JPS61182472A - 水力発電所自動運転制御装置 - Google Patents

水力発電所自動運転制御装置

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Publication number
JPS61182472A
JPS61182472A JP60021717A JP2171785A JPS61182472A JP S61182472 A JPS61182472 A JP S61182472A JP 60021717 A JP60021717 A JP 60021717A JP 2171785 A JP2171785 A JP 2171785A JP S61182472 A JPS61182472 A JP S61182472A
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JP
Japan
Prior art keywords
river
flow rate
flow
calculates
downstream
Prior art date
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Pending
Application number
JP60021717A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Ito
明男 伊藤
Hiroshi Sugisaka
弘志 杉坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61182472A publication Critical patent/JPS61182472A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、水力発電所の運転方式に係り、特に発電使用
水量が河川下流の状況により制限され、かつ、直接流量
を測ることなく流量制限制御を行なう様な水力発電所に
好適な運転制御装置に関する。
〔発明の背景〕
水力発電所の発電時に使用する発電使用水は、下流の河
川流量を急激に増加させてしまう。このため、環境問題
がとりあげられている近年、この河川流量の増加、増加
率等を制限する法令や環境条例を厳守しなければならな
い。また、発電所建設箇所によっては下池が小さく、直
接河川に発電使用水が流入し、急激な水位増加により、
人命にも影響を与えるため、徐々に流量を増加させるよ
うな発電運転方式が強いられる。
従来、発電所の発電使用水量の制限制御には、流量制限
装置等、大規模な装置を必要とし、また、その制御は河
川に流入する発電使用水量をドラフトチューブ等に設け
られた流量計により流量を測定し、この流量値と制限値
を比較する簡単なフィードバック系制御であった(最近
高級電検講座第11巻「水力発電所」)。
この制御方式では、河川流量制限制御のためには必ず発
電使用水量を直接測定する流量計が必要であり、高額な
費用がかかった。また、流量を制限値内に制御するため
のガイドベーン操作量の決定には、ガイドベーンを動か
してみて変化流量(これは静落差により異なる。)をフ
ィードバックしかないとわからないため、運転状況が異
なるとその都度変化流量が異なり、反応性が鈍く、目標
値に到達するまでに時間がかかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は水車の制御に必要な測定量として入力し
ている情報のみを用いて、発電使用水量を計算し、速や
かに使用流量を定められた制限値内に到達できるように
した自動運転制御装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、発電機の発電電力から静落差をパラメータと
して発電使用流量を算出し、算出流量と定められた放流
制限水量とを比較して水車ガイドベーン開度をあらかじ
め計算し、ガイドベーンがこの開度となるように調整制
御し、河川の下流水量制限制御を可能とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
第1図は水車の運転制御を行なうディジタル式自動運転
制御装置と入出力データの全体構成図である。ディジタ
ル式自動運転制御装置1は中央演算処理装置(CPU)
2を中心にメモリデータバス5と入出力データバス6を
介して各メモリや入出力装置と結合される。メモリには
河川流量の制御アルゴリズムを格納しているメモリ3と
発電電力Pと流量Qの関係式を記録しているメモリ4と
がある。入出力装置には制御に用いる状態量を入力する
アナログ入力装置!?、演算結果を出力するディジタル
出力装置8がある。演算に用いるデーイドベーン開方向
指令PU、ガイドベーン閉方向指令PLとしてディジタ
ル出力装置8からパルス出力される。
これら入出力データの測定位置および水系を第2図に示
す、第1図に示したディジタル式自動運転制御装置1は
配電盤室に設けられる0発電電力Pは母線に取りつけら
れた電圧変成器、電流変成器11より電圧値、電流値を
とりこみ電力変換器Bによって発電電力としてアナログ
入力される。
また、上池12に設置された上池水位計Aにより上池水
位UWLが入力され、河川13に設置された下流水位計
りにより下流水位LWLが入力される。更に、ディジタ
ル式自動運転制御装fillの演算結果であるガイドベ
ーン開方向指令PU、閉方向指令PLはガイドベーン駆
動装置用信号変換装置Cにより信号変換され、ガイドベ
ーン駆動装置10に伝えられ、ガイドベーン14を動か
す。ガイドベーン14の開度によって河川へ流入する水
量(発電使用流量)は変る。
更に、河川下流のMおよびN地点では人、動物への警告
のための警報装置が設けられており、MおよびN地点で
の河川水量増加変化が規制されている。つまり、この発
電所の運転モードには、本来の目的である発電の仕事よ
りもまず、河川への影響を考えて制御しなければならな
い運転モードがある。また、第2図から明らかなように
、従来の制御方式のように発電使用流量を直接測定する
流量計はどこにも設置されていない。
次に、第1図のメモリ3に納められている発電使用流量
制御アルゴリズムについて、第3図を用いて説明する。
まず、内蔵のタイマにより、一定の演算周期でプログラ
ムの起動がかかり、アナログ入力データのチェックを行
なう。これは、入力データの上下限範囲チェックおよび
アナログ入力装置7自体の故障チェック等、データの信
憑性を確認するステップである。その後、上池水位υW
Lから下流水位LWLを引き算し、静落差STを算出す
る0次に、この静落差STにより発電電力Pと使用水量
Qの関係(PQカーブ)が異なるため、−前のステップ
で算出した静落差STをパラメータとしてPQカーブを
選択する。そして次のステップで現状の発電に使用して
いる流量Q、をPQカーブより算出する。このQ、の算
出方法を第4図。
第5図を用いて説明する0発電電力Pと発電使用流量Q
の関係は第4図のように示される。これは水車の特性に
より異なるがPQカーブの形、静落差STによりカーブ
が少しずつ異なる点では共通であり、これらの関係は前
もってモデル試験等で確認される。今、発電電力PがP
、とすると静落差STによりQ、の値はばらつ<、シか
し、前段の計算において静落差STは算出されているた
め。
各種のPQカーブSTI〜ST’6の中から、例えば、
Sr1を選択できる。つまり、第4図で示したQ、が現
在、発電のために使用している流量(=河川下流に流し
ている水量)となるわけである。この計算をディジタル
式自動運転制御装置1がメモリ3,4を利用し、どのよ
うに実行されているかを示した図が第5図である。第5
図(a)は、種々の静落差STにより、PQカーブが異
なるため、これらの静落差に対するPQデータの格納さ
れているメモリのトップアドレスが入っているテーブル
を示している。例えば、算出した静落差STがSr1と
すると、第5図(a)のテーブルはAD (Sr1)と
いうアドレスを示すことになる。
第5図(b)は、PQカーブのデータが納められている
データ領域であり、第4図のPQカーブのグラフをΔP
の間隔ごとにQの値を記録している。第5図(a)のテ
ーブルに入っている静落差S′rごとのトップアドレス
は各々P0.□。の斜線部分1 pay−xiの斜線部
分・・・のアドレスを示しているわけである。例えば、
前述の例では、テーブル(第5図(a))で、AD (
Sr1)と示されたことにより、中央演算処理装置2は
メモリ領域の114の斜線部分を示す。現状の発電電力
P。
の値をP□4から捜すと、メモリXの領域が示され、流
量データ領域Q、?、の中からメモリXに対応したデー
タY (=Q、 )が取り出されることになる。この様
にして、第3図に示したQ、の計算は実行される。
第3図において、Q、を求めた後は河川下流流量制限値
Q、の計算を行なう。河川下流流量制限値Q、は、例え
ば、第6図の様に、発電運転開始時刻t、からの時間変
化として与えられる。第6図では時刻tll〜時刻t2
の間に流量Qt0までの流量増加が許可され、時刻t工
〜時刻t2の間では流量Qt、1までの流量増加が許可
される。同様に発電時には流量Qtz t Qti t
 Qt* と流量制限値が階段的に示され、急激な流量
変化は制限されている。近年はこの種の運転方式を強い
られる発電所が多い。
この河川下流流量制限値Q、 +7)計算にはディジタ
ル式自動運転制御装filに内蔵されているタイマ機能
が利用され1発電起動指令が与えられた後、第6図に示
されるパターンを記録しているメモリ領域より、その時
刻ごとの河川下流流量制限値Q、  を算出する。
Q、算出後は、第3図に示すように、発電使用流量Q8
と河川下流流量制限値Q0 との比較を行なうため、Q
、−Q、の計算を行なう、この差zQが正の時はQ、>
Q、であるからガイドベーン閉方向への操作出力を行な
い、河川下流水量を減少させる。また、AQが負の時に
はQ、<Q。
であるから必要に応じてガイドベーン開方向への操作出
力を行ない、河川下流水量を増加させることができる。
ΔQ:Oの時は、Q、中Q0であるから、ガイドベーン
開度は現状のままとする。なおAQの量により、ガイド
ベーン操作量(aV)はあらかじめ計算できる。なぜな
ら、ガイドベーン操作量GVと発電電力Pは一対一に対
応しておす、更に、発電電力Pと流量Qとの関係は、第
4図に示したPQカーブとなるため、AQが計算されて
いると、その時の静落差STよりPが求まり。
このPよりガイドベーンの開度が求まる。
ガイドベーン操作出力はこのガイドベーン開度の計算後
、パルスデータとして出力され、AQの大きさに比例し
て出力指令パルスの長さを変化させ、ガイドベーン操作
量の大きさを変える。
以上の演算を演算周期ごとに実行することにより、河川
下流流量制限を行なえる。
本実施例によれば、下流に流量計を設置しなくても従来
から測定しているデータを用いて河川下流流量を制御す
ることが可能となり、また、あらかじめガイドベーン操
作量を計算し、これに比例した出力を行なうことにより
、従来の制御装置に比べ、速やかに目標値に調整するこ
とができる。
本発明では河川下流流量制限値Q0は第6図の様なパタ
ーンで与えられたが、下流の規制条件によっては、この
パターンが変わる。しかし、第3図におけるアルゴリズ
ム中、Qoの計算ステップのみを上述の規制に合うよう
アルゴリズムを作成し、入れかえるのみで同一のソフト
ウェア構成、および、同一の制御装置ハードウェア構成
で流量制御が実現できる。
また、流量値の制限だけではなく、流量変化率も制限さ
れているような河川の制御もQo の計算ステップのア
ルゴリズムを入れかえるだけで実現できる。例えば、第
7図に示した様に流量Qの変様な場合にはメモリ中に前
回のQの計算値を残すdす るようにに制御すればよく、基本的な構成は本実施例と
同一である。
〔発明の効果〕
不発発明によれば、流量計を省略しても従来の計測量を
利用して河川流水量制御を従来よりも速やかに実現でき
るので、経済性、制御性が良くなり、しかも、簡略化し
たシステムを組める効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はディジタル式自動運転制御装置の構成図、第2
図は入出力データの測定か所を示す図、第3図は自動流
量制御のフローチャーチ、第4図は流量Qと発電電力F
Pとの関係図、第5図はメモリ構成機構図、第6図は河
川下流流量制限パターン図、第7図は河川下流流量変化
率制限パターン図である。 1・・・ディジタル式自動運転制御装置、2・・・中央
演算処理装置CPU、3・・・メモリ、4・・・メモリ
、5・・・メモリデータバス、6・・・入出力データバ
ス、7・・・アナログ入力装置、8・・・ディジタル出
力装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水力発電所の運転制御装置において、 通常の発電運転を行なうのに必要な情報を用いて、直接
    発電使用流量を測定することなしに、河川下流の発電使
    用流量制限制御を行なうことを特徴とする水力発電所自
    動運転制御装置。
JP60021717A 1985-02-08 1985-02-08 水力発電所自動運転制御装置 Pending JPS61182472A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60021717A JPS61182472A (ja) 1985-02-08 1985-02-08 水力発電所自動運転制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60021717A JPS61182472A (ja) 1985-02-08 1985-02-08 水力発電所自動運転制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61182472A true JPS61182472A (ja) 1986-08-15

Family

ID=12062826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60021717A Pending JPS61182472A (ja) 1985-02-08 1985-02-08 水力発電所自動運転制御装置

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JP (1) JPS61182472A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0655320U (ja) * 1992-12-29 1994-08-02 株式会社オーレック 乗用型の草刈機、草刈機のカッターを覆うカバー、及び草刈機のカッター

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0655320U (ja) * 1992-12-29 1994-08-02 株式会社オーレック 乗用型の草刈機、草刈機のカッターを覆うカバー、及び草刈機のカッター

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