JPH11202944A - Water conveyance flow rate control method - Google Patents

Water conveyance flow rate control method

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JPH11202944A
JPH11202944A JP774198A JP774198A JPH11202944A JP H11202944 A JPH11202944 A JP H11202944A JP 774198 A JP774198 A JP 774198A JP 774198 A JP774198 A JP 774198A JP H11202944 A JPH11202944 A JP H11202944A
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flow rate
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valve
model
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Hiroki Ito
博樹 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably control the flow rate of a conduit and to automatically cope with secular changes. SOLUTION: A control part 20 is stored with a model for water conveyance facilities and when a target outflow from a gate 9 and a valve 5 is set by a setter 21, the control part 20 controls the rotating speed of a pump 6, calculates the loss coefficient of the gate 9 and valve 5 according to the model, and operates the gate and valve so that an opening extent corresponding to the value is reached. The flow rate of the gate 9 and valve 5 is normally monitored and if the flow rate deviates from the target value for longer than a specific time, the model in the control part 20 is corrected to operate the gate 9 and valve 5 again with the corrected model.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、導水流量制御方法
に係り、特に、長距離の導水路入口に設けられたポンプ
の流量、及び出口に設けられたゲート及び流量調節弁を
開閉制御するための導水流量制御方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the flow rate of water supply, and more particularly to a method for controlling the flow rate of a pump provided at the inlet of a long distance waterway, and the opening and closing of a gate and a flow control valve provided at the outlet. The present invention relates to a method for controlling the flow rate of water conveyance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、或る河川(または池等)と他
の河川(または池等)との間を導水路で連結し、一方の
河川を流れる水の一部を導水路を通して他方の河川に供
給できるようにした導水設備がある。このような導水設
備においては、ゲートの開閉及び流量調整弁の弁開度、
さらにポンプの回転数を自動制御する制御システムが採
用され、導水先の河川(または湖、池等)への導水量を
自動的に制御し、適量の導水が行えるようにしている。
そしてこの導水量の制御方法としては、実際の導水量を
導水路出口で検出して導水流量の超過・不足を検出し、
この超過・不足を検出した時点で導水路出口のゲート操
作量と流量調節弁の開度操作量、及び導水路入口ポンプ
の回転数の制御指令値を決定している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a certain river (or pond or the like) is connected to another river (or pond or the like) by a headrace, and a part of water flowing through one river is passed through the other through the headrace. There is a water conveyance system that can supply water to rivers. In such a water introduction facility, the opening and closing of the gate and the valve opening of the flow control valve,
In addition, a control system that automatically controls the number of rotations of the pump is employed to automatically control the amount of water supplied to the river (or lake, pond, etc.) to which water is to be supplied, so that an appropriate amount of water can be supplied.
And as a method of controlling the amount of water supply, the actual amount of water supply is detected at the outlet of the headrace channel to detect the excess or shortage of the water supply flow rate,
When the excess or shortage is detected, the control amount of the gate operation amount of the headrace outlet, the opening operation amount of the flow control valve, and the rotation speed of the headrace inlet pump are determined.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
導水路出口付近で検出された流量に基づき導水路入口の
流量を制御するから、入口に於ける流入流量が変化して
からその変化が出口に現れるまでには、導水路の長さに
応じた時間がかかる。このため、導水路が長い場合に
は、例えば流入流量を増やしてもその増加がすぐには出
口には現れないので、制御系はさらに流入量を増やす制
御を繰り返す。そうすると、出口での流量はやがて制御
目標値をオーバーして、今度は逆方向の制御が行われる
が、そのときも目標値よりも少ない方へオーバー制御さ
れてしまう。このため、長距離輸送の場合には、フィー
ドバック制御が不安定気味になり、いつまでも流量が一
定にならず、導水流量が安定になるには時間を要すると
いう問題があった。更に、設備の経年変化によって、導
水路の管路損失、ゲート開度特性、弁特性、流入側のポ
ンプ特性等に影響が現れ、制御が更に複雑になるという
問題があった。なお、導水距離が近距離であれば、特に
制御指令に対する応答時間遅れを考慮する必要はない。
In the above prior art,
Since the flow rate at the inlet of the headrace is controlled based on the flow rate detected near the outlet of the headrace, from the change in the inflow flow rate at the inlet until the change appears at the outlet, the flow rate is adjusted according to the length of the headrace. take time. For this reason, when the headrace is long, for example, even if the inflow rate is increased, the increase does not immediately appear at the outlet, and the control system repeats the control to further increase the inflow rate. Then, the flow rate at the outlet eventually exceeds the control target value, and the control in the reverse direction is performed this time, but at this time, the flow rate is over-controlled to a value smaller than the target value. For this reason, in the case of long-distance transportation, the feedback control tends to be unstable, and the flow rate is not constant forever, and there is a problem that it takes time to stabilize the water flow rate. Further, there has been a problem that the aging of the equipment affects the pipe loss of the headrace, the gate opening characteristics, the valve characteristics, the characteristics of the pump on the inflow side, and the control becomes more complicated. Note that if the water conveyance distance is short, there is no need to particularly consider the response time delay to the control command.

【0004】そこで、本発明は、長い導水路の場合で
も、流量の安定な制御が可能で、かつ各種設備の特性が
経年変化により変わってもそれに自動的に対応できるよ
うにした導水流量制御方法を提供することを目的として
いる。
[0004] Therefore, the present invention provides a method for controlling the flow rate of a water supply, which enables stable control of the flow rate even in the case of a long water supply channel and automatically responds to changes in the characteristics of various equipment due to aging. It is intended to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、導水路の流量を制御するための導水流
量制御方法において、導水路出口に設けられた1ないし
複数のゲートもしくは弁の各々からの流出量に対する流
出目標値を設定し、前記ゲートもしくは弁の各々に対し
て設定された流出目標値の合計流量が得られるように、
導水路入口の取水用ポンプを制御するとともに、導水路
のモデルと前記設定された流出目標値とを用いて前記ゲ
ートもしくは弁の各々の損失係数を算出し、該算出した
損失係数からその損失係数と前記ゲートもしくは弁の開
度との関係を示す開度対損失係数特性を用いて前記ゲー
トもしくは弁の各々の所要開度を算出し、さらに該算出
した所要開度と現在の実際の開度とから前記ゲートもし
くは弁に対する開度操作量を求めて開度制御操作を行う
ようにしたことを特徴とする導水流量制御方法を開示す
る。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a method for controlling a flow rate of a headrace, which comprises one or more gates provided at the outlet of the headrace. An outlet target value is set for the amount of outflow from each of the valves, so that the total flow rate of the outlet target values set for each of the gates or valves is obtained.
While controlling the intake pump at the inlet of the headrace, the loss coefficient of each of the gates or the valves is calculated using the model of the headrace and the set outflow target value, and the loss coefficient is calculated from the calculated loss coefficient. And the required opening of each of the gates or valves is calculated by using an opening versus loss coefficient characteristic indicating the relationship between the opening of the gate or the valve, and the calculated required opening and the current actual opening are further calculated. And an opening control operation is performed by obtaining an opening operation amount for the gate or the valve from the above.

【0006】さらに、本発明は、前記ゲートもしくは弁
からの流出量をあらかじめ定められた制御タイミングご
とに計測し、前記ゲートもしくは弁の少なくとも1つに
ついて前記計測した流出量と前記設定した設定目標値と
の偏差があらかじめ定められた許容値を超えている状態
が、前記制御タイミングのあらかじめ定められた回数を
超えて連続して続いたときには、前記導水路のモデルを
修正し、その修正したモデルを用いて改めて前記開度操
作量の決定とそれに基づく開度制御操作を行うことを特
徴とする導水流量制御方法を開示する。
Further, according to the present invention, the amount of outflow from the gate or the valve is measured at each predetermined control timing, and the measured amount of outflow from at least one of the gates or the valve and the set target value are set. When the deviation from the predetermined allowable value exceeds a predetermined number of times of the control timing, if the state continues continuously, the model of the headrace is modified, and the modified model is A water flow control method is disclosed, wherein the determination of the opening operation amount and the opening control operation based on the determination are performed again.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明に係る導水流量制御
方法が適用された流量制御システム及び導水設備の概要
を示す構成図である。図1において、導水設備は、川1
と湖2の間に設けた導水路3aを有し、この導水路3a
を介して川1から湖2へ水を導いている。導水路3aは
数キロメートルに及ぶ長距離の輸送路であり、その途中
には、圧力調整用の立坑4a、4b、4cが数キロ間隔
に設置されている。この立坑4a、4b、4cは導水路
3aに対し鉛直方向に立設されており、立坑4a、4
b、4c内には所定の水位に水が入っており、導水路3
a内の水圧の変動に応じて水が立坑内に流入または流出
し、負圧を生じさせないようにしている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a flow control system and a water conveyance facility to which a water conveyance flow control method according to the present invention is applied. In FIG. 1, the water conveyance system is a river 1
And a headrace 3a provided between the lake and the lake 2.
Water from river 1 to lake 2. The headrace 3a is a long-distance transport route that extends for several kilometers, and in the middle thereof, shafts 4a, 4b, and 4c for pressure adjustment are installed at intervals of several kilometers. The shafts 4a, 4b, 4c are erected vertically with respect to the headrace 3a.
b, 4c contain water at a predetermined water level.
The water is prevented from flowing into or out of the shaft according to the fluctuation of the water pressure in the area a.

【0008】導水路3aの取水口の近傍にはポンプ6が
設置され、川1の水を汲み上げて導水路3aに流入させ
る。ポンプ6の近傍には導水路3aから流入流量QBを
検出するための流量計7が設置されている。導水路3a
には、立坑4cに連結された状態で導水路3bが分岐
し、湖2へ水を導いている。導水路3bの途中には開閉
可能な流量調節弁5が設けられ、湖2への水の供給及び
停止が行われおり、流量調節弁5の入り口近傍には導水
路3bから流出する流出流量QVを検出するための流量
計8が設置されている。更に、立坑4cの後部の導水路
3a内には、ゲート9とそこからの流出流量QGを検出
するための流量計13が設置されていて、ゲート9の開
度は開度計10により検出される。流量調節弁5の開度
は開度計11により検出され、さらにゲート9を駆動す
るために、ゲート駆動装置12が設けられている。
A pump 6 is installed near the water intake of the headrace 3a, and pumps up water from the river 1 to flow into the headrace 3a. In the vicinity of the pump 6, a flow meter 7 for detecting the inflow flow rate QB from the water conduit 3a is installed. Headrace 3a
, The headrace channel 3b branches off while being connected to the shaft 4c, and guides water to the lake 2. An openable / closable flow control valve 5 is provided in the middle of the water conduit 3b to supply and stop the water to the lake 2. Near the entrance of the flow control valve 5, an outflow flow QV flowing out of the water conduit 3b is provided. A flow meter 8 for detecting the pressure is provided. Further, a gate 9 and a flow meter 13 for detecting an outflow flow rate QG therefrom are installed in the headrace 3a behind the shaft 4c, and the opening of the gate 9 is detected by the opening meter 10. You. The opening of the flow control valve 5 is detected by an opening meter 11, and a gate driving device 12 is provided to drive the gate 9.

【0009】制御装置20は、上記の流量計7,8,1
3,開度計10,11の検出結果を取り込み、設定器2
1で設定された流量の目標値QV=Qv0およびQG=QG0
が実現されるように、ポンプ6の回転数、ゲート9及び
弁5の開度を制御するもので、演算装置やメモリを備え
た電子計算機などで構成されている。
The control device 20 includes the above-described flow meters 7, 8, 1
3. Capture the detection results of the opening meters 10 and 11 and set
The target values QV = Qv0 and QG = QG0 of the flow rate set in 1
Is realized by controlling the rotation speed of the pump 6 and the openings of the gate 9 and the valve 5 and is constituted by an arithmetic unit and an electronic computer having a memory.

【0010】次に、制御装置20における制御方法につ
いて説明する。この制御方法が図2のフローチャートに
示されており、これは、本発明の導水流量制御方法の例
である。図2において、まず設定器21より導水設備の
モデルが初期設定される(ステップ201)。このモデ
ルは、導水設備の構造寸法や水流に対する損失係数、流
量調節弁5やゲート9の特性などをパラメータとして、
各部の水位、流速、流量などの関係を表す数式モデル
で、導水路の各部サイズや損失係数、ゲート及び流量調
節弁の流出量目標値を与えると、ゲート及び流量調節弁
の損失係数fG、fVを算出することができる。このモデ
ルについての詳細は後述する。
Next, a control method in the control device 20 will be described. This control method is shown in the flow chart of FIG. 2, which is an example of the water flow control method of the present invention. In FIG. 2, first, a model of the water conveyance equipment is initialized by the setting device 21 (step 201). This model uses parameters such as the structural dimensions of the water conveyance equipment, the loss coefficient for water flow, the characteristics of the flow control valve 5 and the gate 9, and the like.
When a mathematical model representing the relationship between the water level, flow velocity, flow rate, etc. of each part, and the size of each part of the water conduit, the loss coefficient, and the outflow target values of the gate and the flow control valve are given, the loss coefficients fG, fV of the gate and the flow control valve are given. Can be calculated. Details of this model will be described later.

【0011】次に設定器21により、流出量QG、QVの
目標値QG0、QV0を初期設定する(ステップ202)。
流入量QBと流出量QG、QVとの間には、定常状態では
Next, target values QG0 and QV0 of the outflow amounts QG and QV are initially set by the setter 21 (step 202).
In the steady state, between the inflow QB and the outflow QG, QV

【数1】 の関係が成立しているので、流出量の目標値QG0、QV0
が与えられると流入量の目標値QB0はそれらの和で与え
られる:
(Equation 1) Holds, the target values QG0, QV0
Is given, the desired value of the inflow QB0 is given by their sum:

【数2】 設定器21で目標値の設定(再設定を含む)を行ったと
きは、設定器21から設定変更があったことを知らせる
ための信号を制御装置20へ送り、制御装置20内の変
更フラグをオンとしておくものとする。
(Equation 2) When the target value is set (including resetting) by the setting device 21, a signal for notifying that the setting has been changed is sent from the setting device 21 to the control device 20, and the change flag in the control device 20 is set. It shall be turned on.

【0012】こうしてステップ201、202で初期設
定が終了すると、次に制御パラメータj、jmをそれぞ
れ0、j1(正の整数)にセットし(ステップ20
3)、前述の変更フラグをチェックする(ステップ20
4)。流出量の目標値が初期設定された直後には、変更
フラグがオンになっているので、ステップ205へ進
み、まず変更フラグをオフにし、それから設定された流
出量の目標値QG0、QV0とそれらの和である流入量の目
標値QB0を用いてモデル計算を行い、その目標値の時の
ゲート9及び流量調節弁5の損失係数fG、fVを算出す
る(ステップ205)。次にゲート9,流量調節弁5の
開度を開度計10,11から取り込み(ステップ20
6)、ゲート9,弁5の操作量を算出する(ステップ2
07)。この操作量の算出は、ゲート9及び流量調節弁
5のそれぞれの「開度−損失係数」曲線があらかじめ制
御装置20に格納されており、これを参照することによ
りステップ205で算出した損失係数に対応する開度を
算出し、さらにその算出した開度とステップ206で取
り込んだ現在の開度とから、ゲート9及び弁5の開度を
どれだけ操作すればよいかを算出するものである。
When the initialization is completed in steps 201 and 202, control parameters j and jm are set to 0 and j1 (positive integers), respectively (step 20).
3) Check the above-mentioned change flag (step 20)
4). Immediately after the target value of the outflow is initially set, the change flag is on, so the process proceeds to step 205, where the change flag is turned off, and the set target values QG0, QV0 of the outflow are set. A model calculation is performed using the target value QB0 of the inflow amount, which is the sum of the above, and the loss coefficients fG and fV of the gate 9 and the flow control valve 5 at the target value are calculated (step 205). Next, the openings of the gate 9 and the flow control valve 5 are taken from the opening meters 10 and 11 (step 20).
6), the operation amounts of the gate 9 and the valve 5 are calculated (step 2)
07). For the calculation of the manipulated variable, the “opening-loss coefficient” curves of the gate 9 and the flow control valve 5 are stored in the control device 20 in advance, and by referring to this, the loss coefficient calculated in step 205 is calculated. A corresponding opening degree is calculated, and further, how much the opening degree of the gate 9 and the valve 5 should be operated is calculated from the calculated opening degree and the current opening degree taken in step 206.

【0013】ゲート及び弁の開度操作量が決定される
と、次にその求めた操作量に従ってゲート9及び流量調
節弁5を操作し、さらに、そのときの目標流量から(数
2)で求めた流入量を与えるように、ポンプ6の回転数
を制御する(ステップ208)。そして制御パラメータ
j、jmをそれぞれ0,j2にセットし(ステップ20
9)、定常時の制御へ移行する。
When the opening amounts of the gate and the valve are determined, the gate 9 and the flow control valve 5 are operated in accordance with the determined operation amounts. The rotation number of the pump 6 is controlled so as to give the inflow amount (step 208). Then, the control parameters j and jm are set to 0 and j2, respectively (step 20).
9) The control is shifted to the control in the steady state.

【0014】定常時の制御においては、流出量の監視を
周期的に行い、それが目標値に対して許容偏差以上の誤
差を生じたときにモデルの修正を行うものである。すな
わちまず、制御タイミングになったかを調べる(ステッ
プ210)。このタイミングはあらかじめ定めておき、
その周期をTとする。制御タイミングになると、流量計
7,8,13の検出した流量QB、QG、QVを取り込み
(ステップ211)、流出量QG、QVとその目標値QG
0、QV0との偏差がともにあらかじめ定められた許容偏
差以下かを調べる(ステップ212)。ここでもし許容
偏差を超えていれば、パラメータjを+1し(ステップ
213)、j≧jmかを調べる(ステップ214)。こ
の条件が満たされていなければステップ204へ戻る
が、ここでは変更フラグはオフとされているのでステッ
プ210へ進み、以下、制御タイミングごとに検出流量
が許容偏差以下かのチェックが行われる。こうして許容
偏差以下、という条件が満たされない状態が続くと、上
記動作をくりかえしている内に、j≧jmの条件が満た
されるから(ステップ214でYes)、そのときはモデ
ルを修正し(ステップ215、この内容は後述)、ステ
ップ205以下の処理により改めてゲート9,流量調節
弁5、及びポンプ6の操作を行う。また、ステップ21
4の条件が満たされるまでの間に、流出量QG、QVがと
もに許容偏差以下になれば(ステップ212でYes)、
パラメータjを改めて0にリセットする(ステップ20
3)。また、上記の繰り返し制御の途中で、設定器21
により目標値の変更が行われると、変更フラグがオンに
なるので、このときも初期設定時と同様に、ステップ2
05以下のモデル計算、ゲート9,弁5,及びポンプ6
の操作が行われる。
In the control in the steady state, the amount of outflow is monitored periodically, and the model is corrected when the amount of the outflow exceeds an allowable deviation from the target value. That is, first, it is checked whether or not the control timing has come (step 210). This timing is determined in advance,
Let T be the period. At the control timing, the flow rates QB, QG, QV detected by the flow meters 7, 8, 13 are taken in (step 211), and the outflow quantities QG, QV and their target values QG.
It is checked whether the deviations from 0 and QV0 are both equal to or smaller than a predetermined allowable deviation (step 212). Here, if it exceeds the allowable deviation, the parameter j is incremented by 1 (step 213), and it is checked whether j ≧ jm (step 214). If this condition is not satisfied, the process returns to step 204, but since the change flag is turned off, the process proceeds to step 210, and it is checked whether the detected flow rate is equal to or less than the allowable deviation at each control timing. If the condition of not more than the allowable deviation is not satisfied, the condition of j ≧ jm is satisfied while the above operation is repeated (Yes in step 214). The operation of the gate 9, the flow control valve 5, and the pump 6 is performed again by the processing of step 205 and subsequent steps. Step 21
If both of the outflow amounts QG and QV are equal to or less than the allowable deviation before the condition 4 is satisfied (Yes in step 212),
The parameter j is reset to 0 again (step 20)
3). During the above-mentioned repetitive control, the setting unit 21
When the target value is changed, the change flag is turned on. In this case, as in the case of the initial setting, step 2 is performed.
05 or less model calculation, gate 9, valve 5, and pump 6
Is performed.

【0015】以上の処理によると、制御周期Tとパラメ
ータj1の積で与えられる時間j1・T以上、続けて流出
量QG、QVの少なくとも一方がその設定値に対して許容
偏差以上の誤差を有している状態が続くと、それは経年
変化によるものとしてモデルの修正が行われる。また、
ゲート9,弁5,ポンプ6を操作した後、上記の周期T
とパラメータj2の積で与えられる時間j2・T以上、続
けて流出量QG、QVの少なくとも一方がその設定値に対
して許容偏差以上の誤差を有している状態が続くと、や
はりモデル修正が行われることになる。従って、目標値
の変更時や、経年変化に基づくモデル修正時には、ゲー
トなどの操作が行われ、その操作による流量変化が流出
口で十分落ち着くかを時間j2・Tの間観測することに
なる。以上より、パラメータj1、j2、Tを導水路の長
さに応じて適切に定めておけば、目標値の変更時もモデ
ル修正時にも安定な制御を行うことができる。
According to the above-described processing, at least one of the outflow amounts QG and QV has an error greater than or equal to the allowable deviation with respect to the set value, for the time j1 · T or more given by the product of the control cycle T and the parameter j1. If you continue to do so, the model will be modified as if it were aging. Also,
After operating the gate 9, the valve 5, and the pump 6, the above cycle T
If the state where at least one of the outflow amounts QG and QV continues to have an error that is equal to or more than the allowable deviation with respect to the set value continues for a time j2 · T or more given by the product of Will be done. Therefore, when the target value is changed or when the model is modified based on aging, an operation of a gate or the like is performed, and it is observed during the time j2 · T whether the flow rate change due to the operation is sufficiently settled at the outlet. As described above, if the parameters j1, j2, and T are appropriately determined according to the length of the headrace, stable control can be performed both when the target value is changed and when the model is corrected.

【0016】なお、操作量の決定後に、例えば流量調節
弁5に流れる流量が増加するように操作する場合、先に
流量調節弁5を開き、その後にゲート9のゲート操作を
行ってから流量調節弁5を閉めるようにする。つまり、
流量調節弁5とゲート9は同時には操作せず、開く操作
を優先させる。こうすると、立坑4の水位がオーバーフ
ローするのが防止される。また、ハンチング防止のた
め、操作を徐々に行うと共に、片方の操作の終了後に他
方の操作を行うようにする。
After the operation amount is determined, for example, when the operation is performed so as to increase the flow rate flowing through the flow rate control valve 5, the flow rate control valve 5 is first opened, the gate operation of the gate 9 is performed, and then the flow rate control is performed. Valve 5 is closed. That is,
The flow control valve 5 and the gate 9 are not operated at the same time, and the opening operation is prioritized. This prevents the water level of the shaft 4 from overflowing. Further, in order to prevent hunting, the operation is performed gradually, and after one operation is completed, the other operation is performed.

【0017】次に、ステップ215に於けるモデルの修
正方法について説明する。これは、修正される前に算出
されていた損失係数をfG、fVとすると、
Next, a method of correcting the model in step 215 will be described. This is because if the loss factors calculated before correction are fG and fV,

【数3】 で求めた計数fG’、fV’を損失係数として、これに対
してステップ206に於ける操作量を決定するものであ
る。ここでCG、CVの値としては、その大きさは一定と
し、その符号は実測流出量がその目標値よりも大きくて
許容偏差を超えていれば負、小さくて許容偏差を超えて
いれば正とし、許容偏差以内であれば0とする。
(Equation 3) Using the counts fG 'and fV' obtained in the above as loss coefficients, the manipulated variable in step 206 is determined. Here, the values of CG and CV are assumed to be constant in magnitude, and the sign thereof is negative if the measured outflow is larger than the target value and exceeds the allowable deviation, and is positive if it is small and exceeds the allowable deviation. And 0 if within the allowable deviation.

【0018】次に、ステップ205において用いるモデ
ルの詳細を説明する。図3は、図1に示した導水設備を
より詳しく示したもので、図1と同一の設備などには同
一の符号が付されている。図1の導水設備は、上から見
た概略的な平面図(ただし立坑の部分は垂直断面図)で
あるが、図3は導水路3a、3bや立坑4a〜4dなど
に沿ってその垂直方向の断面でみた展開図である。ま
た、ゲート9から湖2への導水路部分は図1では簡略化
しているが、ここにも立坑4dが有り、この立坑4dを
介して地下の導水路3aから湖2へ水が運ばれるものと
している。この図3にて、位置A〜Kを表1のように
Next, the details of the model used in step 205 will be described. FIG. 3 shows the water guide facility shown in FIG. 1 in more detail, and the same reference numerals are given to the same facilities as those in FIG. 1 is a schematic plan view from the top (a vertical shaft portion is a vertical sectional view), but FIG. 3 shows the vertical direction along the water conduits 3a and 3b and the vertical shafts 4a to 4d. FIG. The headrace from the gate 9 to the lake 2 is simplified in FIG. 1, but there is also a shaft 4d, through which water is transferred from the underground waterway 3a to the lake 2 via the shaft 4d. And In FIG. 3, positions A to K are as shown in Table 1.

【表1】 選び、各位置αに於ける水位をHα、管路の内径をD
α、流速をVα、流量をQαとし、また位置αから位置
βへの流速をVαβ、位置α、β間の距離をLαβとす
ると(α、βは表1のA〜Kの内の該当するもの)、以
下の(数4)〜(数16)が成立する。
[Table 1] The water level at each position α is Hα, and the inner diameter of the pipe is D
α, the flow rate is Vα, the flow rate is Qα, and the flow rate from the position α to the position β is Vαβ, and the distance between the positions α and β is Lαβ (α and β are applicable from A to K in Table 1). The following (Equation 4) to (Equation 16) hold.

【数4】 (Equation 4)

【数5】 (Equation 5)

【数6】 (Equation 6)

【数7】 (Equation 7)

【数8】 (Equation 8)

【数9】 (Equation 9)

【数10】 (Equation 10)

【数11】 [Equation 11]

【数12】 (Equation 12)

【数13】 (Equation 13)

【数14】 [Equation 14]

【数15】 (Equation 15)

【数16】 ここで定数nはマニングの式で与えられ、gは重力加速
度、fαβは位置α、β間の損失水頭係数でこれらはあ
らかじめ与えられた定数である。また、fG、fVはゲー
ト9及び流量調節弁5の損失係数である。(数4)、
(数7)、(数8)、(数11)および(数13)は位
置α、β間の摩擦による損失水頭の式を表し、(数
5)、(数6)、(数9)、及び(数10)は分流によ
る損失水頭の式を表し、(数12)は立坑4cから湖2
までの流量調節弁5による損失水頭の式を表し、(数1
4)は立坑4dから湖2までの水頭による損失水頭の式
を表し、さらに(数15)(数16)は分流に伴う流量
配分の式を表している。
(Equation 16) Here, the constant n is given by Manning's equation, g is the gravitational acceleration, fαβ is the loss head coefficient between the positions α and β, and these are constants given in advance. FG and fV are loss coefficients of the gate 9 and the flow control valve 5. (Equation 4),
(Equation 7), (Equation 8), (Equation 11) and (Equation 13) represent equations for the head loss due to friction between the positions α and β, and (Equation 5), (Equation 6), (Equation 9), And (Equation 10) represents the equation of the head loss due to the diversion, and (Equation 12) represents the head from the shaft 4c to the lake 2
Represents the head loss due to the flow control valve 5 up to
4) represents the equation of the head loss due to the head from the shaft 4d to the lake 2, and (Equation 15) and (Equation 16) represent the equation of the flow distribution accompanying the diversion.

【0019】(数4)〜(数16)と(Equation 4) to (Equation 16)

【数17】 の関係とを用いて損失係数fG、fVを求めると(数1
8)(数19)が得られる。
[Equation 17] When the loss coefficients fG and fV are obtained using the relationship
8) (Equation 19) is obtained.

【数18】 (Equation 18)

【数19】 従って、流入流量QB、流量調節弁5からの流出流量QV
の目標値QB0、QV0を用いて(数18)から損失係数f
Vを算出することができる。ただし(数18)のDIK、
QIKは立坑4cから導水路3bへ分岐した位置の管路の
直径と流量であり、QIK=QVである。また(数19)
から、定常状態ではQC=0、QD=QBであることに注
目して、流入流量QB、流出流量QV、QGの目標値QB
0、QV0、QG0を用いて損失係数fGが算出できる。以上
が図2のステップ205で用いる数式モデルである。
[Equation 19] Therefore, the inflow flow rate QB and the outflow flow rate QV from the flow control valve 5
Using the target values QB0 and QV0 of (Equation 18), the loss coefficient f
V can be calculated. However, DIK of (Equation 18),
QIK is the diameter and flow rate of the pipe at the position where the pipe branches from the shaft 4c to the headrace 3b, and QIK = QV. (Equation 19)
Therefore, paying attention to the fact that QC = 0 and QD = QB in the steady state, the target values QB of the inflow flow rate QB, the outflow flow rates QV and QG are obtained.
The loss coefficient fG can be calculated using 0, QV0, and QG0. The above is the mathematical expression model used in step 205 of FIG.

【0020】なお、以上に述べた実施の形態において
は、河川から池に導水を行うものとしたが、河川から河
川、池から河川、池から池等であってもよいことはいう
までもない。また、導水路は3aと3bの2分岐の例を
示したが、本発明は2分岐に限定されるものではなく、
1出口でもよいし、2分岐以上であってもよく、また導
水路の長さに応じて立坑の個数が変わっても適用可能で
ある。
In the embodiment described above, water is introduced from a river to a pond. However, it goes without saying that a river may be a river, a pond may be a river, a pond may be a pond, or the like. . In addition, the example of the water conduit having two branches of 3a and 3b is shown, but the present invention is not limited to the two branches.
One outlet or two or more branches may be used, and the present invention is applicable even if the number of shafts changes according to the length of the headrace.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の導水流量制
御方法によれば、流量の安定な制御が可能になり、ま
た、設備特性の経年変化にも自動的に対応できるという
効果がある。
As described above, according to the water flow control method of the present invention, it is possible to control the flow rate stably, and it is also possible to automatically cope with the aging of the equipment characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る導水流量制御方法が適用された流
量制御システム及び導水設備の概要を示す構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a flow control system and a water conveyance facility to which a water conveyance flow control method according to the present invention is applied.

【図2】本発明の導水流量制御方法を説明するフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for controlling a water flow rate according to the present invention.

【図3】導水設備モデルの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a water conveyance facility model.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 川 2 湖 3a、3b 導水路 4a、4b、4c 立坑 5 流量調節弁 6 ポンプ 7、8、13 流量計 9 ゲート 10、11 開度計 12 ゲート駆動装置 20 制御装置 21 設定器 Reference Signs List 1 river 2 lake 3a, 3b headrace 4a, 4b, 4c shaft 5 flow control valve 6 pump 7, 8, 13 flow meter 9 gate 10, 11 opening meter 12 gate drive device 20 control device 21 setting device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導水路の流量を制御するための導水流量
制御方法において、 導水路出口に設けられた1ないし複数のゲートもしくは
弁の各々からの流出量に対する流出目標値を設定し、 前記ゲートもしくは弁の各々に対して設定された流出目
標値の合計流量が得られるように、導水路入口の取水用
ポンプを制御するとともに、 導水路のモデルと前記設定された流出目標値とを用いて
前記ゲートもしくは弁の各々の損失係数を算出し、該算
出した損失係数からその損失係数と前記ゲートもしくは
弁の開度との関係を示す開度対損失係数特性を用いて前
記ゲートもしくは弁の各々の所要開度を算出し、さらに
該算出した所要開度と現在の実際の開度とから前記ゲー
トもしくは弁に対する開度操作量を求めて開度制御操作
を行うようにしたことを特徴とする導水流量制御方法。
1. A headwater flow control method for controlling a flow rate of a headrace, comprising: setting a discharge target value for an outflow amount from each of one or a plurality of gates or valves provided at a headrace outlet; Or controlling the intake pump at the inlet of the headrace so as to obtain the total flow rate of the set target value for each of the valves, and using the model of the headrace and the set runoff target value. Calculate the loss coefficient of each of the gates or valves, and calculate the loss coefficient of each of the gates or valves from the calculated loss coefficient using an opening degree-loss coefficient characteristic indicating a relationship between the loss coefficient and the opening degree of the gate or valve. The required opening degree of the gate or the valve is calculated from the calculated required opening degree and the current actual opening degree to perform the opening degree control operation. Water flow control method.
【請求項2】 前記ゲートもしくは弁からの流出量をあ
らかじめ定められた制御タイミングごとに計測し、前記
ゲートもしくは弁の少なくとも1つについて前記計測し
た流出量と前記設定した設定目標値との偏差があらかじ
め定められた許容値を超えている状態が、前記制御タイ
ミングのあらかじめ定められた回数を超えて連続して続
いたときには、前記導水路のモデルを修正し、その修正
したモデルを用いて改めて前記開度操作量の決定とそれ
に基づく開度制御操作を行うことを特徴とする請求項1
に記載の導水流量制御方法。
2. An outflow amount from the gate or the valve is measured at each predetermined control timing, and a deviation between the measured outflow amount and the set set target value for at least one of the gates or the valves is determined. When the state exceeding the predetermined allowable value continues continuously beyond the predetermined number of times of the control timing, the model of the headrace is corrected, and the corrected model is used again. 2. The method according to claim 1, wherein the determination of the opening operation amount and the opening control operation based thereon are performed.
2. The method for controlling the flow rate of water conveyance according to item 1.
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