JPS59109608A - 取水口ゲ−ト制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明の水力発電プラントにおいて、取水口のグー）１
−制御するだめの取水口ダート制御装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

第１図に取水ログート制御装置を有する水力発電プラン
トの一例として水位調整器によシ運用される水力発電プ
ラントラ示す。図において、発電所上流の水は図示しな
い導水路を通して貯水池又は調整池１へ流れ込み、取水
口ダート２、水圧管路３を通して発電所の近くの上水槽
４へ導かれ、更にガイドベーン５を介して発電機６を駆
動する水車７へ導入され、これよシ放水路８全通して図
示しない下池又は河川へ導かれる。この場合に、水力発
電プラントの出力を調整する時は給電指令所等から与え
られた出力指令値９をダート操作指令作成部１０へ入力
し、取水口水位検出器１１によシ検出した取水口水位信
号１２と、ｒ−）開度検出器１３によシ検出した実際の
ゲート開度１４を信号伝送装置１５を介してｒ−）操作
指令作成部１０へ入力し、これらのデータよシグート操
作指令値１６をダート・操作指令作成部１０で演算作成
する。このｒ−）操作指令値１６ｔ−信号伝送装置１５
によシダート操作部１７へ伝え、このグート操作部１７
によシグート操作用モータ１８を駆動し、取水口ダート
２を調整して貯水池又は調整池１からの水の流出量１９
を発電機６の出力に応じた量となるように調整する。こ
こで、上水槽４では上水槽４への水の流入量２０と上水
槽４からの水の流出量２１との差によシ上水槽水位２２
が変化する。そこで、この上水槽水位２２を水位検出器
２３によシ検出し、この上水槽水位２２が一定となるよ
うに水位調整器２４がガ゛イドベーン５を駆動し、上水
槽４からの水の流出量２１を調整する０このようにして
、流出量２１が調整され調整安定状態となると、貯水池
又は調整池１からの水の流出量１９は上水槽４への水の
流入量２０と等しくなシ、上水槽４への水の流入量２０
は上水槽４からの水の流出量２１と等しくなる。即ち、
１９＝２０＝２１となシ、貯水池又は調整池１からの水
の流出量１９が水車７の水の使用流量となる。発電機６
の出力は水車７の水の使用流量即ち貯水池又は調整池１
からの水の流出量１９に応じて変化するので、取水口ダ
ート２により貯水池又は調整池１からの水の流出量１９
の流量調整を行なうことで発電機６の出力を調整するこ
とができる。

このような取水ログート制御装置を有する水力発電プラ
ントにおいて、一般には取水ログート２を急激に開閉す
ると水系の過渡応答などの問題が起こるため、取水ログ
ート２の開閉幅を制限させる場合が多い。そこで、取水
口ダート操作の開閉幅に制限を持った取水口ダート制御
装置の従来例を第２図に示す。図において、２５は出力
指令値９と水位検出器１１によシ検出された取水口水位
信号１２とによシ取水ロダート操作目標値２６を算出す
る関数発生器、２７は取水口ダート操作目標値２６とダ
ート開度検出器２３によシ検出した実際のダート開度１
４よシ取水ロダート操作の開度幅に制限を施してダート
操作指令値１６を作成するダート操作制限処理部、２８
はダート操作指令値１６と実際のゲート開度１４との差
を算出する加減算器、２９は前記ダート操作用モータ１
８のモータ・ダート開度特性、３０は上水槽水位特性、
３１は水位調整器特性、３２は水車・発電機特性、３３
は発電機出方である。尚、ここで関数発生器２５、取水
ログート操作目標値２６、ダート操作制限処理部２７は
前記ダート操作指令作成部１０内に６　Ｂ、加減算器２
８は前記ダート操作部１７内にある。また、第１図と同
様に取水口水位信号１２は信号伝送装置１５を介してダ
ート操作指令作成部１ｏへ大刀され、ダート操作指令値
１６は信号伝送装置１５を介してダート操作部１７へ、
ゲート開度１４は信号伝送装置１′５を介してダート操
作指令作成部１０へ大刀される。

次に、以上の第１図、第２図に示したプラント構成及び
制御構成ブロック図にょシ、この水力発電プラントの発
電機出方調整制御の動作について説明する。

尚、ここでの制御の目的は発電機出力３３の調整である
が、この水力発電プラントにおいては前記したように水
位調整器２４による運用であるため、貯水池又は調整池
ｌがらの水の流出量１９即ち取水ロデート２ｔ−通過す
る水の流量を調整することによシ、発電機出力３３の調
整ができる。そこで以下には、その取水口ダート２を制
御する動作及び取水口ダート２の制御にょシ如何にして
発電機出力３３の調整制御を行なうことができるかを示
す。

取水ログート２を制御するには、先ず、ダート操作指令
作成部１ｏ内部にある関数発生器２５によシ取水ログー
ト操作目標値２６を算出し、この目標値２６にダート操
作制限処理部２７によりゲート操作の開閉幅を制限して
ダート操作指令値１６を作成する。

ここで、このダート操作の開閉幅の制限について第３図
を用いて説明する。図に゛おいて、横軸は時間、縦軸は
ダート開度である。図において、関数発生器２５でダー
ト操作目標値２６が算出されると、それを基にダート操
作制限処理部２７で一定量ずつ段階時に増加するダート
操作指令値１６が作成される。ゲート開度検出器２３に
ょシ検出される実際のダート開度２４はこれに応じて増
加制御される０このようにして、取水ログート２の開閉
幅を制限しているので、ダートの急激な開閉操作がなく
なシ過渡応答などの問題がなくなる。

以上のように、ダート操作制限処理部２７によシ作成し
たダート操作指令値１６を信号伝送装置１５を介してダ
ート操作部１７へ入力し、ダート操作部１７内部の加減
算器２８によシ、ダート操作指令値１６と実際のダート
開度１４の偏差を算出し、この偏差に応じてダート操作
用モータ１８を駆動し、このモータ・ダート開度特性２
９を介して取水ログート２を調整し、実際のゲート開度
２４がダート操作指令値１６と一致するように制御し、
最終的には実際のダート開度１４がダート操作目標値２
６と一致するように制御する。この、ようにして、取水
ログート２が調整されると貯水池又は調整池１からの水
の流出量１９が変化し、これによシ上水槽４への水の流
入量２０も変化する。そして１．この水の流量の変化に
よシ上水槽水位２２が上水槽水位特性３０に応じて変化
する。

この変化によシ、水位調整器２４が上水槽水位２２を一
定とするように、水位調整器特性３１に応じてガイドベ
ーン５を駆動して水車６の水の使用流量即ち貯水池又は
調整池１からの水の流出量１９を調整する。これによシ
、水車・発電機特性３２に応じた発電機出力３３を発生
し、この発電機出力３３が出力指令値９となるように調
整制御を行なう。

〔背景技術の問題点〕

ところで、第３図においてはダート操作目標値２６は一
定であるが、実際は取水口水位信号１２や実際のダート
開度１４などは時間経過によシ変化するので、毎回具な
るダート操作目標値２６を作成し、これに応じてケ゛−
ト操作制限処理部２７ドよシグート操作指令値１６を出
力することとなシ、取水口ダート２の動作中に次の指令
を出力することがある。取水ログート２の動作中に出力
されたダート操作指令値１６は実行されず無意味な演算
をするだけでなく、これによりダート制御不調の要因に
なる。また、通常の場合は実際に取水ログート２を操作
するダート操作部１７とこれに指令を与えるダート操作
指令作成部１０とは離れていることが多く、第１図、第
２図に示したように信号伝送装置１５によシ結ばれてい
る。よって、この信号伝送装置１５に無意味なダート操
作指令値１６を出力させるため、信号伝送装置１５が徒
らに忙しくなる欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、取水口ダート制御装置の無意味な演算による
制御不調を無くシ、また、信号伝送装置が忙しくなる等
の前記欠点を無くして信頼性を確保し、信号伝送装置の
簡便・低廉化を図った取水口ダート制御装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明はダート操作指令を作成する際にダート動作を監
視し、動作中であれば指令作成を中止し、動作完了でお
れば指令作成を実行するようにしたことを特徴とするも
のである。

〔発明の実施例〕

第４図は本発明の一実施例に係る水力発電プラントの構
成図を示したものである０図の構成で第１図と同一符号
は同一部分を示し、第１図と異なる点は、第１図のダー
ト操作部１５がダート操作指令作成部１０からのダート
操作指令値１４を受信し、それに応じてダート操作用モ
ータ１６を駆動しているのに対し、本実施例のダート操
作部１７０（以下、新ダート操作部と称する）がダート
操作指令作成部１００（以下、新ダート操作指令作成部
と称する）から信号伝送装置１５を介してダート操作指
令値４１を受信し、それに応じてダート操作用モータを
駆動するだけでなく、取水ログート２のデート動作中の
状態を示すレターン信号４２（以下、ゲート動作中信号
と称する）を信号伝送装置１３を介して新ダート操作指
令作成部１００へ送信している点である。

第５図は第４図の取水口ｆ−）制御装置の制御構成ブロ
ック図を示したものである０図において、第２図と同一
符号は同一部分を示し、ここでは、第２図のダート操作
指令作成部１０に対し、新ダート操作指令作成部１００
、ダート操作部１７に対して新ダート操作部１７０がそ
れぞれ対応している。との新ｅ−）操作指令作成部１０
０は、グ−ト操作指令作成部１０９有する関数発生器２
５０代シに新開数発生器４３’ｉ−有している。この新
開数発生器４３は、前記ダート動作中信号４２を見て、
取水口ダート２が動作中であればダート操作目標値４４
の算出を中止し、動作完了であれば目標値４４を算出す
る。この目標値４４よシ前記ｆ−）操作制限処理部２７
にょシダート操作指令値４１１ｃ出力する。また、新ダ
ート操作部１７０は従来のダート操作部１７と同様に加
減算器２８を有するだ史でなく、前記ダート動作中信号
４２を発生する信号発生処理部４５を新たに有している
。

以上の構成で、水力発電プラントを調整する場合は、先
ず、新ダート操作部１７０内の信号発生処理部４５によ
シ取水ログート２のダート動作中信号４２を作成し、こ
れを信号伝送装置１５にょシ新ダート操作指令作成部ｉ
ｏｏへ伝える。そして、この新ダート操作指令作成部１
００内において、新開数発生器４３でダート動作中信号
４２と出力指令値９と取水口水位信号１２とにょシ、取
水ログート２のダート操作目標値４４を算出する・次に
、ダート操作制限処理部２７において、ゲート開度検出
器１３によシ検出され信号伝送装置１５を介して伝えら
れる取水口ダート２の実際のダート開度１４を考慮しな
がら、このダート操作目標値４４ヘダート操作の開閉幅
の制限を加えてダート操作指令値４１を作成し出力する
。

以上のようにして、新ダート操作指令作成部１００によ
シ作成・出力したダート操作指令値４１が前記信号伝送
装置１５によシ新ダート操作部１７０へ伝えられると、
前記加減算器２８によシこのダート操作指令値４１とダ
ート開度検出器１３によシ検出される取水口ダート２の
実際のゲート開度１４との偏差を取シ、この偏差に応じ
て前記ダート操作用モータ１８を駆動し、そのモータ・
ダート開度特性２９′ｆ！：介して取水口ダート２を調
整し、実際のゲート開度１４がダート操作指令値４１と
一致するように制御し、最終的には実際のダート開度１
４が前記ダート操作目標値４４と一致するように制御す
る。このようにして取水口ダート２が調整されると、貯
水池又は調整池１からの水の流出量１９即ち取水ログー
ト２を通過する水の流量が変化する。これによシ、上水
槽４への水の流入量２０も変化し、この流入量２０の変
化によシ、上水槽水位２２が上水槽水位特性３０に応じ
て変化する。この上水槽水位２２の変化によυ前記水位
調整器２４が上水槽水位２２を一定とするように水位調
整器特性３１に応じてガイドベーン５を駆動して水車７
の水の使用流量即ち上水槽４からの水の流出量２１を調
整する。以上のような調整制御を行なって、上水槽水位
２２が一定となるような調整安定状態となると貯水池又
は調整池１からの水の流出量１９は上水槽４への水の流
入量２０と等しくなシ、上水槽４への水の流入量２０は
上水槽４からの水の流出量２１と等しくなる。即ち、１
９　＝２０　”　２１となシ、貯水池又は調整池１から
の水の流出量１９が水車７の水の使用流量となる。ここ
で、水車７及び発電機６は水車７の水の使用流量によシ
前配水車発電機特性３２に応じて発電機出力３３ｔ″発
生する。そこで、水車７への水の使用流量即ち貯水池又
は調整池１からの水の流出量１９を取水口ダート２で調
整することによ多出力指令値９に応じた発電機出力３３
を発生させ発電機６の出力調整制御を行なうことができ
る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ダート動作完了を確認し
、新ダート操作指令作成部から新ダート操作部へダート
操作指令値４３を出力するために、従来みられたような
取水口ダート制御装置の無意味な指令の伝達もなく、信
号伝送装置が繁忙となる等の欠点が改善された取水口ダ
ート制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 貯水池あるいは調整池に設置される取水口ダートの操作
   によシ水車・発電機への水の流入量を調整する水力発電
   プラントの取水ログート制御装置：において、前記取水
   ログ−）１操作するダート操・作部と、取水ログートの
   操作指令値を作成するｒ−ト操作指令作成部を備え、前
   記ダート操作部からのダート動作中の状態を表わすレタ
   ーン信号に応じて、ダート動作中であれば前記ダート操
   作指令作成部での指令作成を中止する一方、ダート動作
   完了であれば指令値を作成することを特徴とする取水口
   ダート制御装置。