JPH037100A - 水力発電機の制御装置 - Google Patents
水力発電機の制御装置Info
- Publication number
- JPH037100A JPH037100A JP1138743A JP13874389A JPH037100A JP H037100 A JPH037100 A JP H037100A JP 1138743 A JP1138743 A JP 1138743A JP 13874389 A JP13874389 A JP 13874389A JP H037100 A JPH037100 A JP H037100A
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- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009118 appropriate response Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は水力発電機の運転台数制御を行うだめの装置に
関するものである。
関するものである。
Ｂ１発明の概要
本発明は、水力発電機の運転台数を制御すると共に、最
高効率点近傍で運転する発電機以外の調整用の発電機の
発生電力を決定する装置において、過去の需要電力の経
時変化パターンにもとずく現在の需要電力の予測、及び
その予測値にもとずく発電機の運転台数制御をエキスバ
ートンステムにより実行することによって、 過去の運転実績を反映させながら、作業員の負担を軽紘
するようにしたものである。
高効率点近傍で運転する発電機以外の調整用の発電機の
発生電力を決定する装置において、過去の需要電力の経
時変化パターンにもとずく現在の需要電力の予測、及び
その予測値にもとずく発電機の運転台数制御をエキスバ
ートンステムにより実行することによって、 過去の運転実績を反映させながら、作業員の負担を軽紘
するようにしたものである。
Ｃ３従来の技術
複数台の水力発電機を備えた水力発電所においては、需
要電力を予測し、その大きさに見合う電力を供給しかつ
効率的な運転を行うために発電機の運転台数の制御を行
う必要がある。貯水池容量を使用水量に比べて極端に大
きくて水位変動が発生しない場合には、発電機の運転台
数は需要電力により決定される。しかしながら通常は貯
水池の水量は使用水量により変化するため、水の有効落
差が１００ｚ以下の場合には落差変動が３０〜５０％も
生じてしまう。特に落差が４０ｉ以下のカブラン水車領
域では落差変動は５０〜１３０％にら達する。
要電力を予測し、その大きさに見合う電力を供給しかつ
効率的な運転を行うために発電機の運転台数の制御を行
う必要がある。貯水池容量を使用水量に比べて極端に大
きくて水位変動が発生しない場合には、発電機の運転台
数は需要電力により決定される。しかしながら通常は貯
水池の水量は使用水量により変化するため、水の有効落
差が１００ｚ以下の場合には落差変動が３０〜５０％も
生じてしまう。特に落差が４０ｉ以下のカブラン水車領
域では落差変動は５０〜１３０％にら達する。
このように落差変動が大きい場合には、運転台数は需要
電力によって一義的に決めることはできず、放水量及び
落差を考慮して決めている。更に複数台例えば３台運転
する場合には、２台を最高効率点近傍で運転し、残りの
１台については、３台全体の発生電力が需要電力に見合
う大きさとなるように発生電力を調整している。第４図
は発電機の効率曲線であり、通常最高効率点は定格出力
の８０〜８５％付近である。
電力によって一義的に決めることはできず、放水量及び
落差を考慮して決めている。更に複数台例えば３台運転
する場合には、２台を最高効率点近傍で運転し、残りの
１台については、３台全体の発生電力が需要電力に見合
う大きさとなるように発生電力を調整している。第４図
は発電機の効率曲線であり、通常最高効率点は定格出力
の８０〜８５％付近である。
Ｄ、発明が解決しようとする課題
上述のように台数制御を行う場合、放水量を求めるため
にはダム水位、放水路水位、鉄管損失の関係を考慮しな
ければならないし、更に放水量、落差及び需要電力の関
係にもとずいて運転台数を決定しなければならない。ま
た調整用の発電機の発生電力についても単純計算で行う
とキャビテーションの発生等を招くことがあるため、機
械特性をも考慮しなければならない。こうしたことに加
えて、需要電力の予測についても、天候やそのときの突
発的出来事等を考慮して決定する必要があり、作業員の
長い経験と大きな労力を必要とする。
にはダム水位、放水路水位、鉄管損失の関係を考慮しな
ければならないし、更に放水量、落差及び需要電力の関
係にもとずいて運転台数を決定しなければならない。ま
た調整用の発電機の発生電力についても単純計算で行う
とキャビテーションの発生等を招くことがあるため、機
械特性をも考慮しなければならない。こうしたことに加
えて、需要電力の予測についても、天候やそのときの突
発的出来事等を考慮して決定する必要があり、作業員の
長い経験と大きな労力を必要とする。
本発明はこのような背景のもとになされたものであり、
過去の運転実績にもとづいた制御をオンラインで実現す
ることができ、作業員の負担を軽紘することのできる装
置の提供を目的とする。
過去の運転実績にもとづいた制御をオンラインで実現す
ることができ、作業員の負担を軽紘することのできる装
置の提供を目的とする。
Ｅ 課題を解決するための手段
本発明は、過去の需要電力の経時変化パターンを格納す
るデータ格納部と、 現在の状況に対応して前記経時変化パターンを修正する
ための第１のルール群と、水の有効落差、放水量及び発
生電力を条件部とし、運転台数を結論部とする第２のル
ール群と、運転台数と需要電力とを条件部とし、調整用
の発電機の発生電力量を結論部とする第３のルール群と
を格納した知識ベース格納部と、 前記第１〜第３のルール群を用いて推論を行う推論機構
とを有してなる。
るデータ格納部と、 現在の状況に対応して前記経時変化パターンを修正する
ための第１のルール群と、水の有効落差、放水量及び発
生電力を条件部とし、運転台数を結論部とする第２のル
ール群と、運転台数と需要電力とを条件部とし、調整用
の発電機の発生電力量を結論部とする第３のルール群と
を格納した知識ベース格納部と、 前記第１〜第３のルール群を用いて推論を行う推論機構
とを有してなる。
Ｆ０作用
前記推論機構により経時変化パターン及び第１のルール
群を用いて現在の需要電力を予測し、予測した需要電力
と放水量と水の有効落差との６値を第２のルール群に適
用して運転台数を求め、その運転台数と前記予測した需
要電力とを第３のルール群に適用して調整用の発電機の
発生電力を求める。そしてこうして得られた推論結果に
もとずいて発電機を制御する。
群を用いて現在の需要電力を予測し、予測した需要電力
と放水量と水の有効落差との６値を第２のルール群に適
用して運転台数を求め、その運転台数と前記予測した需
要電力とを第３のルール群に適用して調整用の発電機の
発生電力を求める。そしてこうして得られた推論結果に
もとずいて発電機を制御する。
Ｇ、実施例
第１図において■はエキスパートシステムであり、知識
ベース格納部２、推論機構３及び説明機ｆＩを部４を備
えている。
ベース格納部２、推論機構３及び説明機ｆＩを部４を備
えている。
知識ベース格納部２内には、データ格納部５内に格納さ
れている過去の需要電力の経時変化パターン、例えば季
節毎の毎日の経時変化パターンを修正するための第１の
ルール群と、現在の発電機の運転台数を求めるための第
２のルール群と、調整用の発電機の発生電力量を求める
ための第３のルール群とが格納されている。
れている過去の需要電力の経時変化パターン、例えば季
節毎の毎日の経時変化パターンを修正するための第１の
ルール群と、現在の発電機の運転台数を求めるための第
２のルール群と、調整用の発電機の発生電力量を求める
ための第３のルール群とが格納されている。
第１のルール群は、気温や天候、そのときの特殊な出来
事例えば地絡事故等の有無等を条件部とし、第２図に示
す需要電力の経時変化パターンの修正量を結論部とする
ルール群であり、「■Ｆ・・ＴＨＥＮ・・・」の形式で
記述される。
事例えば地絡事故等の有無等を条件部とし、第２図に示
す需要電力の経時変化パターンの修正量を結論部とする
ルール群であり、「■Ｆ・・ＴＨＥＮ・・・」の形式で
記述される。
第２のルール群は、第３図に示す水の有効落差毎の水車
出力曲線をルールとして記述したものである。この出力
曲線の意味について述べると、横軸に放水量、縦軸に発
生電力をとった座標系の中に運転台数１〜４に対応した
曲線群Ａ１〜Ａ４が描かれている。各曲線群は、この例
では４つの曲線を含み、これら４つの曲線は、有効落差
の小さい順に下から並んでいる。そして各ルールは水の
有効落差、放水量及び発生電力を条件部とし、運転台数
を結論部としている。例えば有効落差が最小（Ｈｍｉｎ
）であり、発生電力及び放水量が夫々Ｗ１、Ｑ、であれ
ば、この条件に対応する出力曲線上のポイントは点Ｐで
あるから、運転台数はｌとなる。
出力曲線をルールとして記述したものである。この出力
曲線の意味について述べると、横軸に放水量、縦軸に発
生電力をとった座標系の中に運転台数１〜４に対応した
曲線群Ａ１〜Ａ４が描かれている。各曲線群は、この例
では４つの曲線を含み、これら４つの曲線は、有効落差
の小さい順に下から並んでいる。そして各ルールは水の
有効落差、放水量及び発生電力を条件部とし、運転台数
を結論部としている。例えば有効落差が最小（Ｈｍｉｎ
）であり、発生電力及び放水量が夫々Ｗ１、Ｑ、であれ
ば、この条件に対応する出力曲線上のポイントは点Ｐで
あるから、運転台数はｌとなる。
ここで曲線群Ａ Ｉ−Ａ ４の縦の線は各曲線群の有効
範囲を定めたものである。従って前記ポイントが曲線群
Ａ、〜Ａ、の間に位置することもあるので、この場合そ
のポイントと曲線の位置関係に応じてどの曲線群に属す
るかというルールも第２のルール群に含まれている。
範囲を定めたものである。従って前記ポイントが曲線群
Ａ、〜Ａ、の間に位置することもあるので、この場合そ
のポイントと曲線の位置関係に応じてどの曲線群に属す
るかというルールも第２のルール群に含まれている。
第３のルール群は、需要電力と運転台数とを条件部とし
、調整用の発電機の発生電力を結論部とするルール群で
ある。例えばあるルールには、需要電力から最高効率で
運転する発電機の発電量分を差し引いた値が結論部に記
述されている。ところでこの値の出力を得るように調整
用の発電機を運転すると、発電機のランナーの下に泡が
発生して振動が生じたり（キャビテーション）、あるい
は渦流が発生して悪影響を及ぼすこと（ドラフトチュー
ブ内ホワール）がある。そこで１台分の発電量（出力）
に下限値を定めておき、この下限値を下回る場合には、
調整用の発電機の出力をその下限値とするためのルール
も記述しておく。またこの場合能の発電機については最
高効率点からずらして運転する必要があり、その出力を
決めたルールについても記述しておく。キャビテーショ
ン等の発生は水温や機械部分の温度等の因子によって左
右されるため、それらの関係をもルールとして記述して
おく。こうしたルール群はマンマシンインターフェイス
Ｉｌを通じて入力される。
、調整用の発電機の発生電力を結論部とするルール群で
ある。例えばあるルールには、需要電力から最高効率で
運転する発電機の発電量分を差し引いた値が結論部に記
述されている。ところでこの値の出力を得るように調整
用の発電機を運転すると、発電機のランナーの下に泡が
発生して振動が生じたり（キャビテーション）、あるい
は渦流が発生して悪影響を及ぼすこと（ドラフトチュー
ブ内ホワール）がある。そこで１台分の発電量（出力）
に下限値を定めておき、この下限値を下回る場合には、
調整用の発電機の出力をその下限値とするためのルール
も記述しておく。またこの場合能の発電機については最
高効率点からずらして運転する必要があり、その出力を
決めたルールについても記述しておく。キャビテーショ
ン等の発生は水温や機械部分の温度等の因子によって左
右されるため、それらの関係をもルールとして記述して
おく。こうしたルール群はマンマシンインターフェイス
Ｉｌを通じて入力される。
次に上述実施例の作用について述べる。推論機構３は、
データ格納部５よりインターフェイスＩ。
データ格納部５よりインターフェイスＩ。
を通じて過去の需要電力の経時変化パターンを取り出し
、第１のルール群を用いて現在の状況に対応してそのパ
ターンを修正し、現在の需要電力を予測する。この予測
値が過去の最大電力値、最小電力値から外れている場合
には例えばそれらの限界値を適用する。次いで需要電力
の予測値を発電機の発生電力とし、この値と有効落差及
び放水量とを第２のルール群に適用して運転すべき台数
（運転台数）を決定する。この決定は先述したように第
３図の水車出力曲線にもとずいて行われたことになる。
、第１のルール群を用いて現在の状況に対応してそのパ
ターンを修正し、現在の需要電力を予測する。この予測
値が過去の最大電力値、最小電力値から外れている場合
には例えばそれらの限界値を適用する。次いで需要電力
の予測値を発電機の発生電力とし、この値と有効落差及
び放水量とを第２のルール群に適用して運転すべき台数
（運転台数）を決定する。この決定は先述したように第
３図の水車出力曲線にもとずいて行われたことになる。
ここで有効落差は、ダム水位■］。から放水路水位ＨＲ
及び鉄管損失を差し引いた値であり、鉄管損失は整定さ
れる流速により計算で求められる。また放水量は例えば
ダム水位の変化にもとずいて求められる。こうした演算
はエキスパートシステム中に設けた処理部（図示せず）
により実行される。続いて推論機構３は運転台数と予測
した需要電力を第３のルール群に適用して調整用の発生
電力を求める。例えば運転台数が３の場合、２台を最高
効率点近傍で運転し、残りの１台を調整用とするので、
前記発生電力は需要電力から２台分の発生電力を差し引
いた値となり、この値がキャビテーション等を起こさな
い正常運転であることをルールにより確認した上で制御
部６にインターフェイスＩ、を介して出力する。制御部
６はこうしてエキスパートシステム１で得られた推論結
果にもとずき、カバナーや自動電圧調整器を介して発電
機９を制御する。
及び鉄管損失を差し引いた値であり、鉄管損失は整定さ
れる流速により計算で求められる。また放水量は例えば
ダム水位の変化にもとずいて求められる。こうした演算
はエキスパートシステム中に設けた処理部（図示せず）
により実行される。続いて推論機構３は運転台数と予測
した需要電力を第３のルール群に適用して調整用の発生
電力を求める。例えば運転台数が３の場合、２台を最高
効率点近傍で運転し、残りの１台を調整用とするので、
前記発生電力は需要電力から２台分の発生電力を差し引
いた値となり、この値がキャビテーション等を起こさな
い正常運転であることをルールにより確認した上で制御
部６にインターフェイスＩ、を介して出力する。制御部
６はこうしてエキスパートシステム１で得られた推論結
果にもとずき、カバナーや自動電圧調整器を介して発電
機９を制御する。
Ｈ１発明の効果
本発明によれば、過去の需要電力の経時変化パターンを
拾い、これをエキスパートシステムにより現在の状況に
対応して修正し、こうして得られた需要電力の予測値と
落差毎の水車出力曲線を規定したルールとにより台数制
御を行うと共に各発電機の負担を決定しているため、過
去の運転実績にもとずいた制御をオンラインで実現する
ことができ、作業員の負担を軽減することができる。ま
た需要電力に適切に追従して電力を供給することができ
ると共に、使用する水量を有効に活用できる。そしてキ
ャビテーション特性等を知識ベース格納部内の第３のル
ール群に規定することによって機器を正常な状態に維持
することができる。なお地絡事故等が電力系統に起こっ
たときにどのような処理を行ったかをルールとして記述
しておけば、新たに事故が生じたときにそのルールを用
いて対策を推論することにより、迅速かつ適切な対応が
とれる。
拾い、これをエキスパートシステムにより現在の状況に
対応して修正し、こうして得られた需要電力の予測値と
落差毎の水車出力曲線を規定したルールとにより台数制
御を行うと共に各発電機の負担を決定しているため、過
去の運転実績にもとずいた制御をオンラインで実現する
ことができ、作業員の負担を軽減することができる。ま
た需要電力に適切に追従して電力を供給することができ
ると共に、使用する水量を有効に活用できる。そしてキ
ャビテーション特性等を知識ベース格納部内の第３のル
ール群に規定することによって機器を正常な状態に維持
することができる。なお地絡事故等が電力系統に起こっ
たときにどのような処理を行ったかをルールとして記述
しておけば、新たに事故が生じたときにそのルールを用
いて対策を推論することにより、迅速かつ適切な対応が
とれる。
第１図は本発明の全体構成を示す構成図、第２図は需要
電力の経時変化を示すパターン図、第３図は落差毎の水
車出力曲線を示すグラフ、第４図は発電機の効率曲線を
示すグラフである。 ト エキスパートンステム、 知識ベース格 柄部、 ・・推論機構、 ５・・・データ格納部、 ６・・・制 細部、 ９・・・発電機。 第２図 １、′、ン要主電力経時変（ヒバターン図第３図 落差ｔｒｉの水用出力曲線 １ 放水ｒｐ１ｃｍ３／ｓ）
電力の経時変化を示すパターン図、第３図は落差毎の水
車出力曲線を示すグラフ、第４図は発電機の効率曲線を
示すグラフである。 ト エキスパートンステム、 知識ベース格 柄部、 ・・推論機構、 ５・・・データ格納部、 ６・・・制 細部、 ９・・・発電機。 第２図 １、′、ン要主電力経時変（ヒバターン図第３図 落差ｔｒｉの水用出力曲線 １ 放水ｒｐ１ｃｍ３／ｓ）
Claims (1)
- （１）複数台の水力発電機の運転台数を制御すると共に
、運転すべき発電機群を、最高効率点近傍で運転する発
電機と、発生電力の総量が需要電力に見合うように発生
電力を調整するための調整用の発電機とに分け、その調
整用の発電機の発生電力を決定する制御装置であって、 過去の需要電力の経時変化パターンを格納するデータ格
納部と、 現在の状況に対応して前記経時変化パターンを修正する
ための第１のルール群と、水の有効落差、放水量及び発
生電力を条件部とし、運転台数を結論部とする第２のル
ール群と、運転台数と需要電力とを条件部とし、調整用
の発電機の発生電力量を結論部とする第３のルール群と
を格納した知識ベース格納部と、 前記経時変化パターン及び第１のルール群を用いて現在
の需要電力を予測し、予測した需要電力と放水量と水の
有効落差との各値を第２のルール群に適用して運転台数
を求め、その運転台数と前記予測した需要電力とを第３
のルール群に適用して調整用の発電機の発生電力を求め
る推論機構とを設け、 この推論機構による推定結果にもとずいて発電機を制御
することを特徴とする水力発電機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1138743A JPH037100A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 水力発電機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1138743A JPH037100A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 水力発電機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH037100A true JPH037100A (ja) | 1991-01-14 |
Family
ID=15229139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1138743A Pending JPH037100A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 水力発電機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH037100A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014053996A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Toshiba Corp | 回転電機の制御装置、回転電機、および風力発電システム |
| JP2016034179A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | オリジン電気株式会社 | 水力発電システム |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1138743A patent/JPH037100A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014053996A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Toshiba Corp | 回転電機の制御装置、回転電機、および風力発電システム |
| JP2016034179A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | オリジン電気株式会社 | 水力発電システム |
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