JP3488886B2 - ダム式発電所における負荷調整制御方式 - Google Patents

ダム式発電所における負荷調整制御方式

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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、ダム式発電所におい
て、発電機の負荷調整のための制御を行うための負荷調
整制御方式に関する。 【0002】 【従来の技術】農業用水従属式のダム式発電所では、農
業用として必要な水量により発電出力は制限されるが、
雪解け期や降雨期の豊水期には、ダムより溢流する水量
も発電に使用することができる。但し、ダムの水位は設
定水位に対し一定となるような発電が要求される。 【0003】水力発電所の一般的な負荷調整制御システ
ムには、従来から次の方式が用いられている。 1)流量調整制御システム このシステムは、図2に示すように、流量設定部1で設
定された設定流量値V1と、流量計2からの実流量値V
2とを比較器3で比較し、設定流量値V1と実流量値V
2との差が、不感帯設定手段(図示せず)で設定された
不感帯V3を越える値で変化した場合、その変化量に従
って、出力演算部4で出力値が演算され、制御出力増加
信号V4または制御出力減少信号V5が負荷制限装置5
に供給されて、負荷制限装置5の開度を増減して、発電
機の水車に流入する流量を設定流量値に調整するという
動作で、水車発電機の負荷の調整制御が行われる。この
システムは、多目的ダムにおける発電所の負荷調整装置
として多く採用されている制御システムである。 【0004】2)水位調整制御システム このシステムは、図3に示すように、水位設定部11で
設定された流量水位V11と、水位計12からの実水位
V12とを比較器13で比較し、設定水位V11に対し
て実水位V12が不感帯V13を越える値で変化したか
どうかが検出される。不感帯V13を越えた場合には、
図2のシステムと同様に、出力演算部14で出力値が演
算され、制御出力増加信号V14または制御出力減少信
号V15が負荷制限装置15に供給されて、負荷制限装
置15の開度を増減して、発電機の水車に流入する流量
を調整するという動作で、水車発電機の負荷の調整制御
が水位に従属して行われる。この制御システムは、水路
式発電所の負荷調整装置として多く採用されている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】 1)の流量調整制御システムは、自流が変化してダム水
位が変化する場合には、その都度、設定流量値を変更し
なければ、水資源を有効に活用した水車発電機の運転を
行うことは不可能である。 【0006】また、2)の水位調整制御システムは、水
路式発電所の負荷調整装置としては特に問題はないが、
ダム式発電所に採用する場合は次の問題がある。すなわ
ち、水位が変動した場合、図3のブロック図から明らか
なとおり、その偏差による負荷調整出力により負荷制限
装置15を開閉して、水車発電機の出力を増減するので
あるが、出力を増減しても、ダムの水位の変化は、ダム
の大きさにもよるが、一般に非常に遅いため、実水位の
フィードバック量が変化する速度も非常に遅く、負荷調
整制御に行き過ぎが生じ、実用に供することは不可能な
場合が多い。 【0007】本発明の目的は、ダム式発電所の水位調整
制御システムにおける、負荷調整制御動作に伴う実水位
変化のフィードバック量が変化する速度が非常に遅く、
負荷調整制御に行き過ぎが発生するのを防止し、自流増
減時ダム水位を一定に保ちながら、ダム水位に従った水
車発電機の安定した出力を得るための、ダム式発電所の
水位による負荷調整制御システムを提供することであ
る。 【0008】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、本発明のダム式発電所における負荷調整制御方式
は、ダム式発電所における出力調整制御を行うための負
荷調整制御方式であって、設定流量に対して実流量を比
較演算し、発電機の出力を制御する流量調整制御部と、
設定水位値に対して実水位値を比較し、その偏差に応じ
た流量補正値を演算する演算部とを備え、この演算部で
得られた流量補正値にしたがって設定流量を自動的に更
新することにより、ダム水位を設定した水位に保ちなが
ら実水位に応じた発電機出力になるよう制御することを
特徴とするものである。 【0009】そして、前記演算部は、前記設定水位値に
対する実水位値の偏差が所定の不感帯を越えた状態が所
定の時間を越えて持続したときに出力を出すインターバ
ル補正部と、このインターバル補正部の出力に応じて決
定された補正流量値を前記偏差の正負に応じて加算また
は減算する補正部と、この補正部の出力に基づき補正さ
れた流量値を記憶する設定流量記憶部とを備えているこ
とを特徴とするものである。 【0010】 【作用】すなわち、本発明の負荷調整制御方式は、ダム
式発電所における出力調整制御を行うために、設定流量
に対する実流量を比較演算して発電機の出力を制御する
流量調整制御と、設定水位に対し実ダム水位を比較演算
し、流量調整制御の流量を実ダム水位により自動的に更
新し、ダム水位を設定した水位に保ちながらダム水位に
従った発電機出力になるよう制御する水位調整制御とを
組み合わせたシステムである。 【0011】特に、ダム式発電所は、水路式発電所と異
なり、運転水位は1点に止まらずに変水位となるが、本
発明のシステムは、広範囲の水位設定水位調整運転を行
うことができる特徴を有する。 【0012】 【実施例】以下に本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図1は、本発明の一実施例によるダム式発電
所における負荷調整制御方式を説明するためのブロック
図である。 【0013】この負荷調整制御方式は、図2に示した流
量制御システムと、図3に示した水位調整制御システム
の両方を備えている。すなわち水位制御システムは、設
定水位V11を設定するための水位設定部11、実水位
V12を測定するための水位計12、および比較器3か
らなる水位検出部と、設定流量V1を設定するための流
量設定部1、実流量V2を検出するための流量計2、お
よび比較器13からなる流量検出部とを備えている。そ
して、水位検出部の比較器3の出力は、後述する演算部
20で所定の演算処理を施されたのち、流量設定部の比
較器13の一方の入力端にスイッチS1−1を介して供
給されるようになっている。 【0014】このスイッチS1−1は、流量設定部1の
出力端と比較器13の入力端との間に挿入されたスイッ
チS1−2と交互に手動で切り替えられるスイッチで、
スイッチS1−1がONのときには演算部20の信号
が、また、スイッチS1−2がONのときには設定流量
値が比較器13に供給される。 【0015】比較器13の出力は、図3の場合と同様
に、不感帯V13を越える値で変化したかどうかが検出
され、不感帯V13を越えた場合には、出力演算部14
で出力値が演算され、制御出力増加信号V14または制
御出力減少信号V15が負荷制限装置15に供給され
て、負荷制限装置15の開度を増減して、発電機の水車
に流入する流量を設定流量値に調整するという動作で、
水車発電機の負荷の調整制御が行われる。 【0016】したがって、スイッチS1−2がON、ス
イッチS1−1がOFFにしておけば、水位検出部およ
び演算部20の動作とは関係なく、流量設定部のみの動
作にしたがって負荷制限装置15を制御するという動作
形態を選択することが可能となっている。 【0017】つぎに演算部20について説明する。演算
部20は、比較器3の出力値が不感帯V3を越えたとき
に、補正の時間的間隔を設定するインターバル補正部2
1と、あらかじめ設定された設定水位V11に対して、
比較器3の出力値が正であるときに予め設定された補正
流量値V21に対して補正量を加算する補正量加算部2
2a、および、比較器3の出力値が負であるときに補正
量を減算する補正量減算部22bとからなる補正部22
とを備えている。 【0018】補正部22の出力は、演算器23、リミッ
タ24および設定流量記憶部25を経て、前述のスイッ
チS1−1を介して比較器13に供給される。さて、ス
イッチS1−2からスイッチS1−1へ切り換えられる
際、流量検出部の流量計2で測定された実流量値V12
は、コントローラ27の制御によりスイッチS2−2を
介して、演算部20のメモリ26にも供給され、このデ
ータはリミッタ24を介して設定流量記憶部25に出力
され、このデータと実流量V2とが比較され運転され
る。 【0019】コントローラ27からの出力は、水位調整
動作の実行が選択されたときに、スイッチS2−2を1
スキャンのみONにしてその後に復帰するように動作
し、設定流量記憶部25に、この切換時の実流量値を記
憶させる。それ以降の動作は、流量調整制御システムと
全く同じ動作である。 【0020】さて、本発明の負荷調整制御方式は、実際
の運転に先立って、設定水位値V11と実水位値V12
の偏差が不感帯を越えた時、出力を直ちに出力とせず、
あらかじめ設定した時間を経過後に出力するように、イ
ンターバル補正部21のインターバル時間を設定してお
く。また、設定水位値V11と実水位V12との偏差が
不感帯を越えた場合に補正すべき流量値を、補正流量値
V21としてあらかじめ設定しておく。なお、スイッチ
S1−1はON、S1−2はOFFであるものとする。 【0021】この状態で、水位が不感帯V3を越えて変
化し、この状態が設定補正インターバル時間を越えて継
続すると、あらかじめ設定された補正流量値V21が補
正部22に出力される。設定水位値V11と実水位値V
12の偏差が正の場合には、この補正流量を加算し、負
の場合は減算して、その結果である補正流量値が演算器
23に出力され、設定流量記憶部25の値と演算された
補正流量値とで流量補正演算が行われ、その結果が設定
流量記憶部25に送られ、運転開始時に記憶された流量
値を更新する。そして、この更新された流量値は、スイ
ッチS1−1を経て比較器13に供給される。 【0022】そして、この更新動作は所定のインターバ
ルをおいて継続的に行われるから、流量値が、常に実水
位変化後の設定流量値となって、負荷調整制御が行われ
るのである。なお、補正流量値と設定流量更新インター
バル時間はダムの貯水テーブルとダム管理の放流増減の
規定によって決定されるようになっている。 【0023】このように、本発明のダム式発電所におけ
る負荷調整制御方式は、ダム式発電所における出力調整
制御を行うための負荷調整制御方式であって、設定流量
に対して実流量を比較演算し、発電機の出力を制御する
流量調整制御部と、設定水位値に対して実水位値を比較
し、その偏差に応じた流量補正値を演算する演算部とを
備え、この演算部で得られた流量補正値にしたがって設
定流量を自動的に更新することにより、ダム水位を設定
した水位に保ちながら実水位に応じた発電機出力になる
よう制御することを特徴とするものである。 【0024】そして、前記演算部は、前記設定水位値に
対する実水位値の偏差が所定の不感帯を越えた状態が所
定の時間を越えて持続したときに出力を出すインターバ
ル補正部と、このインターバル補正部の出力に応じて決
定された補正流量値を前記偏差の正負に応じて加算また
は減算する補正部と、この補正部の出力に基づき補正さ
れた流量値を記憶する設定流量記憶部とを備えているこ
とを特徴とするものである。 【0025】 【発明の効果】以上に説明したように本発明の流量調整
制御方式によれば、水位検出と流量調整制御システムを
組み合わせることで、水位変位に伴い、水位の偏差の
正、負に応じて、ダムの貯水テーブルで決めることので
きる補正流量を流量調整制御の設定流量値に加減算して
流量調整制御が行われる。このため、流量値はダムの水
位により自動的に更新され、この結果、ダムの水位を常
に一定に保ちながら、水車発電機を安定に運転すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例によるダム式発電所における
負荷調整制御方式を示すブロック図である。 【図2】従来の流量調整制御システムを示すブロック図
である。 【図3】従来の水位調整制御システムを示すブロック図
である。 【符号の説明】 1 流量設定部 2 流量計 3 比較器 11 水位設定部 12 水位計 13 比較器 14 出力演算部 15 負荷制限装置 20 演算部 21 インターバル補正部 22 補正部 23 演算器 24 リミッタ 25 設定流量記憶部

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】【請求項1】 ダム式発電所における出力調整制御を行
    うための負荷調整制御方式であって、第1の設定流量に
    対して実流量を比較演算し、発電機の出力を制御する流
    量調整制御部と、設定水位値に対して実水位値を比較
    し、その偏差に応じた流量補正値を演算する演算部とを
    備え 記演算部は、前記設定水位値に対する前記実水位値の
    偏差が所定の不感帯を越えた状態が所定の時間を越えて
    持続したときに出力を出すインターバル補正部と、この
    インターバル補正部の出力に応じて決定された補正流量
    値を前記偏差の正負に応じて加算または減算する補正部
    と、この補正部の出力に基づき補正された、第2の設定
    流量を記憶する設定流量記憶部とを備え 前記演算部は、さらに手動によるスイッチを備え、前記
    スイッチがOFFの場合は、前記流量調整制御部を前記
    第1の設定流量に基き動作させ、前記スイッチを手動で
    ONにした場合は、直前の実流量を前記第2の設定流量
    を記憶する設定流量記憶部に記憶させた後、前記流量調
    整制御部を前記第2の設定流量に基き動作させるように
    切替え、前記補正部で、前記補正流量を加算または減算
    して前記第2の設定流量を補正し、以後自動的に更新す
    る、 ことを特徴とする、ダム式発電所における負荷調整制御
    方式。
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