JPH01191210A - ダム・ゲート制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はダム・ゲート制御方式に係り、特に水位を一定
に保つための追従性に優れた制御方式に関する。

〔従来の技術〕

電子計算機を用いてダム・ゲート制御を自動化すること
が普及しているが、これに伴ない、ゲートをいかに安全
かつ正確に制御するかは重要な問題となっている。特に
洪水に備えて予めダム水位を低く保ったり、洪水発生時
に過放流を避けるためにダム水位を一定に保つなど、ダ
ム水位を一定に保つ定水位制御の用途は極めて広い。こ
のためあらゆる場合に正確で迅速な走水制御方式が要求
されている。

このような定水位制御を実現するために、通常第１図の
ようなゲート自動制御装置が用いられる。

ここで第１図の１はゲート自動制御装置であり、ダム水
位を一定に保つような適切なゲート目標開度を、２の水
位計から入力される水位や３の開度計から入力される開
度を用いて計算し、ゲート開度がその目標開度になるよ
うに４のゲートを自動的に操作するものである。

また定水位制御は、第２図のブロック図に示すような方
式で実施される。すなわち、５の水位計とａの開度計よ
り入力されるダム水位Ｈｔ及びゲート開度Ｄ＊　　（’
ｉ＝１．２．−ｎ　；　ｎはゲート口数）を用いて、７
の流量計算処理にて現在放流量Ｑｏを下記式により計算
する。

ｎ ここで、ｆ（Ｈｔ、Ｄ五）は、水位Ｈｔ、開度Ｄｉにお
けるゲート１門当りの放流量である。このＱｏの値と、
ダム水位の変化量及び流入量増加分から、８の制御量計
算処理において目標開度Ｄｏｔ（ｉ＝１．２．・・・ｎ
）を算出し、９のゲート駆動装置にて１０のゲートを駆
動し、ゲート開度り。

が目標開度［）ｏｉに達するまでゲートを動作させるも
のである。ここで、この目標開度の算出方法を以下に示
す。まず目標放流量ＱＭＯは、たとえば特公昭５５−４
３１２のように流入量の変化に対応して微分制御する方
式とすると、 Ｑｓｏ＝Ｑｏ＋ｆ（ΔＱ、）　　　　　　　　　　・（
２）となる。ここで、Ｑｏは式（１）によって計算した
現在放流量、ΔＱ１は流入量変化分、ｆ（ΔＱｉ）は流
入量変化分に対する関数とする。すなわち。

放流量を流入量変化分に対応する量ｆ（ΔＱ、）で補填
し、かつこのｆ（ΔＱ、）はダムへ（゛）流入量が増加
中の時は大きく、減少中の時は小さくすることにより追
従性を高めるように考慮している。ここでΔＱ、は、次
式で算出する。

ΔＱ五＝Ｑ−−ＱＩ−ｔ　　　　　　　　　　　・・・
（３）ここで、Ｔはサンプリング周期、ＱＩは現在流入
量、ＱＩ−１は前回サンプリング時の流入量。

Ｑｏ−ｚは前回サンプリング時の放流量、ＱＯ−２は前
々回サンプリング時の放流量、Ｈｔ　−ｔは、前回サン
プリング時のダム水位、Ｈｔ−ｚは、前々回サンプリン
時のダム水位であり、ｖ（Ｈｔ）は水位Ｈｔにおけるダ
ム貯水量である。このようにして求めた目標放流量ＱＭ
Ｏを満足する開度が目標開度Ｄｏｉ（ｉ＝１．２．　・
＝ｎ）である。すなわち、Σ　ｆ　（Ｈｔ、　Ｄｏｉ）
　”　ＱＭＯ・−（６）ｌ 以上述べた従来方式によるダム水位制御方法を実現する
ためのフローを第３図に示す、まず第３図の１１で式（
１）によって現在放流量Ｑ。を計算し、１２で式（２）
によって目標放流量Ｑｓｏを計算し、１３で式（６）に
よって目標開度Ｄｏｉ（ｉ＝１゜２、・・・ｎ）を計算
し、１４でゲートを駆動する。

［発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術では、現在流入量Ｑ１の算出方法が現在水
位と前回サンプリング周期の水位から算出しているため
、この流入量はサンプリング周期間の平均流入量であり
、真の現在流入量とは偏差があるという点について配慮
がされておらず、制御遅れを生じたり、追従性に欠ける
という問題がある。すなわち、第４図のように、時刻１
．１−１における真の流入量がＱｉ　ｔ　Ｑｌ−１であ
るのに対し、前記式（４）、　（５）で計算される流入
量はＱｉｙＱｘ−ｘであり、流入量変化が大きい場合に
は両者の偏差は大きくなる。

このように流入量の算出方法に、水位の変化を見ている
限りにおいては、水位を一定に保つことが目的である定
水位制御としては既に制御遅れを生じている事になる。

本発明の目的は、流入量の変化が激しい時にも水位の追
従性に優れた定水位制御を実現することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、上流ダムの放流量及び上流河川流域の雨量
を用いて計算されるダム予測流入量を用いて目標放流量
を算出することにより達成できる。

〔作用〕

上流ダムの放流量及び上流河川流域の雨量を用いて計算
されるダム予測流入量は、実際のダム水位の変動とは無
関係に計算されるため、ダム水位の変動を予測するのに
非常に有効である。また、流入量予測には様々なモデル
が普及しているが、現在の技術では降雨量の正確な予測
が難かしいため、未来のダム流入量の予測は困難である
ものの、現在時刻のダム流入量の予測は実績雨量のみを
用いて比較的容易に正確に求めることができる。したが
って、現在流入量として現在時刻のダム予測流入量を使
用して自動制御に用いることが可能である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第５図、第６図、第７図を用い
て説明する。

第５図は定水位制御を実現するためのブロック図である
。５〜１ｏは、第２図の従来技術と同じである。１５の
雨量計から入力される上流河川流域の雨量Ｒと、１６の
上流ダムから入力される上流放流量Ｑ　ｏ　’　　を用
いて、１７の流入量予測処理にて予測流入量Ｑ、を求め
る。８の制御量計算処理では、現在水位Ｈｔ、前回サン
プリング時の水位Ｈｉ−ｔ、前々回サンプリング時の水
位Ｈｔ−２、現在放流量Ｑｏ、さらに上記予測流入量Ｑ
１及び前回サンプリング時の流入量Ｑ’ｌ−１を加味し
て目標開度Ｄｏ＋　（ｉ　＝　１　、２・・・ｎ）を決
定する。

第６図は、本発明の実施例を示すフローである。

まず１８で予測流入量Ｑ１を、１９で前回サンプリング
時の流入量Ｑ’１−ｔを、１１で現在放流量Ｑｏを求め
る。Ｑｏを求める方法は式（１）であり、従来技術と同
様である。予測流入量Ｑｉは、タンクモデルなどのモデ
ルを使用して算出するものとし、前回流入量Ｑ’ｌ−１
は次式で算出する。

上記（７）式は従来技術と同様の算出方法であるが、現
在水位と前々回サンプリング時の水位を用いて貯減水量
の２Ｔ秒間の平均を求め、これに前回サンプリング時の
放流量を加えることによって前回サンプリング時の実際
の流入量に相当する値を求めるものである。すなわち、
第７図のようことができる。上記１８−．１９から求め
た流入量Ｑ＝、Ｑｔ−１′　から、流入量の変化量ΔＱ
　１’　＝　Ｑ　ｓ　　Ｑ　＋−１’　　　　　　　　
　・・・（８）を求め、１２でこのΔＱｔ’　を用いて
目標放流量Ｑ　−ｏ　＝Ｑ　ｏ　＋　ｆ　（ΔＱ１’　
）　　　　　　　　−（９）を求める。１３．１４の処
理は、第３図の従来技術と同様である。

このように本実施例によれば、現時点の予測流入量と前
回サンプリング時の実績流入量を使用しているため、制
御遅れの少ない、水位に対する追従性に優れた制御が可
能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、流入量変化分を算出するのに予測流入
量と前回サンプリング時の実績流入量を使用しているた
め、流入量の変化が激しい時にも水位の追従性に優れた
制御遅れの少ない定水位制御が実現できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する装置の構成図、第２図は従来
方式を説明するブロック図、第３図は従来方式を示す流
れ図、第４図は従来方式を説明する時刻−流入量のグラ
フを示す図、第５図は本発明の実施例を示すブロック図
、第６図は本発明の実施例を示す流れ図、第７図は本発
明を説明する時刻−流入量のグラフを示す図である。 １・・・ゲート自動制御装置、２・・・水位計、３・・
・開度第１図 第２回 第３Ｉ２Ｉ 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ダム水位を一定に保つために、流入量の変化と現在
   放流量に応じた適切な目標放流量を計算し、ゲート放流
   量がその目標放流量に達するようにゲートを自動的に制
   御するダム・ゲート制御方式において、上流ダムの放流
   量及び上流河川流域の雨量から計算される予測流入量の
   値と実績流入量とを用いた微分制御方式を用いることを
   特徴とするダム・ゲート制御方式。