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 PDFInfo
- 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
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 544
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 9
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 15
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 51
- 239000005413 snowmelt Substances 0.000 description 37
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 19
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000013179 statistical model Methods 0.000 description 10
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000013277 forecasting method Methods 0.000 description 1
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS 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
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems 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
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
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
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た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.
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
流入量予測システム100及び最適貯水位計算システム200は、通信ネットワーク300を介して互いに通信可能に接続されている。通信ネットワーク300は、例えば、インターネットやLAN(Local Area Network)などである。通信ネットワーク300は、例えば、イーサネット(登録商標)や公衆電話回線網、無線通信網などにより構築される。
The inflow
==流入量予測システム100==
流入量予測システム100は、融雪量を考慮して流入量の予測を行うことで、予測の精度を向上している。
==
The inflow
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
図3は、本実施形態の流入量予測システム100のハードウェア構成を示す図である。流入量予測システム100は、CPU101、メモリ102、記憶装置103、通信インタフェース104、入力装置105及び出力装置106を備える。記憶装置103は、各種のプログラムやデータを記憶する、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ、CD−ROMドライブなどである。CPU101は、記憶装置103に記憶されているプログラムをメモリ102に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。通信インタフェース104は、通信ネットワーク300に接続するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット(登録商標)に接続するためのアダプタや、公衆電話回線網に接続するためのモデム、無線通信を行う通信器などである。入力装置105は、ユーザからデータの入力を受け付ける、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、マイクロフォンなどである。出力装置106は、データを出力する、例えばディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
図4は、本実施形態の流入量予測システム100のソフトウェア構成を示す図である。本実施形態の流入量予測システム100は、降雪気温推計部111、融雪量モデル推計部112、流入量モデル推計部113、予測気温取得部114、予測降水量取得部115、予測融雪量取得部116、流入量予測部117、モデル記憶部151、パラメタ記憶部152、及び気象及び流入量実績データベース153を備えている。なお、降雪気温推計部111、融雪量モデル推計部112、流入量モデル推計部113、予測気温取得部114、予測降水量取得部115、予測融雪量取得部116、及び流入量予測部117は、流入量予測システム100のCPU101が、記憶装置103に記憶されているプログラムをメモリ102に読み出して実行することにより実現される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a software configuration of the
気象及び流入量実績データベース153には、気象の各種実績値や流入量の実績値を含む情報(以下、気象流入量実績情報という。)の履歴が記憶される。図5は、気象及び流入量実績データベース153に記憶される気象流入量実績情報の構成例を示す図である。同図に示すように、気象流入量実績情報には、日付に対応付けて、気温、降水量、降雪量、積雪量、融雪量、流入量が含まれている。気温は、一日の平均気温である。降水量、降雪量、融雪量は一日の降水量、降雪量、融雪量の累積値である。積雪量は、その日に観測された積雪量である。流入量は、一日にダムなどの貯水施設に流入した水量の累計値である。気温、降水量、降雪量及び積雪量は、例えば、気象庁や民間気象会社などが提供するデータである。流入量は、貯水施設において測定した測定値である。流入量は、例えば、河川を管理する自治体などが提供する河川の流量の測定値としてもよい。融雪量は、気象庁や民間気象会社、測量会社などが測定したものであってもよいし、後述するモデルにより計算した値を実績値として記録するようにしてもよい。
The meteorological and
モデル記憶部151には、気象流入量実績情報に基づく各種の統計モデルが記憶され、パラメタ記憶部152には、モデル記憶部151に記憶されているモデルに適用される回帰係数や定数などのパラメタが記憶される。モデル記憶部151には、降水量の統計モデル(以下、降水量モデル1という。)、降雪量の統計モデル(以下、降雪量モデル2という。)、積雪量の統計モデル(以下、積雪量モデル3という。)、融雪量の統計モデル(以下、融雪量モデル4という。)、及び前日からの流入量の増加量に係る統計モデル(以下、流入量モデル5という。)が記憶される。パラメタ記憶部152には、降雨が降雪に変わる気温(以下、降雪気温という。)δ、均衡流入量μ1、融雪が始まる気温μ2、回帰係数α1〜α3、β1、β2がパラメタ記憶部152に記憶される。なお、均衡流入量μ1及び融雪が始まる気温μ2については、所定の定数として、予めパラメタ記憶部152に記憶されているものとする。
The
なお以下の説明において、日付tにおける気温、降水量、降雪量、積雪量、融雪量及び流入量をそれぞれ、Tt、Pt、St、Dt、Mt及びFtとする。前日からの流入量の増加量をΔFtとする。気温Ttがδより高い場合の降水量をP1t、気温Ttがδ以下である場合の降水量をP2tとする。 In the following description, the temperature at the date t, rainfall, snowfall, snowfall, snowmelt and inflow respectively, and T t, P t, S t , D t, M t , and F t. Let ΔFt be the increase in the inflow from the previous day. The precipitation when the temperature Tt is higher than δ is P1 t , and the precipitation when the temperature T t is δ or less is P2 t .
降水量モデル1は、降水量Ptが、降雪気温δを境に、P1t又はP2tとなることを示すモデルであり、次式で表される。
降雪量モデル2は、気温Ttがδ以下である場合の降水量P2tを説明変数とし、降雪量Stを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。
The
積雪量モデル3は、積雪量Dtが、前日までの積雪量Dt−1に当日の降雪量Stを加え、そこから融雪量Mtを引いたものに一致するという関係を示すモデルであり、次式で表される。
融雪量モデル4は、気温Ttから融雪が始まる気温μ2を減じた値に積雪量Dtを乗じた値と、P1tとを説明変数とし、融雪量Mtを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。
融雪量モデル4において、気温Ttがμ2よりも低ければ第1項は0になり、前日までの積雪量Dt−1が0であれば融雪量Mtは0になる。
The snow melting amount model 4 is a regression model in which a value obtained by subtracting the temperature μ 2 at which the snow melting starts from the temperature T t is multiplied by the snow accumulation amount D t , P1 t is an explanatory variable, and the snow melting amount M t is an objective variable. And is represented by the following equation.
In the snowmelt amount model 4, the first term is 0 if the temperature T t is lower than μ 2 , and the snowmelt amount M t is 0 if the snow accumulation amount D t−1 up to the previous day is 0.
流入量モデル5は、均衡流入量μ1から前日の流入量Ft−1を減じた値と、当日の気温Ttがδより高い場合の降水量P1tと、当日の融雪量Mtとを説明変数とし、流入量の増加量ΔFtを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。
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
また、降雪気温推計部111は、各日付tについて、日付tに対応する気象流入量実績情報を気象及び流入量実績データベース153から読み出し、読み出した気象流入量実績情報の降水量及び気温と、上記推計した降雪気温δを前記降水量モデル1に適用してP2tを算出する。降雪気温推計部111は、気象流入量実績情報、P2t、及び降雪量モデル2に基づいて回帰分析を行い、回帰変数γを推計する。降雪気温推計部111は、推計した回帰変数γをパラメタ記憶部152に登録する。
Moreover, the snowfall
融雪量モデル推計部112は、積雪量モデル3を融雪量モデル4に代入した式
を回帰分析して、回帰係数α2及びα3を推計する。融雪量モデル推計部112は、推計した回帰係数α2及びα3をパラメタ記憶部152に登録する。
The snow melting amount
And regression coefficients α 2 and α 3 are estimated. The snowmelt amount
流入量モデル推計部113は、流入量モデル5及び気象流入量実績情報に基づいて回帰係数α1、β1、及びβ2を推計する。具体的には、流入量モデル推計部113は、各日付tについて、降水量モデル1、δ及び日付tに対応する気象流入量実績情報の降水量に基づいてP1tを算出し、各日付tの気象流入量実績情報と、対応するP1tを用いて、流入量モデル5を回帰分析し、回帰係数α1、β1、及びβ2を推計する。気象流入量実績情報に融雪量がない場合は,日付t−1の積雪量と日付tのその他の気象情報を用いて,融雪量モデル4を用いて算出したMtを用いて,流入量モデル5を回帰分析し、回帰係数α1、β1、及びβ2を推計することもできる。流入量モデル推計部113は、推計した回帰係数α1、β1、及びβ2をパラメタ記憶部152に登録する。
The inflow amount
予測気温取得部114は、気温の予測値(以下、予測気温という。)を取得する。予測気温取得部114は、例えば、ユーザから予測気温の入力を受け付けてもよいし、気象庁や民間気象会社のコンピュータにアクセスして予測気温を取得するようにしてもよい。また、予測気温取得部114は、気象流入量実績情報に基づいて気温の予測を行うようにしてもよい。この場合、例えば、一般的な気温の予測に用いられる統計モデルをモデル記憶部151に記憶しておき、予測気温取得部114がその統計モデルと気象流入量実績情報とに基づいて回帰分析を行ってパラメタを推計し、推計したパラメタと気象流入量実績情報とを統計モデルに適用して予測気温を算出することができる。
The predicted
予測降水量取得部115は、降水量の予測値(以下、予測降水量という。)を取得する。予測降水量取得部115は、例えば、ユーザから予測降水量の入力を受け付けてもよいし、気象庁や民間気象会社のコンピュータにアクセスして予測降水量を取得するようにしてもよい。また、予測降水量取得部115は、予測気温取得部114と同様に、気象流入量実績情報に基づいて降水量の予測を行うようにしてもよい。
The predicted
予測融雪量取得部116は、融雪量の予測値(以下、予測融雪量という。)を取得する。本実施形態では、後述するように、予測融雪量取得部116は、融雪量モデル4に基づいて融雪量を算出するものとするが、例えば、ユーザから予測融雪量の入力を受け付けてもよいし、気象庁や民間気象会社のコンピュータにアクセスして予測融雪量を取得するようにしてもよい。また、予測融雪量取得部116は、融雪量の実績値の履歴を記憶しておき、実績値に基づいて予測を行うようにしてもよい。
The predicted snowmelt
流入量予測部117は、予測気温取得部114が取得した予測気温、予測降水量取得部115が取得した予測降水量、降雪気温推計部111が推計したパラメタ、気象流入量実績情報、及び流入量モデル5を用いて、流入量の予測値(以下、予測流入量という。)を算出する。
The
流入量予測部117は、パラメタ記憶部152からδを読み出し、降水量モデル1にδ、予測気温取得部114が取得した予測気温Tt及び、予測降水量取得部115が取得した予測降水量Ptを適用してP1tを算出する。すなわち、予測気温Ttがδより大きければP1t=Ptとなり、Ttがδ以下であればP1t=0となる。
流入量予測部117は、パラメタ記憶部152から、α1〜α3、β1、β2、μ1、μ2を読み出し、気象及び流入量実績データベース153から、前日t−1に対応する気象流入量実績情報を読み出す。流入量予測部117は、読み出した気象流入量実績情報の積雪量をDt−1とし、読み出した気象流入量実績情報の流入量をFt−1とする。
予測融雪量取得部116は、融雪量モデル4に、α2、Tt、μ2、Dt−1、α3、P1tを代入して、融雪量の予測値Mtを算出する。
流入量予測部117は、流入量モデル5に、α1、μ1、Ft−1、β1、P1t、β2、Mtを代入して流入増加量の予測値ΔFtを算出し、Ft−1にΔFtを加算して、予測流入量Ftを算出する。
The
The inflow
The predicted snow melting
The inflow
以上のようにして、本実施形態の流入量予測システム100によれば、予測気温及び予測降水量と、気象流入量実績情報とに基づいて、降水量及び融雪量を考慮した流入量の予測を行うことができる。降水がない場合にも融雪により流入量は増加するため、融雪量を考慮して流入量の予測を行うことで、予測の精度を向上することができる。
As described above, according to the inflow
また、本実施形態の流入量予測システム100によれば、融雪量は、降水量及び気温から算出することができる。降水量及び気温の予測は、気象予報の手法として様々な手法が存在し、容易に入手可能である。したがって、融雪量の予測が困難である場合でも、容易に取得可能な降水量や気温の予測値に基づいて融雪量の予測を行うことで、融雪量を考慮した流入量の予測を容易に実現することができる。
Moreover, according to the inflow
また、上記流入量モデル5では、第1項を均衡流入量と流入量との差であるものとして、均衡流入量を考慮に入れているので、単に流入量を説明変数とする場合に比べ、より精度の高い流入量予測を行うことができる。
Also, in the
==最適貯水位計算システム200==
最適貯水位計算システム200は、貯水施設における水位の最大最小値や水力発電に利用する水量(以下、取水量といい、Qと表記する。)の最大最小値などの制約の下に、流入量予測システム100が予測した流入量の予測値を用いて水位をシミュレーションし、売電額が最大となる水位の計画を算出する。
== Optimal reservoir
The optimum water storage
図6は、最適貯水位計算システム200のハードウェア構成を示す図である。同図に示すように、最適貯水位計算システム200は、CPU201、メモリ202、記憶装置203、通信インタフェース204、入力装置205、及び出力装置206を備えている。記憶装置203は、各種のデータやプログラムを記憶する、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ、CD−ROMドライブなどである。CPU201は、記憶装置203に記憶されているプログラムをメモリ202に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。通信インタフェース204は、通信ネットワーク300に接続するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット(登録商標)に接続するためのアダプタや、公衆電話回線網に接続するためのモデム、無線通信を行うための通信器などである。入力装置205は、データの入力を受け付ける、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、マイクロフォンなどである。出力装置206は、データを出力する、例えば、ディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration of the optimum water storage
図7は、最適貯水位計算システム200のソフトウェア構成を示す図である。同図に示すように、最適貯水位計算システム200は、諸元入力部211、貯水量設定値入力部212、予測流入量取得部213、運用水位計画部214、諸元記憶部251、モデル記憶部252、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
諸元記憶部251は、貯水施設、河川、発電設備などの各種の諸元の設定値を含む情報(以下、諸元情報という。)を記憶する。図8は、諸元記憶部251に記憶される諸元情報の構成例を示す図である。同図に示すように、諸元情報は、諸元名、単位、及び設定値が含まれる。
The
諸元入力部211は、諸元情報の入力を受け付け、受け付けた諸元情報を諸元記憶部251に登録する。諸元入力部211は、例えば、キーボードやマウスなどの入力装置205から諸元情報の各項目の入力を受け付けるようにしてもよいし、例えば、電力会社のホストコンピュータにアクセスして諸元情報を取得するようにしてもよい。
The
なお、諸元入力部211は予め、貯水施設に係る諸元として、水位の最高値(最高運用水位;以下、Hmaxと表記する。単位はmである。)、及び水位の最低値(最低運用水位;以下、Hminと表記する。単位はmである。)の入力を受け付け、受け付けた最高運用水位を含む諸元情報と、最低運用水位を含む諸元情報とを作成して諸元記憶部251に登録し、河川に係る諸元として、維持流量(以下、S0と表記する。単位はm3/sである。)の入力を受け付け、受け付けた維持流量を含む諸元情報を作成して諸元記憶部251に登録し、発電設備に係る諸元として、発電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m3/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m3/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m3/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m3/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
電力価格データベース253は、日付ごとの電力価格を記憶する。図9は電力価格データベース253の構成例を示す図である。同図に示すように、電力価格データベース253には、日付に対応付けて電力価格(単位は、円/kWhである。)が記憶されている。本実施形態では、電力価格は日付ごとに変更しうるものとし、また各日の電力価格は予めユーザから入力されて電力価格データベース253に登録されているものとする。
The
貯水量設定値入力部212は、運用計画の対象となる期間(以下、運用期間という。本実施形態では、運用期間の長さは6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
予測流入量取得部213は、流入量予測システム100にアクセスして、流入量予測システム100が予測した、運用期間内の各日についての流入量Rの予測値を取得する。なお、予測流入量取得部213は、例えば、キーボードやマウスなどの入力装置205から、流入量の予測値の入力を受け付けるようにしてもよい。
The predicted inflow
運用水位計画部214(本発明の最適貯水量決定部に該当する。)は、シミュレーションにより、運用期間中の各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Ht、貯水量Vt、取水量Qt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
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
モデル1は、貯水量Vに基づいて運用水位Hを算出するためのもの(水位算出モデル)であり、次式により表される。なお、aは貯水施設に固有の定数である。
モデル2は、最高運用水位Hmaxに基づいて貯水量の上限(以下、上限貯水量といい、Vmaxと表記する。)を算出するためのものであり、次式により表される。
モデル3は、最低運用水位Hminに基づいて貯水量の下限(以下、下限貯水量といい、Vminと表記する。)を算出するためのものであり、次式により表される。
The
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Vtとして、次式により表される。
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.
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。
The
モデル6は、最小取水量Qmin、最大取水量Qmax、及びR0に基づいて、取水量Qを決定するためのもの(取水量算出モデル)であり、次式により表される。
すなわち、R0が、最小取水量Qmin以上であり、かつ、最大取水量Qmax以下である場合には、R0が取水量Qとなり、R0が最小取水量Qminよりも小さい場合には最小取水量Qminが取水量Qとなり、R0が最大取水量よりも大きい場合には最大取水量Qmaxが取水量Qとなる。
The 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.
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。
The
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Htとし、水位を海抜高さに変換するための所定の定数をbとして、次式により表される。
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.
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。
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.
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。
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.
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。
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.
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V1とし、貯水量設定値入力部212が受け付けた最終目的貯水量を最後の単位期間(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Vt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Vtを決定する。運用水位計画部214は、このシミュレーションにおいて、動的計画法を用いるものとする。動的計画法を用いることで、最適なVtの組合せを迅速に算出することができる。
The operational water
==画面例==
図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
The operational water
予測流入量取得部213は、流入量予測システム100にアクセスして、流入量予測システム100が予測した、運用期間内の各日についての流入量Rの予測値を取得し、取得したRを表示欄6006に表示する。
The predicted inflow
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Vt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Vt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
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V1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Vt(t=2〜28)に貯水量V1を設定して、貯水量Vt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Vtをモデル1に適用して運用水位Htを算出し、算出した運用水位Ht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、Vt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ΔVt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ΔVt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Qtを決定し、決定した取水量Qt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Qtをモデル7に適用して、無効放流量Stを算出し、算出したStを表示欄6008に表示する。
Operation
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Qt、有効落差hnをモデル9に適用して、発電電力Pntを算出して表示欄6010に表示するとともに、算出したPntをモデル10に適用して発電電力量Entを算出し、算出したEntを表示欄6011に表示する。
The operational water
運用水位計画部214は、運用期間中の各単位期間t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Ent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Entの合計額(ΣEnt;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
運用水位計画部214は、貯水量Vt(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Vt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Vtの組合せに、対応する取水量Qt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
運用水位計画部214は、取水量Qtの合計(ΣQt;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
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Qtが所定の閾値以上となる単位期間tについては、取水量Qt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Qt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Qt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
取水量Qt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Qtとの差をXとし(S506)、取水量Qt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
取水量Qt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Qtにマイナス1を乗じてXとし(S509)、取水量Qt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Qtとの差をXとし(S511)、取水量Qt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
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Ht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(m3/s)を、貯水量の単位(m3)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
以上のようにして、取水量Qtがm×Qmax以上となる単位期間tについては、取水量Qtを最大取水量Qmaxとし、取水量Qt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Qtを0(ゼロ)とし、そうでなければ取水量Qtを最小取水量Qminとして取水量Qtを調整することができる。また、取水量Qtの調整に合わせて各単位期間tの貯水量Vt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
このようにして、取水量Qt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Qt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
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
また、最適貯水位計算システム200は、最低運転出力の下限を設けて、シミュレーションを行うようにしてもよい。この場合、運用水位計画部214は、ユーザから下限値の入力を受け付けて、運転出力が下限値を下回らない貯水量Vの組合せのうち、売電額が最大になるものを決定するようにする。実際の発電所運転では、著しく効率が下がる出力領域での運用をしないことにより発電効率を高めていることが多く、より実態に合ったシミュレーションが可能となる。
Moreover, the optimal water storage
また、本実施形態の流入量予測システム100では、ダムなどの貯水施設に河川から流入する水量についての予測を行うものとしたが、河川を流れる水量の予測を行うシステムにも容易に適用することができる。この場合、河川の上流域における気温や降水量の予報値及び実績値などを取得及び記録するものとする。
Moreover, in the inflow
また、本実施形態の流入量予測システム100では、均衡流入量μ1及び融雪が始まる気温μ2については、予めパラメタ記憶部152に記憶されているものとしたが、これに限らず、過去の気象流入量実績情報に基づいて当てはまりのよい値を推計するようにしてもよい。また、本実施形態の各回帰モデルについて、誤差項に系列相関があるような場合には、降雪気温推計部111がPrais-Winstein変換やコクラン・オーカット法によりパラメタを推計するようにしてもよい。この場合、流入量モデル5は、1期前の流入量Ft−1ではなく、系列相関がなくなる所定期(n期)前の流入量Ft−nを説明変数とするようにしてもよい。
Further, the
また、本実施形態の最適貯水位計算システム200では、流入量予測システム100から流入量Rを取得するものとしたが、これに限らず、例えば、流入量Rの入力をユーザから受け付けるようにしてもよい。また、過去の流入量の実績値をデータベースに記憶しておき、過去の実績値をRとして読み出してシミュレーションするようにしてもよい。
In the optimum reservoir
また、本実施形態の最適貯水位計算システム200では、予め電力価格は電力価格データベース253に記憶されているものとしたが、例えば、日本卸電力取引所における電力価格(JEPX価格)を自動的に取得するようにしてもよい。この場合、電力価格データベース253を省略して、運用水位計画部214によるシミュレーションの度に、JEPX価格を取得するようにすることもできる。
Further, in the optimum storage
以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 Although the present embodiment has been described above, the above embodiment is intended to facilitate understanding of the present invention and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
例えば、本実施形態では、流入量予測システム100と最適貯水位計算システム200とは異なるコンピュータであるものとしたが、1台のコンピュータにより実現することもできる。また、流入量予測システム100及び最適貯水位計算システム200の少なくともいずれかを、複数台のコンピュータにより実現するようにすることもできる。
For example, in the present embodiment, the
100 流入量予測システム
101 CPU
102 メモリ
103 記憶装置
104 通信インタフェース
105 入力装置
106 出力装置
111 降雪気温推計部
112 融雪量モデル推計部
113 流入量モデル推計部
114 予測気温取得部
115 予測降水量取得部
116 予測融雪量取得部
117 流入量予測部
151 モデル記憶部
152 パラメタ記憶部
153 気象及び流入量実績データベース
200 最適貯水位計算システム
201 CPU
202 メモリ
203 記憶装置
204 通信インタフェース
205 入力装置
206 出力装置
211 諸元入力部
212 貯水量設定値入力部
213 予測流入量取得部
214 運用水位計画部
251 諸元記憶部
252 モデル記憶部
253 電力価格データベース
254 運用水位データベース
300 通信ネットワーク
100
DESCRIPTION OF
202
Claims (8)
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:
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た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
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
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
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
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
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
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
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)
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)
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 |
-
2010
- 2010-02-22 JP JP2010036568A patent/JP5153805B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-08-23 JP JP2012184404A patent/JP5425985B2/en not_active Expired - Fee Related
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 |