JPH1161893A - Controller for water-supply plant - Google Patents

Controller for water-supply plant

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JPH1161893A
JPH1161893A JP9224051A JP22405197A JPH1161893A JP H1161893 A JPH1161893 A JP H1161893A JP 9224051 A JP9224051 A JP 9224051A JP 22405197 A JP22405197 A JP 22405197A JP H1161893 A JPH1161893 A JP H1161893A
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JP
Japan
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water
water supply
supply plant
plant
water demand
Prior art date
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Application number
JP9224051A
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Japanese (ja)
Inventor
Futoshi Kurokawa
川 太 黒
Yoshiyuki Sakamoto
本 義 行 坂
Shuichiro Kobayashi
林 主一郎 小
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH1161893A publication Critical patent/JPH1161893A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a water-supply plant, with which the water supply-plant can be efficiently operated under control in accordance with an actual situation without the necessity of an expert operator. SOLUTION: A water demand estimating means 23 estimates a water demand in accordance with actual results of past water demand stored in a water demand result storing means 31. A water-supply plant operation planning means 24 formalizes and solves an operation planning optimization problem having a plurality of objective functions relating to the operation of the water-supply plant so as to obtain operation planning values. A water-supply plant control means 25 controls the operation of the water-supply plant in accordance with the operation planning values obtained by the water-supply plant operation planning means 24.

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】本発明は上水道プラントの制
御装置に係り、とりわけ実情に沿った効率良い運転を行
なうことができる上水道プラントの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a waterworks plant, and more particularly to a control device for a waterworks plant capable of performing an efficient operation according to the actual situation.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、上水道施設においては、上水道
プラントによって浄水を生成し、これをバッファ(配水
池)に貯水し、必要に応じて需要家に供給するようにし
ている。この場合、夜間に浄水を生成し、昼間は浄水の
生成と共に貯水した浄水を供給することにより、夜間電
力を有効に利用したり、昼間の電力ピークカットを行な
う等の効率のよい運転が可能となる。
2. Description of the Related Art Generally, in a water supply facility, purified water is generated by a water supply plant, stored in a buffer (reservoir), and supplied to customers as needed. In this case, by generating purified water at night and supplying purified water stored together with the purified water during the day, efficient operation such as effective use of nighttime power and peak power cut during daytime is possible. Become.

【0003】しかしながら、このような効率を考慮した
運転を行なうためには、専門的なオペレータの数を確保
することが必要となる。すなわち、効率を考慮した運転
を行なうためには、知的なオペレータの専門的知識に基
づいた総合的な自動化技術が必要となるが、現在のとこ
ろ実現されていないのが実状である。
However, in order to perform such an operation in consideration of efficiency, it is necessary to secure the number of specialized operators. That is, in order to perform the operation in consideration of the efficiency, a comprehensive automation technology based on the expert knowledge of an intelligent operator is required, but in reality, it is not realized at present.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来で
は、専門的なオペレータを確保しなければ上水道プラン
トの運用を効率よく行なうことができない。
As described above, in the prior art, efficient operation of a water supply plant cannot be performed unless a specialized operator is secured.

【0005】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、専門的なオペレータを確保する必要がな
く、かつ上水道プラントを効率よく自動運転することが
可能な上水道プラントの制御装置を提供することを目的
とする。
[0005] The present invention has been made in view of such a point, there is no need to secure a specialized operator, and a control apparatus for a waterworks plant that can automatically operate the waterworks plant efficiently. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上水道プラン
トを制御する上水道プラントの制御装置において、過去
の水需要実績を記憶する水需要実績記憶手段と、前記水
需要実績記憶手段に記憶されている水需要実績に基づい
て、統計的に水需要を予測する水需要予測手段と、上水
道プラントのパラメータおよび前記水需要予測手段で予
測された水需要予測値に基づいて、上水道プラントの運
転に関する複数の目的関数を有する運用計画最適化問題
を定式化するとともに、この運用計画最適化問題を解い
て上水道プラントの運用計画値を得る上水道プラント運
用計画手段と、前記上水道プラント運用計画手段で得ら
れたプラント運用計画値に基づいて、上水道プラントの
制御を行なう上水道プラント制御手段と、を備えたこと
を特徴とする上水道プラントの予測制御装置である。
According to the present invention, there is provided a water supply plant control device for controlling a water supply plant, wherein the water demand record storage means for storing past water demand records and the water demand record storage means for storing the past water demand records. Water demand forecasting means for statistically predicting water demand based on the actual water demand, and a plurality of water supply plant operations based on water demand forecast values predicted by the water demand plant parameters and the water demand forecasting means. While formulating the operation plan optimization problem with the objective function of, the water supply plant operation planning means for solving the operation plan optimization problem to obtain the operation plan value of the water supply plant, and the water supply plant operation planning means Water supply plant control means for controlling a water supply plant based on a plant operation plan value. It is a prediction control unit of the plant.

【0007】本発明によれば、まず水需要実績記憶手段
に記憶された過去の水需要実績に基づいて、水需要予測
手段において、水需要が予測される。次に、上水道プラ
ントのパラメータおよび水需要予測値に基づいて、上水
道プラントの運転に関する複数の目的関数を有する運用
計画最適化問題が上水道プラント運用計画手段において
定式化されて解かれる。このようにして上水道プラント
運用計画値が求められる。
According to the present invention, first, the water demand is predicted by the water demand prediction means based on the past water demand results stored in the water demand performance storage means. Next, an operation plan optimization problem having a plurality of objective functions relating to operation of the water supply plant is formulated and solved by the water supply plant operation planning means based on the parameters of the water supply plant and the predicted water demand. Thus, the water supply plant operation plan value is obtained.

【0008】上水道プラント運用計画手段はこの運転計
画値により上水道プラントの運転制御を行なう。
The water supply plant operation planning means controls the operation of the water supply plant based on the operation plan values.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1および図2は本発明による上水道プラ
ントの制御装置を示す図であり、このうち図1は上水道
プラントの制御装置の概略図である。
FIGS. 1 and 2 show a control device for a waterworks plant according to the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram of a control device for a waterworks plant.

【0011】図1に示すように、上水道プラントは浄水
場1と、浄水場1で生産された浄水を貯水するとともに
水位計6が取付けられたバッファ(配水池)5とを有し
ている。この浄水場1には、一般に複数の送水ポンプ2
が設置され、送水ポンプ2により浄水場1から送水され
た浄水は流量計3が取付けられた送水管4を通じてバッ
ファ5に貯水され、その後流量計7が取付けられた配水
管8を通じて需要家9へ供給される。
As shown in FIG. 1, the waterworks plant has a water treatment plant 1 and a buffer (water distribution reservoir) 5 for storing purified water produced in the water treatment plant 1 and having a water level gauge 6 attached thereto. This water purification plant 1 generally has a plurality of water pumps 2
The purified water sent from the water treatment plant 1 by the water pump 2 is stored in the buffer 5 through the water pipe 4 to which the flow meter 3 is attached, and then to the customer 9 through the water distribution pipe 8 to which the flow meter 7 is attached. Supplied.

【0012】一方、上水道プラントの制御装置11は、
上水道プラントとの間で信号のやりとりを行なうプロセ
ス入出力部22と、過去の水需要実績を記憶する水需要
実績記憶手段31と、水需要実績記憶手段31からの水
需要実績に基づいて水需要を予測する水需要予測手段2
3と、上水道プラントのパラメータと水需要予測値から
プラント運用計画値を求める上水道プラント運用計画手
段24と、プラント運用計画値に基づいて上水道プラン
トを運転制御する上水道プラント制御手段25とを備え
ている。また上水道プラント運用計画手段24には上水
道プラントパラメータ記憶手段32と、ヒューマン・イ
ンタフェース入出力部21とが接続されている。
On the other hand, the control device 11 of the water supply plant
A process input / output unit 22 for exchanging signals with a water supply plant, a water demand record storage unit 31 for storing past water demand records, and a water demand record based on the water demand records from the water demand record storage unit 31. Demand forecasting means 2 for forecasting
3, a water supply plant operation planning means 24 for obtaining a plant operation plan value from a water supply plant parameter and a water demand forecast value, and a water supply plant control means 25 for controlling the operation of the water supply plant based on the plant operation plan value. . The water supply plant operation planning means 24 is connected to a water supply plant parameter storage means 32 and a human interface input / output unit 21.

【0013】ここで、プロセス入出力部22は、上水道
プラントの計測信号を入力すると共に、上水道プラント
に対して制御信号を出力するものである。また、水需要
実績記憶手段31は、水需要実績記憶手段12を構成す
るとともに、過去の水需要実績を、時刻、曜日と共に記
憶するものであり、水需要予測手段23は、水需要実績
記憶手段31に記憶されている水需要実績に基づいて、
統計的に水需要を予測するものである。
The process input / output unit 22 inputs a measurement signal of the water supply plant and outputs a control signal to the water supply plant. The water demand result storage means 31 constitutes the water demand result storage means 12 and stores the past water demand results together with the time and day of the week. The water demand prediction means 23 comprises a water demand result storage means. 31 based on the actual water demand
It statistically predicts water demand.

【0014】また、上水道プラント運用計画手段24
は、上述のように上水道プラントパラメータ記憶手段3
2に記憶された上水道プラントのパラメータと水需要予
測手段23で予測された水需要予測値に基づいて、上水
道プラントの運用計画を得るようになっており、上水道
プラント制御手段25は、上水道プラント運用計画手段
24で得られた上水道プラント運用計画値と、プロセス
入出力部22から入力される上水道プラントの計測信号
に基づいて、上水道プラントの運転制御を行なうための
制御信号をプロセス入出力部22へ出力するようになっ
ている。
Further, the water supply plant operation planning means 24
Is the water supply plant parameter storage means 3 as described above.
The operation plan of the water supply plant is obtained based on the parameters of the water supply plant stored in 2 and the predicted water demand value predicted by the water demand prediction means 23. Based on the water supply plant operation plan value obtained by the planning means 24 and the water supply plant measurement signal input from the process input / output unit 22, a control signal for controlling the operation of the water supply plant is sent to the process input / output unit 22. Output.

【0015】なお、上水道プラントのパラメータはヒュ
ーマン・インタフェース入出力部21より、上水道プラ
ントパラメータ記憶手段32に入力される。
The parameters of the water supply plant are input from the human interface input / output unit 21 to the water supply plant parameter storage means 32.

【0016】次に、このような構成からなる上水道プラ
ントの制御装置の作用について説明する。
Next, the operation of the control device for a water supply plant having such a configuration will be described.

【0017】図1において、流量計7を介して得られた
水需要実績値は、プロセス入出力部22を通して水需要
実績として時刻、曜日等の内部信号で分別され、水需要
実績記憶手段31に記憶される。
In FIG. 1, the actual water demand value obtained through the flow meter 7 is separated as an actual water demand through a process input / output unit 22 by internal signals such as time and day of the week. It is memorized.

【0018】次に、この水需要実績記憶手段31に記憶
されている水需要実績をもとに、水需要予測手段23で
水需要の先N時間分の予測値が得られる。次に上水道プ
ラント運用計画手段24で、上水道プラントパラメータ
記憶手段32からの上水道プラントのパラメータ、例え
ばバッファ5の容量や送水ポンプ2の定格能力と、水需
要予測手段23からの水需要予測値を用いて、先N時間
分の運用計画値が得られる。そして、上水道プラント制
御手段25では、この得られた先N時間分の上水道プラ
ント運用計画値に従い、プロセス入出力部22からプロ
セス信号をフィードバック信号として入力して、上水道
プラントの運転制御を行なう。
Next, on the basis of the actual water demand stored in the actual water demand storage means 31, a predicted value of the water demand for the first N hours is obtained by the water demand prediction means 23. Next, the water supply plant operation planning means 24 uses the water supply plant parameters from the water supply plant parameter storage means 32, such as the capacity of the buffer 5 and the rated capacity of the water pump 2, and the predicted water demand value from the water demand prediction means 23. Thus, operation plan values for the previous N hours can be obtained. Then, the water supply plant control means 25 controls the operation of the water supply plant by inputting a process signal from the process input / output unit 22 as a feedback signal in accordance with the obtained water supply plant operation plan values for the preceding N hours.

【0019】以下、この点について具体的な作用につい
て述べる。なお、ここでは簡単のため、予測と計画につ
いてはN=24、1時間毎として考える。
In the following, a specific operation of this point will be described. Here, for simplicity, it is assumed that the prediction and the plan are N = 24 every hour.

【0020】まず、水需要予測は、次のようにして行な
われる。1時間毎1日分の水需要データが、曜日別、例
えば休日・平日・特殊日別に水需要実績記憶手段31に
ファイルされる。次に水需要予測手段23において、ヒ
ューマン・インタフェース入出力部21からその日の曜
日が入力されると、その曜日wの平均値パターン
First, water demand prediction is performed as follows. Water demand data for one day every hour is filed in the water demand result storage means 31 for each day of the week, for example, for holidays, weekdays, and special days. Next, in the water demand forecasting means 23, when the day of the week is input from the human interface input / output unit 21, the average value pattern of the day of the week w is input.

【数1】 が得られる。(Equation 1) Is obtained.

【0021】次に、前日の水需要実績が得られたとし、
k日の水需要を予測するために、例えば次のような自己
回帰モデルが用いられる。
Next, assuming that the water demand results of the previous day were obtained,
In order to predict the water demand on day k, for example, the following autoregressive model is used.

【数2】 となる。(Equation 2) Becomes

【0022】なお、a1,a2,…は自己回帰のパラメ
ータであり、予め与えることも可能であり、実時間で逐
次最小2乗推定(カルマンフィルタ)することも可能で
ある。
A1, a2,... Are autoregression parameters, which can be given in advance or can be sequentially estimated in real time by least-squares (Kalman filter).

【数3】 が得られる。(Equation 3) Is obtained.

【0023】次に、上水道プラントの運用計画値は、上
水道プラント運用計画手段24において、上水道プラン
トパラメータ記憶手段32からのパラメータと水需要予
測手段23からの水需要予測値に基づいて、次のように
して求められる。
Next, the water supply plant operation plan value is calculated by the water supply plant operation planning means 24 based on the parameters from the water supply plant parameter storage means 32 and the water demand prediction value from the water demand prediction means 23 as follows. Is required.

【0024】まず、つぎの3つの目的関数の和を最小化
することを考える。 ・電気料金 ・上水道プラントの安定運転 ・昼間の電力ピークカット
First, consider minimizing the sum of the following three objective functions.・ Electricity charges ・ Stable operation of waterworks plants ・ Peak cut during the daytime

【0025】いま、離散時間nにおける上水道プラント
の送水ポンプ2(送水ポンプ台数をk台とする)の運転
状態を X(n)=[X1(n)Xk(n)]T :送水ポンプON/OFFベクトル ……(4) 1台当たりの送水ポンプの定格吐出流量を x(n)=[x1(n)xk(n)]T :送水ポンプ量子化ベクトル ……(5) 配水池(配水池の池数をm池とする)の貯水量を x#(n)=[x#1(n)x#m(n)]T :配水池貯水量ベクトル ……(6) で表す。ここで、Tは転置を意味する。
Now, the operation state of the water supply pump 2 (the number of water supply pumps is k) of the water supply plant at the discrete time n is represented by X (n) = [X1 (n) ... Xk (n)] T: Water supply pump ON / OFF vector ... (4) The rated discharge flow rate of the water supply pump per unit is x (n) = [x1 (n) ... xk (n)] T: Water supply pump quantization vector ... (5) Reservoir ( X # (n) = [x # 1 (n) ... X # m (n)] T: Reservoir water storage vector... (6) . Here, T means transposition.

【0026】また、各定数をつぎのように定義する。 a=[a1ak]:単位ベクトル ……(7) w=[w1wk]:送水ポンプの ON/OFFペナルティベクトル ……(8) Q(i)=[Q(1)Q(n)Q(24)]T :水需要ベクトル ……(9)Each constant is defined as follows. a = [a1 ... ak]: unit vector ... (7) w = [w1 ... wk]: ON / OFF penalty vector of water pump ... (8) Q (i) = [Q (1) ... Q (n) ) ... Q (24)] T : water demand vector ... (9)

【数4】 とする。また、 CD:一般電力料金[円/kwh] CP:ピークカット時間帯の電力料金[円/kwh] stt:電力ピークカットの開始時刻 stp:電力ピークカットの終了時刻 を表す。さらに、制約条件は(Equation 4) And Also, CD: general power rate [yen / kwh] CP: power rate in the peak cut time zone [yen / kwh] stt: start time of power peak cut stp: end time of power peak cut In addition, the constraint is

【数5】 とする。このとき、Jを最小化する最適化問題は整数計
画問題として定式化でき、これを解くことによって送水
ポンプの運転計画を立てることが可能となる。
(Equation 5) And At this time, the optimization problem for minimizing J can be formulated as an integer programming problem, and by solving this problem, it becomes possible to make an operation plan for the water pump.

【0027】本実施の形態では、図2に示すようにこの
整数計画問題をつぎに述べる遺伝的アルゴリズム(G
A:Genetic Argorithums)を用いて解く。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, this integer programming problem is described by a genetic algorithm (G
A: Solve using Genetic Argorithums).

【0028】<ステップ1>時刻iのとき送水ポンプの
ON/OFFをつぎのような0/1のビット列で表す。 1234・・・k k:ポンプの台数 X(i):[1110・・・0] これを時刻1〜nまで作り、1つのビット列として表
す。
<Step 1> At time i, the ON / OFF of the water pump is represented by the following 0/1 bit string. 1234... Kk: Number of pumps X (i): [1110... 0] These are made from time 1 to time n and represented as one bit string.

【0029】[0029]

【数6】 このビット列を個体と呼ぶ。個体の数は任意に選べる
が、ここではr個とする。
(Equation 6) This bit string is called an individual. The number of individuals can be arbitrarily selected, but is r in this case.

【0030】<ステップ2>それぞれの個体に対し、先
述した制約条件(16)〜(18)式をもとにした評価
関数(目的関数)(12)を演算する。この演算値を適
応度と呼ぶ。制約条件を満足しない個体の適応度は非常
に大きな値をあたえることとする。
<Step 2> For each individual, an evaluation function (objective function) (12) is calculated based on the aforementioned constraints (16) to (18). This calculated value is called fitness. The fitness of an individual who does not satisfy the constraint condition is given a very large value.

【0031】<ステップ3>各個体の適応度を全個体分
の和に対する割合で求める。この割合の小さい個体から
優先的にr個だけつぎの世代に残していく。その他は淘
汰される。
<Step 3> The fitness of each individual is obtained as a ratio to the sum of all individuals. From the individuals with a small ratio, only r pieces are preferentially left in the next generation. Others are eliminated.

【0032】<ステップ4>ランダムに2個1組の個体
(親)を選択し、ビット列のある位置をランダムに1ケ
所決めて、そこで個体を部分列に分ける。各組ごとに部
分列を入れ替える。この操作を交叉と呼ぶ。交叉によっ
て、新たな2つの個体(子)が生成される。交叉に参加
できなかった個体は淘汰される。ただし、交叉において
部分列に分ける操作は各時刻に対応するビット列ごとに
行なわれるものとする(図2参照)。
<Step 4> A set of two individuals (parents) is selected at random, a certain position of the bit string is randomly determined, and the individuals are divided into subsequences there. Subsequences are replaced for each set This operation is called crossover. By the crossover, two new individuals (children) are generated. Individuals that failed to participate in the cross are eliminated. However, it is assumed that the operation of dividing into partial columns at the crossover is performed for each bit sequence corresponding to each time (see FIG. 2).

【0033】<ステップ5>各時刻ごとに、各個体の部
分列から1ビットずつをランダムに選び、ある確率で0
/1を反転させる。これを突然変異と呼ぶ(図2参
照)。
<Step 5> At each time point, one bit is randomly selected from the subsequence of each individual, and 0
Invert / 1. This is called a mutation (see FIG. 2).

【0034】<ステップ6>この世代の適応度の平均を
求め、前世代の適応度の平均との差をとる。この差があ
る値以下の場合には、最小の適応度をもつ個体を解とし
て採用し、アルゴリズムを終了する。
<Step 6> The average of the fitness of this generation is obtained, and the difference from the average of the fitness of the previous generation is calculated. If the difference is equal to or less than a certain value, the individual having the minimum fitness is adopted as a solution, and the algorithm ends.

【0035】このように、遺伝的アルゴリズムにより
(2)式で得られた水需要予測値に基づいて、1時間
毎、24時間分の上下水道プラントの送水ポンプ運転状
況X(n)が最適に計画される。
As described above, the water supply pump operation status X (n) of the water supply and sewage plant for 24 hours is optimized for each hour based on the predicted water demand value obtained by the equation (2) using the genetic algorithm. Be planned.

【0036】次に、上水道プラント制御手段25により
上水道プラントの運転制御が以下のように行なわれる。
Next, the operation of the water supply plant is controlled by the water supply plant control means 25 as follows.

【0037】(a)(2)式で得られた水需要予測値の
累積誤差が許容内で推移しているとき、1時間毎の配水
池貯水量目標値を基本として、計画通りに送水ポンプ2
の台数制御が実行されていく。
(A) When the accumulated error of the predicted water demand value obtained by the equation (2) is within an allowable range, the water pump is designed as planned on the basis of the reservoir reservoir target value per hour. 2
Is controlled.

【0038】(b)水需要予測値の累積誤差が許容値を
超えた時、配水池貯水量目標値を達成する時間が先m時
間内で前後するだけで推移可能な場合は、台数制御のタ
イミングをずらし、配水池貯水量目標値に到った時に台
数制御が実行される。また、先m時間内に新たな送水ポ
ンプの始動が必要な場合、あるいは計画されてはいるが
送水ポンプの始動が不要な場合は、始動ないしは継続に
よる計画修正が行なわれる。
(B) When the accumulated error of the predicted water demand exceeds the allowable value, if the time required to achieve the target reservoir water storage amount can be changed only within the preceding m hours, the number of units can be controlled. The timing is shifted, and the number control is executed when the reservoir storage amount target value is reached. If it is necessary to start a new water pump within the previous m hours, or if it is planned but does not need to start the water pump, the plan is corrected by starting or continuing.

【0039】これらの制御を実行するために、定時負荷
予測以外に水需要予測手段23において次のようなm時
間先の水需要予測が行なわれる。すなわち、当日の曜日
をWとすると、その曜日の時間毎水需要平均値
In order to execute these controls, in addition to the scheduled load prediction, the water demand prediction means 23 performs the following water demand prediction m hours later. That is, if the day of the week is W, the average hourly water demand on that day

【数7】 ここに、b1,b2,…は自己回帰のパラメータであ
り、a1,a2,…と同様に予め与えることも可能であ
り、逐次最小2乗推定することも可能である。
(Equation 7) Here, b1, b2,... Are auto-regression parameters, which can be given in advance similarly to a1, a2,.

【0040】このようにして得られた水需要予測値を用
いることにより、上水道プラント制御手段25におい
て、先m時間以内に上水道プラントの送水ポンプON/
OFFが計画以外に必要かどうかが、容易に判定でき
る。
By using the water demand forecast value thus obtained, the water supply plant control means 25 turns on / off the water supply pump of the water supply plant within the preceding m hours.
Whether or not the OFF is required other than in the plan can be easily determined.

【0041】(c)水需要予測の累積誤差が許容内に復
帰した時 計画的な台数制御に戻る。この時、上水道プラント制御
手段25において、前述した上下水道プラントの運用計
画値に基づく運転制御が再度実行され、再計画が立てら
れる。
(C) When the accumulated error in the water demand forecast has returned to within an allowable range. At this time, in the water supply plant control means 25, the operation control based on the operation plan value of the water and sewage plant described above is executed again, and a re-plan is made.

【0042】上述したように、本実施の形態による上水
道プラントの制御装置は、上水道プラントの計測信号を
入力するとともに、上水道プラントに対して制御信号を
出力するプロセス入出力部22と、過去の水需要(温
度、流量等)実績を、時刻、曜日と共に記憶する水需要
実績記憶手段31と、水需要実績記憶手段31に記憶さ
れている水需要実績に基づいて、統計的に水需要を予測
する水需要予測手段23と、上水道プラントのパラメー
タ記憶手段32に記憶されたパラメータおよび水需要予
測手段23で予測された水需要予測値に基づいて、最適
化手法として遺伝的アルゴリズムにより上水道プラント
の運用計画である上水道プラント運転計画値を得る上水
道プラント運用計画手段24と、上水道プラント運用計
画手段24で得られた運用計画値と、プロセス入出力部
22から入力される上水道プラントの計測信号に基づい
て、上水道プラントの制御を行なうための制御信号をプ
ロセス入出力部22へ出力する上水道プラント制御手段
25とから構成したものである。
As described above, the control device for the water supply plant according to the present embodiment includes a process input / output unit 22 that inputs a measurement signal of the water supply plant and outputs a control signal to the water supply plant, Water demand result storage means 31 for storing demand (temperature, flow rate, etc.) results together with time and day of the week, and water demand statistically predicted based on water demand results stored in water demand result storage means 31 Based on the water demand prediction means 23, the parameters stored in the water storage plant parameter storage means 32, and the water demand forecast values predicted by the water demand prediction means 23, the operation plan of the water supply plant is optimized by a genetic algorithm as an optimization technique. Water supply plant operation planning means 24 for obtaining a water supply plant operation plan value, and water supply plant operation planning means 24 A water supply plant control means 25 for outputting a control signal for controlling the water supply plant to the process input / output unit 22 based on the operation plan value and the measurement signal of the water supply plant input from the process input / output unit 22 It was done.

【0043】従って、昼間の水需要を見込して夜間電力
を利用した計画的な貯水を行なうことが可能となり、昼
間の電力ピークを計画的にカットすることができるよう
になる。また、計画的な運用の前提となる水需要予測が
誤差を持ったような場合でも、安定供給のための上水道
プラントの送水ポンプ台数制御を行なうことができるた
め、効率よく自動制御することが可能となる。
Therefore, it becomes possible to perform planned water storage using nighttime power in anticipation of daytime water demand, and it becomes possible to systematically cut off daytime power peaks. In addition, even if the water demand forecast, which is the prerequisite for systematic operation, has an error, the number of water pumps in the water supply plant can be controlled for stable supply, enabling efficient automatic control. Becomes

【0044】なお、上記実施の形態では、水需要予測手
段23において水需要予測を行なう際自己回帰モデルを
用いた場合について述べたが、ヒューマン・インタフェ
ース入出力部21より入力された当日の気象予報値を入
力として重回帰モデルを用いて水需要予測を行なっても
よい。
In the above embodiment, a case has been described in which the water demand forecasting means 23 uses an autoregressive model when forecasting water demand. However, the weather forecast of the day input from the human interface input / output unit 21 is used. Water demand forecasting may be performed using a multiple regression model with values as input.

【0045】すなわち、水需要予測手段23において水
需要予測を行なうためのアルゴリズム、および上水道プ
ラント制御を行なうためのアルゴリズムは、それぞれ
(2)式および(19)式に限定されるものではなく、
次のような(20)式および(21)式の重回帰モデル
を用いてもよい。
That is, the algorithm for predicting the water demand and the algorithm for controlling the waterworks plant in the water demand prediction means 23 are not limited to the equations (2) and (19), respectively.
A multiple regression model of the following equations (20) and (21) may be used.

【0046】[0046]

【数8】 ここに、yw(k),a1,a2は前述と同様、b1,
b2,…:パラメータ、u1,u2,…:当日の気象予
報値(気温、天候等)である。
(Equation 8) Here, yw (k), a1 and a2 are b1,
b2, ...: parameters, u1, u2, ...: weather forecast values (temperature, weather, etc.) of the day.

【0047】このような重回帰モデルを利用することに
より、日々の誤差を吸収して制御精度を高めることが可
能となる。
By using such a multiple regression model, it becomes possible to absorb daily errors and improve control accuracy.

【0048】また、上記実施の形態では、上水道プラン
ト運用計画手段24における最適化手法としては(4)
式〜(18)式を用いた整数計画法および遺伝的アルゴ
リズムを用いる場合について述べたが、これに限らず最
適化手法として、例えば発見的手法(ヒューリスティッ
ク)、エキスパートシステム、およびファジィ等を用い
ることも可能である。
In the above embodiment, the water supply plant operation planning means 24 employs an optimization method of (4)
The case of using the integer programming method and the genetic algorithm using Expressions (18) to (18) has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a heuristic method, an expert system, fuzzy, or the like may be used as an optimization method Is also possible.

【0049】次に本発明の他の実施の形態について述べ
る。
Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0050】下水道処理プラントにおいて晴天時では浄
水需要に比例した汚水の流入変動があり、この汚水を生
物化学処理するためには、汚水の処理過程において平滑
運転が望まれる。上記実施の形態では上水道についての
適用例について述べたが、水需要を汚水の流入量と考え
れば、全く同じ原理で、晴天時の下水道プラントの揚水
ポンプを予測制御することが可能となる。
In a sewage treatment plant, when the weather is fine, there is a fluctuation in the inflow of sewage in proportion to the demand for purified water. In order to treat this sewage biochemically, a smooth operation is desired in the sewage treatment process. In the above-described embodiment, an example of application to a water supply system has been described. However, if water demand is considered as the amount of inflow of sewage, it is possible to predictively control a pump for a sewerage plant in fine weather on exactly the same principle.

【0051】上記実施の形態において、上水道プラント
が1つの場合を想定して説明したが、複数の浄水場およ
び複数の需要家がある場合にも、本発明による上水道プ
ラントの制御を行なうことができる。
Although the above embodiment has been described on the assumption that there is one water supply plant, the control of the water supply plant according to the present invention can be performed even when there are a plurality of water purification plants and a plurality of customers. .

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、実
情に沿して上水道プラントを効率よく自動運転すること
ができる。この場合、多数の専門的なオペレータを確保
する必要はない。
As described above, according to the present invention, a waterworks plant can be automatically operated efficiently according to the actual situation. In this case, it is not necessary to secure many specialized operators.

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

【図1】本発明による上水道プラントの制御装置の一実
施の形態を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a control device for a waterworks plant according to the present invention.

【図2】上水道プラント運用計画手段における遺伝的ア
ルゴリズムの概要を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a genetic algorithm in a water supply plant operation planning means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 浄水場 2 送水ポンプ 3,7 流量計 4 送水管 5 バッファ 6 水位計 8 配水管 9 需要家 11 予測制御装置 12,31 水需要実績記憶手段 21 ヒューマン・インタフェース入出力部 22 プロセス入出力部 23 水需要予測手段 24 上水道プラント運用計画手段 25 上水道プラント制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water purification plant 2 Water supply pump 3,7 Flow meter 4 Water supply pipe 5 Buffer 6 Water level gauge 8 Water distribution pipe 9 Customer 11 Predictive control unit 12,31 Water demand result storage means 21 Human interface input / output unit 22 Process input / output unit 23 Water demand forecasting means 24 Waterworks plant operation planning means 25 Waterworks plant control means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】上水道プラントを制御する上水道プラント
の制御装置において、 過去の水需要実績を記憶する水需要実績記憶手段と、 前記水需要実績記憶手段に記憶されている水需要実績に
基づいて、統計的に水需要を予測する水需要予測手段
と、 上水道プラントのパラメータおよび前記水需要予測手段
で予測された水需要予測値に基づいて、上水道プラント
の運転に関する複数の目的関数を有する運用計画最適化
問題を定式化するとともに、この運用計画最適化問題を
解いて上水道プラントの運用計画値を得る上水道プラン
ト運用計画手段と、 前記上水道プラント運用計画手段で得られたプラント運
用計画値に基づいて、上水道プラントの制御を行なう上
水道プラント制御手段と、を備えたことを特徴とする上
水道プラントの予測制御装置。
1. A water supply plant control device for controlling a water supply plant, comprising: a water demand result storage means for storing past water demand results; and a water demand result stored in the water demand results storage means. Water demand forecasting means for statistically predicting water demand, and an operation plan optimization having a plurality of objective functions related to the operation of the waterworks plant, based on the parameters of the waterworks plant and the predicted water demand predicted by the water demand forecasting means. A water supply plant operation planning unit that formulates the water supply plant problem and obtains a water supply plant operation plan value by solving this operation plan optimization problem, based on the plant operation plan value obtained by the water supply plant operation planning unit, Water supply plant control means for controlling a water supply plant; .
【請求項2】上水道プラント運用計画手段は遺伝的アル
ゴリズムを用いて運用計画最適化問題を解くことを特徴
とする請求項1に記載の上水道プラントの制御装置。
2. The control system for a water supply plant according to claim 1, wherein said water supply plant operation planning means solves the operation plan optimization problem using a genetic algorithm.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001022437A (en) * 1999-07-13 2001-01-26 Toshiba Corp Plant controller and computer readable recording medium storing plant control program
JP2003216205A (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Toshiba Corp Plant operation controller
JP2004185073A (en) * 2002-11-29 2004-07-02 Toshiba Corp Plant operation optimization control device
JP2006281092A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Toshiba Corp Control device for membrane filtration equipment
JP2007245084A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Toshiba Corp Membrane filtration control device
JP2013185320A (en) * 2012-03-06 2013-09-19 Toshiba Corp Pump operation plan support device and water treatment system
CN103374938A (en) * 2012-04-27 2013-10-30 株式会社日立制作所 Control equipment for water supply service
JP2014178816A (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Toshiba Corp Distribution reservoir water level setting device, distribution reservoir water level setting method and distribution reservoir water level setting system
WO2014155636A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 株式会社日立製作所 Planning system for water transport and method therefor
WO2016098451A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 株式会社日立製作所 Pump operation planning system and pump operation planning method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08128078A (en) * 1994-10-31 1996-05-21 Toshiba Corp Planning device for water carriage
JPH08302759A (en) * 1995-05-11 1996-11-19 Nippon Steel Corp Control method of water-conveyance operation in wide-area water supply system
JPH10252998A (en) * 1997-03-18 1998-09-22 Mitsubishi Electric Corp Tap water distribution control system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08128078A (en) * 1994-10-31 1996-05-21 Toshiba Corp Planning device for water carriage
JPH08302759A (en) * 1995-05-11 1996-11-19 Nippon Steel Corp Control method of water-conveyance operation in wide-area water supply system
JPH10252998A (en) * 1997-03-18 1998-09-22 Mitsubishi Electric Corp Tap water distribution control system

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001022437A (en) * 1999-07-13 2001-01-26 Toshiba Corp Plant controller and computer readable recording medium storing plant control program
JP2003216205A (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Toshiba Corp Plant operation controller
JP2004185073A (en) * 2002-11-29 2004-07-02 Toshiba Corp Plant operation optimization control device
JP2006281092A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Toshiba Corp Control device for membrane filtration equipment
JP2007245084A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Toshiba Corp Membrane filtration control device
JP2013185320A (en) * 2012-03-06 2013-09-19 Toshiba Corp Pump operation plan support device and water treatment system
CN103374938A (en) * 2012-04-27 2013-10-30 株式会社日立制作所 Control equipment for water supply service
CN103374938B (en) * 2012-04-27 2015-06-10 株式会社日立制作所 Control equipment for water supply service
JP2014178816A (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Toshiba Corp Distribution reservoir water level setting device, distribution reservoir water level setting method and distribution reservoir water level setting system
WO2014155636A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 株式会社日立製作所 Planning system for water transport and method therefor
JPWO2014155636A1 (en) * 2013-03-28 2017-02-16 株式会社日立製作所 Water operation planning system and method
WO2016098451A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 株式会社日立製作所 Pump operation planning system and pump operation planning method
JP2016119771A (en) * 2014-12-19 2016-06-30 株式会社日立製作所 Pump operation schedule system and pump operation schedule method

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