカーコーンにおけるコイルに通電するなどして音声を出力する。スピーカーは、たとえば、アラーム音などを出力する。
The speaker is drive-controlled by the
(流量管理装置の機能的構成)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の機能的構成について説明する。図3は、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の機能的構成を示すブロック図である。
(Functional configuration of flow control device)
Next, a functional configuration of the flow rate control device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the flow rate control device according to the embodiment of the present invention.
図3において、流量管理装置300の機能は、記憶部301、取得部302、算出部303、制御部304によって実現することができる。記憶部301は、上記の発電量計測用データを記憶する。また、記憶部301は、水力発電設備102、103ごとの到達時間に関する情報を記憶する。この実施の形態においては、たとえば、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300を実現する制御装置200が備えるメモリ202によって記憶部301を実現することができる。
In FIG. 3, the function of the flow
取得部302は、ダム101の水位に関する情報を取得する。この実施の形態においては、たとえば、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300を実現する制御装置200が備えるCPU201、メモリ202、通信I/F203によって、この発明にかかる取得部302を実現することができる。取得部302は、たとえば、ダム101の水位計測器との間で通信をおこない、ダム101の水位計測器による計測結果を示す情報を受信することによって、ダム101の水位に関する情報を取得する。
The
また、取得部302は、導水路の空き容量に関する情報を取得する。具体的に、取得部302は、たとえば、導水路の水位計測器との間で通信をおこない、導水路の水位計測器による計測結果である導水路の水位を示す情報を、導水路の空き容量に関する情報として受信する。導水路における満水位はあらかじめ定められているため、満水位と導水路の水位(現在の導水路の水位)との差分に基づいて、導水路の空き容量を求めることができる。
Further, the
また、取得部302は、水力発電設備102、103による発電量に関する情報を取得する。取得部302は、たとえば、水力発電設備102、103における計測部との間で通信をおこない、計測部が計測した発電量を示す情報を受信することによって、水力発電設備102、103による発電量に関する情報を取得する。
The
ダム101よりも河川100の上流側であってダム101から所定範囲内に、複数の発電機を備えた水力発電設備102、103が設けられている場合、取得部302は、水力発電設備102、103ごとに、各水力発電設備102、103による発電量に関する情報を取得する。複数の発電機を備える水力発電設備102、103の発電量は、たとえば、上記のように、発電機ごとに計測した発電量の合計値によってあらわすことができる。
When the hydroelectric
算出部303は、取得部302によって取得された、水力発電設備102、103による発電量に関する情報に基づいて、水力発電設備104への取水量の推定値を算出する。この実施の形態においては、たとえば、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300を実現する制御装置200が備えるCPU201、メモリ202によって、この発明にかかる算出部303を実現することができる。
The
水力発電設備104への取水量の推定値は、第1の水力発電設備による発電に用いられた水の量(使用水量)がダム101に到達した状況において、ダム101からの無効放流をもっとも少なくするために、使用水量の水がダム101に到達するまでに水力発電設備104へ取水しておく水量の予測値を示す。
The estimated value of the amount of water taken into the hydroelectric
算出部303は、水力発電設備102、103による発電量を当該水力発電設備102、103による発電にかかる使用水量に換算し、換算した使用水量に基づいて、水力発電設備104への取水量の推定値を算出する。水力発電設備102、103による発電量(有効出力)P〔kW〕の大きさは、水車に流入して発電に用いられた水の流量(使用水量)Q〔m3/s〕と有効落差H〔m〕の積に比例する。有効落差の値は固定であるため、各水力発電設備102、103による発電量に基づいて、水力発電設備102、103ごとの使用水量を算出することができる。
The
算出部303は、使用水量に基づく算出によって得られる数値が、水力発電設備104の取水能力を超える場合、水力発電設備104の取水能力以下の水量を、水力発電設備104への取水量の推定値として算出する。算出部303は、複数の発電機を備える水力発電設備102、103について、各発電機による発電量の合計値を、当該水力発電設備102、103による発電量として、水力発電設備104への取水量の推定値として算出してもよい。
When the numerical value obtained by the calculation based on the amount of water used exceeds the water intake capacity of the hydroelectric
算出部303は、換算した使用水量を加算した後のダム101の水位を、所定の上限水位を超えず所定の下限水位を下回らない範囲とする、水力発電設備104への取水量の推定値を算出する。具体的には、算出部303は、たとえば、水力発電設備104による発電能力や取水能力、現在の運転状況あるいは運転計画などに基づいて、換算した使用水量がダム101に到達した場合に、無効放流がもっとも少なくなるように、水力発電設備104への取水量の推定値を算出する。
The
算出部303は、さらに、水力発電設備104における取水口ゲートの開度を算出してもよい。この場合、算出部303は、水力発電設備104への取水量の推定値に基づいて、取水口において、取水した水が通過可能に開放されている面積を、当該推定値に相当する水量を取水できる面積とする、取水口ゲートの開度を算出する。
The
制御部304は、算出部303によって算出された、取水口ゲートの開度に関する情報に基づいて、当該取水口ゲートの開度を調整する。具体的には、取水口ゲートにおける扉体の上下動を制御するモータに対して、扉体の位置が算出部303によって算出した取水口ゲートの開度に相当する位置となるように、当該扉体を上下動させる開閉制御信号を出力する。この実施の形態においては、たとえば、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300を実現する制御装置200が備えるCPU201、メモリ202、通信I/F203によって、この発明にかかる制御部304を実現することができる。
The
制御部304は、取水口ゲートの開度に関する情報に代えて、水力発電設備104への取水量の推定値に基づいて、取水口ゲートの開度を調整してもよい。具体的には、たとえば、ダム101の水位や導水路の水位を計測し、水力発電設備104への取水量の推定値に相当する量を取水するように、取水口ゲートの開度を調整するようにしてもよい。
The
(流量管理装置300の処理手順)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300の処理手順について説明する。図4は、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300の処理手順を示すフローチャートである。
(Processing Procedure of Flow Rate Management Device 300)
Next, a processing procedure of the flow
図4のフローチャートにおいて、まず、ダム101よりも河川100の上流側の水力発電設備102、103が運転中であるか否かを判断する(ステップS401)。ステップS401においては、ダム101よりも河川100の上流側であってダム101から所定範囲内に設けられている水力発電設備102、103が、運転中であるか否かを判断する。ダム101よりも河川100の上流側であってダム101から所定範囲内に、複数の水力発電設備102、103が設けられている場合、ステップS401においては、複数の水力発電設備102、103のうち、少なくともいずれか1つの水力発電設備102、103が運転中であるか否かを判断する。
In the flowchart of FIG. 4, first, it is determined whether or not the hydroelectric
また、ダム101よりも河川100の上流側であってダム101から所定範囲内に、複数の発電機を備えた水力発電設備102、103が設けられている場合、ステップS401においては、当該水力発電設備102、103における複数の発電機のうち、少なくとも1つの発電機が運転中であるか否かを判断する。この場合、水力発電設備102、103に設けられたすべての発電機が発電を停止している場合に、ステップS402へ移行する。
Further, in the case where the hydroelectric
ダム101よりも河川100の上流側であってダム101から所定範囲内に、複数の水力発電設備102、103が設けられている場合、ステップS401においては、複数の水力発電設備102、103のすべてが発電を停止しているか否かを判断してもよい。この場合、複数の水力発電設備102、103のすべてが発電を停止している場合に、ステップS402へ移行する。
When a plurality of hydroelectric
ステップS401において、水力発電設備102、103が運転中ではない、すなわち、水力発電設備102、103が運転を停止している場合(ステップS401:No)、水力発電設備102、103が運転を開始するまで待機する(ステップS402:No)。ダム101よりも河川100の上流側であってダム101から所定範囲内に、複数の水力発電設備102、103が設けられている場合、ステップS402においては、複数の水力発電設備102、103のうち、少なくともいずれか1つの水力発電設備が運転を開始したか否かを判断する。
In step S401, when the hydroelectric
ステップS401において水力発電設備102、103が運転中である場合(ステップS401:Yes)、あるいは、ステップS402において水力発電設備102、103が運転を開始した場合(ステップS402:Yes)、ダム101の水位、ダム101よりも河川100の上流側の水力発電設備102、103の発電量、導水路の水位を取得する(ステップS403)。
If the hydroelectric
ステップS403においては、たとえば、ダム101に設置された水位計測器との間で通信をおこない、当該水位計測器による計測結果を示す情報を受信することによって、ダム101の水位に関する情報を取得する。流量管理装置300は、ステップS403において水位計測器と直接通信をおこなうものに限らず、水位計測器による計測結果を取得可能であって通信機能を備えたコンピュータ装置と通信をおこなうことによって、ダム101の水位に関する情報を取得するものであってもよい。
In step S403, for example, by communicating with a water level measuring device installed in the
また、ステップS403においては、たとえば、ステップS401:Yesにおいて運転中であると判断された水力発電設備102、103、あるいは、ステップS402:Yesにおいて運転を開始したと判断された水力発電設備102、103の発電量に関する情報を取得する。ダム101よりも河川100の上流側であってダム101から所定範囲内に、複数の水力発電設備102、103が設けられている場合、ステップS403においては、複数の水力発電設備102、103のうち、運転中の水力発電設備102、103のすべてと通信をおこなって、各水力発電設備102、103の発電量に関する情報を取得する。
Further, in step S403, for example, the hydraulic
また、ステップS403においては、たとえば、ステップS401:Yesにおいて運転中であると判断された水力発電設備102、103、あるいは、ステップS402:Yesにおいて運転を開始したと判断された水力発電設備102、103において、複数の発電機が運転中である場合、複数の発電機のそれぞれの発電量を合計した値を水力発電設備102、103の発電量に関する情報として取得する。
Further, in step S403, for example, the hydraulic
また、ステップS403においては、たとえば、導水路に設置された導水路の水位計測器による計測結果を取得することによって、導水路の水位に関する情報を取得する。導水路の水位は、導水路の底面からの水深によってあらわされるものであってもよく、取水口ゲートの下端位置から導水路における水面までの距離寸法によってあらわされるものであってもよい。 Further, in step S403, for example, the information about the water level of the headrace is acquired by acquiring the measurement result of the water level measuring device of the headrace installed in the headrace. The water level of the headrace may be represented by the water depth from the bottom surface of the headrace, or may be represented by the distance dimension from the lower end position of the intake gate to the water surface in the headrace.
つぎに、ステップS403において取得した、ダム101よりも河川100の上流側の水力発電設備102、103の発電量、ダム101の水位や導水路の水位に基づいて、水力発電設備104への取水量の推定値を算出する(ステップS404)。ステップS404においては、たとえば、ダム101よりも河川100の上流側の水力発電設備102、103の発電量に基づいて、当該水力発電設備102、103による発電にかかる使用水量を算出し、この使用水量を水力発電設備104への取水量の推定値として算出する。
Next, based on the power generation amounts of the hydroelectric
ステップS404においては、算出した使用水量と、ステップS403において取得したダム101の水位(現在の水位)と、に基づいて、当該使用水量の水がダム101に流入した場合に、ダム101からの無効放流が生じるか否かを判断し、判断結果に基づいて水力発電設備104への取水量の推定値を算出してもよい。
In step S404, based on the calculated amount of water used and the water level of the dam 101 (current water level) acquired in step S403, when the amount of water used flows into the
無効放流が生じるか否かの判断に際しては、ダム101の水位(現在の水位)と、無効放流が生じる水位としてあらかじめ設定されたダム101の上限水位と、に基づいて、ダム101の水位が上限水位に達するまでにダム101が受け入れることが可能な受入水量を算出する。そして、算出した受入水量と使用水量との大小関係を比較し、受入水量が使用水量よりも大きい場合は無効放流が生じないと判断する。なお、上限水位は、真に無効放流が生じる水位に限るものではなく、真に無効放流が生じる水位よりも低くした、余裕をもたせた水位であってもよい。
When determining whether or not an invalid discharge will occur, the upper limit of the water level of the
ダム101からの無効放流が生じると判断した場合、無効放流する水量の予測値を算出する。無効放流する水量の予測値は、使用水量と受入水量との差分によってあらわすことができる。ステップS404においては、使用水量と受入水量との差分、すなわち、無効放流する水量を、水力発電設備104への取水量の推定値として算出してもよい。
When it is determined that the ineffective discharge from the
ダム101よりも河川100の上流側であってダム101から所定範囲内に、複数の水力発電設備102、103が設けられている場合、ステップS404においては、運転中の各水力発電設備102、103による発電量に基づいて、水力発電設備102、103ごとの使用水量を算出し、算出した各使用水量を合計した値と受入水量との差分を、無効放流する水量の予測値として算出してもよい。
When a plurality of hydroelectric
水力発電設備104への取水量の推定値は、水力発電設備102、103の使用水量あるいは無効放流する水量に、所定の係数を乗算した値であってもよい。この場合、所定の係数は、1より大きい数値とする。これにより、水力発電設備104への取水量の推定値に相当する水量を取水することにより、確実に、取水後のダム101の水位を上限水位よりも低くすることができる。
The estimated value of the amount of water taken into the hydroelectric
また、ダム101よりも河川100の上流側であってダム101から所定範囲内に、複数の水力発電設備102、103が設けられている場合、ステップS404においては、運転中の各水力発電設備102、103による発電量の合計値を算出し、算出した合計値に基づいて複数の水力発電設備102、103による発電にかかる使用水量を算出してもよい。この場合、たとえば、各水力発電設備102、103の有効落差の平均値を有効落差に関する情報として、水力発電設備104への取水量の推定値を算出してもよい。
When a plurality of hydroelectric
つぎに、ステップS404において算出した、水力発電設備104への取水量の推定値に基づいて、取水口ゲートの開度を算出する(ステップS405)。ステップS405においては、ステップS404において算出した、水力発電設備104への取水量の推定値に相当する水量を取水できるまで取水口を開口させる取水口ゲートの開度を算出する。
Next, the opening degree of the intake gate is calculated based on the estimated value of the amount of water intake to the hydroelectric
その後、ステップS405において算出した取水口ゲートの開度に基づいて、取水口ゲートにおける扉体の上下動を制御するモータに対して、算出した取水口ゲートの開度の位置に扉体を位置づける開閉指示信号を出力する(ステップS406)。その後、ステップS401へ移行して、ダム101よりも河川100の上流側の水力発電設備102、103が運転中であるか否かを判断する。これにより、水力発電設備102、103が運転している間、運転中の水力発電設備102、103による発電に用いた使用水量に応じて、取水口ゲートの開度を調整することができる。
Then, based on the opening degree of the intake gate calculated in step S405, opening and closing for positioning the door body at the calculated opening degree of the intake gate with respect to the motor for controlling the vertical movement of the door body at the intake gate. An instruction signal is output (step S406). After that, the process proceeds to step S401, and it is determined whether or not the hydroelectric
上述した実施の形態においては、算出部303による算出結果に基づいて取水口ゲートの開度を調整する制御をおこなう流量管理装置300について説明したが、取水口ゲートの開度は、流量管理装置300が直接的に調整するものに限らない。たとえば、図5に示すように、算出部303による算出結果は、外部装置に出力し、外部装置において活用するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the flow
図5は、この発明にかかる別の実施の形態の流量管理装置300の機能的構成を示すブロック図である。別の実施の形態の説明においては、上述した実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。図5に示すように、この発明にかかる別の実施の形態の流量管理装置300の機能は、記憶部301、取得部302、算出部303、出力部501によって実現することができる。
FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of a flow
出力部501は、算出部303によって算出された、水力発電設備104への取水量の推定値または取水口ゲート502の開度に関する情報を出力する。出力部501は、具体的には、たとえば、水力発電設備104の遠隔地に設けられたサーバコンピュータなどによって流量管理装置300を実現する場合に、取水口ゲート502の動作を駆動制御するコンピュータ装置などに対して、水力発電設備104への取水量の推定値または取水口ゲート502の開度に関する情報を出力する。
The
この場合、取水口ゲート502の動作を駆動制御するコンピュータ装置は、流量管理装置300から受信した情報に基づいて取水口ゲート502を駆動制御する。具体的には、取水口ゲート502における扉体の上下動を制御するモータに対して、扉体の位置が算出部303によって算出した取水口ゲート502の開度に相当するとなるように、当該扉体を上下動させる開閉制御信号を出力する。
In this case, the computer device that drives and controls the operation of the
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300は、河川100を横断する堰堤を備えたダム101よりも当該河川100の上流側に設けられて、発電に用いた水を当該河川100に放流する水力発電設備102、103による発電量に関する情報を取得する取得部302と、取得部302によって取得された、水力発電設備102、103による発電量に関する情報に基づいて、当該水力発電設備102、103よりも河川100の下流側に設けられた第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出する算出部303と、を備えたことを特徴としている。
As described above, the flow
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、同一の河川100に複数の水力発電設備が設けられている環境において、河川100の上流側に設けられた水力発電設備102、103による発電量(有効出力)に基づいて、水力発電設備102、103よりも河川100の下流側に設けられた第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することにより、水力発電設備102、103による発電に用いられた水がダム101に到達する前に、ダム101の水位の変動を予測して第2の水力発電設備104への取水量を調整することができる。
According to the flow
これにより、ダム101の水位の実測値に基づいてダム101の水位の調整をおこなう場合よりも早期にダム101の水位を調整することができ、水力発電設備102、103による発電に用いられた水の流入や、水力発電設備102、103における運転停止による流入量の減少など、ダム101への流入量の変動が生じる場合にも、ダム101の水位の大幅な変動を抑え、ダム101の水位を適正に維持することができる。
As a result, the water level of the
このように、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、ダム101の水位を適正に維持することにより、ダム101よりも河川100の下流側における維持流量を確保することができる。特に、貯水量の少ないダム101において、ダム101よりも河川100の下流側における維持流量を確保することができる。
As described above, according to the flow
日本国内においては、ダム101が設けられた同一の河川100に小規模な発電設備が複数設けられている環境が多く存在している。水力発電は、自然環境に配慮しつつ、一定量の電力を安定的に供給することができるため、近年の再生可能エネルギーの利用促進にともない、今後広く普及することが想定される。一方で、自然エネルギーを利用する再生可能エネルギーは、時期や時刻、天候などによって発電量が変動するため、既存の電力系統へ接続する場合には電気の需要と供給のバランスを考慮して、適宜、発電や発電停止をおこなう必要が生じる。
In Japan, there are many environments in which a plurality of small-scale power generation facilities are installed in the
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、このようなダム101が設けられた同一の河川100に小規模な発電設備が複数設けられている環境に適用することができ、ダム101よりも河川100の下流側における維持流量を確保することができる。これにより、自然環境に配慮することができる水力発電の普及に貢献することができる。
The
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300は、算出部303が、水力発電設備102、103による発電量を当該水力発電設備102、103による発電にかかる使用水量に換算し、換算した使用水量に基づいて、第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
Further, in the flow
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、発電に用いられた水量を精度よく反映する水力発電設備102、103による発電量(有効出力)を、水力発電設備102、103による発電にかかる使用水量に換算することにより、水力発電設備102、103による発電に用いられた水がダム101に到達する前に、水力発電設備102、103による発電に用いられた水がダム101に到達することによるダム101の水位の変動を高精度に予測することができる。
According to the flow
これにより、水力発電設備102、103による発電に用いられた水がダム101に到達する際に、ダム101の水位の変動に取水ゲートの開度の調整が追従できずにダム101水位が上限水位を上回ったり、第2の水力発電設備104への取水量が多すぎて下限水位を下回ったりすることを抑制し、ダム101の水位を適正に維持することができる。
As a result, when the water used for power generation by the hydroelectric
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300は、取得部302が、ダム101の水位に関する情報を取得し、算出部303が、さらに、取得手段によって取得されたダム101の水位に関する情報に基づいて、換算した使用水量を加算した後のダム101の水位を、所定の上限水位を超えず所定の下限水位を下回らない範囲とする、第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
Further, in the flow
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、ダム101の水位を考慮して算出した第2の水力発電設備104への取水量の推定値にしたがって取水することで、換算した使用水量を加算した後のダム101の水位を、所定の上限水位を超えず所定の下限水位を下回らない範囲内とすることができる。
According to the flow
これにより、ダム101の水位の実測値に基づいてダム101の水位の調整をおこなう場合よりも早期にダム101の水位を調整することができ、ダム101の水位の変動に取水ゲートの開度の調整が追従できずにダム101水位が上限水位を上回って無効放流が生じたり下限水位を下回ってダム101よりも下流側の河川100’における維持流量が不足したりすることを抑制し、ダム101の水位を適正に維持することができる。
As a result, the water level of the
また、取水量の推定値に裕度を持たせることができ、裕度をもって第2の水力発電設備104への取水にかかる制御をおこなうことができるので、第2の水力発電設備104における取水にかかる制御に携わる作業者の負担軽減を図るとともに、ダム101の水位を適正に維持することができる。
Further, since it is possible to allow the estimated value of the amount of water intake to have a margin and to control the water intake to the second hydraulic
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300は、算出部303が、第2の水力発電設備104への取水量の推定値に基づいて、ダム101と当該第2の水力発電設備104とを連通する取水口に設けられた取水口ゲートの開度を算出することを特徴としている。
Further, in the flow
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、第2の水力発電設備104への取水量の推定値に基づいて算出した開度にしたがって取水口ゲートを制御することができる。これにより、算出結果を直接、取水口ゲートの制御に用いることができるので、第2の水力発電設備104における取水にかかる制御に携わる作業者の負担軽減を図るとともに、ダム101の水位を適正に維持することができる。
According to the flow
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300は、取得部302が、取水口と第2の水力発電設備104が備える発電機とを連通する導水路の空き容量に関する情報を取得し、算出部303が、さらに、取得手段によって取得された導水路の空き容量に関する情報に基づいて、第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
Further, in the flow
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、即座に第2の水力発電設備104による発電に用いられる水量に加えて、導水路の空き容量を加味して第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することができる。これにより、裕度をもって第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することができるので、第2の水力発電設備104における取水にかかる制御に携わる作業者の負担軽減を図るとともに、ダム101の水位を適正に維持することができる。
According to the flow
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300は、取得部302が、ダム101よりも上流側であって当該ダム101から所定範囲内に設けられた水力発電設備102、103による発電量に関する情報を取得することを特徴としている。
Further, in the flow
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、ダム101から所定範囲内に設けられていることから、発電にともないダム101の水位の変動に大きく影響を与える水力発電設備102、103による発電に用いられた水量を加味して、ダム101の水位の変動を予測し、第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することができる。
According to the flow
そして、発電にともないダム101の水位の変動に大きく影響を与える水力発電設備102、103による発電に用いられた水量を加味した予測にしたがって第2の水力発電設備104への取水量を調整し、ダム101の水位を調整することにより、確実に、ダム101の水位を適正に維持することができる。
Then, the amount of water taken into the second hydraulic
特に、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、上流側の近い位置に水力発電設備102、103が設けられており、水力発電設備102、103による発電にともなって河川100に放流される水の影響を受けやすい、貯水量の少ないダム101において、ダム101の水位を適正に維持することができる。これにより、ダム101よりも河川100の下流側における維持流量を確保することができる。
Particularly, according to the flow
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300は、取得部302が、複数の水力発電設備102、103による発電量に関する情報を取得し、算出部303が、複数の水力発電設備102、103による発電量に基づいて第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
Further, in the flow
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、ダム101よりも河川100の上流側に複数の水力発電設備102、103が設けられている環境において、水力発電設備102、103がそれぞれ別個に発電をおこなった場合にも、発電をおこなった複数の水力発電設備102、103による発電量(有効出力)に基づいて第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することにより、複数の水力発電設備102、103による発電に用いられた水がダム101に到達する前に、ダム101の水位の変動を予測して第2の水力発電設備104への取水量を調整することができる。
According to the flow
これにより、ダム101の水位の実測値に基づいてダム101の水位の調整をおこなう場合よりも早期にダム101の水位を調整することができ、ダム101の水位の変動に取水ゲートの開度の調整が追従できずにダム101水位が上限水位を上回ったり下限水位を下回ったりすることを抑制し、ダム101の水位を適正に維持することができる。
As a result, the water level of the
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300は、算出部303が、複数の水力発電設備102、103による発電量の合計値に基づいて第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
Further, in the flow
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、水力発電設備102、103の数にかかわらず、第2の水力発電設備104への取水量の推定値を算出することができる。これにより、水力発電設備102、103による発電に用いられた水がダム101に到達する前に、ダム101の水位の変動を予測して第2の水力発電設備104への取水量を調整することができる。
According to the flow
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300は、算出部303によって算出された、第2の水力発電設備104への取水量の推定値または取水口ゲートの開度に関する情報に基づいて、当該取水口ゲートの開度を調整する制御部304を備えたことを特徴としている。この発明にかかる実施の形態の流量管理装置300によれば、取水口ゲートの開度を調整して、第2の水力発電設備104への取水量を調整することができる。
Further, the flow
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置においては、算出部303によって算出された、第2の水力発電設備104への取水量の推定値または取水口ゲートの開度に関する情報を出力する出力部501を備えていてもよい。
Further, in the flow rate management device of the embodiment according to the present invention, the estimated value of the amount of water intake to the second hydraulic
このような流量管理装置300によれば、取水口ゲートを制御する制御装置200とは別のコンピュータ装置によって流量管理装置300を実現することができる。これにより、複数の取水口ゲートの開度の制御にかかる第2の水力発電設備104への取水量の推定値または取水口ゲートの開度を、1台の流量管理装置300によって算出することができ、ダム101の水位の維持管理にかかるシステムの運用管理の簡略化を図ることができる。具体的には、監視対象とするコンピュータ装置の数を少なくして、ネットワーク接続の健全性の管理やセキュリティ対策にかかる作業者の負担軽減を図ることができる。
According to such a flow
なお、この実施の形態で説明した流量管理方法は、あらかじめ用意された流量管理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。この流量管理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、この流量管理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。 The flow rate management method described in this embodiment can be realized by executing a flow rate management program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. The flow rate management program is recorded in a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, or a DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer. The flow rate management program may be a transmission medium that can be distributed via a network such as the Internet.
以上のように、この発明にかかる流量管理装置は、河川の維持流量を管理する流量管理装置に有用であり、特に、貯水容量の小さいダムよりも河川の下流側の維持流量を管理する流量管理装置に適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the flow rate control device according to the present invention is useful as a flow rate control device that controls the maintenance flow rate of a river, and particularly, the flow rate control that controls the maintenance flow rate on the downstream side of a river with respect to a dam having a small water storage capacity. Suitable for equipment.
100 河川
100’ ダムよりも下流側の河川
101 ダム
102〜104 水力発電設備
100 rivers 100' rivers downstream of the
Claims (10)
前記取得手段によって取得された、前記第1の水力発電設備による発電量に関する情報に基づいて、当該第1の水力発電設備よりも前記河川の下流側に設けられた第2の水力発電設備への取水量の推定値を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とする流量管理装置。 An acquisition unit that is provided on the upstream side of the river that has a dam that crosses the river and that acquires information about the amount of power generated by the first hydroelectric power generation facility that discharges the water used for power generation to the river,
Based on the information about the amount of power generated by the first hydroelectric power generation equipment acquired by the acquisition means, the second hydroelectric power generation equipment provided on the downstream side of the river with respect to the first hydroelectric power generation equipment. Calculating means for calculating an estimated value of water intake,
A flow rate control device comprising:
前記算出手段は、前記取得手段によって取得された、前記第1の水力発電設備の取水量、前記ダムの水位および前記導水路の空き容量に関する情報に基づいて、前記第2の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする請求項4に記載の流量管理装置。 The acquisition unit acquires information about an empty capacity of a water conduit connecting the water intake port and a generator provided in the second hydraulic power generation facility,
The calculation means calculates the amount of water taken in by the first hydraulic power generation equipment, the water level of the dam, and the empty capacity of the headrace, which is acquired by the acquisition means, to the second hydraulic power generation equipment. The flow rate control device according to claim 4, wherein an estimated value of the amount of water intake is calculated.
前記算出手段は、複数の前記第1の水力発電設備による発電量に基づいて前記第2の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の流量管理装置。 The acquisition means acquires information regarding the amount of power generated by the plurality of first hydraulic power generation facilities,
7. The calculation unit calculates an estimated value of the amount of water taken into the second hydraulic power generation facility based on the amount of power generated by a plurality of the first hydraulic power generation facilities. The flow management device described in one.
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