JP5153805B2 - Water storage facility operation support system, operation support method and program - Google Patents

Water storage facility operation support system, operation support method and program Download PDF

Info

Publication number
JP5153805B2
JP5153805B2 JP2010036568A JP2010036568A JP5153805B2 JP 5153805 B2 JP5153805 B2 JP 5153805B2 JP 2010036568 A JP2010036568 A JP 2010036568A JP 2010036568 A JP2010036568 A JP 2010036568A JP 5153805 B2 JP5153805 B2 JP 5153805B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
water
water storage
unit
unit period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010036568A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011170807A (en
Inventor
▲隆▼二 大江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chugoku Electric Power Co Inc
Original Assignee
Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chugoku Electric Power Co Inc filed Critical Chugoku Electric Power Co Inc
Priority to JP2010036568A priority Critical patent/JP5153805B2/en
Publication of JP2011170807A publication Critical patent/JP2011170807A/en
Priority to JP2012184404A priority patent/JP5425985B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5153805B2 publication Critical patent/JP5153805B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To support operation in a water storage facility such that a power selling amount or power generated by water-power generation can be increased. <P>SOLUTION: An operation water level planning part of an optimum storage water level calculation system changes a water storage amount of each unit period t, performs simulation, determines a combination between the water storage amounts wherein a total of generated power amounts or the power selling amount becomes maximum, and outputs it together with a calculated operation water level based on the determined water storage amounts. When a water intake amount Qt of each unit period t is less than an operation limit water intake amount Q0min about the determined combination between the water storage amounts, the operation water level planning part changes the water intake amount Qt into a minimum water intake amount Qmin. The operation water level planning part also changes the water intake amount Qt into the minimum water intake amount Qmin when the water intake amount Qt of each unit period t is less than a lower limit value, and changes the water intake amount Qt into a maximum water intake amount Qmax when the water intake amount Qt is not less than the lower limit value. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

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。   In order to efficiently perform hydropower generation, a computer-based operation support system is used. For example, in Patent Document 1, a generator operation plan and a water level plan that are automatically calculated based on the amount of discharged water per day, a past generator operation plan and actual data of the water level plan, etc. are displayed, and corrections are made as necessary. Accepting and preparing a power generation operation plan.

特開2006−39838号公報JP 2006-39838 A

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主たる発明は、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、並びに前記貯水量及び前記取水量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を前記取水量算出モデルに適用して前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量及び前記算出した取水量を前記電力量算出モデルに適用して前記電力量を算出していき、前記電力量に応じた評価値が最大となる前記貯水量の組合せを最適貯水量計画として決定する最適貯水量決定部と、前記単位期間、前記最適貯水量計画に含まれる前記貯水量、及び前記取水量を対応付けて記憶する貯水量計画記憶部と、前記貯水量計画記憶部における前記単位期間のそれぞれについて、前記取水量が所定の閾値以上である場合には、前記水力発電の発電効率を最高にする取水量である所定の最高値に応じた前記貯水量の減少値を算出し、当該単位期間について前記取水量が前記最高値となるように前記貯水量計画記憶部を更新し、当該単位期間より後の単位期間に対応する前記貯水量計画記憶部の前記各貯水量から前記減少値を減算して前記貯水量計画記憶部を更新する貯水量調整部と、を備えることとする。 A main invention of the present invention for solving the above problems is a system for supporting the operation of a water storage facility for hydroelectric power generation, wherein the amount of water flowing into the water storage facility in each unit period within a predetermined period is determined. Predicted inflow acquisition unit for acquiring a predicted value, and used for the hydroelectric power generation based on the stored water amount difference and the inflow amount that is the difference in the stored water amount in the water storage facility from the start time to the end time of the unit period Calculation model for calculating a water intake amount that is an amount of water to be generated, and a power amount calculation for calculating a power amount generated in the unit period by the hydroelectric power generation based on the water storage amount and the water intake amount A model storage unit for storing a model, and for each unit period within the predetermined period, the water storage amount at the start of the unit period is changed, and the changed water storage amount and the unit Applying the predicted value of the inflow amount to the intake amount calculation model to calculate the intake amount, and applying the changed storage amount and the calculated intake amount to the electric energy calculation model An optimal storage amount determination unit that determines, as an optimal storage amount plan, a combination of the storage amounts that maximizes the evaluation value according to the amount of power, and is included in the unit storage period and the optimal storage amount plan the reservoir capacity, and the water storage planning storage unit that stores in association with the water intake for each of the unit periods in the water storage planning storage unit, when the intake amount is above a predetermined threshold value, the A reduction value of the stored water amount is calculated according to a predetermined maximum value that is a water intake amount that maximizes the power generation efficiency of hydroelectric power generation, and the water storage amount plan storage is performed so that the water intake amount becomes the maximum value for the unit period. Part New, and a water amount adjusting unit configured to update the reservoir capacity planning storage unit by subtracting the reduction value from the respective storage volume of the water storage planning storage unit corresponding to the unit period after the said unit period I will do it.

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、水力発電の発電機は、最大取水量を与えた場合に最も発電効率が高くなることが知られており、本発明の貯水施設運用支援システムによれば、各単位期間の取水量が所定の閾値以上である場合には、取水量を最大取水量となるように調整することができるので、発電機を効率的に運用するようにすることができる。   In addition, it is known that the generator of hydroelectric power generation has the highest power generation efficiency when the maximum water intake amount is given. According to the water storage facility operation support system of the present invention, the water intake amount of each unit period is predetermined. If it is equal to or more than the threshold value, the water intake can be adjusted to the maximum water intake, so that the generator can be operated efficiently.

また、本発明の貯水施設運用支援システムでは、前記貯水量調整部はさらに、前記貯水量計画記憶部における前記単位期間のそれぞれについて、前記取水量が前記閾値未満である場合には、所定の最低値に応じ前記貯水量の増加値を算出し、当該単位期間について前記取水量が前記最低値となるように前記貯水量計画記憶部を更新し、前記単位期間より後の単位期間に対応する前記貯水量計画記憶部の前記各貯水量に前記増加値を加算して前記貯水量計画記憶部を更新するようにしてもよい。
この場合、発電電力量の評価値に応じて最適化された取水量が所定の閾値よりも少ない場合に、その取水量を所定の最低値(例えば「0」)に設定するように調整を行うことができる。したがって、発電機に中途半端な水量を与えて運用することを回避することができるので、より効率的に発電機を運用することができる。
Further, in the water storage facility operation support system of the present invention, the water storage amount adjustment unit further includes a predetermined minimum if the water intake amount is less than the threshold for each of the unit periods in the water storage amount plan storage unit. wherein calculating the increment of the water amount corresponding to the value, and updates the reservoir capacity plan storage unit so that the water intake for the unit period is the minimum value, corresponding to the unit period after the unit period You may make it add the said increase value to each said water storage amount of the said water storage amount plan memory | storage part, and update the said water storage amount plan memory | storage part.
In this case, when the water intake optimized according to the evaluation value of the generated power is smaller than a predetermined threshold, the water intake is adjusted to be set to a predetermined minimum value (for example, “0”). be able to. Therefore, since it is possible to avoid operating the generator by supplying a halfway amount of water, the generator can be operated more efficiently.

また、本発明の貯水施設運用支援システムでは、前記最適貯水量決定部は、前記電力量を前記評価値として、前記最適貯水量計画を決定するようにしてもよい。
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。
In the water storage facility operation support system of the present invention, the optimal water storage amount determination unit may determine the optimal water storage amount plan using the power amount as the evaluation value.
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、本発明の貯水施設運用支援システムは、前記各単位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、前記単位期間に対応する前記価格を前記電力価格取得部から読み出し、前記読み出した価格を前記電力量に乗じて前記評価値を算出するようにしてもよい。
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。
Further, the water storage facility operation support system of the present invention includes a power price acquisition unit that acquires a price per unit power in each unit period, and the optimum water storage amount determination unit determines the price corresponding to the unit period as the price. The evaluation value may be calculated by reading from the power price acquisition unit and multiplying the read power by the power amount.
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、本発明の貯水施設運用支援システムは、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ようにしてもよい。   The water storage facility operation support system of the present invention further includes a water storage amount setting value storage unit that stores an upper limit value and a lower limit value of the water storage amount, and the optimum water storage amount determination unit stores the water storage amount at the start time of the unit period. May be changed at predetermined steps from the lower limit value to the upper limit value to calculate the electric energy for each unit period.

また、本発明の貯水施設運用支援システムでは、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ようにしてもよい。
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。
In the water storage facility operation support system of the present invention, the optimum water storage amount determination unit may determine the optimum water storage amount combination by dynamic programming.
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、本発明の他の態様は、水力発電のための貯水施設の運用を支援する方法であって、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、並びに前記貯水量及び前記取水量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メモリに記憶し、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を前記取水量算出モデルに適用して前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量及び前記算出した取水量を前記電力量算出モデルに適用して前記電力量を算出していき、前記電力量に応じた評価値が最大となる前記貯水量の組合せを最適貯水量計画として決定し、前記単位期間、前記最適貯水量計画に含まれる前記貯水量、及び前記取水量を対応付けて前記メモリに記憶し、前記単位期間のそれぞれについて、前記取水量が所定の閾値以上である場合には、前記水力発電の発電効率を最高にする取水量である所定の最高値に応じた前記貯水量の減少値を算出し、当該単位期間について前記取水量が前記最高値となるように前記記憶した取水量を更新し、当該単位期間より後の単位期間に対応する前記各貯水量から前記減少値を減算して前記記憶した貯水量を更新することとする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for supporting the operation of a water storage facility for hydroelectric power generation, wherein a computer calculates a predicted value of the amount of water flowing into the water storage facility in each unit period within a predetermined period. The amount of water intake that is the amount of water used for the hydroelectric power generation based on the difference in the amount of stored water that is the difference in the amount of stored water 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 the amount of electric power generated in the unit period by the hydroelectric power generation based on the water storage amount and the water intake amount, and stored in a memory, For each unit period within a predetermined period, the water storage amount at the start of the unit period is changed, and the changed water storage amount and the predicted value of the inflow amount in the unit period are changed to the water intake amount. Apply the calculation model to calculate the amount of water intake, apply the changed amount of stored water and the calculated intake water amount to the power amount calculation model to calculate the amount of power, and according to the amount of power Determining a combination of the water storage amount that maximizes the evaluation value as an optimal water storage amount plan, and storing the unit period, the water storage amount included in the optimal water storage amount plan, and the water intake amount in association with each other; for each of the unit period, when the intake amount is above a predetermined threshold value, it calculates a reduction value of the water amount corresponding to the predetermined maximum value is a water intake to maximize the power generation efficiency of the hydroelectric and, updating the memorized water intake as the water intake for the unit period is the maximum value, the by subtracting the reduction value from the respective storage volume corresponding to the unit period after the said unit period Remembered water storage And to update the.

また、本発明の他の態様は、水力発電のための貯水施設の運用を支援するプログラムであって、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し、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、並びに前記貯水量及び前記取水量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メモリに記憶するステップと、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を前記取水量算出モデルに適用して前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量及び前記算出した取水量を前記電力量算出モデルに適用して前記電力量を算出していき、前記電力量に応じた評価値が最大となる前記貯水量の組合せを最適貯水量計画として決定するステップと、前記単位期間、前記最適貯水量計画に含まれる前記貯水量、及び前記取水量を対応付けて前記メモリに記憶するステップと、前記単位期間のそれぞれについて、前記取水量が所定の閾値以上である場合には、前記水力発電の発電効率を最高にする取水量である所定の最高値に応じた前記貯水量の減少値を算出し、当該単位期間について前記取水量が前記最高値となるように前記記憶した取水量を更新し、前記単位期間より後の単位期間に対応する前記各貯水量から前記減少値を減算して前記記憶した貯水量を更新するステップと、を実行させることとする。 Another aspect of the present invention is a program for supporting the operation of a water storage facility for hydroelectric power generation, wherein a predicted value of an inflow amount of water into the water storage facility in each unit period within a predetermined period is stored in a computer. The amount of water intake that is the amount of water used for the hydroelectric power generation based on the difference in the amount of stored water that is the difference in the amount of stored water in the water storage facility from the start point to the end point of the unit period and the inflow amount Storing in a memory a water intake amount calculation model for calculating a water intake amount calculation model for calculating a power amount generated in the unit period by the hydroelectric power generation based on the water storage amount and the water intake amount For each unit period within the predetermined period, the water storage amount at the start of the unit period is changed, and the changed water storage amount and the inflow amount in the unit period are changed. Applying a predicted value to the water intake amount calculation model to calculate the water intake amount, applying the changed water storage amount and the calculated water intake amount to the power amount calculation model to calculate the power amount, Corresponding the step of determining the combination of the water storage amount that maximizes the evaluation value according to the amount of power as the optimum water storage amount plan, the unit period, the water storage amount included in the optimum water storage amount plan, and the water intake amount and storing in said memory, followed by, for each of the unit period, when the intake amount is above a predetermined threshold value, a predetermined maximum value which is water intake to maximize the power generation efficiency of the hydroelectric calculating a reduced value of corresponding said water storage, updating the memorized water intake as the water intake for the unit period is the maximum value, each reservoir corresponding to the unit period after the unit period And updating the water volume that the storage by subtracting the reduction value from, and thereby the execution.

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.

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。It is a figure showing the whole water level operation support system composition of this embodiment. 流入量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of inflow. 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。It is a figure which shows the hardware constitutions of the inflow amount prediction system 100 of this embodiment. 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。It is a figure which shows the software structure of the inflow amount prediction system 100 of this embodiment. 気象流入量実績情報の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of weather inflow amount track record information. 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。It is a figure which shows the hardware constitutions of the optimal water storage level calculation system. 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。It is a figure which shows the software configuration of the optimal water storage level calculation system. 諸元情報の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of specification information. 電力価格データベース253の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the electric power price database 253. FIG. 運用水位データベース254の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the operational water level database. 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。It is a figure which shows an example of the screen 60 used for the simulation of a working water level. 発電機を高効率化する処理の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of processing which makes a generator highly efficient. 高効率化処理を行った後に表示される画面62の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the screen 62 displayed after performing a highly efficient process.

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、発電機により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6時間とする。)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 of the present embodiment predicts the amount of water flowing into a water storage facility, and based on the predicted amount of inflow and weather information, the amount of power generated by the generator and its price (hereinafter referred to as power selling). The water level is calculated every predetermined unit period (6 hours in the present embodiment) 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 inflow prediction system 100 that predicts the amount of water flowing into a water facility from a river (hereinafter referred to as inflow, referred to as R). The sub-system is configured to include two sub-systems with the optimum water level calculation system 200. Each of the inflow prediction system 100 and the optimum water storage level calculation system 200 is a computer such as a personal computer, a workstation, or a PDA (Personal Digital Assistance). The inflow amount prediction system 100 and the optimum water storage level calculation system 200 may be configured by a plurality of computers.

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 amount prediction system 100 and the optimum water storage level calculation system 200 are connected to each other via a communication network 300 so as to communicate with each other. The communication network 300 is, for example, the Internet or a LAN (Local Area Network). The communication network 300 is constructed by, for example, Ethernet (registered trademark), a public telephone line network, a wireless communication network, or the like.

==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。
== Inflow prediction system 100 ==
The inflow amount prediction system 100 improves the prediction accuracy by predicting the inflow amount in consideration of the snowmelt amount.

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。   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 inflow prediction system 100 of the present embodiment, paying attention to precipitation, snowmelt, and equilibrium inflow, parameters are set based on actual values of weather data such as past temperature and precipitation and a regression model described later. Estimated and estimated parameters, for example, predicted values of temperature (hereinafter referred to as predicted temperatures) obtained from, for example, weather forecasts, and predicted values of precipitation (hereinafter referred to as predicted rainfall) are applied to the regression model. Calculate the predicted value of the quantity.

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 inflow prediction system 100 according to the present embodiment. The inflow amount prediction system 100 includes a CPU 101, a memory 102, a storage device 103, a communication interface 104, an input device 105, and an output device 106. The storage device 103 stores various programs and data, for example, a hard disk drive, a flash memory, a CD-ROM drive, or the like. The CPU 101 implements various functions by reading a program stored in the storage device 103 into the memory 102 and executing it. The communication interface 104 is an interface for connecting to the communication network 300. For example, an adapter for connecting to Ethernet (registered trademark), a modem for connecting to a public telephone line network, a communication device for performing wireless communication, etc. It is. The input device 105 is, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, or a microphone that receives data input from a user. The output device 106 is, for example, a display, a printer, or a speaker that outputs data.

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 inflow prediction system 100 according to the present embodiment. The inflow prediction system 100 according to the present embodiment includes a snowfall temperature estimation unit 111, a snowmelt model estimation unit 112, an inflow model estimation unit 113, a predicted temperature acquisition unit 114, a predicted precipitation acquisition unit 115, and a predicted snowmelt acquisition unit 116. , An inflow amount prediction unit 117, a model storage unit 151, a parameter storage unit 152, and a meteorological and inflow amount result database 153. In addition, the snowfall temperature estimation unit 111, the snowmelt amount model estimation unit 112, the inflow amount model estimation unit 113, the predicted temperature acquisition unit 114, the predicted precipitation amount acquisition unit 115, the predicted snowmelt amount acquisition unit 116, and the inflow amount prediction unit 117 This is realized by the CPU 101 of the inflow amount prediction system 100 reading out the program stored in the storage device 103 to the memory 102 and executing it.

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 inflow history database 153 stores a history of information (hereinafter referred to as meteorological inflow history information) including various actual values of meteorology and actual values of inflow. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the weather inflow history information stored in the weather and inflow history database 153. As shown in the drawing, the meteorological inflow amount information includes temperature, precipitation, snowfall, snow cover, snowmelt, and inflow in association with the date. The temperature is the average daily temperature. Precipitation, snowfall and snowmelt are cumulative values of daily precipitation, snowfall and snowmelt. The snow cover is the snow cover observed on that day. The inflow is the cumulative amount of water that has flowed into a water storage facility such as a dam per day. The temperature, precipitation, snowfall, and snow cover are data provided by, for example, the Japan Meteorological Agency or a private weather company. The inflow is a measured value measured at the water storage facility. The inflow amount may be, for example, a measurement value of a river flow rate provided by a local government that manages the river. The amount of snowmelt may be measured by the Japan Meteorological Agency, a private weather company, a surveying company, or the like, or a value calculated by a model described later may be recorded as an actual value.

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μ、融雪が始まる気温μ、回帰係数α〜α、β、βがパラメタ記憶部152に記憶される。なお、均衡流入量μ及び融雪が始まる気温μ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 model storage unit 151 stores various statistical models based on the meteorological inflow history information. The parameter storage unit 152 stores parameters such as regression coefficients and constants applied to the models stored in the model storage unit 151. Is memorized. The model storage unit 151 includes a precipitation statistical model (hereinafter referred to as precipitation model 1), a snowfall statistical model (hereinafter referred to as snowfall model 2), and a snowfall statistical model (hereinafter referred to as snowfall model). 3), a statistical model of snowmelt (hereinafter referred to as snowmelt model 4), and a statistical model (hereinafter referred to as inflow model 5) relating to the increase in inflow from the previous day. In the parameter storage unit 152, the temperature at which the rain changes to snow (hereinafter referred to as snow temperature) δ, the equilibrium inflow amount μ 1 , the temperature μ 2 at which snow melting begins, and the regression coefficients α 1 to α 3 , β 1 , β 2 are stored. It is stored in the parameter storage unit 152. It is assumed that the equilibrium inflow amount μ 1 and the temperature μ 2 at which snow melting starts are stored in the parameter storage unit 152 in advance as predetermined constants.

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、T、P、S、D、M及びF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P1、気温Tがδ以下である場合の降水量をP2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Pが、降雪気温δを境に、P1又はP2となることを示すモデルであり、次式で表される。

Figure 0005153805
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.
Figure 0005153805

降雪量モデル2は、気温T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。

Figure 0005153805
The snowfall model 2 is a regression model in which the precipitation P2t when the temperature T t is equal to or less than δ is an explanatory variable and the snowfall St is an objective variable, and is represented by the following equation.
Figure 0005153805

積雪量モデル3は、積雪量Dが、前日までの積雪量Dt−1に当日の降雪量Sを加え、そこから融雪量M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。

Figure 0005153805
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.
Figure 0005153805

融雪量モデル4は、気温Tから融雪が始まる気温μを減じた値に積雪量Dを乗じた値と、P1とを説明変数とし、融雪量Mを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。

Figure 0005153805
融雪量モデル4において、気温Tがμ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Mは0になる。 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.
Figure 0005153805
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.

流入量モデル5は、均衡流入量μから前日の流入量Ft−1を減じた値と、当日の気温Tがδより高い場合の降水量P1と、当日の融雪量Mとを説明変数とし、流入量の増加量ΔFを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。

Figure 0005153805
Inflow model 5, a value obtained by subtracting the inflow F t-1 of the previous day from equilibrium inflow mu 1, and precipitation P1 t where temperature T t of the day is higher than [delta], and the day of snowmelt M t Is an regression variable, and an inflow increase ΔF t is a target variable, which is expressed by the following equation.
Figure 0005153805

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 parameter storage unit 152. Specifically, the snowfall temperature estimation unit 111 acquires the weather inflow actual result information with a snowfall larger than 0 from the weather and inflow actual result database 153, and based on the acquired weather inflow actual result information, the model snowfall = a X Regression coefficients a and b are estimated by regression analysis of x temperature + b x precipitation. Next, the snowfall temperature estimation unit 111 “a × temperature of meteorological inflow result information + b × precipitation amount of meteorological inflow result information” when the temperature is δ or less, and “0” when the temperature is higher than δ. ”Is calculated as the estimated snowfall amount, and δ is calculated such that the value obtained by squaring the difference between the estimated snowfall amount and the snowfall amount of the meteorological inflow result information is squared. The snowfall temperature estimation unit 111, for example, for δ in which the temperature in a predetermined range is increased for each predetermined step, if each meteorological inflow result information is higher than δ, the value obtained by multiplying the temperature by the regression coefficient a and the regression The sum of the coefficient b multiplied by the precipitation amount is calculated as the estimated snowfall amount, and the value obtained by squaring the difference between the estimated snowfall amount and the snowfall amount of the actual inflow information is calculated as the square of the error. Then, the one with the smallest error square can be determined as δ. A general statistical method can be used for the process of determining δ so that the square of the error is minimized. The snowfall temperature estimation unit 111 registers δ determined as described above in the parameter storage unit 152. The snow melting temperature δ is determined as described above.

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P2を算出する。降雪気温推計部111は、気象流入量実績情報、P2、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 inflow result database 153 for each date t, and the precipitation and temperature of the read weather inflow result information, P2 t is calculated by applying the estimated snowfall temperature δ to the precipitation model 1. The snowfall temperature estimation unit 111 performs regression analysis based on the meteorological inflow information, P2 t , and the snowfall model 2 to estimate the regression variable γ. The snowfall temperature estimation unit 111 registers the estimated regression variable γ in the parameter storage unit 152.

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

Figure 0005153805
を回帰分析して、回帰係数α及びαを推計する。融雪量モデル推計部112は、推計した回帰係数α及びαをパラメタ記憶部152に登録する。 The snow melting amount model estimation unit 112 is an equation in which the snow accumulation amount model 3 is substituted for the snow melting amount model 4.
Figure 0005153805
And regression coefficients α 2 and α 3 are estimated. The snowmelt amount model estimation unit 112 registers the estimated regression coefficients α 2 and α 3 in the parameter storage unit 152.

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α、β、及びβ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P1を算出し、各日付tの気象流入量実績情報と、対応するP1を用いて、流入量モデル5を回帰分析し、回帰係数α、β、及びβ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Mを用いて,流入量モデル5を回帰分析し、回帰係数α、β、及びβ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α、β、及びβをパラメタ記憶部152に登録する。 The inflow amount model estimation unit 113 estimates the regression coefficients α 1 , β 1 , and β 2 based on the inflow amount model 5 and the weather inflow actual amount information. Specifically, for each date t, the inflow model estimation unit 113 calculates P1 t based on the precipitation in the meteorological inflow performance information corresponding to the precipitation models 1 and δ and the date t, and each date t The inflow model 5 is subjected to regression analysis by using the actual inflow information of the weather and the corresponding P1 t , and the regression coefficients α 1 , β 1 , and β 2 are estimated. When there is no snowmelt amount in the actual inflow information, the inflow amount model is calculated using M t calculated using the snowmelt model 4 using the snow cover amount on the date t-1 and other weather information on the date t. It is also possible to estimate regression coefficients α 1 , β 1 , and β 2 by regression analysis of 5. The inflow model estimation unit 113 registers the estimated regression coefficients α 1 , β 1 , and β 2 in the parameter storage unit 152.

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 temperature acquisition unit 114 acquires a predicted temperature value (hereinafter referred to as a predicted temperature). For example, the predicted temperature acquisition unit 114 may receive an input of the predicted temperature from the user, or may access the computer of the Japan Meteorological Agency or a private weather company to acquire the predicted temperature. Moreover, you may make it the estimated temperature acquisition part 114 estimate temperature based on weather inflow amount performance information. In this case, for example, a statistical model used for general temperature prediction is stored in the model storage unit 151, and the predicted temperature acquisition unit 114 performs a regression analysis based on the statistical model and the weather inflow result information. The estimated temperature can be calculated by applying the estimated parameter and the meteorological inflow history information to the statistical model.

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 temperature acquiring unit 114.

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 amount acquisition unit 116 acquires a predicted value of snowmelt amount (hereinafter referred to as a predicted snowmelt amount). In the present embodiment, as will be described later, the predicted snowmelt amount acquisition unit 116 calculates the snowmelt amount based on the snowmelt amount model 4. For example, the predicted snowmelt amount may be received from the user. The predicted snowmelt amount may be acquired by accessing a computer of the Japan Meteorological Agency or a private weather company. Further, the predicted snow melting amount acquisition unit 116 may store a history of actual values of snow melting amount and perform prediction based on the actual values.

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 inflow prediction unit 117 includes the predicted temperature acquired by the predicted temperature acquisition unit 114, the predicted precipitation acquired by the predicted precipitation acquisition unit 115, the parameters estimated by the snowfall temperature estimation unit 111, the weather inflow result information, and the inflow A predicted value of the inflow amount (hereinafter referred to as a predicted inflow amount) is calculated using the model 5.

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T及び、予測降水量取得部115が取得した予測降水量Pを適用してP1を算出する。すなわち、予測気温Tがδより大きければP1=Pとなり、Tがδ以下であればP1=0となる。
流入量予測部117は、パラメタ記憶部152から、α〜α、β、β、μ、μ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、α、T、μ、Dt−1、α、P1を代入して、融雪量の予測値Mを算出する。
流入量予測部117は、流入量モデル5に、α、μ、Ft−1、β、P1、β、Mを代入して流入増加量の予測値ΔFを算出し、Ft−1にΔFを加算して、予測流入量Fを算出する。
The inflow prediction unit 117 reads δ from the parameter storage unit 152, δ in the precipitation model 1, the predicted temperature T t acquired by the predicted temperature acquisition unit 114, and the predicted precipitation P acquired by the predicted precipitation acquisition unit 115. P1 t is calculated by applying t . That is, P1 t = P t if the predicted temperature T t is greater than δ, and P1 t = 0 if T t is less than or equal to δ.
The inflow amount prediction unit 117 reads α 1 to α 3 , β 1 , β 2 , μ 1 , and μ 2 from the parameter storage unit 152, and the weather corresponding to the previous day t−1 from the meteorological and inflow amount result database 153. Read inflow volume result information. The inflow amount predicting unit 117 sets the snow amount of the read weather inflow amount result information as D t−1 and the read out amount of the weather inflow amount result information as F t−1 .
The predicted snow melting amount acquisition unit 116 substitutes α 2 , T t , μ 2 , D t−1 , α 3 , and P1 t into the snow melting amount model 4 to calculate a predicted value M t of the snow melting amount.
The inflow amount prediction unit 117 substitutes α 1 , μ 1 , F t−1 , β 1 , P1 t , β 2 , and M t into the inflow amount model 5 to calculate a predicted value ΔF t of the inflow increase amount. , F t−1 is added with ΔF t to calculate the predicted inflow amount F t .

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 amount prediction system 100 of the present embodiment, the inflow amount is predicted in consideration of the precipitation amount and the snowmelt amount based on the predicted temperature, the predicted precipitation amount, and the weather inflow actual result information. It can be carried out. Even when there is no precipitation, the amount of inflow increases due to melting of snow, so that the accuracy of prediction can be improved by predicting the amount of inflow taking into account the amount of snow melting.

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 amount prediction system 100 of the present embodiment, the snowmelt amount can be calculated from the precipitation amount and the temperature. Prediction of precipitation and temperature has various methods as weather forecasting methods and is easily available. Therefore, even if it is difficult to predict the amount of snowmelt, it is possible to easily predict the inflow amount in consideration of the amount of snowmelt by predicting the amount of snowmelt based on the easily obtained precipitation and temperature predicted values. can do.

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 inflow model 5 described above, the first term is the difference between the balanced inflow and the inflow, and the balanced inflow is taken into account. Compared to the case where the inflow is simply used as an explanatory variable, More accurate inflow prediction can be performed.

==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 level calculation system 200 ==
The optimum water storage level calculation system 200 is based on constraints such as the maximum / minimum value of the water level in the water storage facility and the maximum / minimum value of the amount of water used for hydroelectric power generation (hereinafter referred to as water intake, Q). The water level is simulated using the predicted value of the inflow amount predicted by the prediction system 100, and the plan for the water level that maximizes the amount of power sales is calculated.

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 level calculation system 200. As shown in the figure, the optimum water storage level calculation system 200 includes a CPU 201, a memory 202, a storage device 203, a communication interface 204, an input device 205, and an output device 206. The storage device 203 stores various data and programs, for example, a hard disk drive, a flash memory, a CD-ROM drive, and the like. The CPU 201 implements various functions by reading a program stored in the storage device 203 into the memory 202 and executing it. The communication interface 204 is an interface for connecting to the communication network 300. For example, an adapter for connecting to Ethernet (registered trademark), a modem for connecting to a public telephone line network, and a communication for performing wireless communication Such as a vessel. The input device 205 is a keyboard, mouse, touch panel, microphone, or the like that accepts data input. The output device 206 is, for example, a display, a printer, or a speaker that outputs data.

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、電力価格データベース253、及び運用水位データベース254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、モデル記憶部252、電力価格データベース253、及び運用水位データベース254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、電力価格データベース253、及び運用水位データベース254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 level calculation system 200. As shown in the figure, the optimum water level calculation system 200 includes a specification input unit 211, a stored water amount set value input unit 212, a predicted inflow amount acquisition unit 213, an operational water level planning unit 214, a specification storage unit 251, and a model storage. A unit 252, a power price database 253, and an operational water level database 254. In addition, as for the specification input part 211, the stored water amount setting value input part 212, the predicted inflow amount acquisition part 213, and the operation water level plan part 214, CPU201 with which the optimal water level calculation system 200 is provided is memorize | stored in the memory | storage device 203. This is realized by reading the program into the memory 202 and executing it. The specification storage unit 251, the model storage unit 252, the power price database 253, and the operation water level database 254 are realized as storage areas provided by the memory 202 and the storage device 203 provided in the optimum water storage level calculation system 200. The specification storage unit 251, the model storage unit 252, the power price database 253, and the operation water level database 254 are managed by a database server different from the optimum water level calculation system 200, and the optimum water level calculation system 200 is the database server. You may make it access.

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 specification storage unit 251 stores information (hereinafter referred to as specification information) including setting values of various specifications such as a water storage facility, a river, and a power generation facility. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the specification information stored in the specification storage unit 251. As shown in the figure, the specification information includes a specification name, a unit, and a setting value.

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 specification input unit 211 receives input of specification information and registers the received specification information in the specification storage unit 251. The specification input unit 211 may receive input of each item of specification information from the input device 205 such as a keyboard and a mouse, for example, or access the specification information by accessing the host computer of the power company, for example. You may make it acquire.

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m/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、発電機に与えることのできる最大の水量(最大取水量;以下、Qmaxと表記する。単位はm/sである。)、発電機を稼動させない水量(最小取水量;以下、Qminと表記する。単位はm/sである。一般にQminは「0(ゼロ)」である。)、発電のために放水する高さ(放水位;以下、Houtと表記する。単位はmである。)、損失落差(以下、Hlosと表記する。単位はmである。)、発電機を稼動させるために必要な最小の取水量(運転限度取水量;以下、Q0minと表記する。単位m/sはである。)、後述するシミュレーションの計算において貯水量を変化させるステップ(計算ステップ;単位はm/s・日である。)、後述する発電機の効率化を行うための閾値を算出するための最大取水量に対する係数(効率運転下限係数;以下、「m」と表記する。)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、損失落差を含む諸元情報、運転限度取水量を含む諸元情報、計算ステップを含む諸元情報、効率運転下限係数m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。本実施形態では、効率運転下限係数mは、m×QmaxがQ0min以上となり、かつ、m×QmaxがQmin以上となるという制約を満たす値が入力されることを想定している。諸元入力部211は、この制約を満たすように効率運転下限係数mを決定し、決定した値を含む諸元情報を諸元記憶部251に登録するようにしてもよい。 In addition, the specification input unit 211 preliminarily includes the maximum value of the water level (maximum operating water level; hereinafter referred to as H max . The unit is m) and the minimum value of the water level (minimum) Operational water level; hereinafter referred to as H min . The unit is m.) The specification information including the highest operational water level received and the specification information including the lowest operational water level are created and specifications are created. Registered in the storage unit 251, accepts an input of a maintenance flow rate (hereinafter referred to as S0. The unit is m 3 / s) as specifications relating to the river, and creates specification information including the received maintenance flow rate Then, the maximum amount of water (maximum water intake; hereinafter referred to as Q max .) Which is registered in the specification storage unit 251 and can be given to the generator as the specifications relating to the power generation equipment. The unit is m 3 / s. ), The amount of water that does not operate the generator (minimum water intake; below) , Referred to as Q min unit is m 3 / s is generally Q min is "0 (zero)"), the height to discharge water to generate electricity (water discharge position;... Hereinafter referred to as H out Unit is m.), Head loss (hereinafter referred to as H los , unit is m), minimum water intake required for operating the generator (operating limit water intake; hereinafter, Q0) The unit m 3 / s is expressed as min .), the step of changing the amount of stored water in the calculation of the simulation described later (calculation step; the unit is m 3 / s · day), and the generator described later Accepting the input of the coefficient for the maximum water intake for calculating the threshold for efficiency improvement (efficiency operation lower limit coefficient; hereinafter referred to as “m”), specification information including the received maximum water intake, Specification information including minimum water intake, discharge level Specification information including a loss head, specification information including an operation limit water intake, specification information including a calculation step, specification information including an efficiency operation lower limit coefficient m, and a specification storage unit 251 Is registered. In the present embodiment, efficient operation lower limit coefficient m is, m × Q max becomes Q0 min or more, and, m × Q max is assumed that the value that satisfies the constraint that the above Q min is input. The specification input unit 211 may determine the efficiency operation lower limit coefficient m so as to satisfy this restriction, and register the specification information including the determined value in the specification storage unit 251.

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 power price database 253 stores the power price for each date. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the power price database 253. As shown in the figure, the power price database 253 stores a power price (unit: yen / kWh) in association with the date. In this embodiment, it is assumed that the power price can be changed for each date, and the power price for each day is input in advance from the user and registered in the power price database 253.

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時間×28期間(7日間)とする。)と、運用期間の最初の単位期間の開始時点(0時)における貯水量の予定値(以下、初期貯水量という。)と、最後の単位期間の終了時(24時、すなわち29期間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 value input unit 212 is a period that is a target of the operation plan (hereinafter referred to as an operation period. In this embodiment, the length of the operation period is 6 hours × 28 periods (7 days)) and operation. Estimated value of the amount of water stored at the beginning of the first unit period (0 o'clock) (hereinafter referred to as the initial amount of stored water) and the end of the last unit period (24 o'clock, that is, the start of the 29th period )) With the target value of the water storage amount (hereinafter referred to as the final target water storage amount). In addition, the water storage amount setting value input unit 212 may acquire, for example, the current water storage amount of the water storage facility and set it as the initial water storage amount. In addition, the water storage amount setting value input unit 212 may predict either the initial water storage amount or the final target water storage amount from the past water level.

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 amount acquisition unit 213 accesses the inflow amount prediction system 100 and acquires the predicted value of the inflow amount R for each day in the operation period predicted by the inflow amount prediction system 100. Note that the predicted inflow amount acquisition unit 213 may accept input of a predicted value of the inflow amount from the input device 205 such as a keyboard or a mouse.

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、運用期間中の各単位期間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、算出した各単位期間の運用水位を出力装置に出力するとともに、運用水位データベース254に登録する。図10は、運用水位データベース254の構成例を示す図である。同図に示すように、運用水位データベース254は、単位期間(時間帯)tごとに、運用水位H、貯水量V、取水量Qを対応付けて記憶する。 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) in each unit period during the operation period by simulation. The calculated operation water level for each unit period is output to the output device and registered in the operation water level database 254. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the operational water level database 254. As shown in the figure, the operational water level database 254 stores the operational water level H t , the water storage amount V t , and the water intake amount Q t in association with each unit period (time zone) t.

また、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。   The statistical model used by the operational water level planning unit 214 for the simulation is stored in the model storage unit 252. The model storage unit 252 stores the following models 1 to 11.

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。

Figure 0005153805
Model 1 is for calculating the operational water level H based on the water storage amount V (water level calculation model), and is represented by the following equation. Note that a is a constant specific to the water storage facility.
Figure 0005153805

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。

Figure 0005153805
Model 2 is for calculating the upper limit of the water storage amount (hereinafter referred to as the upper limit water storage amount and expressed as V max ) based on the maximum operational water level H max and is represented by the following equation.
Figure 0005153805

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。 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.

Figure 0005153805
Figure 0005153805

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、ある単位期間tの開始時点における貯水量をVとして、次式により表される。

Figure 0005153805
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 the start of a certain unit period t.
Figure 0005153805

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。

Figure 0005153805
The model 5 is for calculating a water amount (R0) obtained by subtracting the maintenance flow rate and the stored water amount difference from the inflow amount, and is represented by the following equation.
Figure 0005153805

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。

Figure 0005153805
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 model 6 is for determining the water intake amount Q based on the minimum water intake amount Q min , the maximum water intake amount Q max , and R0 (water intake amount calculation model), and is expressed by the following equation.
Figure 0005153805
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、単位期間内に貯水施設において放流される水量(以下、無効放流量といい、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。

Figure 0005153805
The model 7 is for calculating the amount of water discharged in the water storage facility within the unit period (hereinafter referred to as an invalid discharge amount, expressed as S) based on R0 and the water intake amount Q. It is represented by
Figure 0005153805

モデル8は、単位期間の終了時点における運用水位、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、単位期間tの開始時点における運用水位をH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。

Figure 0005153805
Model 8, operating water level at the end of the unit period, based on the water discharge position H out and losses drop H los, is intended to calculate the effective head hn, the operational level at the beginning of the unit time period t H t And a predetermined constant for converting the water level to the height above sea level is represented by the following equation.
Figure 0005153805

モデル9は、取水量Q及び有効落差hnに基づいて1単位期間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。

Figure 0005153805
The model 9 is for calculating the generated power Pn generated in one unit period based on the water intake amount Q and the effective head hn, and the coefficient for the conversion efficiency of power generation is c and the gravitational acceleration is g. It is expressed by the formula.
Figure 0005153805

モデル10は、発電電力Pnに基づいて1単位期間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。

Figure 0005153805
The model 10 is for calculating the generated power amount En generated in one unit period based on the generated power Pn (power amount calculation model), and is represented by the following equation.
Figure 0005153805

モデル11は、ある単位期間における発電電力量Enと、その単位期間が属する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。

Figure 0005153805
The model 11 is for calculating the amount of power sold based on the amount of generated power En in a certain unit period and the power price corresponding to the date to which the unit period belongs, and is represented by the following equation.
Figure 0005153805

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最初の単位期間の貯水量V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最後の単位期間(29期間目)の貯水量V29として、各単位期間t(t=2〜28)について、単位期間の開始時点における貯水量VをVminからVmaxの間で計算ステップずつ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V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Vの組合せを迅速に算出することができる。 The operational water level planning unit 214 sets the initial water storage amount received by the water storage amount setting value input unit 212 as the water storage amount V 1 of the first unit period of the operation period, and sets the final target water storage amount received by the water storage amount setting value input unit 212. Step of calculating the storage amount V t at the start of the unit period between V min and V max for each unit period t (t = 2 to 28) as the storage amount V 29 of the last unit period (the 29th period) each varied to simulate, En determines the V t to maximize. The operational water level planning unit 214 uses dynamic programming in this simulation. By using dynamic programming, it can be quickly calculated optimal combination of V t.

==画面例==
図11は、運用水位のシミュレーションに用いる画面60の一例を示す図である。
運用水位計画部214は、諸元記憶部251から各諸元情報を読み出す。また、運用水位計画部214は、読み出した維持流量(S0)を表示欄6007に表示し、読み出した計算ステップを表示欄6002に表示する。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、諸元情報の最大運用水位(Hmax)及び最小運用水位(Hmin)から、上限貯水量Vmax及び下限貯水量Vminを算出する。
== Screen example ==
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a screen 60 used for the simulation of the operational water level.
The operational water level planning unit 214 reads each item information from the item storage unit 251. Further, the operational water level planning unit 214 displays the read maintenance flow rate (S0) in the display column 6007 and displays the read calculation step in the display column 6002. The operation water level planning unit 214 uses the above-described model 2 and model 3 to calculate the upper limit water storage amount V max and the lower limit water storage amount V min from the maximum operation water level (H max ) and the minimum operation water level (H min ) of the specification information. Is calculated.

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6006に表示する。   The predicted inflow amount acquisition unit 213 accesses the inflow amount prediction system 100, acquires the predicted value of the inflow amount R for each day in the operation period predicted by the inflow amount prediction system 100, and displays the acquired R Displayed in a column 6006.

画面60は、日付及び時間帯の入力欄6001、初期貯水量の入力欄6005及び最終目的貯水量の入力欄6014を備えている。入力欄6001、6005及び6014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6013が押下されると、貯水量設定値入力部212は、入力欄6001、6005及び6014に入力された運用期間、初期貯水量、及び最終目的貯水量を受け付け、運用水位計画部214は、運用期間中の各単位期間t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11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。 The screen 60 includes a date / time zone input field 6001, an initial water storage amount input field 6005, and a final target water storage amount input field 6014. When the operation period, the initial water storage amount and the final target water storage amount are input to the input fields 6001, 6005 and 6014 and the button 6013 is pressed, the water storage amount setting value input unit 212 is input to the input fields 6001, 6005 and 6014. The operation water level planning unit 214 receives the operation period, the initial water storage amount, and the final target water storage amount, and simulates the water storage amount V t for each unit period t in the operation period. Operation level planning unit 214 performs a simulation of reservoir capacity V t, for example, as follows. In the example of FIG. 11, it is assumed that the coefficient a = 30000 inherent to the water storage facility is a constant b = 500 for converting the water level to the height above sea level.

運用水位計画部214は、入力欄6005に入力された初期貯水量を第1単位期間の貯水量Vとし、入力欄6014に入力された最終目的貯水量を第29単位期間の貯水量V29とし、第2単位期間から第28単位期間までの貯水量V(t=2〜28)に貯水量Vを設定して、貯水量Vを表示欄6004に表示する。また、運用水位計画部214は、各単位期間t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6003に表示する。運用水位計画部214は、第1番目〜第28番目の単位期間tについて、V及びVt+1をモデル4に適用して、各単位期間tについての貯水量差ΔVを算出する。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6009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、無効放流量Sを算出し、算出したSを表示欄6008に表示する。 Operation level planning unit 214, the initial water amount inputted in the input field 6005 and water volume V 1 of the first unit period, water volume V of the 29 unit period a final purpose water amount inputted in the input field 6014 29 The stored water amount V 1 is set to the stored water amount V t (t = 2 to 28) from the second unit period to the 28th unit period, and the stored water amount V t is displayed in the display field 6004. Further, the operational water level planning unit 214 calculates the operational water level H t by applying the stored water amount V t for each unit period t to the model 1 and displays the calculated operational water level H t in the display field 6003. The operational water level planning unit 214 calculates the water storage amount difference ΔV t for each unit period t by applying V t and V t + 1 to the model 4 for the first to 28th unit periods t. Operation level planning unit 214, the predicted value R of the inflow applies maintain flow S0, and the water storage amount difference [Delta] V t in the model 5 calculates R0, the water intake Q t corresponding to R0 was determined by the model 6 , to display the determined amount of water intake Q t to display column 6009. Operation level planning unit 214 applies the R0 and water intake Q t in the model 7 calculates an invalid discharge amount S t, and displays the calculated S t to the display field 6008.

運用水位計画部214は、1〜28番目の各単位期間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を算出する。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6010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6011に表示する。 The operational water level planning unit 214 calculates the effective head hn for each of the first to 28th unit periods t by applying the calculated operating water level H t + 1 , the water discharge level H out and the loss head H los to the model 8. Operation level planning unit 214 applies water intake Q t, the effective head hn model 9, and displays on the display section 6010 to calculate the generated power Pn t, by applying the calculated Pn t model 10 It calculates power generation amount En t, and displays the calculated En t to display column 6011.

運用水位計画部214は、運用期間中の各単位期間が所属する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、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6012に表示する。運用水位計画部214は、売電額Enの合計額(ΣEn;以下、合計売電額という。)を算出して、表示欄6019に表示する。 Operation level planning unit 214 reads the electricity price corresponding to the date of each unit period t belongs in operation period after electricity price database 253, conductive amount sold by applying the En t and read power price model 11 And the calculated power sale amount is displayed in the display field 6012. The operational water level planning unit 214 calculates the total amount of power sales amount En t (ΣEn t ; hereinafter referred to as total power sales amount) and displays it in the display column 6019.

運用水位計画部214は、貯水量V(t=2〜28)をVminからVmaxまで計算ステップずつ変化させて、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、運用期間中の合計売電額が最大となる貯水量Vの組合せを最適貯水量計画として決定する。なお、運用水位計画部214は、動的計画法により、最適貯水量計画を決定することで、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、対応する取水量Qを対応付けて運用水位データベース254に登録し、決定した最適貯水量計画に対応するように表示欄6003〜6012を表示する。 The operational water level planning unit 214 performs simulation by changing the water storage amount V t (t = 2 to 28) from V min to V max by each calculation step and repeating the above processing, and the total power sales during the operation period. forehead determined as the optimum water planning a combination of water quantity V t with the maximum. The operational water level planning unit 214 can determine the optimal water storage amount efficiently by determining the optimal water storage amount plan by the dynamic programming method. The operational water level planning unit 214 associates the determined intake water amount V t with the corresponding intake water amount Q t and registers it in the operational water level database 254, and displays the display fields 6003 to correspond to the determined optimal water storage amount plan. 6012 is displayed.

運用水位計画部214は、取水量Qの合計(ΣQ;以下、合計取水量という。)を算出し、算出した総取水量を表示欄6017に表示する。運用水位計画部214は、合計取水量を合計売電額で割って、単位取水量当たりの売電額(以下、電水比という。)を算出し、算出した電水比を表示欄6016に表示する。 The operational water level planning unit 214 calculates the total amount of water intake Q t (ΣQ t ; hereinafter referred to as total water intake), and displays the calculated total water intake in the display column 6017. The operational water level planning unit 214 calculates the amount of electric power sold per unit water intake (hereinafter referred to as electric water ratio) by dividing the total water intake by the total amount of electric power sold, and displays the calculated electric water ratio in the display column 6016. indicate.

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.

==発電機の運用効率化処理==
上記シミュレーションでは、所定のステップで貯水量Vを変動させるため、貯水量Vは離散値となり、モデル4−6により決定される取水量Qも、貯水量のステップに応じた離散値となる。ここで、水力発電に用いられる発電機の多くは、最大取水量Qmaxが与えられた場合に最も発電効率が高くなることが知られているが、上記のシミュレーションの結果において取水量Qは必ずしも最大取水量Qmaxとなるわけではない。そこで、本実施形態の水位運用支援システムでは、取水量Qが所定の閾値以上となる単位期間tについては、取水量Qを最大取水量Qmaxとし、それ未満の単位期間tについては、取水量Qを「0(ゼロ)」とすることで、発電機を高効率で運用するようにしてもよい。
== Efficient operation of generators ==
In the above simulation, since the stored water amount V is varied in a predetermined step, the stored water amount V becomes a discrete value, and the intake water amount Q determined by the model 4-6 also becomes a discrete value corresponding to the stored water amount step. Here, it is known that most of the generators used for hydroelectric power generation have the highest power generation efficiency when the maximum water intake amount Qmax is given. The maximum water intake Q max is not necessarily reached. Therefore, in the water level operation support system of the present embodiment, for the unit period t in which the water intake amount Q t is equal to or greater than a predetermined threshold, the water intake amount Q t is set as the maximum water intake amount Q max, and for the unit period t less than that, By setting the water intake amount Qt to “0 (zero)”, the generator may be operated with high efficiency.

図12は、発電機を高効率化する処理の流れを説明する図である。
運用水位計画部214は、誤差除去処理の開始時点となる単位期間tst及び終了時点となる単位期間tendの指定を受け付ける(S501)。運用水位計画部214は、例えば、画面60の入力欄6001の先頭の値をtstとし、最後尾の値をtendとしてもよい。運用水位計画部214は、効率運転下限係数m及び最大取水量Qmaxを諸元記憶部251から読み出し、これらを乗じて下限値を計算する(S502)。運用水位計画部214は、開始時点tstをtとする(S503)。運用水位計画部214は、tが終了時点tendを超えた場合には(S504:YES)処理を終了し、超えていなければ(S504:NO)、単位期間tにおける取水量Qが上記下限値以上であるか否かを判定する(S505)。
FIG. 12 is a diagram for explaining the flow of processing for improving the efficiency of the generator.
The operational water level planning unit 214 receives the designation of the unit period t st that is the start time of the error removal process and the unit period t end that is the end time (S501). For example, the operational water level planning unit 214 may set the first value of the input field 6001 of the screen 60 to t st and the last value to t end . The operational water level planning unit 214 reads the efficiency operation lower limit coefficient m and the maximum water intake amount Qmax from the specification storage unit 251 and multiplies them to calculate the lower limit value (S502). The operational water level planning unit 214 sets the start time t st to t (S503). The operational water level planning unit 214 terminates the process when t exceeds the end point t end (S504: YES), and if not (S504: NO), the water intake amount Q t in the unit period t is the above lower limit. It is determined whether or not the value is greater than or equal to the value (S505).

取水量Qが上記下限値以上であれば(S505:YES)、運用水位計画部214は、最大取水量Qmaxと取水量Qとの差をXとし(S506)、取水量Qに最大取水量Qmaxを設定するように運用水位データベース254を更新する(S507)。 If water intake Q t is less than the above lower limit (S505: YES), operation level planning unit 214, a difference between the water amount Q t preparative maximum water intake Q max and X (S506), the intake amount Q t updating operational level database 254 to set the maximum water intake Q max (S507).

取水量Qが上記下限値未満の場合(S505:NO)、運転限度取水量Q0minが最小取水量Qmin以上であれば(S508:YES)、運用水位計画部214は、取水量Qにマイナス1を乗じてXとし(S509)、取水量Qに0(ゼロ)を設定するように運用水位データベース254を更新する(S510)。運転限度取水量Q0minが最小取水量Qmin未満であれば(S508:NO)、運用水位計画部214は、最小取水量Qminと取水量Qとの差をXとし(S511)、取水量Qに最小取水量Qminを設定するように運用水位データベース254を更新する(S512)。 If water withdrawal Q t is less than the lower limit (S505: NO), if the operation limit water intake Q0 min is the minimum intake quantity Q min or more (S508: YES), operation level planning unit 214, water intake Q t multiplied by minus 1 and X (S509), updates the operating water level database 254 to set the 0 (zero) in water intake Q t to (S510). If the operating limit water intake Q0 min is less than the minimum water intake Q min (S508: NO), the operation water level planning unit 214 sets the difference between the minimum water intake Q min and the water intake Q t to X (S511), The operational water level database 254 is updated so as to set the minimum water intake amount Q min to the amount Q t (S512).

次に、運用水位計画部214は、t0にtを設定して(S513)、次の単位期間t+1における貯水量Vt+1からXに係数kを乗じた値を減算し、当該kXを減じたVt+1を水位算出モデル1に適用して水位Hを算出し、運用水位データベース254を更新する(S514)。運用水位計画部214は、tがtend以下である間(S515:NO)、tをインクリメントして(S516)、ステップS514の処理を繰り返す。なお、係数kは、取水量の単位(m/s)を、貯水量の単位(m)に変換するための係数である。運用水位計画部214は、tがtendを超えると(S515:YES)、t0に1を加算してtに設定して(S517)、ステップS504からの処理を繰り返す。 Next, the operational water level planning unit 214 sets t to t0 (S513), subtracts the value obtained by multiplying X by the coefficient k from the water storage amount V t + 1 in the next unit period t + 1, and subtracts the kX. The water level H t is calculated by applying t + 1 to the water level calculation model 1, and the operational water level database 254 is updated (S514). Operation level planning unit 214, while t is less than t end (S515: NO), increments the t (S516), and repeats the processing in step S514. The coefficient k is a coefficient for converting the unit of water intake (m 3 / s) to the unit of water storage (m 3 ). When t exceeds t end (S515: YES), the operational water level planning unit 214 adds 1 to t0 and sets it to t (S517), and repeats the processing from step S504.

以上のようにして、取水量Qがm×Qmax以上となる単位期間tについては、取水量Qを最大取水量Qmaxとし、取水量Qがm×Qmax未満である単位期間tについては、Q0minがQmin以上であれば取水量Qを0(ゼロ)とし、そうでなければ取水量Qを最小取水量Qminとして取水量Qを調整することができる。また、取水量Qの調整に合わせて各単位期間tの貯水量Vも調整される。 As described above, for the unit period t in which the water intake amount Q t is greater than or equal to m × Q max , the water intake amount Q t is the maximum water intake amount Q max and the unit time period in which the water intake amount Q t is less than m × Q max. for t, Q0 min is equal to or greater than Q min water intake Q t to 0 (zero), it is possible to adjust the intake amount Q t otherwise water intake Q t a minimum intake quantity Q min. Further, the water storage amount V t for each unit period t is also adjusted in accordance with the adjustment of the water intake amount Q t .

図13は、上記図12の効率化処理を行った後に表示される画面62の一例を示す図である。画面62では、図11において運転限度取水量未満であった取水量6015が最小取水量Qminである「0」に設定されており、また、運転限度取水量以上であっても下限値(図8の例ではQmax×m=9.6×0.6=5.76)未満であった取水量6212も最小取水量Qminに設定されている。さらに、下限値以上であった取水量6211については、最大取水量Qmax(図8の例では9.6)も設定されている。 FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a screen 62 displayed after the efficiency improvement process of FIG. 12 is performed. In the screen 62, the water intake 6015 that was less than the operation limit water intake in FIG. 11 is set to “0”, which is the minimum water intake Q min . is set to Q max × m = 9.6 × 0.6 = 5.76) less than a which was water intake 6212 is also the minimum intake quantity Q min is 8 example. Furthermore, the maximum water intake Q max (9.6 in the example of FIG. 8) is also set for the water intake 6211 that is equal to or greater than the lower limit.

このようにして、取水量Qを、下限値(Qmaxに効率運転下限係数mを乗じた値)以上であれば最大取水量Qmaxとし、それ未満であれば最小取水量Qmin(例えば「0」)にする。したがって、取水量Qは、最大取水量Qmax又は最小取水量Qminのいずれかに設定されることになる。上述したように、発電機は最大取水量が与えられたときに最も効率的に発電するように設計されていることが多い。よって、上記の効率化処理によって、発電機の効率を向上させることができる。 In this way, the water intake Q t, if the lower limit value (Q value multiplied by the efficient operation lower coefficient m to max) or the maximum intake quantity Q max, the minimum intake quantity Q min (e.g. if less “0”). Accordingly, the water intake amount Qt is set to either the maximum water intake amount Qmax or the minimum water intake amount Qmin . As mentioned above, generators are often designed to generate electricity most efficiently when given maximum water intake. Therefore, the efficiency of the generator can be improved by the above efficiency improvement process.

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 level calculation system 200 of the present embodiment, the combination of the water storage amounts V is determined so that the amount of power sales is maximized. However, the combination that maximizes the amount of generated power En is determined. You may do it. In this case, more efficient power generation can be performed regardless of price fluctuations.

また、最適貯水位計算システム200は、無効放流量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、無効放流量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。   Further, the optimum water storage level calculation system 200 may perform simulation by providing an upper limit of the invalid discharge flow rate S. In this case, the operational water level planning unit 214 receives the input of the upper limit value from the user, and determines the one with the largest amount of power sale out of the combinations of the water storage amounts V whose invalid discharge flow rate S does not exceed the upper limit value. To.

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 level calculation system 200 may perform a simulation by providing a lower limit of the minimum operation output. In this case, the operational water level planning unit 214 receives the input of the lower limit value from the user, and determines the one with the largest amount of power sale out of the combinations of the stored water amounts V whose operation output does not fall below the lower limit value. . In actual power plant operation, power generation efficiency is often increased by not operating in an output region where efficiency is significantly reduced, and simulation that is more suitable for the actual situation is possible.

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 amount prediction system 100 of the present embodiment, the amount of water flowing into the water storage facility such as a dam is predicted from the river. However, the inflow amount prediction system 100 can be easily applied to a system that predicts the amount of water flowing through the river. Can do. In this case, the forecast value and the actual value of the temperature and precipitation in the upstream area of the river shall be acquired and recorded.

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μ及び融雪が始まる気温μ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 inflow prediction system 100 of the present embodiment, the temperature mu 2 to balance inflow mu 1 and snow melting begins, was assumed to be stored in advance in the parameter storage unit 152 is not limited to this, in the past A good value may be estimated based on the weather inflow history information. In addition, for each regression model of the present embodiment, when there is a series correlation in the error term, the snow temperature estimation unit 111 may estimate the parameters by the Prais-Winstein transformation or the Cochrane ocut method. In this case, the inflow amount model 5 may use the inflow amount F t−n before the predetermined period (n period) when the series correlation disappears instead of the inflow amount F t−1 of the previous period as an explanatory variable. .

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 level calculation system 200 of the present embodiment, the inflow amount R is acquired from the inflow amount prediction system 100. However, the present invention is not limited to this, and for example, an input of the inflow amount R is received from the user. Also good. Alternatively, the past actual value of the inflow amount may be stored in a database, and the past actual value may be read as R and simulated.

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 level calculation system 200 of the present embodiment, the power price is assumed to be stored in advance in the power price database 253. For example, the power price (JEPX price) at the Japan Wholesale Power Exchange is automatically set. You may make it acquire. In this case, the electric power price database 253 may be omitted, and the JEPX price may be acquired each time the operational water level planning unit 214 performs the simulation.

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 inflow prediction system 100 and the optimum water storage level calculation system 200 are different computers, but may be realized by a single computer. In addition, at least one of the inflow amount prediction system 100 and the optimum water storage level calculation system 200 can be realized by a plurality of computers.

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
254 運用水位データベース
300 通信ネットワーク
100 Inflow prediction system 101 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Memory 103 Memory | storage device 104 Communication interface 105 Input device 106 Output device 111 Snowfall temperature estimation part 112 Snowmelt amount model estimation part 113 Inflow amount model estimation part 114 Predicted temperature acquisition part 115 Predicted precipitation amount acquisition part 116 Predicted snowmelt amount acquisition part 117 Inflow Amount prediction unit 151 Model storage unit 152 Parameter storage unit 153 Weather and inflow result database 200 Optimal reservoir level calculation system 201 CPU
202 Memory 203 Storage Device 204 Communication Interface 205 Input Device 206 Output Device 211 Specification Input Unit 212 Reservoir Amount Setting Value Input Unit 213 Predicted Inflow Acquisition Unit 214 Operation Water Level Planning Unit 251 Specification Storage Unit 252 Model Storage Unit 253 Power Price Database 254 Operational Water Level Database 300 Communication Network

Claims (8)

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、並びに前記貯水量及び前記取水量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を前記取水量算出モデルに適用して前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量及び前記算出した取水量を前記電力量算出モデルに適用して前記電力量を算出していき、前記電力量に応じた評価値が最大となる前記貯水量の組合せを最適貯水量計画として決定する最適貯水量決定部と、
前記単位期間、前記最適貯水量計画に含まれる前記貯水量、及び前記取水量を対応付けて記憶する貯水量計画記憶部と、
前記貯水量計画記憶部における前記単位期間のそれぞれについて、前記取水量が所定の閾値以上である場合には、前記水力発電の発電効率を最高にする取水量である所定の最高値に応じた前記貯水量の減少値を算出し、当該単位期間について前記取水量が前記最高値となるように前記貯水量計画記憶部を更新し、当該単位期間より後の単位期間に対応する前記貯水量計画記憶部の前記各貯水量から前記減少値を減算して前記貯水量計画記憶部を更新する貯水量調整部と、
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. A model storage unit for storing a water amount calculation model, and a power amount calculation model for calculating a power amount generated in the unit period by the hydroelectric power generation based on the water storage amount and the water intake amount;
For each unit period within the predetermined period, the water storage amount at the start of the unit period is changed, and the changed water storage amount and the predicted value of the inflow amount in the unit period are applied to the water intake amount calculation model. The amount of water intake is calculated, the changed amount of stored water and the calculated amount of water intake are applied to the power amount calculation model to calculate the amount of power, and the evaluation value corresponding to the amount of power is maximized. An optimal water storage amount determination unit that determines a combination of the above water storage amounts as an optimal water storage amount plan,
A water storage plan storage unit that stores the unit period, the water storage amount included in the optimal water storage plan, and the water intake amount in association with each other;
For each of the unit periods in the water storage plan storage unit, when the intake amount is equal to or greater than a predetermined threshold , the predetermined maximum value that is the intake amount that maximizes the power generation efficiency of the hydroelectric power generation is determined. calculating a reduced value of the water quantity, the water intake for the unit period to update the reservoir capacity plan storage unit so that the maximum value, the water planning storage corresponding to a unit period after the unit period A water storage amount adjustment unit that updates the water storage amount plan storage unit by subtracting the decrease value from each water storage amount of the unit;
A water storage facility operation support system characterized by comprising:
請求項1に記載の貯水施設運用支援システムであって、
前記貯水量調整部はさらに、前記貯水量計画記憶部における前記単位期間のそれぞれについて、前記取水量が前記閾値未満である場合には、所定の最低値に応じ前記貯水量の増加値を算出し、当該単位期間について前記取水量が前記最低値となるように前記貯水量計画記憶部を更新し、前記単位期間より後の単位期間に対応する前記貯水量計画記憶部の前記各貯水量に前記増加値を加算して前記貯水量計画記憶部を更新すること、
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 water storage amount adjustment unit further calculates, for each of the unit periods in the water storage amount plan storage unit, an increase value of the water storage amount according to a predetermined minimum value when the water intake amount is less than the threshold value. and, wherein the water intake for the unit period to update the reservoir capacity plan storage unit so that the minimum value, the respective water volume of the reservoir capacity planning storage unit corresponding to the unit period after the unit period Updating the water storage plan storage unit by adding the increase value;
Water storage facility operation support system characterized by
請求項1又は2のいずれか1項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、前記電力量を前記評価値として、前記最適貯水量計画を決定すること、
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 any one of claims 1 and 2,
The optimum water storage amount determination unit determines the optimum water storage amount plan using the power amount as the evaluation value;
Water storage facility operation support system characterized by
請求項1又は2のいずれか1項に記載の貯水施設運用支援システムであって、
前記各単位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、前記単位期間に対応する前記価格を前記電力価格取得部から読み出し、前記読み出した価格を前記電力量に乗じて前記評価値を算出すること、
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 any one of claims 1 and 2,
A power price acquisition unit that acquires a price per unit power in each unit period,
The optimum water storage amount determination unit reads the price corresponding to the unit period from the power price acquisition unit, and multiplies the read price by the power amount to calculate the evaluation value;
Water storage facility operation support system characterized by
請求項1又は2のいずれか1項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。
The water storage facility operation support system according to any one of claims 1 and 2,
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 calculates the amount of power for each unit period by changing the water storage amount at the start of the unit period from the lower limit value to the upper limit value for each predetermined step;
Water storage facility operation support system characterized by
請求項5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、
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 5,
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
水力発電のための貯水施設の運用を支援する方法であって、
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、並びに前記貯水量及び前記取水量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メモリに記憶し、
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を前記取水量算出モデルに適用して前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量及び前記算出した取水量を前記電力量算出モデルに適用して前記電力量を算出していき、前記電力量に応じた評価値が最大となる前記貯水量の組合せを最適貯水量計画として決定し、
前記単位期間、前記最適貯水量計画に含まれる前記貯水量、及び前記取水量を対応付けて前記メモリに記憶し、
前記単位期間のそれぞれについて、前記取水量が所定の閾値以上である場合には、前記水力発電の発電効率を最高にする取水量である所定の最高値に応じた前記貯水量の減少値を算出し、当該単位期間について前記取水量が前記最高値となるように前記記憶した取水量を更新し、当該単位期間より後の単位期間に対応する前記各貯水量から前記減少値を減算して前記記憶した貯水量を更新すること、
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,
Computer
Obtain a predicted value of the amount of water flowing 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. A water intake amount calculation model, and an electric energy calculation model for calculating the amount of electric power generated in the unit period by the hydroelectric power generation based on the stored water amount and the intake water amount in a memory,
For each unit period within the predetermined period, the water storage amount at the start of the unit period is changed, and the changed water storage amount and the predicted value of the inflow amount in the unit period are applied to the water intake amount calculation model. The amount of water intake is calculated, the changed amount of stored water and the calculated amount of water intake are applied to the power amount calculation model to calculate the amount of power, and the evaluation value corresponding to the amount of power is maximized. The above-mentioned combination of water storage amount is determined as an optimal water storage amount plan,
The unit period, the water storage amount included in the optimal water storage amount plan, and the water intake amount are associated with each other and stored in the memory,
For each of the unit period, when the intake amount is above a predetermined threshold value, it calculates a reduction value of the water amount corresponding to the predetermined maximum value is a water intake to maximize the power generation efficiency of the hydroelectric and, updating the memorized water intake as the water intake for the unit period is the maximum value, the by subtracting the reduction value from the respective storage volume corresponding to the unit period after the said unit period Updating stored water volume ,
Water storage facility operation support method characterized by
水力発電のための貯水施設の運用を支援するプログラムであって、
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し、
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、並びに前記貯水量及び前記取水量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メモリに記憶するステップと、
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を前記取水量算出モデルに適用して前記取水量を算出し、前記変化させた貯水量及び前記算出した取水量を前記電力量算出モデルに適用して前記電力量を算出していき、前記電力量に応じた評価値が最大となる前記貯水量の組合せを最適貯水量計画として決定するステップと、
前記単位期間、前記最適貯水量計画に含まれる前記貯水量、及び前記取水量を対応付けて前記メモリに記憶するステップと、
前記単位期間のそれぞれについて、前記取水量が所定の閾値以上である場合には、前記水力発電の発電効率を最高にする取水量である所定の最高値に応じた前記貯水量の減少値を算出し、当該単位期間について前記取水量が前記最高値となるように前記記憶した取水量を更新し、前記単位期間より後の単位期間に対応する前記各貯水量から前記減少値を減算して前記記憶した貯水量を更新するステップと、
を実行させるためのプログラム。
A program that supports the operation of water storage facilities for hydropower generation,
On the computer,
Obtain a predicted value of the amount of water flowing 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. Storing in a memory a water intake amount calculation model, and a power amount calculation model for calculating the amount of power generated by the hydropower generation in the unit period based on the water storage amount and the water intake amount;
For each unit period within the predetermined period, the water storage amount at the start of the unit period is changed, and the changed water storage amount and the predicted value of the inflow amount in the unit period are applied to the water intake amount calculation model. The amount of water intake is calculated, the changed amount of stored water and the calculated amount of water intake are applied to the power amount calculation model to calculate the amount of power, and the evaluation value corresponding to the amount of power is maximized. Determining a combination of the water storage amounts as an optimal water storage plan;
Storing in the memory the unit period, the water storage amount included in the optimum water storage amount plan, and the water intake amount in association with each other;
For each of the unit period, when the intake amount is above a predetermined threshold value, it calculates a reduction value of the water amount corresponding to the predetermined maximum value is a water intake to maximize the power generation efficiency of the hydroelectric and, updating the memorized water intake as the water intake for the unit period is the maximum value, the by subtracting the reduction value from the respective storage volume corresponding to the unit period after the unit period Updating the stored water volume ;
A program for running
JP2010036568A 2010-02-22 2010-02-22 Water storage facility operation support system, operation support method and program Expired - Fee Related JP5153805B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010036568A JP5153805B2 (en) 2010-02-22 2010-02-22 Water storage facility operation support system, operation support method and program
JP2012184404A JP5425985B2 (en) 2010-02-22 2012-08-23 Water storage facility operation support system, operation support method and program

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010036568A JP5153805B2 (en) 2010-02-22 2010-02-22 Water storage facility operation support system, operation support method and program
JP2012184404A JP5425985B2 (en) 2010-02-22 2012-08-23 Water storage facility operation support system, operation support method and program

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012184404A Division JP5425985B2 (en) 2010-02-22 2012-08-23 Water storage facility operation support system, operation support method and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011170807A JP2011170807A (en) 2011-09-01
JP5153805B2 true JP5153805B2 (en) 2013-02-27

Family

ID=60201700

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010036568A Expired - Fee Related JP5153805B2 (en) 2010-02-22 2010-02-22 Water storage facility operation support system, operation support method and program
JP2012184404A Expired - Fee Related JP5425985B2 (en) 2010-02-22 2012-08-23 Water storage facility operation support system, operation support method and program

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012184404A Expired - Fee Related JP5425985B2 (en) 2010-02-22 2012-08-23 Water storage facility operation support system, operation support method and program

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP5153805B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103500368B (en) * 2013-10-09 2017-01-11 浙江工业大学 Step water consumption predicating method for step water price
WO2019054033A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-21 九州電力株式会社 Dam operation management system, program transmission device, dam operation management method, and program

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5889040A (en) * 1981-11-19 1983-05-27 株式会社東芝 Method of controlling hydraulic power plant
JP2001142866A (en) * 1999-11-12 2001-05-25 Fuji Electric Co Ltd Power generation planning method for hydroelectric power plant
JP2003189473A (en) * 2001-12-20 2003-07-04 Toshiba Corp Hydro-electric power station, operation apparatus thereof, and operation method thereof
JP2005285032A (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Ffc Ltd Daily power generation planning system for hydroelectric power station group
JP2006039838A (en) * 2004-07-26 2006-02-09 Mitsubishi Electric Corp Water type power generation operation plan preparation supporting apparatus
JP5014213B2 (en) * 2008-03-17 2012-08-29 中国電力株式会社 Water storage facility operation support system, operation support method and program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012256360A (en) 2012-12-27
JP2011170807A (en) 2011-09-01
JP5425985B2 (en) 2014-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5014213B2 (en) Water storage facility operation support system, operation support method and program
JP5047260B2 (en) Precipitation prediction system, precipitation prediction method and program
JP5225256B2 (en) Water storage facility operation support system, water storage facility operation support method and program
JP5235923B2 (en) Water storage facility operation support system, operation support method and program
JP6472615B2 (en) Power trading support device, power trading system, control method and control program
JP5078128B2 (en) Operation method, prediction error compensation device, meteorological power generation planning device, and program
JP5823459B2 (en) Inflow amount prediction device, inflow amount prediction method, water level prediction device, and program
JP2004019583A (en) Method, device and system for estimating power generation output in wind power generation
JP2015167439A (en) Power generation amount prediction system of photovoltaic power generator, and power generation amount prediction method
JP2013099143A (en) Prediction model construction device, method and program, and power generation amount prediction device and method
JP2017121133A (en) Power demand prediction device and power demand prediction program
JP5415507B2 (en) Photovoltaic power generation output estimation device and solar power generation output estimation method
JP2009225613A (en) Device and method for predicting power demand
Olivares et al. Representing energy price variability in long-and medium-term hydropower optimization
JP2018173837A (en) Prediction device, prediction system, prediction method and program
JP4969599B2 (en) Inflow prediction system, inflow prediction method and program
JP5425985B2 (en) Water storage facility operation support system, operation support method and program
JP6769755B2 (en) Photovoltaic power generation output estimation device and photovoltaic power generation output estimation method
JP4969623B2 (en) Water storage facility operation support system, operation support method and program
JP5014522B1 (en) Inflow amount prediction apparatus, inflow amount prediction method, and program
JP2000145614A (en) Installation position determination method for wind power generator and wind power generation amount- estimating method
JP5235922B2 (en) Water storage facility operation support system, operation support method and program
JP7240767B1 (en) Wind condition prediction system and wind condition prediction method
JP2016170468A (en) Electric power transaction amount determination system, electric power transaction amount determination method and program
JPWO2019207622A1 (en) Power demand forecaster, power demand forecasting method, and its program

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120823

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121204

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5153805

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees