JP5014213B2 - Water storage facility operation support system, operation support method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貯水施設の運用を支援するシステム、方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a system, method, and program for supporting the operation of a water storage facility.
水力発電を効率的に行うために、コンピュータによる運用支援システムが用いられている。例えば、特許文献1では、1日の放水水量に基づいて自動計算した発電機運転計画及び水位計画や、過去の発電機運転計画及び水位計画の実績データなどを表示し、必要に応じて修正を受け付けて発電運用計画を作成している。
水は、高い位置にあるほど位置エネルギーが大きく、流速も早くなり、水力発電における発電電力量も大きくなる。しかしながら、特許文献1に記載の装置では、放水量や実績に応じて水位を計画しているものの、水位計画と発電電力との関係に着目しておらず、発電電力を増加させるような水位の計画を行うことはできない。 The higher the position of water, the greater the potential energy, the faster the flow rate, and the greater the amount of power generated in hydropower generation. However, in the apparatus described in Patent Document 1, although the water level is planned according to the amount of water discharged and the actual results, the water level is not increased due to the relationship between the water level plan and the generated power, and the generated power is increased. You can't plan.
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、水力発電による発電電力を増やすことができるように貯水施設の運用を支援するシステム、方法及びプログラムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a background, and it aims at providing the system, method, and program which support operation | use of a water storage facility so that the electric power generated by hydroelectric power generation can be increased.
上記課題を解決するための本発明のうち請求項1に記載の発明は、水力発電のための貯水施設の運用を支援するシステムであって、所定期間内の各単位期間における前記貯水施設への水の流入量の予測値を取得する予測流入量取得部と、前記単位期間の開始時点から終了時点までの前記貯水施設における貯水量の差である貯水量差及び前記流入量に基づいて前記水力発電のために使用する水の量である取水量を算出するための取水量算出モデル、前記貯水量に基づいて前記貯水施設の水位を算出するための水位算出モデル、並びに前記取水量及び前記水位に基づいて前記水力発電により前記単位期間に発電される電力量を算出するための電力量算出モデルを記憶するモデル記憶部と、前記所定期間内の前記各単位期間について、前記単位期間の開始時点における前記貯水施設の貯水量を変化させるとともに、前記変化させた貯水量及び前記単位期間における前記流入量の予測値から、前記取水量算出モデルを用いて前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量から、前記水位算出モデルを用いて前記水位を算出し、前記算出した取水量及び前記算出した水位から、前記電力量算出モデルを用いて前記電力量を算出していき、前記算出した電力量に応じて最適な前記貯水量の組合せを決定する最適貯水量決定部と、前記決定した貯水量のそれぞれを前記水位算出モデルに適用して前記水位を算出し、前記算出した水位を出力する運用水位出力部と、を備えることとする。 The invention according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems is a system for supporting the operation of a water storage facility for hydroelectric power generation, and is provided to the water storage facility in each unit period within a predetermined period. A predicted inflow amount acquisition unit for acquiring a predicted value of the inflow amount of water, and the hydraulic power based on the stored water amount difference that is the difference in the stored water amount in the water storage facility from the start point to the end point of the unit period and the inflow amount A water intake amount calculation model for calculating a water intake amount that is an amount of water used for power generation, a water level calculation model for calculating a water level of the water storage facility based on the water storage amount, and the water intake amount and the water level A unit storing a power amount calculation model for calculating the amount of power generated by the hydropower generation in the unit period, and for each unit period in the predetermined period, the unit period With changing the water volume of the reservoir property at the start, from the predicted value of the inflow in the water volume and the unit period is the change, and calculates the intake amount by using the intake quantity calculation model, the change in The water level is calculated from the stored water amount using the water level calculation model , and the power amount is calculated from the calculated water intake and the calculated water level using the power amount calculation model. An optimal water storage amount determining unit that determines an optimal combination of the water storage amounts according to the amount of electric power, and applying each of the determined water storage amounts to the water level calculation model to calculate the water level, and calculating the calculated water level An operation water level output unit for outputting is provided.
本発明の貯水施設運用支援システムによれば、貯水量を変化させてシミュレーションを行い、所定期間内に発電される電力量に応じて最適な水位を提示することができる。これにより、貯水施設の運用者は、本発明の貯水施設運用支援システムからの出力に従って貯水施設の水位を管理することで、最適な水位の管理を行うことが可能となり、これまで運用者の経験に基づいて管理してきた水位を、経験の浅いものに行わせることもできる。 According to the water storage facility operation support system of the present invention, simulation can be performed by changing the amount of stored water, and an optimal water level can be presented according to the amount of power generated within a predetermined period. As a result, the operator of the water storage facility can manage the water level of the water storage facility according to the output from the water storage facility operation support system of the present invention, and can manage the optimal water level. The water level that has been managed based on this can be used by inexperienced ones.
また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の貯水施設運用支援システムであって、前記最適貯水量決定部は、前記変化させた貯水量の組合せのうち、前記所定期間内の前記各単位期間について算出する前記電力量の合計が最大となるものを、前記最適な貯水量の組合せとして決定することとする。
この場合、所定期間内に発電される電力量が最大となるような水位を提示することができる。したがって、効率のよい水力発電を行うことができる。
The invention according to
In this case, it is possible to present a water level that maximizes the amount of power generated within a predetermined period. Therefore, efficient hydroelectric power generation can be performed.
また、本発明のうち請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の貯水施設運用支援システムであって、前記各期間における単位電力あたりの価格を取得する電力価格取得部を備え、前記最適貯水量決定部は、前記変化させた貯水量の組合せのうち、前記所定期間内の前記各単位期間について算出する前記電力量のそれぞれに前記価格を乗じた値の合計値が最大となるものを、前記最適な貯水量の組合せとして決定することとする。
この場合、最終的な販売価格を最大とするように運用水位を決定することができるので、営利企業にとってより効果的になるように貯水施設の運用を支援することができる。また、例えば、電力価格の変動が大きいような場合にも、価格の高い時期により多くの電力量が発電可能となるように、効果的な水位を決定することができる。
The invention according to claim 3 of the present invention is the water storage facility operation support system according to claim 1, further comprising a power price acquisition unit that acquires a price per unit power in each period, The optimum water storage amount determination unit has a maximum total value of values obtained by multiplying each of the electric energy calculated for each unit period within the predetermined period by the price among the combinations of the changed water storage amounts. Is determined as the optimum combination of water storage amounts.
In this case, since the operation water level can be determined so as to maximize the final sales price, the operation of the water storage facility can be supported so as to be more effective for the commercial enterprise. Further, for example, even when the power price fluctuates greatly, it is possible to determine an effective water level so that a large amount of power can be generated at a high price.
また、本発明のうち請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の貯水施設運用支援システムであって、前記貯水量の上限値及び下限値を記憶する貯水量設定値記憶部を備え、前記最適貯水量決定部は、前記単位期間の開始時点における貯水量を、前記下限値から前記上限値までの所定のステップごとに変化させて、前記各単位期間についての前記電力量を算出することとする。 The invention according to claim 4 of the present invention is the water storage facility operation support system according to any one of claims 1 to 3, wherein the water storage amount setting stores the upper limit value and the lower limit value of the water storage amount. A value storage unit, wherein the optimum water storage amount determination unit changes the water storage amount at the start of the unit period for each predetermined step from the lower limit value to the upper limit value, and The amount of power is calculated.
また、本発明のうち請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の貯水施設運用支援システムであって、前記最適貯水量決定部は、動的計画法により、前記最適な貯水量の組合せを決定することとする。
この場合、動的計画法を用いることにより、貯水量の膨大な組合せを、より効率よく決定することができる。
Moreover, invention of
In this case, by using the dynamic programming method, it is possible to more efficiently determine an enormous combination of water storage amounts.
また、本発明のうち請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の貯水施設運用支援システムであって、所定期間ごとに、前記流入量の実績値、及び降雨量の実績値を記憶するデータベースと、ある第1期間における前記降雨量、及び前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルを記憶するモデル記憶部と、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する流入量モデル推計部と、予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得する予測降雨量取得部と、前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記データベースから取得し、前記降雨量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記回帰モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出する増加量予測部と、を備え、前記予測流入量取得部は、前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出することとする。
この場合、流入量の実績値に基づいて、流入量を予測することができるので、降雨量のみに基づいて流入量を予測する場合に比べ、より容易かつ精度よく流入量の予測を行うことができる。発電電力量の理論値は、流入量の予測値に依存しているので、流入量の予測を精度よく行うことにより、発電電力量の理論値をより正確に算出することが可能となる。これにより、より正確な理論値に基づく最適な運用水位を提示することができる。
Further, the invention according to
In this case, since the inflow rate can be predicted based on the actual value of the inflow rate, the inflow rate can be predicted more easily and accurately than in the case where the inflow rate is predicted based only on the rainfall amount. it can. Since the theoretical value of the generated power amount depends on the predicted value of the inflow amount, the theoretical value of the generated power amount can be calculated more accurately by accurately predicting the inflow amount. Thereby, the optimal operational water level based on a more accurate theoretical value can be presented.
また、本発明のうち請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の貯水施設運用支援システムであって、前記データベースは、前記所定期間ごとに、融雪量の実績値をさらに記憶し、前記モデル記憶部に記憶される前記回帰モデルには、説明変数として、さらに前記第1期間における前記融雪量が含まれ、前記予測期間における前記融雪量の予測値を取得する予測融雪量取得部を備え、前記流入量モデル推計部は、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値、前記降雨量の実績値、及び前記融雪量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記回帰係数を推計することとする。
この場合、融雪量の予測値を考慮して貯水施設への水の流入量を予測することができるので、降水量の予測のみに基づいて流入量を予測する場合に比べて、降水がなかった場合にも融雪により流入量が増加しうることを盛り込んで予測を行うことができる。よって、より精度の高い流入量の予測を行うことができる。発電電力量の理論値は、流入量の予測値に依存しているので、流入量の予測を精度よく行うことにより、発電電力量の理論値をより正確に算出することが可能となる。これにより、より正確な理論値に基づく最適な運用水位を提示することができる。
Moreover, invention of Claim 7 among this invention is a water storage facility operation | use assistance system of
In this case, the amount of water flowing into the water storage facility can be predicted in consideration of the predicted value of the amount of snowmelt, so there was no precipitation compared to the case where the amount of inflow was predicted based solely on the prediction of precipitation. Even in such a case, it is possible to predict that the inflow amount may increase due to melting snow. Therefore, it is possible to predict the inflow amount with higher accuracy. Since the theoretical value of the generated power amount depends on the predicted value of the inflow amount, the theoretical value of the generated power amount can be calculated more accurately by accurately predicting the inflow amount. Thereby, the optimal operational water level based on a more accurate theoretical value can be presented.
また、本発明のうち請求項8に記載の発明は、請求項1に記載の貯水施設運用支援システムであって、所定期間ごとに、前記流入量の実績値、降雨量の実績値、気温の実績値、及び積雪量の実績値を記憶するデータベースと、ある第1期間における前記降雨量、前記第1期間における融雪量、及び前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルである流入量モデル、及び、前記第1期間における気温から融雪の始まる気温を示す所定の定数を引いた値又はゼロの大きい方の値に、前記第2期間における前記積雪量を乗じた値と、前記第1期間における前記降雨量とを説明変数とし、前記第1期間における前記融雪量を目的変数とする回帰モデルである融雪量モデルを記憶するモデル記憶部と、前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記融雪量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記融雪量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する融雪量モデル推計部と、前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値、前記降雨量の実績値、及び前記推計した回帰係数を前記融雪量モデルに適用して、前記所定期間ごとの前記融雪量の理論値を算出し、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値、及び前記降雨量の実績値、前記算出した融雪量の理論値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記流入量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記流入量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する流入量モデル推計部と、予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得する予測降雨量取得部と、前記予測期間における前記気温の予測値を取得する予測気温取得部と、前記予測期間の前記所定期前の期間における前記積雪量の実績値を前記データベースから取得し、前記気温の予測値、前記取得した積雪量の実績値、前記降雨量の予測値、及び前記融雪量モデルに係る前記各説明変数を、前記融雪量モデルに適用して、前記予測期間における前記融雪量の予測値を算出する予測融雪量取得部と、前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記データベースから取得し、前記降雨量の予測値、前記融雪量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記流入量モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出する増加量予測部と、を備え、前記予測流入量取得部は、前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出することとする。 Moreover, invention of Claim 8 among this invention is a water storage facility operation | use assistance system of Claim 1, Comprising: For every predetermined period, the actual value of the said inflow, the actual value of rainfall, and the temperature A database storing actual values and actual values of snow cover, the amount of rainfall in a certain first period, the amount of snow melt in the first period, and the inflow in a second period before the first period from the first period An inflow model that is a regression model in which a difference from the equilibrium inflow that is a predetermined constant is an explanatory variable, and an increase in the inflow from the second period to the first period is an objective variable; A value obtained by subtracting a predetermined constant indicating the temperature at which snow melting starts from the temperature in one period or a larger value of zero and the amount of snow in the second period, and the amount of rainfall in the first period As an explanatory variable, A model storage unit for storing a snowmelt amount model that is a regression model having the snowmelt amount as a target variable in a period; an actual value of the temperature, an actual value of the snowfall amount, and an actual rainfall amount stored in the database; A snowmelt amount model estimation unit that performs regression analysis based on the value and the snowmelt amount model stored in the model storage unit, and estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables related to the snowmelt amount model; Applying the actual temperature value, the actual snow accumulation value, the actual rainfall value, and the estimated regression coefficient stored in the database to the snow melting model, the snow melting amount for each predetermined period The actual value of the inflow amount stored in the database, the actual value of the rainfall amount, the theoretical value of the calculated snowmelt amount, and the module are calculated. An inflow model estimation unit that performs regression analysis based on the inflow rate model stored in the storage unit and estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables related to the inflow rate model, and a prediction target period. A predicted rainfall amount acquisition unit that acquires a predicted value of the rainfall amount in a certain prediction period; a predicted temperature acquisition unit that acquires a predicted value of the temperature in the prediction period; and the prediction period in the period before the predetermined period. The actual value of the snow amount is acquired from the database, and the predicted value of the temperature, the acquired actual value of the snow amount, the predicted value of the rainfall amount, and the respective explanatory variables related to the snow melt amount model, the snow melt amount A predicted snowmelt amount acquisition unit that calculates a predicted value of the snowmelt amount in the prediction period by applying to the model; and the actual value of the inflow amount in a period before the predetermined period from the prediction period Obtained from the database, applying the predicted value of the rainfall, the predicted value of the snowmelt, the actual value of the inflow, and the regression coefficients to the inflow model, An increase amount prediction unit that calculates a predicted value, wherein the predicted inflow amount acquisition unit adds the predicted value of the increase amount to the actual value of the inflow amount, and the predicted value of the inflow amount in the prediction period Is calculated.
この場合、気温、降雨量、及び積雪量を説明変数とする融雪量モデルを用いて融雪量の理論値を算出し、その融雪量を考慮して、貯水施設への水の流入量を予測することができる。したがって、融雪量の測定値などを気象庁や民間気象会社などから取得することができない場合でも、一般的に取得が容易な気温や降雨量の予測値と積雪量の実績値とに基づいて融雪量の予測値を算出することができる。これにより、融雪量の予測値が容易に取得できない場合にも、降水がなかった場合にも融雪により流入量が増加しうることを盛り込んで、貯水施設への水の流入量の予測を行うことが可能となり、より精度の高い流入量の予測値に基づく最適な運用水位を提示することができる。 In this case, the theoretical value of the amount of snowmelt is calculated using a snowmelt amount model with temperature, rainfall, and snow cover as explanatory variables, and the amount of water flowing into the water storage facility is predicted in consideration of the amount of snowmelt. be able to. Therefore, even if measured values of snowmelt cannot be obtained from the Japan Meteorological Agency or private weather companies, etc., the amount of snowmelt is generally based on the predicted values of temperature and rainfall that are easy to obtain and the actual value of snow cover. The predicted value can be calculated. This makes it possible to predict the inflow of water into the water storage facility, taking into account that the inflow can increase due to snow melting, even if the predicted value of the amount of snow melt cannot be easily obtained or when there is no precipitation. Therefore, it is possible to present the optimum operational water level based on the predicted value of the inflow amount with higher accuracy.
その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。 Other problems and solutions to be disclosed by the present application will be made clear by the embodiments of the invention and the drawings.
本発明によれば、水力発電による発電電力を増やすことができるように貯水施設の運用を支援することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, operation | use of a water storage facility can be supported so that the electric power generated by hydroelectric power generation can be increased.
以下、本発明の一実施形態に係る貯水施設における水位運用支援システムについて説明する。本実施形態の水位運用支援システムは、水力発電に用いるダムなどの貯水施設の水位の計画を支援する。本実施形態の水位運用支援システムは、貯水施設への水の流入量を予測し、予測した流入量や気象情報などに基づいて、発電される電力量及びその価格(以下、売電額という。)を算出し、売電額が最大となるように所定の単位期間(本実施形態では1日とする。)ごとの水位を提示する。 Hereinafter, a water level operation support system in a water storage facility according to an embodiment of the present invention will be described. The water level operation support system according to the present embodiment supports planning of the water level of a water storage facility such as a dam used for hydroelectric power generation. The water level operation support system according to the present embodiment predicts the amount of water flowing into the water storage facility, and based on the predicted amount of inflow and weather information, the amount of power generated and its price (hereinafter referred to as the amount of power sold). ) And the water level for each predetermined unit period (in this embodiment, 1 day) is presented so that the amount of power sold is maximized.
==システム構成==
図1は、本実施形態の水位運用支援システムの全体構成を示す図である。
本実施形態の水位運用支援システムは、水施設に河川から流入する水量(以下、流入量といい、Rと表記する。)を予測する流入量予測システム100と、貯水施設における最適水位を計算する最適貯水位計算システム200との2つのサブシステムを含んで構成されている。流入量予測システム100及び最適貯水位計算システム200はそれぞれ、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション、PDA(Personal Digital Assistance)などのコンピュータである。流入量予測システム100及び最適貯水位計算システム200は、複数台のコンピュータにより構成するようにすることもできる。
== System configuration ==
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a water level operation support system according to the present embodiment.
The water level operation support system of the present embodiment calculates an optimal water level in a water storage facility, and an
流入量予測システム100及び最適貯水位計算システム200は、通信ネットワーク300を介して互いに通信可能に接続されている。通信ネットワーク300は、例えば、インターネットやLAN(Local Area Network)などである。通信ネットワーク300は、例えば、イーサネット(登録商標)や公衆電話回線網、無線通信網などにより構築される。
The inflow
==流入量予測システム100==
流入量予測システム100は、融雪量を考慮して流入量の予測を行うことで、予測の精度を向上している。
図2は、流入量の変化を示すグラフである。降水や融雪などがない場合にも、例えば山林などからの滲出によって、所定の流入量は存在する。したがって、降水や融雪がないと、流入量は所定の均衡値(以下、均衡流入量という。)に逓減していく(a)。これに対し、降水があると、それに応じて流水量は一時的に増加するが、降水が止むとともに、再度均衡流入量に向けて逓減を始める(b)。一方、気温が上昇すると融雪が発生し、それに応じて流水量も増加するが、融雪は降水に比べて流入量に与える影響の変化が緩やかである(c)。これは、例えば冬季から春季に向けての時期などにおいて、平均気温が上昇している場合に、継続的に融雪が発生するような場合である。
==
The inflow
FIG. 2 is a graph showing changes in the inflow amount. Even when there is no precipitation or snowmelt, there is a predetermined inflow due to, for example, oozing from a forest. Therefore, if there is no precipitation or snowmelt, the inflow will gradually decrease to a predetermined equilibrium value (hereinafter referred to as equilibrium inflow) (a). On the other hand, if there is precipitation, the amount of water flowing temporarily increases accordingly, but the precipitation stops and starts decreasing again toward the equilibrium inflow (b). On the other hand, when the temperature rises, snow melting occurs and the amount of running water increases accordingly, but the effect of snow melting on the inflow is more gradual than that of precipitation (c). This is a case where, for example, snow melting continuously occurs when the average temperature rises during the period from winter to spring.
そこで、本実施形態の流入量予測システム100では、降水量、融雪量及び均衡流入量に着目し、過去の気温や降水量などの気象データの実績値と後述する回帰モデルとに基づいてパラメタを推計し、推計したパラメタと、例えば気象予報などにより求められる気温の予測値(以下、予測気温という。)及び降水量の予測値(以下、予測降水量という。)を回帰モデルに適用して流入量の予測値を算出する。
Therefore, in the
図3は、本実施形態の流入量予測システム100のハードウェア構成を示す図である。流入量予測システム100は、CPU101、メモリ102、記憶装置103、通信インタフェース104、入力装置105及び出力装置106を備える。記憶装置103は、各種のプログラムやデータを記憶する、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ、CD−ROMドライブなどである。CPU101は、記憶装置103に記憶されているプログラムをメモリ102に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。通信インタフェース104は、通信ネットワーク300に接続するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット(登録商標)に接続するためのアダプタや、公衆電話回線網に接続するためのモデム、無線通信を行う通信器などである。入力装置105は、ユーザからデータの入力を受け付ける、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、マイクロフォンなどである。出力装置106は、データを出力する、例えばディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
図4は、本実施形態の流入量予測システム100のソフトウェア構成を示す図である。本実施形態の流入量予測システム100は、降雪気温推計部111、融雪量モデル推計部112、流入量モデル推計部113、予測気温取得部114、予測降水量取得部115、予測融雪量取得部116、流入量予測部117、モデル記憶部151、パラメタ記憶部152、及び気象及び流入量実績データベース153を備えている。なお、降雪気温推計部111、融雪量モデル推計部112、流入量モデル推計部113、予測気温取得部114、予測降水量取得部115、予測融雪量取得部116、及び流入量予測部117は、流入量予測システム100のCPU101が、記憶装置103に記憶されているプログラムをメモリ102に読み出して実行することにより実現される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a software configuration of the
気象及び流入量実績データベース153には、気象の各種実績値や流入量の実績値を含む情報(以下、気象流入量実績情報という。)の履歴が記憶される。図5は、気象及び流入量実績データベース153に記憶される気象流入量実績情報の構成例を示す図である。同図に示すように、気象流入量実績情報には、日付に対応付けて、気温、降水量、降雪量、積雪量、融雪量、流入量が含まれている。気温は、一日の平均気温である。降水量、降雪量、融雪量は一日の降水量、降雪量、融雪量の累積値である。積雪量は、その日に観測された積雪量である。流入量は、一日にダムなどの貯水施設に流入した水量の累計値である。気温、降水量、降雪量及び積雪量は、例えば、気象庁や民間気象会社などが提供するデータである。流入量は、貯水施設において測定した測定値である。流入量は、例えば、河川を管理する自治体などが提供する河川の流量の測定値としてもよい。融雪量は、気象庁や民間気象会社、測量会社などが測定したものであってもよいし、後述するモデルにより計算した値を実績値として記録するようにしてもよい。
The meteorological and
モデル記憶部151には、気象流入量実績情報に基づく各種の統計モデルが記憶され、パラメタ記憶部152には、モデル記憶部151に記憶されているモデルに適用される回帰係数や定数などのパラメタが記憶される。モデル記憶部151には、降水量の統計モデル(以下、降水量モデル1という。)、降雪量の統計モデル(以下、降雪量モデル2という。)、積雪量の統計モデル(以下、積雪量モデル3という。)、融雪量の統計モデル(以下、融雪量モデル4という。)、及び前日からの流入量の増加量に係る統計モデル(以下、流入量モデル5という。)が記憶される。パラメタ記憶部152には、降雨が降雪に変わる気温(以下、降雪気温という。)δ、均衡流入量μ1、融雪が始まる気温μ2、回帰係数α1〜α3、β1、β2がパラメタ記憶部152に記憶される。なお、均衡流入量μ1及び融雪が始まる気温μ2については、所定の定数として、予めパラメタ記憶部152に記憶されているものとする。
The
なお以下の説明において、日付tにおける気温、降水量、降雪量、積雪量、融雪量及び流入量をそれぞれ、Tt、Pt、St、Dt、Mt及びFtとする。前日からの流入量の増加量をΔFtとする。気温Ttがδより高い場合の降水量をP1t、気温Ttがδ以下である場合の降水量をP2tとする。 In the following description, the temperature at the date t, rainfall, snowfall, snowfall, snowmelt and inflow respectively, and T t, P t, S t , D t, M t , and F t. Let ΔFt be the increase in the inflow from the previous day. The precipitation when the temperature Tt is higher than δ is P1 t , and the precipitation when the temperature T t is δ or less is P2 t .
降水量モデル1は、降水量Ptが、降雪気温δを境に、P1tまたはP2tとなることを示すモデルであり、次式で表される。
降雪量モデル2は、気温Ttがδ以下である場合の降水量P2tを説明変数とし、降雪量Stを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。
積雪量モデル3は、積雪量Dtが、前日までの積雪量Dt−1に当日の降雪量Stを加え、そこから融雪量Mtを引いたものに一致するという関係を示すモデルであり、次式で表される。
融雪量モデル4は、気温Ttから融雪が始まる気温μ2を減じた値に積雪量Dtを乗じた値と、P1tとを説明変数とし、融雪量Mtを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。
融雪量モデル4において、気温Ttがμ2よりも低ければ第1項は0になり、前日までの積雪量Dt−1が0であれば融雪量Mtは0になる。
流入量モデル5は、均衡流入量μ1から前日の流入量Ft−1を減じた値と、当日の気温Ttがδより高い場合の降水量P1tと、当日の融雪量Mtとを説明変数とし、流入量の増加量ΔFtを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。
Precipitation Model 1, precipitation P t is, the boundary of snow temperature [delta], is a model that indicates that the P1 t or P2 t, is expressed by the following equation.
The
Snowfall model 3, snow accumulation D t is a model showing the relationship of addition of the day of snowfall S t in snowfall D t-1 of the previous day, matches therefrom minus snowmelt M t Yes, it is expressed by the following formula.
The snow melting amount model 4 is a regression model in which a value obtained by subtracting the temperature μ 2 at which the snow melting starts from the temperature T t is multiplied by the snow accumulation amount D t , P1 t is an explanatory variable, and the snow melting amount M t is an objective variable. And is represented by the following equation.
In the snowmelt amount model 4, the first term is 0 if the temperature T t is lower than μ 2 , and the snowmelt amount M t is 0 if the snow accumulation amount D t−1 up to the previous day is 0.
降雪気温推計部111は、降水量モデル1及び気象流入量実績情報に基づいて降雪気温δを推計し、推計した降雪気温δをパラメタ記憶部152に登録する。具体的には、降雪気温推計部111は、気象及び流入量実績データベース153から降雪量が0より大きい気象流入量実績情報を取得し、取得した気象流入量実績情報に基づき、モデル
降雪量=a×気温+b×降水量
を回帰分析して、回帰係数a及びbを推計する。次に、降雪気温推計部111は、気温がδ以下の場合には「a×気象流入量実績情報の気温+b×気象流入量実績情報の降水量」、気温がδより高い場合には「0」を推計降雪量として、推計降雪量と気象流入量実績情報の降雪量との差を2乗した値が最小になるδを算出する。降雪気温推計部111は、例えば、所定範囲の気温を所定ステップごとに増加させたδについて、各気象流入量実績情報がδより高ければ、上記回帰係数aを気温に乗じた値と、上記回帰係数bを降水量に乗じた値とを合計して推計降雪量として算出し、推計降雪量と気象流入量実績情報の降雪量との差を2乗した値を誤差の2乗として算出していき、誤差の2乗が最も小さくなったものをδとして決定することができる。なお、上記誤差の2乗が最も小さくなるように上記δを決定する処理については、一般的な統計手法を利用することが可能である。降雪気温推計部111は、上記のようにして決定したδを、パラメタ記憶部152に登録する。以上のようにして融雪気温δが決定される。
The snowfall temperature estimation unit 111 estimates the snowfall temperature δ based on the precipitation model 1 and the weather inflow result information, and registers the estimated snowfall temperature δ in the
また、降雪気温推計部111は、各日付tについて、日付tに対応する気象流入量実績情報を気象及び流入量実績データベース153から読み出し、読み出した気象流入量実績情報の降水量及び気温と、上記推計した降雪気温δを前記降水量モデル1に適用してP2tを算出する。降雪気温推計部111は、気象流入量実績情報、P2t、及び降雪量モデル2に基づいて回帰分析を行い、回帰変数γを推計する。降雪気温推計部111は、推計した回帰変数γをパラメタ記憶部152に登録する。
Moreover, the snowfall temperature estimation part 111 reads the meteorological inflow result information corresponding to the date t from the meteorological and
融雪量モデル推計部112は、積雪量モデル3を融雪量モデル4に代入した式
を回帰分析して、回帰係数α2及びα3を推計する。融雪量モデル推計部112は、推計した回帰係数α2及びα3をパラメタ記憶部152に登録する。
The snow melting amount
And regression coefficients α 2 and α 3 are estimated. The snowmelt amount
流入量モデル推計部113は、流入量モデル5及び気象流入量実績情報に基づいて回帰係数α1、β1、及びβ2を推計する。具体的には、流入量モデル推計部113は、各日付tについて、降水量モデル1、δ及び日付tに対応する気象流入量実績情報の降水量に基づいてP1tを算出し、各日付tの気象流入量実績情報と、対応するP1tを用いて、流入量モデル5を回帰分析し、回帰係数α1、β1、及びβ2を推計する。気象流入量実績情報に融雪量がない場合は,日付t−1の積雪量と日付tのその他の気象情報を用いて,融雪量モデル4を用いて算出したMtを用いて,流入量モデル5を回帰分析し、回帰係数α1、β1、及びβ2を推計することもできる。流入量モデル推計部113は、推計した回帰係数α1、β1、及びβ2をパラメタ記憶部152に登録する。
The inflow amount
予測気温取得部114は、気温の予測値(以下、予測気温という。)を取得する。予測気温取得部114は、例えば、ユーザから予測気温の入力を受け付けてもよいし、気象庁や民間気象会社のコンピュータにアクセスして予測気温を取得するようにしてもよい。また、予測気温取得部114は、気象流入量実績情報に基づいて気温の予測を行うようにしてもよい。この場合、例えば、一般的な気温の予測に用いられる統計モデルをモデル記憶部151に記憶しておき、予測気温取得部114がその統計モデルと気象流入量実績情報とに基づいて回帰分析を行ってパラメタを推計し、推計したパラメタと気象流入量実績情報とを統計モデルに適用して予測気温を算出することができる。
The predicted
予測降水量取得部115は、降水量の予測値(以下、予測降水量という。)を取得する。予測降水量取得部115は、例えば、ユーザから予測降水量の入力を受け付けてもよいし、気象庁や民間気象会社のコンピュータにアクセスして予測降水量を取得するようにしてもよい。また、予測降水量取得部115は、予測気温取得部114と同様に、気象流入量実績情報に基づいて降水量の予測を行うようにしてもよい。
The predicted precipitation acquisition unit 115 acquires a predicted value of precipitation (hereinafter referred to as predicted precipitation). For example, the predicted precipitation acquisition unit 115 may receive an input of predicted precipitation from a user, or may access a computer of the Japan Meteorological Agency or a private weather company to acquire the predicted precipitation. Further, the predicted precipitation amount acquiring unit 115 may predict the precipitation amount based on the weather inflow result information, similarly to the predicted
予測融雪量取得部116は、融雪量の予測値(以下、予測融雪量という。)を取得する。本実施形態では、後述するように、予測融雪量取得部116は、融雪量モデル4に基づいて融雪量を算出するものとするが、例えば、ユーザから予測融雪量の入力を受け付けてもよいし、気象庁や民間気象会社のコンピュータにアクセスして予測融雪量を取得するようにしてもよい。また、予測融雪量取得部116は、融雪量の実績値の履歴を記憶しておき、実績値に基づいて予測を行うようにしてもよい。
The predicted snowmelt
流入量予測部117は、予測気温取得部114が取得した予測気温、予測降水量取得部115が取得した予測降水量、降雪気温推計部111が推計したパラメタ、気象流入量実績情報、及び流入量モデル5を用いて、流入量の予測値(以下、予測流入量という。)を算出する。
The
流入量予測部117は、パラメタ記憶部152からδを読み出し、降水量モデル1にδ、予測気温取得部114が取得した予測気温Tt及び、予測降水量取得部115が取得した予測降水量Ptを適用してP1tを算出する。すなわち、予測気温Ttがδより大きければP1t=Ptとなり、Ttがδ以下であればP1t=0となる。
流入量予測部117は、パラメタ記憶部152から、α1〜α3、β1、β2、μ1、μ2を読み出し、気象及び流入量実績データベース153から、前日t−1に対応する気象流入量実績情報を読み出す。流入量予測部117は、読み出した気象流入量実績情報の積雪量をDt−1とし、読み出した気象流入量実績情報の流入量をFt−1とする。
予測融雪量取得部116は、融雪量モデル4に、α2、Tt、μ2、Dt−1、α3、P1tを代入して、融雪量の予測値Mtを算出する。
流入量予測部117は、流入量モデル5に、α1、μ1、Ft−1、β1、P1t、β2、Mtを代入して流入増加量の予測値ΔFtを算出し、Ft−1にΔFtを加算して、予測流入量Ftを算出する。
The
The inflow
The predicted snow melting
The inflow
以上のようにして、本実施形態の流入量予測システム100によれば、予測気温及び予測降水量と、気象流入量実績情報とに基づいて、降水量及び融雪量を考慮した流入量の予測を行うことができる。降水がない場合にも融雪により流入量は増加するため、融雪量を考慮して流入量の予測を行うことで、予測の精度を向上することができる。
As described above, according to the inflow
また、本実施形態の流入量予測システム100によれば、融雪量は、降水量及び気温から算出することができる。降水量及び気温の予測は、気象予報の手法として様々な手法が存在し、容易に入手可能である。したがって、融雪量の予測が困難である場合でも、容易に取得可能な降水量や気温の予測値に基づいて融雪量の予測を行うことで、融雪量を考慮した流入量の予測を容易に実現することができる。
Moreover, according to the inflow
また、上記流入量モデル5では、第1項を均衡流入量と流入量との差であるものとして、均衡流入量を考慮に入れているので、単に流入量を説明変数とする場合に比べ、より精度の高い流入量予測を行うことができる。
Also, in the
==最適貯水位計算システム200==
最適貯水位計算システム200は、貯水施設における水位の最大最小値や水力発電に利用する水量(以下、取水量といい、Qと表記する。)の最大最小値などの制約の下に、流入量予測システム100が予測した流入量の予測値を用いて水位をシミュレーションし、売電額が最大となる水位の計画を算出する。
== Optimal reservoir
The optimum water storage
図6は、最適貯水位計算システム200のハードウェア構成を示す図である。同図に示すように、最適貯水位計算システム200は、CPU201、メモリ202、記憶装置203、通信インタフェース204、入力装置205、及び出力装置206を備えている。記憶装置203は、各種のデータやプログラムを記憶する、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ、CD−ROMドライブなどである。CPU201は、記憶装置203に記憶されているプログラムをメモリ202に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。通信インタフェース204は、通信ネットワーク300に接続するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット(登録商標)に接続するためのアダプタや、公衆電話回線網に接続するためのモデム、無線通信を行うための通信器などである。入力装置205は、データの入力を受け付ける、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、マイクロフォンなどである。出力装置206は、データを出力する、例えば、ディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration of the optimum water storage
図7は、最適貯水位計算システム200のソフトウェア構成を示す図である。同図に示すように、最適貯水位計算システム200は、諸元入力部211、貯水量設定値入力部212、予測流入量取得部213、運用水位計画部214、諸元記憶部251、モデル記憶部252、及び電力価格データベース253を備えている。なお、諸元入力部211、貯水量設定値入力部212、予測流入量取得部213、及び運用水位計画部214は、最適貯水位計算システム200が備えるCPU201が、記憶装置203に記憶されているプログラムをメモリ202に読み出して実行することにより実現される。また、諸元記憶部251及び電力価格データベース253は、最適貯水位計算システム200が備えるメモリ202や記憶装置203が提供する記憶領域として実現される。なお、諸元記憶部251、モデル記憶部252及び電力価格データベース253は、最適貯水位計算システム200とは異なるデータベースサーバが管理し、最適貯水位計算システム200がそのデータベースサーバにアクセスするようにしてもよい。
FIG. 7 is a diagram showing a software configuration of the optimum water storage
諸元記憶部251は、貯水施設、河川、発電設備などの各種の諸元の設定値を含む情報(以下、諸元情報という。)を記憶する。図8は、諸元記憶部251に記憶される諸元情報の構成例を示す図である。同図に示すように、諸元情報は、諸元名、単位、及び設定値が含まれる。
The
諸元入力部211は、諸元情報の入力を受け付け、受け付けた諸元情報を諸元記憶部251に登録する。諸元入力部211は、例えば、キーボードやマウスなどの入力装置205から諸元情報の各項目の入力を受け付けるようにしてもよいし、例えば、電力会社のホストコンピュータにアクセスして諸元情報を取得するようにしてもよい。
The
なお、諸元入力部211は予め、貯水施設に係る諸元として、水位の最高値(最高運用水位;以下、Hmaxと表記する。単位はmである。)、及び水位の最低値(最低運用水位;以下、Hminと表記する。単位はmである。)の入力を受け付け、受け付けた最高運用水位を含む諸元情報と、最低運用水位を含む諸元情報とを作成して諸元記憶部251に登録し、河川に係る諸元として、維持流量(以下、S0と表記する。単位はm3/sである。)の入力を受け付け、受け付けた維持流量を含む諸元情報を作成して諸元記憶部251に登録し、発電設備に係る諸元として、発電に利用する可能な最大の水量(最大取水量;以下、Qmaxと表記する。単位はm3/sである。)、発電に利用可能な最低の水量(最小取水量;以下、Qminと表記する。単位はm3/sである。)、発電した後に放水する高さ(放水位;以下、Houtと表記する。単位はmである。)、及び損失落差(以下、Hlosと表記する。単位はmである。)の入力を受け付けて、受け付けた最大取水量を含む諸元情報、最小取水量を含む諸元情報、放水位を含む諸元情報、及び損失落差を含む諸元情報を作成して諸元記憶部251に登録しているものとする。
In addition, the
電力価格データベース253は、日付ごとの電力価格を記憶する。図9は電力価格データベース253の構成例を示す図である。同図に示すように、電力価格データベース253には、日付に対応付けて電力価格(単位は、円/kWhである。)が記憶されている。本実施形態では、電力価格は日付ごとに変更しうるものとし、また各日の電力価格は予めユーザから入力されて電力価格データベース253に登録されているものとする。
The
貯水量設定値入力部212は、運用計画の対象となる期間(以下、運用期間という。本実施形態では、運用期間の長さは6日間とする。)と、運用期間の初日の開始時点(0時)における貯水量の予定値(以下、初期貯水量という。)と、最終日の終了時(24時、すなわち7日目の開始時点でもある。)における貯水量の目的値(以下、最終目的貯水量という。)との入力を受け付ける。なお、貯水量設定値入力部212は、例えば、現在の貯水施設の貯水量を取得して初期貯水量としてもよい。また、貯水量設定値入力部212は、過去の水位から初期貯水量及び最終目的貯水量のいずれかを予測するようにしてもよい。
The water storage amount set
予測流入量取得部213は、流入量予測システム100にアクセスして、流入量予測システム100が予測した、運用期間内の各日についての流入量Rの予測値を取得する。なお、予測流入量取得部213は、例えば、キーボードやマウスなどの入力装置205から、流入量の予測値の入力を受け付けるようにしてもよい。
The predicted inflow
運用水位計画部214(本発明の最適貯水量決定部に該当する。)は、シミュレーションにより、運用期間中の各日における最適な水位(以下、運用水位といい、Hと表記する。)を算出し、算出した各日の運用水位を出力装置に出力する。運用水位計画部214がシミュレーションに用いる統計モデルは、モデル記憶部252に記憶されている。モデル記憶部252には、以下のモデル1〜11が記憶されている
モデル1は、貯水量Vに基づいて運用水位Hを算出するためのもの(水位算出モデル)であり、次式により表される。なお、aは貯水施設に固有の定数である。
モデル2は、最高運用水位Hmaxに基づいて貯水量の上限(以下、上限貯水量といい、Vmaxと表記する。)を算出するためのものであり、次式により表される。
モデル3は、最低運用水位Hminに基づいて貯水量の下限(以下、下限貯水量といい、Vminと表記する。)を算出するためのものであり、次式により表される。
モデル4は、1日の0時から24時(すなわち次の日の0時)の貯水量に基づいて、単位期間の開始時点から終了時点までの貯水量の差(以下、貯水量差といい、ΔVと表記する。)を算出するものであり、ある日付tの0時における貯水量をVtとして、次式により表される。
モデル5は、流入量から維持流量及び貯水量差を引いた水量(R0)を算出するためのものであり、次式により表される。
モデル6は、最小取水量Qmin、最大取水量Qmax、及びR0に基づいて、取水量Qを決定するためのもの(取水量算出モデル)であり、次式により表される。
すなわち、R0が、最小取水量Qmin以上であり、かつ、最大取水量Qmax以下である場合には、R0が取水量Qとなり、R0が最小取水量Qminよりも小さい場合には最小取水量Qminが取水量Qとなり、R0が最大取水量よりも大きい場合には最大取水量Qmaxが取水量Qとなる。
The operational water level planning unit 214 (corresponding to the optimum water storage amount determining unit of the present invention) calculates the optimum water level (hereinafter referred to as the operational water level, referred to as H) on each day during the operation period by simulation. Then, the calculated operational water level for each day is output to the output device. The statistical model used by the operational water
The model 3 is for calculating the lower limit of the water storage amount (hereinafter referred to as the lower limit water storage amount and expressed as V min ) based on the minimum operating water level Hmin , and is represented by the following equation.
Model 4 is based on the amount of stored water from 0:00 to 24:00 on the first day (that is, 0:00 on the next day). , And expressed as ΔV), and is expressed by the following equation, where V t is the amount of water stored at 0:00 on a certain date t.
The
The
That, R0 is, and the minimum intake quantity Q min or more, and equal to or less than the maximum intake amount Q max is, R0 is intake amount Q, and the minimum intake if R0 is smaller than the minimum intake quantity Q min The amount Q min becomes the water intake amount Q, and when R0 is larger than the maximum water intake amount, the maximum water intake amount Q max becomes the water intake amount Q.
モデル7は、R0及び取水量Qに基づいて、1日に貯水施設において放流される水量(以下、普通放流量といい、Sと表記する。)を算出するためのものであり、次式により表される。
モデル8は、1日の終了時点における運用推移、放水位Hout及び損失落差Hlosに基づいて、有効落差hnを算出するためのものであり、日付tの0時における運用水位をHtとし、水位を海抜高さに変換するための所定の定数をbとして、次式により表される。
モデル9は、取水量Q及び有効落差hnに基づいて1日に発電される発電電力Pnを算出するためのものであり、発電の変換効率に係る係数をc、重力加速度をgとして、次式により表される。
モデル10は、発電電力Pnに基づいて1日に発電される発電電力量Enを算出するためのもの(電力量算出モデル)であり、次式により表される。
モデル11は、ある日付についての発電電力量Enと、その日付に対応する電力価格とに基づいて売電額を算出するためのものであり、次式により表される。
The model 7 is for calculating the amount of water discharged in the water storage facility on the basis of R0 and the amount of water intake Q (hereinafter referred to as normal discharge flow rate, expressed as S). expressed.
The model 8 is for calculating the effective head hn based on the operation transition at the end of the day, the discharge level H out and the loss head H los , and the operating water level at 0:00 on the date t is H t. , Where b is a predetermined constant for converting the water level to the sea level, and is expressed by the following equation.
The model 9 is for calculating the generated power Pn generated on the basis of the water intake amount Q and the effective head hn, where c is a coefficient relating to conversion efficiency of power generation and g is a gravitational acceleration. It is represented by
The
The model 11 is for calculating the amount of power sold based on the generated power amount En for a certain date and the power price corresponding to the date, and is represented by the following equation.
運用水位計画部214は、貯水量設定値入力部212が受け付けた初期貯水量を運用期間の初日のV1とし、貯水量設定値入力部212が受け付けた最終目的貯水量を7日目のの貯水量V7として、各日付t(t=2〜6)について、0時における貯水量VtをVminからVmaxの間で所定のステップ(例えば、0.1や0.5、1など)で変化させてシミュレーションを行い、Enが最大となるようにVtを決定する。運用水位計画部214は、このシミュレーションにおいて、動的計画法を用いるものとする。動的計画法を用いることで、最適なVtの組合せを迅速に算出することができる。
The operational water
==画面例==
図10は、運用水位のシミュレーションに用いられる画面60の一例を示す図である。画面60には、運用期間の入力欄611、初期貯水量の入力欄612、最終目的貯水量の入力欄613、及び各種諸元の表示欄621〜627が設けられている。
== Screen example ==
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a
運用水位計画部214は、諸元記憶部251から、最小運用水位及び最大運用水位に対応する設定値(Hmin及びHmax)を読み出し、読み出したHmin及びHmaxを表示欄621及び表示欄622に表示する。運用水位計画部214は、諸元記憶部251から、維持流量に対応する設定値(S0)を読み出し、読み出したS0を表示欄623に表示する。運用水位計画部214は、諸元記憶部251から、最小取水量及び最大取水量に対応する設定値(Qmin及びQmax)を読み出し、読み出したQmin及びQmaxを表示欄624及び625にそれぞれ表示する。運用水位計画部214は、諸元記憶部251から、放水位に対応する設定値(Hout)を読み出し、読み出したHoutを表示欄626に表示する。運用水位計画部214は、諸元記憶部251から、損失落差に対応する設定値(Hlos)を読み出し、読み出したHlosを表示欄627に表示する。
また、運用水位計画部214は、上述したモデル2及びモデル3を用いて、Vmax及びVminを算出し、算出したVmax及びVminを表示欄631及び表示欄632にそれぞれ表示する。
The operation water
Further, the operational water
予測流入量取得部213は、流入量予測システム100にアクセスして、流入量予測システム100が予測した、運用期間内の各日についての流入量Rの予測値を取得し、取得したRを表示欄633に表示する。
The predicted inflow
入力欄611、612及び613に運用期間、初期貯水量及び最終目的貯水量が入力され、ボタン641が押下されると、貯水量設定値入力部212は、入力欄611、612及び613に入力された運用期間、初期貯水量、及び最終目的貯水量の入力を受け付け、運用水位計画部214は、運用期間中の各日について貯水量Vをシミュレーションする。運用水位計画部214は、例えば以下のようにして貯水量Vのシミュレーションを行う。なお、図10の例では、貯水施設に固有の係数a=30000であり、水位を海抜高さに変換する定数b=500であるものとしている。
When the operation period, the initial water storage amount and the final target water storage amount are input to the input fields 611, 612 and 613, and the
運用水位計画部214は、入力欄612に入力された初期貯水量を第1日目の貯水量V1とし、入力欄613に入力された最終目的貯水量を第7日目の貯水量V7とし、第1日目から第6日目までの貯水量Vtのシミュレーションを行い、貯水量Vを表示欄651に表示する。
The operational water
運用水位計画部214は、各日付についての貯水量Vをモデル1に適用して運用水位Hを算出し、算出した運用水位Hを表示欄652に表示する。運用水位計画部214は、1〜6日目の日付tについて、Vt及びVt+1をモデル4に適用して、各日付tについての貯水量差ΔVtを算出し、算出した貯水量差ΔVtを表示欄653に表示する。
The operational water
運用水位計画部214は、流入量の予測値R、維持流量S0、及び貯水量差ΔVをモデル5に適用してR0を算出し、モデル6によりR0に応じた取水量Qを決定し、決定した取水量Qを表示欄654に表示する。運用水位計画部214は、R0及び取水量Qをモデル7に適用して、普通放流量Sを算出し、算出したSを表示欄655に表示する。
The operational water
運用水位計画部214は、1〜6日目の各日tについて、上記算出した運用水位Ht+1、放水位Hout及び損失落差Hlosをモデル8に適用して、有効落差hnを算出し、算出したhnを表示欄656に表示する。
The operational water
運用水位計画部214は、取水量Q、有効落差hnをモデル9に適用して、発電電力Pnを算出して表示欄657に表示するとともに、算出したPnをモデル10に適用して発電電力量Enを算出し、算出したEnを表示欄660に表示する。
The operational water
運用水位計画部214は、運用期間中の各日の日付に対応する電力価格を電力価格データベース253から読み出して表示欄659に表示するとともに、上記En及び読み出した電力価格をモデル11に適用して、売電額を算出し、算出した売電額を表示欄658に表示する。
The operational water
運用水位計画部214は、貯水量Vt(t=2〜6)を最大VminからVmaxまで変化させて、上記の処理を繰り返すことによりシミュレーションを行い、運用期間中の売電額の合計額が最大となる貯水量Vの組合せを決定する。なお、運用水位計画部214は、動的計画法により、貯水量Vの組合せを決定することで、効率的に最適な貯水量を決定することができる。運用水位計画部214は、決定した貯水量Vの組合せに対応するように表示欄651〜660を表示する。
The operation water
図11は、ある貯水施設において、過去の実績水位についてシミュレーションを行った結果を示すグラフである。
図11(a)は、比較的豊水期として知られている2003年7月における取水量及び運用水位の変化を示すグラフである。貯水施設では、運用者の経験によって運用水位が決定されており、2003年7月期における売電額の実績値は約258(百万円)であった。これに対して、上記シミュレーションの結果の貯水量Vの組合せに対応する売電額は約269(百万円)となった。すなわち、約4%の売電額の上昇がみられた。
図11(b)は、比較的渇水期として知られている2007年4月における取水量および運用水位の変化を示すグラフである。2007年4月期における売電額の実績値は107(百万円)であったところ、上記シミュレーションの結果の貯水量Vの組合せに対応する売電価格は114(百万円)となり、約6%の上昇がみられた。
このように、上記シミュレーションにより、売電額が最大になるように貯水量Vの組合せを決定して運用水位Hを運用することで、運用者の経験による運用に比べて売電額の上昇が可能になることが確認された。
FIG. 11 is a graph showing a result of a simulation of a past actual water level in a water storage facility.
FIG. 11A is a graph showing changes in water intake and operation water level in July 2003, which is known as a relatively high water season. In the water storage facility, the operational water level is determined by the experience of the operator, and the actual value of the amount of electricity sold in the July 2003 period was about 258 (million yen). On the other hand, the amount of power sold corresponding to the combination of the water storage amount V as a result of the simulation was about 269 (million yen). In other words, there was an increase in power sales by about 4%.
FIG. 11B is a graph showing changes in water intake and operating water level in April 2007, which is known as a relatively dry season. The actual value of power sales in the April 2007 period was 107 (million yen), and the power sales price corresponding to the combination of the amount of stored water V as a result of the simulation was 114 (million yen). There was a 6% increase.
As described above, by determining the combination of the water storage amount V so as to maximize the amount of electric power sold and operating the operational water level H by the above simulation, the amount of electric power sold is increased compared to the operation based on the experience of the operator. It was confirmed that it would be possible.
以上説明したように、本実施形態の水位運用支援システムによれば、初期貯水量及び最終目的貯水量に応じて、売電額が最大になるような運用水位を提示することができる。したがって、貯水施設の運用者は、水位運用支援システムからの提示を参考にして、貯水位施設の水位を運用することで、より効率的かつ効果的に水力発電を行うことができる。 As described above, according to the water level operation support system of the present embodiment, it is possible to present an operation water level that maximizes the amount of power sold according to the initial water storage amount and the final target water storage amount. Therefore, the operator of the water storage facility can perform hydropower generation more efficiently and effectively by operating the water level of the water storage facility with reference to the presentation from the water level operation support system.
なお、本実施形態の最適貯水位計算システム200では、売電額が最大になるように貯水量Vの組合せを決定するものとしたが、発電電力量Enが最大となるような組合せを決定するようにしてもよい。この場合、価格の変動に関わらず、より効率的な発電を行うことが可能となる。
In the optimum water storage
また、最適貯水位計算システム200は、普通放流量Sの上限を設けて、シミュレーションを行うようにしてもよい。この場合、運用水位計画部214は、ユーザから上限値の入力を受け付けて、普通放流量Sが上限値を超えない貯水量Vの組合せのうち、売電額が最大になるものを決定するようにする。図12は、上記2003年7月期における放流量Sの実績値と、上限値を設けなかった場合に売電額が最大になるときの放流量Sの理論値と、上限値を15m3/sと設定した場合に売電額が最大になるときの放流量Sの理論値とを比較したグラフである。図12に示すように、例えば、7月24日では、放流量Sが25(m3/2)近くまで増加している。この場合の売電額も、約269(百万円)となり、約4%の上昇がみられた。したがって、実際の貯水施設の運用時には、例えば、釣り人やキャンプをしている人などがいる場合などの、下流への影響を考慮して、放流量には上限値を設けることが行われるが、上限値を設けたとしても、上記のシミュレーションの結果に従って貯水施設の水位を運用することで、より効率的な発電を行うことが可能となる。
Moreover, the optimum water storage
また、最適貯水位計算システム200は、最低運転出力の下限を設けて、シミュレーションを行うようにしてもよい。この場合、運用水位計画部214は、ユーザから下限値の入力を受け付けて、運転出力が下限値を下回らない貯水量Vの組合せのうち、売電額が最大になるものを決定するようにする。実際の発電所運転では、著しく効率が下がる出力領域での運用をしないことにより発電効率を高めていることが多く、より実態に合ったシミュレーションが可能となる。
Moreover, the optimal water storage
また、本実施形態の流入量予測システム100では、ダムなどの貯水施設に河川から流入する水量についての予測を行うものとしたが、河川を流れる水量の予測を行うシステムにも容易に適用することができる。この場合、河川の上流域における気温や降水量の予報値及び実績値などを取得及び記録するものとする。
Moreover, in the inflow
また、本実施形態の流入量予測システム100では、均衡流入量μ1及び融雪が始まる気温μ2については、予めパラメタ記憶部152に記憶されているものとしたが、これに限らず、過去の気象流入量実績情報に基づいて当てはまりのよい値を推計するようにしてもよい。また、本実施形態の各回帰モデルについて、誤差項に系列相関があるような場合には、降雪気温推計部111がPrais-Winstein変換やコクラン・オーカット法によりパラメタを推計するようにしてもよい。この場合、流入量モデル5は、1期前の流入量Ft−1ではなく、系列相関がなくなる所定期(n期)前の流入量Ft−nを説明変数とするようにしてもよい。
Further, the
また、本実施形態の最適貯水位計算システム200では、流入量予測システム100から流入量Rを取得するものとしたが、これに限らず、例えば、流入量Rの入力をユーザから受け付けるようにしてもよい。また、過去の流入量の実績値をデータベースに記憶しておき、過去の実績値をRとして読み出してシミュレーションするようにしてもよい。
In the optimum reservoir
また、本実施形態の最適貯水位計算システム200では、予め電力価格は電力価格データベース253に記憶されているものとしたが、例えば、日本卸電力取引所における電力価格(JEPX価格)を自動的に取得するようにしてもよい。この場合、電力価格データベース253を省略して、運用水位計画部214によるシミュレーションの度に、JEPX価格を取得するようにすることもできる。
Further, in the optimum storage
以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 Although the present embodiment has been described above, the above embodiment is intended to facilitate understanding of the present invention and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
例えば、本実施形態では、流入量予測システム100と最適貯水位計算システム200とは異なるコンピュータであるものとしたが、1台のコンピュータにより実現することもできる。また、流入量予測システム100及び最適貯水位計算システム200の少なくともいずれかを、複数台のコンピュータにより実現するようにすることもできる。
For example, in the present embodiment, the
100 流入量予測システム
101 CPU
102 メモリ
103 記憶装置
104 通信インタフェース
105 入力装置
106 出力装置
111 降雪気温推計部
112 融雪量モデル推計部
113 流入量モデル推計部
114 予測気温取得部
115 予測降水量取得部
116 予測融雪量取得部
117 流入量予測部
151 モデル記憶部
152 パラメタ記憶部
153 気象及び流入量実績データベース
200 最適貯水位計算システム
201 CPU
202 メモリ
203 記憶装置
204 通信インタフェース
205 入力装置
206 出力装置
211 諸元入力部
212 貯水量設定値入力部
213 予測流入量取得部
214 運用水位計画部
251 諸元記憶部
252 モデル記憶部
253 電力価格データベース
300 通信ネットワーク
100
DESCRIPTION OF
202
Claims (14)
所定期間内の各単位期間における前記貯水施設への水の流入量の予測値を取得する予測流入量取得部と、
前記単位期間の開始時点から終了時点までの前記貯水施設における貯水量の差である貯水量差及び前記流入量に基づいて前記水力発電のために使用する水の量である取水量を算出するための取水量算出モデル、前記貯水量に基づいて前記貯水施設の水位を算出するための水位算出モデル、並びに前記取水量及び前記水位に基づいて前記水力発電により前記単位期間に発電される電力量を算出するための電力量算出モデルを記憶するモデル記憶部と、
前記所定期間内の前記各単位期間について、前記単位期間の開始時点における前記貯水施設の貯水量を変化させるとともに、前記変化させた貯水量及び前記単位期間における前記流入量の予測値から、前記取水量算出モデルを用いて前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量から、前記水位算出モデルを用いて前記水位を算出し、前記算出した取水量及び前記算出した水位から、前記電力量算出モデルを用いて前記電力量を算出していき、前記算出した電力量に応じて最適な前記貯水量の組合せを決定する最適貯水量決定部と、
前記決定した貯水量のそれぞれを前記水位算出モデルに適用して前記水位を算出し、前記算出した水位を出力する運用水位出力部と、
を備えることを特徴とする貯水施設運用支援システム。 A system for supporting the operation of a water storage facility for hydroelectric power generation,
A predicted inflow amount obtaining unit for obtaining a predicted value of the inflow amount of water into the water storage facility in each unit period within a predetermined period;
In order to calculate a water intake amount that is an amount of water used for the hydroelectric power generation based on a water storage amount difference that is a difference in water storage amount in the water storage facility from a start time to an end time of the unit period and the inflow amount. Water intake amount calculation model, water level calculation model for calculating the water level of the water storage facility based on the water storage amount, and the amount of electric power generated in the unit period by the hydroelectric power generation based on the water intake amount and the water level. A model storage unit for storing a power amount calculation model for calculation;
For each unit period within the predetermined period, the water storage amount of the water storage facility at the start of the unit period is changed , and the intake water is calculated from the changed storage amount and the predicted value of the inflow amount in the unit period. It calculates the intake amount using the amount calculated model, from the water quantity is the change, the calculated water level using the water level calculation model, from said calculated amount of water intake and the water level was above calculated, the electric power calculation Calculating the amount of electric power using a model , and determining an optimal water storage amount determining unit that determines an optimal combination of the water storage amounts according to the calculated electric energy;
Applying each of the determined water storage amounts to the water level calculation model to calculate the water level, and to output the calculated water level, an operational water level output unit,
A water storage facility operation support system characterized by comprising:
前記最適貯水量決定部は、前記変化させた貯水量の組合せのうち、前記所定期間内の前記各単位期間について算出する前記電力量の合計が最大となるものを、前記最適な貯水量の組合せとして決定すること、
を特徴とする貯水施設運用支援システム。 The water storage facility operation support system according to claim 1,
The optimum water storage amount determination unit determines the combination of the optimal water storage amounts that has the maximum sum of the electric energy calculated for each unit period in the predetermined period from among the combinations of the changed water storage amounts. To decide as,
Water storage facility operation support system characterized by
前記各期間における単位電力あたりの価格を取得する電力価格取得部を備え、
前記最適貯水量決定部は、前記変化させた貯水量の組合せのうち、前記所定期間内の前記各単位期間について算出する前記電力量のそれぞれに前記価格を乗じた値の合計値が最大となるものを、前記最適な貯水量の組合せとして決定すること、
を特徴とする貯水施設運用支援システム。 The water storage facility operation support system according to claim 1,
A power price acquisition unit that acquires a price per unit power in each period,
The optimum water storage amount determination unit has a maximum sum of values obtained by multiplying each of the electric energy calculated for each unit period within the predetermined period by the price among the changed combinations of water storage amounts. Determining what is the optimal combination of water storage,
Water storage facility operation support system characterized by
前記貯水量の上限値及び下限値を記憶する貯水量設定値記憶部を備え、
前記最適貯水量決定部は、前記単位期間の開始時点における貯水量を、前記下限値から前記上限値までの所定のステップごとに変化させて、前記各単位期間についての前記電力量を算出すること、
を特徴とする貯水施設運用支援システム。 A water storage facility operation support system according to any one of claims 1 to 3,
A water storage amount set value storage unit for storing an upper limit value and a lower limit value of the water storage amount;
The optimum water storage amount determination unit changes the water storage amount at the start time of the unit period for each predetermined step from the lower limit value to the upper limit value, and calculates the electric energy for each unit period. ,
Water storage facility operation support system characterized by
前記最適貯水量決定部は、動的計画法により、前記最適な貯水量の組合せを決定すること、
を特徴とする貯水施設運用支援システム。 The water storage facility operation support system according to claim 4,
The optimum water storage amount determination unit determines the optimum water storage amount combination by dynamic programming;
Water storage facility operation support system characterized by
所定期間ごとに、前記流入量の実績値、及び降雨量の実績値を記憶するデータベースと、
ある第1期間における前記降雨量、及び前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルを記憶するモデル記憶部と、
前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する流入量モデル推計部と、
予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得する予測降雨量取得部と、
前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記データベースから取得し、前記降雨量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記回帰モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出する増加量予測部と、を備え、
前記予測流入量取得部は、前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出すること、
を特徴とする貯水施設運用支援システム。 The water storage facility operation support system according to claim 1,
A database for storing the actual value of the inflow and the actual value of the rainfall for each predetermined period;
The difference between the rainfall amount in a certain first period and the inflow amount in the second period before the first period from the first period and the equilibrium inflow amount that is a predetermined constant is used as an explanatory variable, and the second period from the second period to the second period. A model storage unit for storing a regression model whose objective variable is an increase amount of the inflow until one period;
Based on the actual value of the inflow and the actual value of the rainfall stored in the database, and the regression model stored in the model storage unit, regression analysis is performed for each of the explanatory variables. An inflow model estimation unit for estimating a coefficient;
A predicted rainfall amount acquisition unit that acquires a predicted value of the rainfall amount in a prediction period that is a prediction target period;
The actual value of the inflow from the prediction period to the period before the predetermined period is acquired from the database, and the predicted value of the rainfall, the actual value of the inflow, and the regression coefficients are applied to the regression model. An increase amount prediction unit that calculates a predicted value of the increase amount in the prediction period,
The predicted inflow amount acquisition unit calculates the predicted value of the inflow amount in the prediction period by adding the predicted value of the increase amount to the actual value of the inflow amount,
Water storage facility operation support system characterized by
前記データベースは、前記所定期間ごとに、融雪量の実績値をさらに記憶し、
前記モデル記憶部に記憶される前記回帰モデルには、説明変数として、さらに前記第1期間における前記融雪量が含まれ、
前記予測期間における前記融雪量の予測値を取得する予測融雪量取得部を備え、
前記流入量モデル推計部は、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値、前記降雨量の実績値、及び前記融雪量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記回帰係数を推計すること、
を特徴とする貯水施設運用支援システム。 The water storage facility operation support system according to claim 6,
The database further stores the actual value of the amount of snow melt for each predetermined period,
The regression model stored in the model storage unit further includes the amount of snow melt in the first period as an explanatory variable,
A predicted snowmelt amount acquisition unit for acquiring a predicted value of the snowmelt amount in the prediction period;
The inflow amount model estimation unit includes the actual value of the inflow amount stored in the database, the actual value of the rainfall amount, the actual value of the snowmelt amount, and the regression model stored in the model storage unit. Performing a regression analysis based on the above and estimating the regression coefficient,
Water storage facility operation support system characterized by
所定期間ごとに、前記流入量の実績値、降雨量の実績値、気温の実績値、及び積雪量の実績値を記憶するデータベースと、
ある第1期間における前記降雨量、前記第1期間における融雪量、及び前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルである流入量モデル、及び、前記第1期間における気温から融雪の始まる気温を示す所定の定数を引いた値又はゼロの大きい方の値に、前記第2期間における前記積雪量を乗じた値と、前記第1期間における前記降雨量とを説明変数とし、前記第1期間における前記融雪量を目的変数とする回帰モデルである融雪量モデルを記憶するモデル記憶部と、
前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記融雪量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記融雪量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する融雪量モデル推計部と、
前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値、前記降雨量の実績値、及び前記推計した回帰係数を前記融雪量モデルに適用して、前記所定期間ごとの前記融雪量の理論値を算出し、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値、及び前記降雨量の実績値、前記算出した融雪量の理論値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記流入量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記流入量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する流入量モデル推計部と、
予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得する予測降雨量取得部と、
前記予測期間における前記気温の予測値を取得する予測気温取得部と、
前記予測期間の前記所定期前の期間における前記積雪量の実績値を前記データベースから取得し、前記気温の予測値、前記取得した積雪量の実績値、前記降雨量の予測値、及び前記融雪量モデルに係る前記各説明変数を、前記融雪量モデルに適用して、前記予測期間における前記融雪量の予測値を算出する予測融雪量取得部と、
前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記データベースから取得し、前記降雨量の予測値、前記融雪量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記流入量モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出する増加量予測部と、を備え、
前記予測流入量取得部は、前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出すること、
を特徴とする貯水施設運用支援システム。 The water storage facility operation support system according to claim 1,
For each predetermined period, a database that stores the actual value of the inflow, the actual value of the rainfall, the actual value of the temperature, and the actual value of the amount of snow;
The difference between the rainfall amount in a certain first period, the snowmelt amount in the first period, and the inflow amount in the second period before the predetermined period from the first period and the equilibrium inflow amount that is a predetermined constant is used as an explanatory variable. An inflow model that is a regression model having an increase in the inflow from the second period to the first period as a target variable, and a predetermined constant indicating the temperature at which snow melting starts from the temperature in the first period. The value obtained by multiplying the subtracted value or the larger value of zero by the amount of snow in the second period and the amount of rainfall in the first period are explanatory variables, and the amount of snow melt in the first period is the purpose. A model storage unit for storing a snowmelt amount model which is a regression model as a variable;
Performing regression analysis based on the actual temperature value stored in the database, the actual snow accumulation value, the actual rainfall value, and the snowmelt model stored in the model storage unit, A snowmelt amount model estimation unit for estimating a regression coefficient for each of the explanatory variables related to the snowmelt amount model;
Applying the actual temperature value, the actual snow accumulation value, the actual rainfall value, and the estimated regression coefficient stored in the database to the snow melting model, the snow melting for each predetermined period. The theoretical value of the amount is calculated, the actual value of the inflow amount stored in the database, the actual value of the rainfall amount, the theoretical value of the calculated snow melting amount, and the model storage unit An inflow model estimation unit that performs a regression analysis based on the inflow model, and estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables related to the inflow model;
A predicted rainfall amount acquisition unit that acquires a predicted value of the rainfall amount in a prediction period that is a prediction target period;
A predicted temperature acquisition unit that acquires a predicted value of the temperature in the prediction period;
The actual value of the snow cover amount in the period before the predetermined period of the prediction period is acquired from the database, the predicted value of the temperature, the acquired actual value of the snow cover amount, the predicted value of the rainfall amount, and the snow melting amount Applying each of the explanatory variables related to the model to the snowmelt amount model, and calculating a predicted value of the snowmelt amount in the prediction period;
The actual value of the inflow amount in the period from the prediction period to the predetermined period is acquired from the database, the predicted value of the rainfall amount, the predicted value of the snowmelt amount, the actual value of the inflow amount, and each regression coefficient And an increase amount prediction unit that calculates a predicted value of the increase amount in the prediction period by applying to the inflow amount model,
The predicted inflow amount acquisition unit calculates the predicted value of the inflow amount in the prediction period by adding the predicted value of the increase amount to the actual value of the inflow amount,
Water storage facility operation support system characterized by
単位期間の開始時点から終了時点までの前記貯水施設における貯水量の差である貯水量差及び前記貯水施設への流入量に基づいて前記水力発電のために使用する水の量である取水量を算出するための取水量算出モデル、前記貯水量に基づいて前記貯水施設の水位を算出するための水位算出モデル、並びに前記取水量及び前記水位に基づいて前記水力発電により前記単位期間に発電される電力量を算出するための電力量算出モデルを記憶したメモリを備えるコンピュータが、
所定期間内の各単位期間における前記貯水施設への水の流入量の予測値を取得し、
前記所定期間内の前記各単位期間について、前記単位期間の開始時点における前記貯水施設の貯水量を変化させるとともに、前記変化させた貯水量及び前記単位期間における前記流入量の予測値から、前記取水量算出モデルを用いて前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量から、前記水位算出モデルを用いて前記水位を算出し、前記算出した取水量及び前記算出した水位から、前記電力量算出モデルを用いて前記電力量を算出していき、前記算出した電力量に応じて最適な前記貯水量の組合せを決定し、
前記決定した貯水量のそれぞれを前記水位算出モデルに適用して前記水位を算出し、前記算出した水位を出力すること、
を特徴とする貯水施設運用支援方法。 A method for supporting the operation of a water storage facility for hydropower generation,
A water intake amount, which is the amount of water used for the hydroelectric power generation, based on the difference in the storage amount that is the difference in the storage amount in the storage facility from the start point to the end point of the unit period and the inflow amount to the storage facility. The water intake calculation model for calculating, the water level calculation model for calculating the water level of the water storage facility based on the water storage amount, and the hydroelectric power generation based on the water intake and the water level are generated in the unit period. A computer including a memory storing a power amount calculation model for calculating a power amount ,
Obtain a predicted value of the amount of water flowing into the water storage facility in each unit period within a predetermined period ,
For each of the unit period before Symbol within a predetermined period, the changing the water volume of the reservoir property at the start of the unit period, from the predicted value of the inflow in the water volume and the unit period is the change, the using intake quantity calculation model calculates the water intake, the water quantity is the change, to calculate the water level using the water level calculation model, from the calculated amount of water intake and the water level was above calculated, the amount of power Calculate the amount of power using a calculation model, determine the optimal combination of the water storage amount according to the calculated amount of power,
Applying each of the determined water storage amounts to the water level calculation model to calculate the water level and outputting the calculated water level;
Water storage facility operation support method characterized by
前記コンピュータは、前記変化させた貯水量の組合せのうち、前記所定期間内の前記各単位期間について算出する前記電力量の合計が最大となるものを、前記最適な貯水量の組合せとして決定すること、
を特徴とする貯水施設運用支援方法。 The water storage facility operation support method according to claim 9,
The computer determines, as the optimal combination of stored water amounts, the combination of the changed stored water amounts that maximizes the total amount of power calculated for each unit period within the predetermined period. ,
Water storage facility operation support method characterized by
前記コンピュータがさらに、前記各期間における単位電力あたりの価格を取得し、
前記コンピュータは、前記変化させた貯水量の組合せのうち、前記所定期間内の前記各単位期間について算出する前記電力量のそれぞれに前記価格を乗じた値の合計値が最大となるものを、前記最適な貯水量の組合せとして決定すること、
を特徴とする貯水施設運用支援方法。 The water storage facility operation support method according to claim 9,
The computer further obtains a price per unit power in each period,
The computer has a maximum sum of values obtained by multiplying each of the electric energy calculated for each of the unit periods within the predetermined period by the price, among the changed combinations of stored water amounts, To determine the optimal water storage combination,
Water storage facility operation support method characterized by
単位期間の開始時点から終了時点までの前記貯水施設における貯水量の差である貯水量差及び前記貯水施設への流入量に基づいて前記水力発電のために使用する水の量である取水量を算出するための取水量算出モデル、前記貯水量に基づいて前記貯水施設の水位を算出するための水位算出モデル、並びに前記取水量及び前記水位に基づいて前記水力発電により前記単位期間に発電される電力量を算出するための電力量算出モデルを記憶したメモリを備えるコンピュータに、
所定期間内の各単位期間における前記貯水施設への水の流入量の予測値を取得するステップと、
前記所定期間内の前記各単位期間について、前記単位期間の開始時点における前記貯水施設の貯水量を変化させるとともに、前記変化させた貯水量及び前記単位期間における前記流入量の予測値から、前記取水量算出モデルを用いて前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量から、前記水位算出モデルを用いて前記水位を算出し、前記算出した取水量及び前記算出した水位から、前記電力量算出モデルを用いて前記電力量を算出していき、前記算出した電力量に応じて最適な前記貯水量の組合せを決定するステップと、
前記決定した貯水量のそれぞれを前記水位算出モデルに適用して前記水位を算出し、前記算出した水位を出力するステップと、
を実行させるためのプログラム。 A program for supporting the operation of a water storage facility for hydropower generation,
A water intake amount, which is the amount of water used for the hydroelectric power generation, based on the difference in the storage amount that is the difference in the storage amount in the storage facility from the start point to the end point of the unit period and the inflow amount to the storage facility. The water intake calculation model for calculating, the water level calculation model for calculating the water level of the water storage facility based on the water storage amount, and the hydroelectric power generation based on the water intake and the water level are generated in the unit period. In a computer comprising a memory storing a power amount calculation model for calculating the power amount ,
Obtaining a predicted value of the amount of water flowing into the water storage facility in each unit period within a predetermined period ;
For each of the unit period before Symbol within a predetermined period, the changing the water volume of the reservoir property at the start of the unit period, from the predicted value of the inflow in the water volume and the unit period is the change, the using intake quantity calculation model calculates the water intake, the water quantity is the change, to calculate the water level using the water level calculation model, from the calculated amount of water intake and the water level was above calculated, the amount of power Calculating the amount of power using a calculation model , and determining an optimal combination of the amount of stored water according to the calculated amount of power;
Applying each of the determined water storage amounts to the water level calculation model to calculate the water level, and outputting the calculated water level;
A program for running
前記最適な貯水量の組合せを決定するステップにおいて、前記コンピュータに、前記変化させた貯水量の組合せのうち、前記所定期間内の前記各単位期間について算出する前記電力量の合計が最大となるものを、前記最適な貯水量の組合せとして決定させること、
を特徴とするプログラム。 A program according to claim 12,
In the step of determining the optimum combination of stored water amounts, the computer causes the computer to maximize the total amount of electric power calculated for each unit period within the predetermined period among the changed combinations of stored water amounts. Is determined as a combination of the optimum water storage amount,
A program characterized by
前記コンピュータにさらに、前記各期間における単位電力あたりの価格を取得するステップを実行させ、
前記最適な貯水量の組合せを決定するステップにおいて、前記コンピュータに、前記変化させた貯水量の組合せのうち、前記所定期間内の前記各単位期間について算出する前記電力量のそれぞれに前記価格を乗じた値の合計値が最大となるものを、前記最適な貯水量の組合せとして決定させること、
を特徴とするプログラム。 A program according to claim 12,
Further causing the computer to execute a step of obtaining a price per unit power in each period,
In the step of determining the optimum water storage amount combination, the computer multiplies the electric power amount calculated for each unit period within the predetermined period by the price from the changed water storage amount combination. The maximum sum of the values obtained is determined as the optimum combination of water storage amount,
A program characterized by
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