JP2020193614A - 水車の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水位調整運転での水位調整状況により許容出来る範囲で電力系統の負荷需要に対応した負荷調整運転を可能とする水車の制御方法及び制御装置を得ること。【解決手段】本発明は、水車に流入する水量を制御する水位調整運転と、電力系統の負荷需要に対応しゼロから１の範囲で変化する出力調整指令による遠隔運転との併用運転をする水車を適用するものとし、更に水位調整運転を適用した水位が所定範囲を超過した場合に水位超過量に基づき出力調整指令に対する補正値を算出し、電力補正値を加算して水位調整運転を適用した水位を一定範囲内に納めるよう水車出力を制御しながら、出力調整指令に対応した自動運転を可能とすることで、水位調整運転での水位調整状況により許容出来る範囲で電力系統の負荷需要に対応した負荷調整運転を可能とする。【選択図】図２

Description

本発明は、水力発電装置に係り、上流からの流れ込みがある上池、又は上部サージタンク、又は流れ込み水力発電所における貯水槽、又は下池、又は下部サージタンクの水位が測水範囲内の一定範囲となるように、水車に流入する水量を制御する水位調整運転と、電力系統の負荷需要に対応し変化する出力調整指令による遠隔運転とを併用運転する水車の制御方法及び制御装置に関するものである。

水力発電プラントには、ダム式と流れ込み式とがある。流れ込み式水力発電所においては、上流の河川から取水した水を一旦上水槽に貯め、水圧鉄管を通して発電機と直結した水車に導き、上水槽からのオーバーフローや水位の過剰低下を防止するため、水位検出器からの上水槽の水位と開度検出器からのガイドベーン開度を基に、比例要素部と積分要素部からなる水位調整器を有する負荷調整装置の出力信号と調速機出力信号との低値選択によりサーボモータを制御しガイドベーン又はランナブレードを制御し、上水槽の水位を所定範囲内に維持するように負荷を取る。比較的に貯水面積の小さい上ダムを有するダム式発電所においては、上ダムに流入する河川水又は上流側発電所からの放水量とダム式発電所側での発電使用水量との差で、上流の河川から取水した水を一旦上水槽に貯め、水圧鉄管を通して発電機と直結した水車に導き、上ダムからのオーバーフローや水位の過剰低下を防止するため、水位検出器からの上水槽の水位と開度検出器からのガイドベーン開度を基に、比例要素部と積分要素部からなる水位調整器を有する負荷調整装置の出力信号と調速機出力信号との低値選択によりサーボモータを制御しガイドベーン又はランナブレードを制御し、上水槽の水位を所定範囲内に維持するように負荷を取る例もある。

上記の様な発電所における発電量は、河川からの流入水量又は上流側発電所からの放水量に依存したものとならざるを得ず、流入水量に基づいたほぼ一定負荷運転となり、電力系統の負荷需要変化に対応した出力調整運転は、大きなダムを有するダム式発電所で行なわざるを得なかった。

この様な流れ込み式水力発電所における水位調整運転によるほぼ一定負荷運転からピーク負荷運転への移行が可能な自動水位調整装置を備えた水力発電所の制御方法は、特許文献１で開示されている。

図３に、特許文献１で開示された発明の構成を示す。７０は、通常の水位調整機能に系統の電力需要が急増した場合に過渡的に負荷を増大させて全負荷運転を可能とする機能への切換機能を有する自動水位調整制御装置である。１１は、水槽に設けられた水位を検出して水槽水位を出力する水位検出器である。１２は、水位検出器１１より出力される水槽水位が入力され、この水槽水位を制御に適用する水位信号に変換して出力する変換器である。１３は、設定された基準水位信号を出力する基準水位設定器である。１４は、上記の水位信号と基準水位信号が入力され、両入力信号の偏差信号を出力する第１の加算器である。

１５は、水力発電所毎に予め定められた水位垂下率と第１の加算器１４の出力する偏差信号とが入力され、両入力を乗算して乗算値を出力する乗算器であり、自動水位調整装置７０の比例演算部となる。１６はリミッタであり、乗算器１５の乗算値が入力され乗算値の上下限を制限したリミッタ出力を出力する。

５０は、第１の加算器１４の出力が入力され、この入力を積分演算して積分値を出力する積分器で、自動水位調整制御装置７０の積分演算器となる。５１は、積分器５０の積分値が入力され、入力された積分値の上下限を制限したリミッタ出力を出力するリミッタである。５３は、リミッタ１６とリミッタ５１の各々のリミッタ出力が入力され、両入力を加算して出力する第２の加算器である。

５５は、運転モード切換器であり、５５a１、５５a２および５５a３の３個の接点を備え、後述の図４に示す運転モード記憶器８０の出力により切換制御される。そして第１の接点５５a１は、運転モードが水位調整運転モードの時のみ閉路し、第２の接点５５a２は、運転モードがピーク運転モードの時のみ閉路し、第３の接点５５a３は、運転モードが無負荷運転モードの時のみ閉路し、他の運転モードの時はそれぞれ開路している。

第１の接点５５a１の一端は、第２の加算器５３の出力端子に接続される。また、第２の接点５５a２の一端には、全負荷開度信号s８を出力する全負荷開度設定器５６が接続され、第３の接点５５a３の一端には、無負荷開度信号s９を出力する無負荷開度設定器５７が接続される。

２０は、上記運転モード切換器５５と後述の負荷制限設定器２５の出力である負荷制限とが入力され、両入力の偏差信号を出力する第３の加算器である。

２１は、予め定められた不感帯が設定される不感帯設定器であり、第３の加算器２０の偏差信号出力が入力される。そして入力された偏差信号の値が、設定された不感帯の範囲内にある間は出力は変化しないが、不感帯の上下限を超過すると入力に応ずる出力を生ずる。２２は、不感帯設定器２１の出力が入力され、この入力に予め定められた定数を乗算してゲインを設定する乗算器である。２３は、乗算器２２の出力が入力され、入力に応ずる幅を有する増・減パルス信号を出力するパルス発生器である。そして不感帯設定器２１、乗算器２２およびパルス発生器２３は自動水調整制御装置７０の負荷制限設定器制御部を構成する。

２５は、上記の負荷制限設定器で、パルス発生器２３の出力する増・減パルス信号が入力され、入力された増・減パルス信号のパルス幅の応ずる速度で、後述する水車のガイドベーン操作機構２７を制御しガイドベーンの開度を０から１００％の間で変化させる負荷制限を出力する。

２６は調速機、２７は上記の水車のガイドベーン操作機構であり、ガイドベーン操作機構２７は調速機２６に機械的に連結されており、調速機２６によりその開度が調整され、ガイドベーン開度に応じて水車に導入される水車流量２８が調整される。この調速機２６には、負荷制限設定器２５から負荷制限が入力され、入力された負荷制限により指令されたガイドベーン開度となるようにガイドベーン操作機構２７を制御しガイドベーンを開または閉制御する。

この様にして、ガイドベーン操作機構２７が制御されガイドベーンが開閉制御され、そのガイドベーン開度が変化すると水車流量２８が変化し、これにより水槽水位も変化して水位検出器１１により検出される水槽水位出力が変化する。

この場合、河川等から流れ込む流入水量より水車流量２８の方が多いと水槽水位は低下し、逆に河川等から流れ込む流入水量より水車流量２８の方が少ないと水槽水位は上昇する。また、河川等から流れ込む流入水量と水車流量２８とが一致すると水槽水位は変化しないことになり、このように水槽水位を調整するのが自動水位調整制御装置である。

図４において全体を破線で囲み符号８０を付した部分は、運転モード切換器で、入力された運転指令等を記憶すると共に運転指令等に応ずる信号を前述の図３に示す運転モード切換器５５に出力してこれを切換制御する。

３０は、制御開閉器の接点で、その閉路によりピーク運転指令s２が出力される。

４４は、図３に示す水位検出器１１がピーク運転終了水位を検出したときに閉路してピーク運転終了信号s３を出力するリミットスイッチの接点である。４５はピーク運転終了から自動水位調整制御装置７０による水位調整運転に移行する際に時限を与えるための限時動作タイマである。

制御開閉器の操作により接点３０を閉路してピーク運転指令s２が運転モード記憶器８０に入力されると、運転モード記憶器８０は自己の出力により水位調整運転モードm１がリセットされてピーク運転モードm３になると共に切換信号k２を出力する。この切換信号k２は、図３に示す運転モード切換器５５に入力され運転モード切換器５５を切換制御し、その閉路していた第１の接点５５a１を開路し、開路していた第２の接点５５a２を閉路させる。よって全負荷開度設定器５６の出力する全負荷開度信号s８は、接点５５a２を介して第２の加算器２０に入力されるから水力発電所の運転モードは、水位調整運転モードからピーク運転モードに切換えられる。

また、リミットスイッチの接点４４が閉路してピーク運転終了信号s３が運転モード記憶器８０に入力されると、運転モード記憶器８０は自己の出力によりピーク運転モードm３がリセットされ無負荷運転モードm４になると共に切換信号k３を出力する。この切換信号k３は、図３に示す運転モード切換器５５に入力され運転モード切換器５５を切換制御し、その閉路していた第２の接点５５a２を開路し、開路していた第３の接点５５a３を閉路させる。よって無負荷開閉器５７の出力する無負荷開度信号s９は接点５５a３を介して第２の加算器２０に入力されるから水力発電所の運転モードは、ピーク運転モードから無負荷運転モードに切換えられる。さらに、ピーク運転終了信号s３は、限時タイマ４５にも入力されてこれを起動し、タイマ４５の設定時間tが経過するとタイマ４５は出力を生じ、この出力は運転モード記憶器８０に入力されるから、無負荷運転モードm４がリセットされ水位調整運転モードm１になると共に切換信号k１を出力する。この切換信号k１は、図３に示す運転モード切換器５５に入力され運転モード切換器５５を切換制御し、その閉路していた第３の接点５５a３を開路し、開路していた第１の接点５５a１を閉路させる。よって第２の加算器５３の出力が接点５５a１を介して第３の加算器２０に入力されるから水力発電所の運転モードは、無負荷運転モードから水位調整運転モードに切換えられ常時の運転状態となる。

この様に構成された通常の水位調整機能に系統の電力需要が急増した場合に過渡的に負荷を増大させて全負荷運転を可能とする機能への切換機能を有する自動水位調整制御装置を水力発電所の制御に適用することにより、通常時は水位調整運転により河川からの流れ込む流入水量に無関係に過渡的な全負荷運転移行に備えた高水位での運用を行なうことで、任意の時間にピーク運転に移行し、系統の電力需要急増に一定時間対応が可能である。

しかしながら、前記自動水位調整制御装置による制御では、系統の電力需要が急増する場合での特定の場合で全負荷運転に移行するもので、通常時の系統の電力動揺や周波数変動に対応した電力調整が行えない状況になっている。

特開平９−２２８９４２号公報

特許文献１に記載の発明においては、通常時には運転モードを水位調整運転モードに設定し、更に系統の電力需要が急増した場合に過渡的に負荷を増大させて全負荷運転へ即座に移行を可能とする様に、水槽水位を高水位側とする水位調整設定を適用し、水槽へ流れ込む流入水量とは無関係に任意の時間にピーク運転への移行が可能である。

しかしながら、自動水位調整制御装置適用による制御では、全負荷運転モード選択によるピーク運転により水槽水位が一定水位まで低下した後ピーク運転終了信号が出力され、限時タイマ設定により一定時間無負荷運転され水槽水位が高水位側に回復された後、水位調整運転モードへ復帰され、水槽水位を高水位に保ち、系統の電力需要が急増した場合でのピーク運転モードへの移行に待機した状態で流入水量に応じた一定負荷運転状態が継続することとなり、通常時の系統の電力動揺や系統の周波数変動に対応した電力調整が行えない状況となっている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、水位調整運転での水位調整状況により許容出来る範囲で電力系統の負荷需要に対応した負荷調整運転を可能とする水車の制御方法及び制御装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる水車の制御方法及び制御装置は、水車に流入する水量を制御する水位調整運転と、電力系統の負荷需要に対応しゼロから１の範囲で変化する出力調整指令による遠隔運転との併用運転をする水車を適用するものとし、更に各部水位が所定範囲を超過した場合に水位超過量に基づき出力調整指令に対する補正値を算出し、水位調整補正値を加算して各部水位を一定範囲内に納めるよう水車出力を制御しながら、出力調整指令に対応した自動運転を可能とすることで、水位調整運転での水位調整状況により許容出来る範囲で電力系統の負荷需要に対応した負荷調整運転を可能とするものである。

本発明にかかる水車の制御方法及び制御装置は、水位調整運転での水位調整状況により許容出来る範囲で電力系統の負荷需要に対応した負荷調整運転を実現できる、という効果を奏する。

本発明の実施例に係る水車の制御装置の構成図 本発明の実施例に係る水車の制御装置の電力調整指令値の演算部の構成図 従来の過渡的に全負荷運転への移行を可能とした自動水位調整制御運転に係る水車の制御装置の構成図 従来の過渡的に全負荷運転への移行を可能とした自動水位調整制御装置の運転モード記憶器の構成図

以下に、本発明にかかる水車の制御方法及び制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明に係る一実施例を示す図で、従来例を説明するのに用いた前記図３と同一符号は同一部分又は相当部分を示す。

６は速度検出器で、検出した実際の回転速度信号(Pu.値)を出力する。

９は周波数設定器(65F)で、設定周波数の出力信号(Pu.値)を出力する。

３１は加算器で、速度検出器６の出力値と周波数設定器(65F)９の出力値とが入力され、両者の偏差信号を出力する。

３２は加算器で、加算器３１の出力値と後述の速度垂下率乗算器４０への入力に速度垂下率σを乗算した値とが入力され、両者の偏差信号値を出力する。

３３は調速機(PID制御部)で、加算器３２の出力値が入力される。調速機(PID制御部)３３は、その入力値に対する比例制御要素(P)部の出力、積分制御要素(I)部の出力及び微分制御要素(D)部の出力を合算した値を出力する。

３４は低値選択器で、調速機(PID制御部)３３の出力信号と負荷調整装置７７の出力信号とが共に入力され、何れか低い値を選択して出力する。

３５は加算器で、低値選択器３４の出力信号と後述の積分器３８のガイドベーン開度指令である出力値が入力され、両者の偏差値を出力する。

３６は増幅器で、加算器３５の出力値が入力され、所定のゲインを乗じた値を出力する。

３７はアクチュエータで、増幅器３６の出力値と後述の積分器３８の出力値とが共に入力され、両者の差に基づき決定されるガイドベーン開閉操作量を出力する。

３８は積分器で、アクチュエータ３７の出力値であるガイドベーン開閉操作量が入力され、このガイドベーン開閉操作量を積分した結果のガイドベーン開度指令を出力する。尚、このガイドベーン開度指令である積分器３８の出力値は、ガイドベーン全閉の最小値0.0Pu.からガイドベーン全開の最大値1.0Pu.の範囲に制限される。

２７はガイドベーン操作機構で、積分器３８の出力値であるガイドベーン開度指令によりガイドベーン開度を制御することにより、水車流量２８を増減制御し、結果として水車出力が制御される。

２９は加算器で、上池における流出水量である水車流量２８のQtと上池への流入水量のQsとの差を模擬算出する。この流出水量と流入水量との差の累積結果により、上池の水位変化が発生することになる。

１１は水位検出器で、前記上池の水位変化を検出し、水位信号を出力する。

１００は水位による65P補正演算部で、後述の図２で示す様に水位検出器１１の水位信号出力値に基づき、系統の電力需要に対応し変化する電力指令値への電力指令補正値65P3を算出し出力する。

６１は積分器で、系統の電力需要に対応し遠隔制御所から発信される“0”−“1”−“0”又は“0”−“-1”−“0”のパルス信号である電力増減指令値65P1を積分し、電力系統の需要に対応し変化する出力指令値65P2を出力する。積分器６１の出力は、無負荷開度相当の最小値αPu.から最大値1.0Pu.に制限される。

６２は加算器で、積分器６１の出力である出力指令値65P2と水位による65P補正演算部１００の出力である電力指令補正値65P3を加算した補正済電力指令値65Pを出力する。

３９は加算器で、積分器３８の出力であるガイドベーン開度指令と加算器６２の出力である補正済電力指令値65Pの差を算出し出力する。

４０は速度垂下率乗算器で、加算器３９の出力値に速度垂下率σを乗算した結果を出力し、前記加算器３２に入力する。

図２は、本発明の一実施例に係る水車制御装置の電力調整指令値の演算部の構成図であり、前記水位による65P補正演算部１００の構成例を示すものである。

１１は前述の図１に示す水位検出器で、上池の水位変化を検出し、水位信号を出力するものである。

１３は基準水位設定器で、設定された基準水位信号を出力するものである。

１０３は加算器で、水位信号と基準水位信号とが入力され、両信号での水位偏差値を出力する。

１２２は水位超過による水位調整制御復帰信号発生器で、水位調整制御解除での系統の電力需要に対応した出力調整運転での上池水位偏差のDB4以上へ超過又は-DB3以下へ超過した範囲で水位調整制御への復帰信号である“0”を出力し、その他の水位偏差で“1”を出力する。

１２０は加算器で、水位調整制御解除としての“0.0”−“1.0”−“0.0”パルス信号が入力され後述の乗算器１２１の出力が“1.0”の状況において、水位調整制御解除指令信号“1”を自己保持する。

１２１は乗算器で、加算器１２０の出力と水位調整制御復帰信号及び水位超過による水位調整制御復帰信号発生器１２２の出力信号とを乗算した結果を出力し、加算器１２０へ入力する。ここで、水位調整制御復帰信号及び水位超過による水位調整制御復帰信号発生器１２２の出力信号が共に“1.0”の状況において、水位調整制御解除信号“0.0”−“1.0”−“0.0”のパルス信号が加算器１２０に入力されると、加算器１２０の出力が“1.0”の状況において乗算器１２１の３つの入力がすべて“1.0”となり、乗算器１２１と加算器１２０による自己保持機能により水位調整制御解除信号が“0.0”となっても加算器１２０の出力は“1.0”で保持される。一方、水位調整制御復帰信号又は水位超過による水位調整制御復帰信号発生器１２２が“0.0”の出力信号を出力すると、乗算器１２１の出力が“0.0”となり、乗算器１２１と加算器１２０により自己保持されていた水位調整制御解除信号が解除される。

１２３は水位調整運転信号発生器で、加算器１２０から出力される水位調整制御解除信号“0.0”、“1.0”を各々“1.0”、“0.0”に反転させて出力する。従って、水位調整運転信号発生器１２３は、水位調整制御解除指令が“ON”に相当する入力値“1.0”に対して“0.0”を出力し、水位調整制御解除指令が“OFF”に相当する入力値“0.0”に対して“1.0”を出力することになる。

１２４は乗算器で、加算器１０３の出力である水位信号と基準水位信号との水位偏差値に水位調整制御解除指令が“ON”に相当する水位調整運転信号発生器１２３の出力値の“0.0”に対しては加算器１０３の出力の水位偏差値に乗算した結果が“0.0”となり、乗算器１２４以降の水位による65P補正演算部１００が機能しなくなり、水位調整制御解除指令が“OFF”に相当する水位調整運転信号発生器１２３の出力値の“1.0”に対しては加算器１０３の出力の水位偏差値が出力される。これにより乗算器１２４以降の水位による65P補正演算部１００が加算器１０３の出力の水位偏差値に従い機能することとなる。

１０４は不感帯設定器で、乗算器１２４からの入力が加算器１０３の出力の水位偏差値である場合に対して、下限値“-DB1”から上限値“DB2”の範囲を不感帯とし入力値に係わらず“0.0”を出力し、その他の範囲での入力に対しては不感帯からの距離に比例した値を出力する。

１０５は比例ゲイン乗算器で、不感帯設定器１０４からの入力値に対して比例ゲインKpを乗算して、出力調整指令に対する水位による65P補正演算部１００の比例制御要素部出力として出力する。比例ゲイン乗算器１０５の出力は、後述の加算器１１７に入力される。

１０６は水位偏差に対する上限関数乗算器で、不感帯設定器１０４からの入力値の“0.0”から“ΔH2”の範囲に対して、“0.0”から“1.0”に変化する値を出力し、入力値の“0.0”以下に対しては“0.0”を出力し、入力値の“ΔH2”以上に対しては“1.0”を出力する。

１０７は出力指令値65P2に対する上限関数乗算器で、入力値の積分器６１の出力である電力系統の需要に対応し変化する出力指令値65P2の出力値の“0.0”から“1.0”の範囲に対して“1.0”から“0.0”に変化する値を出力する。尚、出力指令値65P2の値は、前述の通り“0.0”以上の無負荷開度相当の“α”から“1.0”以下に限定されている。

１０８は乗算器で、水位偏差に対する上限関数乗算器１０６からの出力値及び出力指令値65P2に対する上限関数乗算器１０７の出力値を共に入力され、両者を乗算した結果の値を出力する。

１０９は水位偏差に対する下限関数乗算器で、不感帯設定器１０４からの入力値の“-ΔH1”から“0.0”の範囲に対して、“1.0”から“0.0”に変化する値を出力し、入力値“-ΔH1”以下に対しては“1.0”を出力し、入力値の“0.0”以上に対しては“0.0”を出力する。

１１０は出力指令値65P2に対する下限関数乗算器で、入力値の積分器６１の出力である電力系統の需要に対応し変化する出力指令値65P2の出力値の“0.0”から“1.0”の範囲に対して“0.0”から“-1.0”に変化する値を出力する。

１１１は乗算器で、水位偏差に対する下限関数乗算器１０９からの出力値及び出力指令値65P2に対する下限関数乗算器１１０の出力値を共に入力され、両者を乗算した結果の値を出力する。

１１２は加算器で、不感帯設定器１０４の出力値と後述の加算器１１６の出力値が入力され、両者の差の値を出力する。

１１３は積分器で加算器１１２の出力値が入力されゲインKIを乗算の上積分した値を出力する。

１１４は高値選択器で、乗算器１１１の出力値と積分器１１３の出力値とを共に入力され、何れか高い値を選択して出力する。

１１５は低値選択器で、乗算器１０８の出力値と高値選択器１１４の出力値とを共に入力され、何れか低い値を選択して水位による65P補正演算部１００の積分制御要素部出力値として出力する。

１１６は加算器で、積分器１１３の出力値と低値選択器１１５の出力値とが入力され、両者の差の値を出力する。加算器１１６の出力値は、前述の加算器１１２に入力される。

１１７は加算器で、前述の比例ゲイン乗算器１０５の出力である水位による65P補正演算部１００の比例制御部の出力値と低値選択器１１５の出力である水位による65P補正演算部１００の積分制御要素部の出力値とが入力され、両者の和を水位による65P補正演算部１００の出力値である電力指令補正値65P3として出力し、加算器６２に積分器６１の出力である出力指令値65P2と共に入力される。

６…速度検出器、９…周波数設定器(65F)、１１…水位検出器、１２…変換器、１３…基準水位設定器、１４,２０,２９,５３…加算器、１５,２２…乗算器、１６,５１…リミッタ、２１…不感帯設定器、２３…パルス発生器、２５…負荷制限設定器、２６…調速機、２７…ガイドベーン操作機構、２８…水車流量、３０…制御開閉器の接点、３１,３２,３５…加算器、３３…調速機(PID制御部)、３４…低値選択器、３６…増幅器、３７…アクチュエータ、３８…積分器、３９…加算器、４０…速度垂下率乗算器、４４…リミットスイッチの接点、４５…限時動作タイマ、５０…積分器、５５…運転モード切換器、５５a１…運転モード切換器の第１の接点、５５a２…運転モード切換器の第２の接点、５５a３…運転モード切換器の第３の接点、６１…積分器、６２…加算器、７０…自動水位調整制御装置、７７…負荷調整装置、８０…運転モード記憶器、１００…水位による65P補正演算部、１０３,１１２,１１６,１１７…加算器、１０４…不感帯設定器、１０５…比例ゲイン乗算器、１０６…水位偏差に対する上限関数乗算器、１０７…65P2に対する上限関数乗算器、１０８,１１１…乗算器、１０９…水位偏差に対する下限関数乗算器、１１０…65P2に対する下限関数乗算器、１１３…積分器、１１４…高値選択器、１１５…低値選択器、１２０…加算器、１２１…乗算器、１２２…水位超過による水位調整制御復帰信号発生器、１２３…水位調整運転信号発生器、１２４…乗算器、m１…水位調整運転モード、m３…ピーク運転モード、m４…無負荷運転モード、k１,k２,k３…切換信号、s２…ピーク運転指令、s３…ピーク運転終了信号、s８…全負荷開度信号、s９…無負荷開度信号

Claims (6)

1. 上流からの流れ込みがある上池、又は上部サージタンク、又は流れ込み水力発電所における上水槽、又は下池、又は下部サージタンクの水位が測水範囲内の一定範囲となるように、水車に流入する水量を制御する水位調整運転と、電力系統の負荷需要に対応しゼロから１の範囲で変化する出力調整指令による遠隔運転との併用運転をする水車において、各部水位が所定範囲を超過した場合に水位超過量に基づき出力調整指令に対する補正値により算出する水位調整補正装置により算出された水位調整補正値を加算して各部水位を一定範囲内に納めるよう水車出力を制御しながら、出力調整指令に対応した自動運転を可能とすることを特徴とする水車の制御方法。
2. 前記水位調整補正装置に各部水位が所定範囲を超過した場合に水位超過量に基づき出力調整指令に対する補正値を算出するために、比例制御要素及び積分制御要素を備えた特許請求範囲第１項記載の水車の制御方法において、前記各部水位の所定範囲からの超過量がプラスの範囲においては１から前記出力調整指令を差し引いた値に対して各部水位の所定範囲からの超過範囲に対してゼロから１の範囲で変化する値を乗じた積分制御要素上限制限関数と、前記各部水位の所定範囲からの超過量がマイナスの範囲においてはゼロから前記出力調整指令を差し引いた値に対して各部水位の所定範囲からの超過範囲に対してゼロから１の範囲で変化する値を乗じた積分制御要素下限制限関数とを設け、前記積分制御要素入力値として各部水位の所定範囲からの水位超過量から前記積分制御要素出力値を差し引き更に前記積分制御要素出力値に前記上下限制限関数を作用させた値とを加えた値とすることを特徴とする水車の制御方法。
3. 特許請求範囲第１項記載の水車の制御方法において、外部から水位調整制御解除信号を受けることで、前記電力系統の負荷需要に対応しゼロから１の範囲で変化する出力調整指令のみによる運転制御するものとし、外部から水位調整制御復帰信号を受けることまたは各部水位が大幅に上昇または下降して所定範囲を超過したことを示す信号受けることで、特許請求範囲第１項記載の各部水位が所定範囲を超過した場合に水位超過量に基づき出力調整指令に対する補正値により算出する水位調整補正装置により算出された水位調整補正値を加算して各部水位を一定範囲内に納めるよう水車出力を制御しながら、出力調整指令に対応した自動運転に復帰することを特徴とする水車の制御方法。
4. 上流からの流れ込みがある上池、又は上部サージタンク、又は流れ込み水力発電所における上水槽、又は下池、又は下部サージタンクの水位が測水範囲内の一定範囲となるように、水車に流入する水量を制御する水位調整運転と、電力系統の負荷需要に対応しゼロから１の範囲で変化する出力調整指令による遠隔運転との併用運転をする水車において、各部水位が所定範囲を超過した場合に水位超過量に基づき出力調整指令に対する補正値により算出する水位調整補正装置により算出された水位調整補正値を加算して各部水位を一定範囲内に納めるよう水車出力を制御しながら、出力調整指令に対応した自動運転を可能とすることを特徴とする制御装置。
5. 前記水位調整補正装置に各部水位が所定範囲を超過した場合に水位超過量に基づき出力調整指令に対する補正値を算出するために、比例制御要素及び積分制御要素を備えた特許請求範囲第４項記載の制御装置において、前記各部水位の所定範囲からの超過量がプラスの範囲においては１から前記出力調整指令を差し引いた値に対して各部水位の所定範囲からの超過範囲に対してゼロから１の範囲で変化する値を乗じた積分制御要素上限制限関数と、前記各部水位の所定範囲からの超過量がマイナスの範囲においてはゼロから前記出力調整指令を差し引いた値に対して各部水位の所定範囲からの超過範囲に対してゼロから１の範囲で変化する値を乗じた積分制御要素下限制限関数とを設け、前記積分制御要素入力値として各部水位の所定範囲からの水位超過量から前記積分制御要素出力値を差し引き更に前記積分制御要素出力値に前記上下限制限関数を作用させた値とを加えた値とすることを特徴とする制御装置。
6. 特許請求範囲第４項記載の制御装置において、外部から水位調整制御解除信号を受けることで、前記電力系統の負荷需要に対応しゼロから１の範囲で変化する出力調整指令のみによる運転制御するものとし、外部から水位調整制御復帰信号を受けることまたは各部水位が大幅に上昇または下降して所定範囲を超過したことを示す信号受けることで、特許請求範囲第４項記載の各部水位が所定範囲を超過した場合に水位超過量に基づき出力調整指令に対する補正値により算出する水位調整補正装置により算出された水位調整補正値を加算して各部水位を一定範囲内に納めるよう水車出力を制御しながら、出力調整指令に対応した自動運転に復帰することを特徴とする制御装置。

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