JP4669756B2 - 水配計画装置および配水制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態例に係る水配計画装置の全体構成を示す図である。図1に示す水配計画装置3は、複数の配水場より同一の配水区域へ配水する水道施設の配水計画立案および制御を行なうものであり、通信制御装置16を介して、上水プラント17と通信可能に接続されている。
上水プラント17は、通常、地理的に平野部に位置し、この上水プラント17に設けられたA配水場18、B配水場23およびC配水場28から、当該上水プラント17よりも高い標高点に位置する配水区域(需要家)33に上水を供給(配水)している。A配水場18、B配水場23、C配水場28はそれぞれ同様な設備となっている。なお、配水場の数や、上水プラント17および配水区域33の標高の関係は、この例に限るものではない。
水配計画装置3は、需要量予測パターンメモリ4、目標末端圧力パターンメモリ5、周期タイマ6、水配計画処理部7、ポンプ運転特性データベース8、A(B,C)配水場配水流量パターンメモリ9(10,11)、周期タイマ12,制御出力処理部13,運転状況実績値データベース14、通信制御部15から構成されている。
一例として、配水ポンプが1台の場合について説明する。ポンプ運転特性は、横軸に配水流量(Q)、縦軸に全揚程(H)で表され、100%、95%、90%など、最大性能に対する複数の回転数における運転特性をデータベース化する。このとき運転特性の全揚程および配水流量の取得ポイント数を、例えばそれぞれ32点とする。また、斜線部で示される最適な出力状態(最適運転領域)の運転特性については、全揚程の上限域設定(DAH1)および下限域設定(DAL1)をデータベース化する。2台、3台と、他の配水ポンプ組合せによる運転特性のデータベース化も同様に行なわれる。
このとき、水配計画処理装置3の運転状況実績値データベース14に取り込まれた各配水場の現在ポンプ運転状況を計画開始点に置き、予測需要量に見合った各配水場の最適な配水ポンプの組合せもしくはポンプ運転台数が検索され、各配水場18,23,28の配水流量パターンが立案される。この水配計画処理装置3の機能の詳細については、後に詳細に述べる。
周期タイマ12の周期は、15分とする。ただし、例えばよりきめ細かく制御したい場合には周期をさらに短くするなど、マンマシン装置2より周期設定を適宜変更できるようにしてもよい。また、周期タイマ12ではなく外部トリガを適宜入力してもよい。
上記水配計画装置3の通信制御部15と通信制御装置16、および通信制御装置16と各配水場の制御装置22,27,31は、それぞれ有線または無線により接続されており、インターネットプロトコル等を用いて通信が行なわれる。
QAnX(t)=(QAnMax(t)−QAnMin(t))/2+QAnMin(t)
QBnX(t)=(QBnMax(t)−QBnMin(t))/2+QBnMin(t)
QCnX(t)=(QCnMax(t)−QCnMin(t))/2+QCnMin(t)
k=DQ(t)/(QAnX(t)+QBnX(t)+QCnX(t))
QA(t)=QAnX(t)×k
QB(t)=QAnX(t)×k
QC(t)=QAnX(t)×k
Claims (6)
- 複数の配水ポンプを有する複数配水場から対象配水区域への配水を計画する水配計画装置であって、
前記配水区域についての需要量予測パターンデータを基に、各配水場にて配水ポンプの組合せ毎に作成されるポンプ運転特性データと前記配水区域の目標末端圧力パターンデータより、前記目標末端圧力パターンを満たす配水ポンプの組合せを考慮して各配水場の配水流量パターンを作成する水配計画処理部と、
前記水配計画処理部にて作成された各配水場の配水流量パターンを記憶する配水流量パターン記憶部と、
前記配水流量パターン記憶部に記憶された各配水場の配水流量パターンより各配水場の現在時間帯の配水流量値を抽出し、抽出した配水流量値を各配水場の配水ポンプの運転を制御する制御装置に対し送信する制御出力部
を備えることを特徴とする水配計画装置。 - 前記水配計画処理部は、
前記各配水場のポンプ運転特性データと前記目標末端圧力パターンより、運転可能ポンプ組合せと配水流量範囲が対応付けられた所定時間帯毎のポンプ運転可能組合せテーブルを作成するポンプ運転可能組合せテーブル作成部と、
前記所定時間帯毎のポンプ運転可能組合せテーブルから前記需要量予測パターンの予測需要量を満たす各配水場の配水ポンプの最適組合せを決定するポンプ運転組合せ決定部と、
前記ポンプ運転組合せ決定部で決定された所定時間帯毎の各配水場の配水ポンプの最適組合せについて、最適運転状態における配水流量最小値および配水流量最大値から配水流量分配値を算出し、各配水場の配水流量分配値の合計と前記需要量予測パターンデータの予測需要量の比率を算出し、該算出された比率を前記配水流量分配値に乗算し、前記配水流量パターンを算出する配水流量配分決定部から構成される
ことを特徴とする請求項1に記載の水配計画装置。 - 前記ポンプ運転組合せ決定部は、
各配水場の現在のポンプ運転状況における配水流量最小値および配水流量最大値を各々合計した全配水流量最小値および全配水流量最大値と、前記需要量予測パターンデータの所定時間帯における予測需要量を比較し、
前記予測需要量が前記全配水流量最小値および全配水流量最大値の範囲外である場合、優先度の高い配水場の順に、前記現在のポンプ運転状況を計画開始点として、前記予測需要量が前記全配水流量最小値および全配水流量最大値の範囲内となるよう、当該配水場の前記ポンプ運転可能組合せテーブルより配水ポンプの最適組合せを決定する
ことを特徴とする請求項2に記載の水配計画装置。 - 前記ポンプ運転組合せ決定部は、
前記予測需要量が前記全配水流量最小値より小さい場合、前記現在のポンプ運転状況における配水流量よりも配水流量が一段階減少する配水ポンプの組合せを選択し、
前記予測需要量が前記全配水流量最大値より大きい場合、前記現在のポンプ運転状況における配水流量よりも配水流量が一段階増加する配水ポンプの組合せを選択する
ことを特徴とする請求項3に記載の水配計画装置。 - 前記予測需要量が前記全配水流量最小値および全配水流量最大値の範囲内となる配水ポンプの組合せが、前記ポンプ運転可能組合せテーブルにない場合、
前記水配計画処理部は、運転管理者による各配水場の監視・制御が行なわれる監視制御装置に対しその旨を報知するとともに、前記ポンプ運転可能組合せテーブルより前記予測需要量が前記全配水流量最小値および全配水流量最大値の範囲に最も近い配水ポンプの組合せを選択する
ことを特徴とする請求項3に記載の水配計画装置。 - 複数の配水ポンプを有する複数配水場から対象配水区域への配水を制御する配水制御方法であって、
前記配水区域についての需要量予測パターンデータを基に、各配水場にて配水ポンプの組合せ毎に作成されるポンプ運転特性データと前記配水区域の目標末端圧力パターンデータより、前記目標末端圧力パターンを満たす配水ポンプの組合せを考慮して各配水場の配水流量パターンを作成する処理と、
作成された各配水場の配水流量パターンを配水流量パターン記憶部に記憶する処理と、
前記配水流量パターン記憶部に記憶された各配水場の配水流量パターンより各配水場の現在時間帯の配水流量値を抽出し、抽出した配水流量値を各配水場の配水ポンプの運転を制御する制御装置に対し送信する処理
を行うことを特徴とする配水制御方法。
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