WO2019054033A1

WO2019054033A1 - ダム運用管理システム、プログラム送信装置、ダム運用管理方法及びプログラム

Info

Publication number: WO2019054033A1
Application number: PCT/JP2018/026491
Authority: WO
Inventors: ゴクトゥアンハー; 直人内田; 健一相良
Original assignee: 九州電力株式会社
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2019-03-21
Also published as: JP6559379B1; JPWO2019054033A1

Abstract

ダムの運用を経済的な側面から支援して、ダムの管理にシステムを導入し、かつ、ダムを継続的に安全に管理することに適したダム運用管理システム等を提案する。ダムを管理するダム運用管理システムは、時間の経過に応じた売電単価を取得する売電単価取得部１７と、時間の経過に応じた電力需要を取得する電力需要取得部１９を備え、売電収入予測部３１が、ダムを安全に運用できるとともに電力需要を満たす範囲で、最も売電価格が高い発電取水量の経時的変化を決定して、使用者に提示する。また、ダム運用管理システムは、ダムを管理するための複数の機能を実現する共通部３と、新たな機能を付加及び／又は変更する個別部５を含む。これにより、初期導入費用を抑えつつ柔軟な変更ができ、かつ、日々の運用での売電収入を増加させて、安全かつ効率的な運用を継続して実現できる。

Description

ダム運用管理システム、プログラム送信装置、ダム運用管理方法及びプログラム

　本願発明は、ダム運用管理システム、プログラム送信装置、ダム運用管理方法及びプログラムに関し、特に、ダムを管理するダム運用管理システム等に関する。

　出願人は、これまで、ダム総合管理システムにより、様々なダムを管理してきた（例えば非特許文献１参照）。ダム総合管理システムは、河川ごとに雨量計や水位計を備え、降雨量予測及びこれに基づくダム地点への流入量計算、河川水位、ダム水位等の情報収集等を行い、水力発電所を安全かつ効率的に運用する。

　特許文献１には、ダムにおいて将来に活用できる水を予測して治水者又は利水者の要求を受け付け、実際に取引を行った水量データを管理して決済を行うことが記載されている。また、特許文献２には、電力の取引にともなう市場リスクを計算し、リスクを許容値以下に保ちつつ収益を最大化することが記載されている。

特開２００７－２６４８４５号公報特開２００４－２５２９６７号公報

"ニシムのダム総合管理システム"，[online]，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.nishimu.co.jp/colum/daiji/2010/03/colum01a.html＞

　しかしながら、従来のダム総合管理システムは、複数の支社のそれぞれに導入する必要があった。これは、地点特性を踏まえてオーダーメードで構築する必要があるために、初期導入費用が膨大なものとなった。そのため、特に経済的に厳しい国々では、初期導入費用を用意できないために、ダムを管理するためのシステムを導入できず、ダムからの越流、ダムの決壊等の危険が生じている。

　特許文献１は、ダムに保有される水の活用についてのものであり、電力に関するものとは異なる。特許文献１記載の事項は、発電に関する事項に適用することは困難なものである（特許文献１の０００５段落参照）。

　特許文献２には、電力価格の変動をリスクとして捉え、自社発電電力と調達電力とを組み合わせて、収益を最大化することが記載されている。しかしながら、ダムの運用では、ダムに貯留される水を安全に使って発電する。特許文献２には、市場から電力を調達する調達電力の存在を前提とするものである。そのため、特許文献２記載の事項は、ダムの運用に直接的に適用することはできない。

　そこで、本願発明は、ダムの運用を経済的な側面から支援して、ダムの管理にシステムを導入し、かつ、ダムを継続的に安全に管理することに適したダム運用管理システム等を提案することを目的とする。

　本願発明の第１の観点は、ダムを管理するダム運用管理システムであって、時間の経過に応じた売電単価を取得する売電単価取得部と、時間の経過に応じた前記売電単価を用いて、前記ダムから取水する発電取水量の将来の経時的変化によって発電される電力の売電価格を予測する売電収入予測部を備える。

　本願発明の第２の観点は、第１の観点のダム運用管理システムであって、前記売電収入予測部は、前記ダムから取水する発電取水量の将来の経時的変化によって、前記売電価格に加えて、単位電力を発電させるために使用する水量を用いて発電効果を予測する。

　本願発明の第３の観点は、第２の観点のダム運用管理システムであって、前記売電収入予測部は、前記売電価格及び前記発電効果を用いて前記発電取水量の将来の経時的変化を評価する。

　本願発明の第４の観点は、第２又は第３の観点のダム運用管理システムであって、前記発電効果を表示する表示部を備える。

　本願発明の第５の観点は、第１から第４のいずれかの観点のダム運用管理システムであって、当該ダム運用管理システムは、前記ダムを管理するための複数の機能を実現する共通部と、前記共通部が実現する前記複数の機能に新たな機能を付加し、及び／又は、前記共通部が実現する前記複数の機能の一部を新たな機能に変更する個別部を含む。

　本願発明の第６の観点は、第５の観点のダム運用管理システムであって、前記個別部は、共通部におけるセンサの値を自動入力する機能に代えて、使用者が前記センサの値を手動入力する機能に変更する手動入力機能部を備える。

　本願発明の第７の観点は、第５の観点のダム運用管理システムであって、前記売電収入予測部は、前記共通部として、当該ダム運用管理システムが管理する前記ダムにより発電される電力による売電収入を予測する機能を実現し、前記個別部として、当該ダム運用管理システムが管理する前記ダムとは異なるダムを管理するダム運用管理システムと連携して、複数のダムにより発電される電力による売電収入を予測する機能を実現する。

　本願発明の第８の観点は、第５の観点のダム運用管理システムであって、前記ダムは、他の複数のダムが流出した水の一部又は全部を流入するものであり、前記ダムを管理する当該ダム運用管理システムは、個別部が連携部を備え、前記複数のダムのうち、一部を管理するダム運用管理システムは個別部が連携部を備え、他の一部を管理するダム運用管理システムは個別部が連携部を備えず、前記連携部は、前記連携部を備えないダム運用管理システムによる個々のダムの運用を前提に、連携部を備えるダム運用管理システムによって連携してダムを運用する。

　本願発明の第９の観点は、第５から第８のいずれかの観点のダム運用管理システムであって、当該ダム運用管理システムは、プログラム送信装置を備え、前記プログラム送信装置は、プログラム送信部を備え、前記プログラム送信部は、前記ダム運用管理システムに対してプログラムを配信して、前記個別部に対して、前記共通部が実現する前記複数の機能に新たな機能を付加し、及び／又は、前記共通部が実現する前記複数の機能の一部を新たな機能に変更する。

　本願発明の第１０の観点は、プログラムを送信するプログラム送信部を備えるプログラム送信装置であって、前記プログラム送信部は、ダムを管理するダム運用管理システムに対して前記プログラムを送信し、前記ダム運用管理システムは、前記ダムを運用するための複数の機能を実現する共通部と、個別部を含み、前記プログラム送信部は、前記ダム運用管理システムに対してプログラムを配信して、前記個別部に対して、前記共通部が実現する前記複数の機能に新たな機能を付加し、及び／又は、前記共通部が実現する前記複数の機能の一部を新たな機能に変更する。

　本願発明の第１１の観点は、ダムを管理するダム運用管理システムにおけるダム運用管理方法であって、前記ダム運用管理システムは、時間の経過に応じた売電単価を取得する売電単価取得部を備え、前記ダム運用管理システムが備える売電収入予測部が、時間の経過に応じた前記売電単価を用いて、前記ダムから取水する発電取水量の将来の経時的変化によって発電される電力の売電価格を予測するステップを含む。

　本願発明の第１２の観点は、コンピュータを、時間の経過に応じた売電単価を取得する売電単価取得部と、時間の経過に応じた前記売電単価を用いて、ダムから取水する発電取水量の将来の経時的変化によって発電される電力の売電価格を予測する売電収入予測部として機能させるためのプログラムである。

　なお、本願発明を、第１２の観点のプログラムを定常的に記憶するコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。

　また、本願発明を、当該ダム運用管理システムは、時間の経過に応じた電力需要を取得する電力需要取得部を備え、前記売電収入予測部は、前記発電される前記電力が前記電力需要を満たすものとし、かつ、前記ダムを安全に運用するために放流する放流量の将来の経時的変化を予測するものとして捉えてもよい。

　本願発明の各観点によれば、従来のダムの安全面を重視するダム総合管理システムの機能に加えて、売電収入を予測する売電収入予測部を備えることにより、ダムを継続的に管理するための経済的な支援を実現することが可能になる。特に、使用者は、電力需要を満たしつつ、安全な運用をすることができるシナリオ案を得ることができ、日々のダム運用を効果的に支援することができる。

　さらに、共通部と個別部を設け、共通部により最小限のダム管理を実現して安全性を確保しつつ、個別部により機能を変更・追加等して、柔軟なシステム変更を実現することができる。例えば、複数のダムの一部又は全部に、個別部として連携機能を実現することにより、例えば最上流のダムでは共通部によりスタンドアロン的に運用しつつ、下流のダムでは連携して運用するように、必要な機能を、必要なダム運用管理システムに追加できるようにして、ダム運用管理システムの初期導入費用を抑えつつ、柔軟なシステム変更を実現することができる。ここで、個別部によるシステムの機能変更はプログラムのダウンロードにより実現可能であり、現場での変更だけでなく、遠隔にいる高度な技術者の知見を活かしたシステム変更が可能である。

本願発明の実施例に係る（ａ）ダム運用管理システムの構成の一例を示すブロック図と、（ｂ）動作の一例を示すフロー図である。（ａ）図１の表示部７の表示例を示し、（ｂ）表示エリア５９を拡大した図である。（ａ）個別部５により機能を追加等するためのプログラムを配信するプログラム送信装置４１の構成の一例を示すブロック図と、（ｂ）個別部５により機能を追加等するための処理の一例を示すフロー図と、（ｃ）個別部５に流入量予測連携部３５及び売電収入予測連携部３７を追加した後の、ダム運用管理システムの構成の一例を示すブロック図を示す。本願発明のダム運用管理システムにおいて、３つのダム運用管理システムを連携する例を示す。個別部５に手動入力機能部３９を追加した後の、ダム運用管理システムの構成の一例を示すブロック図を示す。

　以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、この実施例に限定されるものではない。

　図１は、本願発明の実施例に係る（ａ）ダム運用管理システムの構成の一例を示すブロック図と、（ｂ）動作の一例を示すフロー図である。

　図１（ａ）を参照して、ダム運用管理システムの構成の一例を説明する。ダム運用管理システムは、情報処理装置１と、ゲート運転パネル２を備える。情報処理装置１は、共通部３と、個別部５と、表示部７と、ゲート運転記録部９と、プログラム受信部１１と、機能制御部１３を備える。共通部３は、データ収集部１５と、売電単価取得部１７と、電力需要取得部１９と、流入量予測部２１と、流出量予測部２３と、水位予測部２５と、制御部２７と、発電量予測部２９と、売電収入予測部３１を備える。図１（ａ）では、個別部５により実現される機能がなく、情報処理装置１の最もシンプルな構成の一例である。

　情報処理装置１は、ダムを管理するための主要機能を実現するものである。情報処理装置１は、機能を最小限にしているため、例えば汎用のノートパソコンを使用して実現することができる。主要機能として、例えば、ダムに設置された水位計や監視カメラなどを使用して、ダム及びその周辺地域に設けられた測定機器からデータを収集したり、ダムの状況を視覚的にモニタリングしたりすることができる。また、情報処理装置１の使用者は、表示部７に表示された水位等の情報や監視カメラによる映像を利用して、ゲート運転パネル２を操作してゲートを開閉し、ダムにたまった水の放流を制御して、ダムを安全に運用することができる。このとき、ダムの下流に設けられた放流サイレンや通知機器などに対して、放流を知らせる通知システムも備える。

　情報処理装置１は、このように、ダムを安全に管理及び運用するための主要機能を実現している。これは、従来のダム総合管理システムが担っていた機能である。従来のダム総合管理システムは、ダムを安全に運用するための機能を充実させることが最優先事項であった。しかし、経済的に厳しい国々では、単純にダムを安全に運用するだけでは、経済的に行き詰まり、運用を停止せざるを得なくなる可能性が高い。すなわち、従来のダム総合管理システムは、オーダーメードとなるためにイニシャルの初期導入費用が高額になる。価格を下げるためには、同一のシステムを多数導入することが考えられる。しかし、従来のダム総合管理システムを網羅的に実現するシステムでは、一部のダムに必要な機能であっても、他のダムには不要な機能を導入することとなる。結果として、経済的に厳しい国々のダムに導入できず、最低限の安全性すら実現できないでいた。

　情報処理装置１は、共通部３により、最低限の主要機能を実現して最低限のダム運用の安全性を確保するとともに、運用により得られる売電収入の予測及び売電収入を最大化する運用のシナリオ案を提示して、継続的な運用を可能にする（図１（ｂ）参照）。さらに、個別部５により、ダムの運用の変化に応じて対応することや、ダムの運用を高度化することが可能になる（図３及び図４参照）。

　図１（ｂ）を参照して、売電収入の予測及び売電収入を最大化する運用のシナリオ案の提示の処理の一例を説明する。データ収集部１５は、ダムに設置された水位計や監視カメラなどを使用して、ダム及びその周辺地域に設けられた測定機器からデータを収集したり、ダムの状況を視覚的にモニタリングしたりする。また、インターネットを使用して、周辺地域の天候に関する過去及び現在の情報並びに将来の予測情報を得る。

　売電単価取得部１７及び電力需要取得部１９は、時間の経過に応じた売電単価及び電力需要を取得する（ステップＳＴ１）。売電単価は、例えば、政府等により示された情報を使用する。電力需要は、政府等の予測を利用したり、過去の電力需要を利用したりする。

　流入量予測部２１は、周辺地域の天候に関する情報を用いて、解析モデルを使用して流入量を計算し、将来の流入量を予測する（ステップＳＴ２）。

　流出量予測部２３は、将来に実現可能な放流量及び発電取水量の経時的変化の一つを計算する（ステップＳＴ３）。ここで、発電取水量は、発電のために取水口から取水する水量である。放流量は、安全のためにダムから放流する水量である。放流量及び発電取水量を併せて流出量という。水位予測部２５は、水位計による現在の水位と、流入量予測部２１及び流出量予測部２３が計算した将来の流入量及び流出量を使用して、将来の水位を予測する（ステップＳＴ４）。制御部２７は、ダムの運用が安全か否かを判断する（ステップＳＴ５）。安全であればステップＳＴ６に進み、安全でなければステップＳＴ１１に進む。

　ステップＳＴ６において、発電量予測部２９は、流出量予測部２３が計算した発電取水量の経時的変化により、発電する発電量の経時的変化を予測する。制御部２７は、電力需要取得部１９により取得された電力需要を満たすか否かを判断する（ステップＳＴ７）。電力需要を満たすならばステップＳＴ８に進み、満たさないならばステップＳＴ１１に進む。

　ステップＳＴ８において、売電収入予測部３１は、売電単価取得部１７により得られた時間の経過に応じた売電単価と、発電量予測部２９により予測された発電量の経時的変化により、発電により得られる売電価格を予測する。制御部２７は、現在の状況から予測される売電価格について、今回の計算で得られた売電価格が、初めて得られたものか、２度目以降であれば以前に得られた売電価格よりも高い売電価格であるか否かを判断する（ステップＳＴ９）。初めて得られたもの、又は、２度目以降で以前に得られた売電価格よりも高い売電価格であれば、今回の計算で得られた売電価格を最高売電価格として更新し、ステップＳＴ１１に進む。２度目以降で、以前に得られた売電価格が、今回の売電価格よりも高い場合には、ステップＳＴ１１に進む。

　ステップＳＴ１１で、流出量予測部２３が、将来として実現可能な流出量の経時的変化をすべて計算したか否かを判断する。計算していないのであれば、ステップＳＴ３に戻り、流出量予測部２３は、他の実現可能な流出量の経時的変化を計算する。計算したのであれば、制御部２７は、表示部７に、最高売電価格を与える流出量の経時的変化を表示して、情報処理装置１の使用者に対して、売電収入を最大化する運用のシナリオ案として提示する（ステップＳＴ１２）。最高売電価格を与える流出量のシナリオが無ければ、その旨を表示する。情報処理装置１の使用者は、このシナリオ案を参照して、ゲート運転パネル２を使用してゲートの開閉等を指示し、図示を省略するゲート運転部は、ダムのゲートを管理するゲート制御部に対して、開閉を指示する（ステップＳＴ１３）。なお、ゲートの開閉等は、ダム運用管理システムの機能として指示することにより実現してもよく、ダム運用管理システムとは独立に指示して実現するものでもよい。

　なお、情報処理装置１において、共通部３及び／又は個別部５においてゲート運転部を実現し、ゲート運転パネル２をタッチパネル等の表示部７に表示して使用者が操作して実現することにより、情報処理装置１において、使用者が、提示されたシナリオ案を参照して、ゲートの運転を実現してもよい。

　また、情報処理装置１において、共通部３及び／又は個別部５において、流出する水量を通知する機能を実現してもよい。これにより、ダム運用管理システムは、単にダムを安全かつ効率的に運用するだけでなく、下流域を中心とした地域の安全、さらに、水の活用を実現することができる。図３及び図４を参照して、複数のダムで流出する水量に関する情報を協働して利用する一例を説明する。

　また、情報処理装置１において、共通部３及び／又は個別部５において、ダムなどに設けられたセンサの値を情報処理装置１に入力する際に、自動入力と手動入力を切り替えるようにしてもよい。図５を参照して、自動入力と手動入力の切り替えの一例を説明する。

　図１（ａ）のゲート運転記録部９は、ゲート制御部によるゲートの管理を記録する。図１（ａ）のプログラム受信部１１及び機能制御部１３は、配信サーバよりプログラムを受信し、個別部５により機能を実現して、共通部３により実現される機能に対して新たな機能を追加したり、新たな機能に置き換えたりする処理を行う。図３及び図４を参照して、具体的に説明する。

　制御部２７は、流入量予測部２１による流入量の予測や、水位計により測定されたダムの水位、ゲートの開閉による流出量の制御等により、従来のダム総合管理システムと同様に、ダムの運用の安全性をチェックして、ダムからの越流等を防止し、必要最小限の安全性を確保することができる。本願発明のダム運用管理システムは、これに加えて、売電収入の計算が可能であるため、無効放流を減らして（可能であればなくし）、電力需要や売電単価のピーク時間帯を考慮して、数～数１０％の電力量を増加させて、売電収入を増加させることが期待できる。このように、安全かつ効率的なダム運用を実現することができる。

　図２は、表示部７の表示例を示す。タッチパネルディスプレイなどで表示及び操作をすることができる。図２（ａ）を参照して、表示エリア５１は、ダム運用管理システムの使用者、入力エリア及びゲート運転記録部９により記録されたゲートの運転状況を示す。表示エリア５３は、操作アイコンを示す。表示エリア５５は、水位や将来の天候の予測を示す。表示エリア５７は、ダム運用のためのグラフ表示を示す。

　表示エリア５９は、表示エリア５５の一部である。図２（ｂ）を参照して、具体的に説明する。表示エリア６１は、ハイドログラフ（日雨量及び日流入量表示）である。表示エリア６３は、実績流入量の増減量を表示する。表示エリア６５は、発電効率（機械効率）を表示し、最大出力超過時に警告することができる。表示エリア６７は、発電効果を表示する。上から順に、負荷率、設備利用率、売電単価、及び、水の使用度合いを示す。表示エリア６９は、流入量の状況を表示する。表示エリア７１は、現在時刻を表示する。表示エリア７３は、前回データを記録した時刻を表示することで、手動入力を支援する。表示エリア７５は、データ容量表示であり、データ行数を表示してデータベース容量を示す。

　表示エリア６７において、負荷率は、最大出力に対する当月内当日までの平均実績出力の割合である。負荷率により、どの程度、最大出力運転ができたかを表示する。設備利用率は、月間発生電力量（最大出力で24時間×当月内当日までのフル稼働）に対する当月内当日までの実際の発生電力量の割合である。設備利用率におり、どの程度、電力量が発生できたかを表示する。売電単価は、現在の時間帯での発生１kＷh当たりの売電価格（ベトナムドン）を表示する。水の使用度合いは、当月内当日までの発生1kWh当たりに要した水量を表示する。

　本実施例において、発電効果として、単位電力を発生させるために要した水量が重要である。水力発電所の発電出力は、例えば下記の数式により計算される。
　　　　（発電出力）＝（係数）×（流量）×（有効落差）×（機械効率）

　このように、水力発電では、有効落差（総落差－損失落差）によって発電出力が異なる。例えば、同じ水量でも、水面の高さの違いなどによって、発電効果は異なる。そのため、同じ電力を発生させる場合にも、発電効果に着目することにより、様々なシナリオが考えられる。例えば、最初に水量を多くしてしまうと、発電量は増加するであろうが、後に水面が下がって発電効果は低下してしまう。そのため、最初は水量を少なくしても、水面の高さを維持して発電効果を高く維持させることにより、後にも発電効果を維持しつつ売電することができる。

　図１の売電収入予測部３１は、例えば、売電価格に加えて、発電効果（特に、単位電力を発生させるために要する水量）を予測するものであってもよい。すなわち、時間の経過に沿って、売電価格の経時的変化を予測するとともに、発電効果の経時的変化をも予測する。そして、売電価格及び発電効果を用いて発電取水量の将来の経時的変化を評価してもよい。例えば、売電価格が上昇している時間帯では、発電効果を高くすることにより、売電価格がさらに上昇した場合に発電できる余地を確保することが考えられる。他方、売電価格が下降している時間帯では、貯水量を確保することにより、将来に発電する余地を確保することが考えられる。そのため、発電取水量の将来の経時的変化について、例えば、売電価格に加えて発電効果を使用して、発電取水量の将来の経時的変化を評価し、適切なものを予測するようにすることは、極めて有用である。例えば、売電収入予測部３１は、売電価格の上昇及び下降の少なくとも一方の時間帯において、例えば水面の高さを一定の範囲内にすることなどにより、発電効果が所定の範囲内にあるようにして、発電効果が、時間の経過に伴い、さらに上昇したり及び／又はさらに下降したりすることができる余地を確保するようにしてもよい。

　なお、表示エリア６５に示す発電効率（機械効率）は、入力したエネルギーに対して電力が発生した効率である。エネルギー変換効率として、水力発電に限らず他の自然エネルギーを利用した発電においても一般的に着目されているものである。

　図３及び図４は、個別部５による新たな機能を追加する処理の一例を示す。複数のダム運用管理システムの連携を追加する例を示す。図３は、（ａ）個別部５により機能を追加等するためのプログラムを配信するプログラム送信装置４１の構成の一例を示すブロック図と、（ｂ）個別部５により機能を追加等するための処理の一例を示すフロー図と、（ｃ）個別部５に流入量予測連携部３５及び売電収入予測連携部３７を追加した後の、ダム運用管理システムの構成の一例を示すブロック図を示す。

　図３（ａ）を参照して、プログラム送信装置４１は、プログラム送信部４３と、プログラム記憶部４５を備える。プログラム記憶部４５は、個別部５により機能を追加等するためのプログラムを記憶する。プログラム送信部４３は、情報処理装置１に対して、プログラム記憶部４５が記憶するプログラムを送信する。

　図３（ｂ）を参照して、個別部５により機能を追加等するための処理の一例を説明する。プログラム送信部４３は、情報処理装置１に対して、プログラム記憶部４５が記憶するプログラムを送信し、情報処理装置１のプログラム受信部１１は、プログラム送信部４３が送信したプログラムを受信する（ステップＳＴＲ１）。情報処理装置１の機能制御部１３は、受信したプログラムを使用して、個別部５において機能を実現する（ステップＳＴＲ２）。機能制御部１３は、共通部３と個別部５により実現される機能を調整する。

　図３（ｃ）の例では、機能制御部１３は、個別部５において流入量予測連携部３５及び売電収入予測連携部３７を追加し（ステップＳＴＲ２の一例）、それぞれ、共通部３における流入量予測部２１及び売電収入予測部３１により実現される機能に、他のダム運用管理システムとの連携という新たな機能を追加する（ステップＳＴＲ３の一例）。

　図４を参照して、３つのダム運用管理システムを連携する例を説明する。３つのダム運用管理システムは、ダムＡ、ダムＢ及びダムＣを管理する。ダムＢ及びダムＣは、ダムＡの上流にある。ダムＢとダムＣは、上流／下流の関係にない。簡単のために、ダムＡ、ダムＢ及びダムＣは、運用水位の範囲における最小貯水量が０．５で最大貯水量が２．０であり、単位時間当たりの最大流出量が１．０とする。

　図４（ａ）は、初期状態を示す。この状態では、各ダムには、貯水量が０．５であるとする。図４（ｂ）は、売電単価が最大になる直前の状態を示す。ここでは、各ダムの貯水量は、１．５に増加している。

　図４（ｃ）及び（ｄ）は、連携機能がなく、各ダムが独立に動作している例を示す。この場合、図４（ｃ）にあるように、ダムＡ、ダムＢ及びダムＣは、売電単価が最大になる時間帯に、同時に、最大流出量にて流出する。すると、ダムＡには、放出により１．０が流出するが、ダムＢ及びＣから合計２．０が流入し、貯水量が２．５となり、越水が生じてしまう。これを防ぐためには、例えば、予めダムＡから０．５を放出しておき、売電単価が最大になる時間帯に１．０を放出してダムＢ及びＣから流出した２．０を貯め、その後、０．５を残して１．５を流出することが考えられる。この場合、ダムＡは、運用水位を下回る状態になる。さらに、事前に０．５を流出するために、売電単価ピーク時に１．５を流出することになる。

　図４（ｅ）～（ｊ）は、連携機能を追加した場合の処理の一例を示す。連携機能は、例えば、次のものである。流入量予測連携部３５は、流入量予測部２１による降雨等による自ダムへの水の流入の予測に、他ダムの水の流出による自ダムの貯水量の増加を予測する機能を追加する。売電収入予測連携部３７は、売電収入予測部３１による自ダムの売電収入を予測する機能に、他ダムの売電収入を予測する機能を追加する。これらにより、複数ダムの連携による安全性の向上に加えて、全体として売電収入を増加させることができる。

　図４（ｂ）の状態で売電単価が最大になったとき、図４（ｅ）にあるように、ダムＡ及びＢは最大流出量にて流出し、ダムＣは流出しない。図４（ｆ）にあるように、ダムＢの貯水量は０．５となり、ダムＡ及びＣの貯水量は１．５となる。次に、図４（ｇ）にあるように、ダムＡ及びＣが最大流出量にて流出し、ダムＢは流出しない。図４（ｈ）にあるように、ダムＢ及びダムＣの貯水量は０．５となり、ダムＡの貯水量は１．５となる。次に、図４（ｉ）にあるように、ダムＡは最大流出量にて流出し、ダムＢ及びＣは流出しない。図４（ｊ）にあるように、ダムＡ、Ｂ及びＣの貯水量は０．５となる。これにより、各ダムは、最大流出量にて流出して、発電量を増加させることができる。

　図４（ｅ）～（ｊ）の処理は、３つのダム運用管理システムのすべての個別部に連携機能を追加することによっても実現することができる。他方、ダムＢは、図４（ｃ）及び（ｄ）と同様の制御で実現することができる。そのため、ダムＢのダム運用管理システムは共通部により実現し、ダムＡ及びＣのダム運用管理システムは、個別部により連携機能を追加することによって実現することができる。ダムＢのダム運用管理システムが、ネットワークに接続しておらず、連携が困難な場合でも、スタンドアロンで共通部により実現することにより、他のダム運用管理システムが個別部により連携することにより、実現することができる。

　このように、連携機能は、様々な態様が想定される。これを共通部により実現するならば、すべての連携のパターンを事前に想定して導入する必要があり、イニシャルの導入コストが増大してしまう。さらに、例えば、ダムＢには、単に連携機能を実現するためにネットワーク環境を整える等の追加費用も必要になる。他方、個別部により追加的に必要な連携機能を実現することにより、イニシャルの導入コストを最小限とし、さらに、必要なダム運用管理システムにのみ連携機能を実現して、柔軟な管理を実現することができる。

　特に、プログラム送信装置は、ダム運用管理システムと同じ国において運用及び管理する必要はない。例えば、従来のダム総合管理システムにより高度なダム管理サービスを実現している国の技術者が、その知見を活かし、経済的に厳しい国の本願のダム運用管理システムに対して、個別部によりダム運用管理サービスを充実させるために、プログラム送信装置を利用することができる。

　図５は、個別部５による新たな機能を追加する処理の他の一例を示す。例えばダム水位を測定するセンサなど、ダムなどに設けられた各種センサが、様々な測定を行い、測定した値が得られる。図５では、データ収集部１５が自動入力を行うのに対し、個別部５において実現される手動入力機能部３９は、使用者が手動入力を実現する場合を例に説明する。

　各種センサの値を自動入力するのであれば、センサの測定値が情報処理装置と一致することとなり、ダム運用管理サービスとしては信頼性が向上すると考えられる。そのため、基本的には、自動入力が望ましいとも考えられる。

　しかしながら、ダム運用管理サービスを導入したばかりの初期の段階では、各種センサが十分に設けられていなかったり、信頼性が低かったりする場合がある。そうすると、自動入力を使用すると、取り込めなかったり、信頼性の低い値を取り込んでしまったりしてしまう可能性がある。また、初期の段階では、使用者の技術が十分に育っておらず、自動的に入力された各種センサの値への注意が行き届かない可能性が高い。

　そこで、個別部５において、手動入力機能部３９を導入することにより、自動入力を制限し、使用者による手動入力を実現する。これにより、観測機器がない場合や信頼性が低い場合でも、連続的なデータ入力が可能になる。また、使用者は、各種センサの値を手動入力することにより、各地点の傾向や状況を理解することができ、教育効果が認められる。さらに、使用者は、入力値の妥当性を入力するごとに判断するため、異常値を察知することが可能となり、特に初期の段階において信頼性の高いダム運用を実現することが可能になる。

　また、人工知能機能（ＡＩ機能）により、例えば、次のような事項を実現することができる。全特長を記憶し、諸元、技術指標、水文状況、流出状況等に関する使用者からの質問に回答する。運転実績等を蓄積し、水文や売電の全体傾向を見ながら、より効率的な運転方法を算出する。森林破壊や雨の降り方等の流域の変化、流出傾向等を算出し、プログラムの改善に繋げる。プログラム導入地点周辺の気象の特徴、傾向を分析する。オペレーターに対する最適運転を助言したり、運転を補助したりする。プログラム導入地点の流域と他の地点をコミュニケーションし、水系一貫での運用の効率化に繋げる。

　さらに、気象予測会社が提供する台風の進路予測と実績及び雲の温度を示す赤外線画像を表示することで、定性的な洪水発生予測をし、台風への準備を可能とする。

　１，８１，８３　情報処理装置、２　ゲート運転パネル、３　共通部、５　個別部、７　表示部、９　ゲート運転記録部、１１　プログラム受信部、１３　機能制御部、１５　データ収集部、１７　売電単価取得部、１９　電力需要取得部、２１　流入量予測部、２３　流出量予測部、２５　水位予測部、２７　制御部、２９　発電量予測部、３１　売電収入予測部、３５　流入量予測連携部、３７　売電収入予測連携部、４１　プログラム送信装置、４３　プログラム送信部、４５　プログラム記憶部

Claims

　ダムを管理するダム運用管理システムであって、
　時間の経過に応じた売電単価を取得する売電単価取得部と、
　時間の経過に応じた前記売電単価を用いて、前記ダムから取水する発電取水量の将来の経時的変化によって発電される電力の売電価格を予測する売電収入予測部を備える、ダム運用管理システム。
　前記売電収入予測部は、前記ダムから取水する発電取水量の将来の経時的変化によって、前記売電価格に加えて、単位電力を発電させるために使用する水量を用いて発電効果を予測する、請求項１記載のダム運用管理システム。
　前記売電収入予測部は、前記売電価格及び前記発電効果を用いて前記発電取水量の将来の経時的変化を評価する、請求項２記載のダム運用管理システム。
　前記発電効果を表示する表示部を備える請求項２又は３に記載のダム運用管理システム。
　当該ダム運用管理システムは、
　　前記ダムを管理するための複数の機能を実現する共通部と、
　　前記共通部が実現する前記複数の機能に新たな機能を付加し、及び／又は、前記共通部が実現する前記複数の機能の一部を新たな機能に変更する個別部を含む、請求項１から４のいずれかに記載のダム運用管理システム。
　前記個別部は、共通部におけるセンサの値を自動入力する機能に代えて、使用者が前記センサの値を手動入力する機能に変更する手動入力機能部を備える、請求項５記載のダム運用管理システム。
　前記売電収入予測部は、
　　前記共通部として、当該ダム運用管理システムが管理する前記ダムにより発電される電力による売電収入を予測する機能を実現し、
　　前記個別部として、当該ダム運用管理システムが管理する前記ダムとは異なるダムを管理するダム運用管理システムと連携して、複数のダムにより発電される電力による売電収入を予測する機能を実現する、請求項５記載のダム運用管理システム。
　前記ダムは、他の複数のダムが流出した水の一部又は全部を流入するものであり、
　前記ダムを管理する当該ダム運用管理システムは、個別部が連携部を備え、
　前記複数のダムのうち、一部を管理するダム運用管理システムは個別部が連携部を備え、他の一部を管理するダム運用管理システムは個別部が連携部を備えず、
　前記連携部は、前記連携部を備えないダム運用管理システムによる個々のダムの運用を前提に、連携部を備えるダム運用管理システムによって連携してダムを運用する、請求項５記載のダム運用管理システム。
　当該ダム運用管理システムは、プログラム送信装置を備え、
　前記プログラム送信装置は、プログラム送信部を備え、
　前記プログラム送信部は、前記ダム運用管理システムに対してプログラムを配信して、前記個別部に対して、前記共通部が実現する前記複数の機能に新たな機能を付加し、及び／又は、前記共通部が実現する前記複数の機能の一部を新たな機能に変更する、請求項５から８のいずれかに記載のダム運用管理システム。
　プログラムを送信するプログラム送信部を備えるプログラム送信装置であって、
　前記プログラム送信部は、ダムを管理するダム運用管理システムに対して前記プログラムを送信し、
　前記ダム運用管理システムは、前記ダムを運用するための複数の機能を実現する共通部と、個別部を含み、
　前記プログラム送信部は、前記ダム運用管理システムに対してプログラムを配信して、前記個別部に対して、前記共通部が実現する前記複数の機能に新たな機能を付加し、及び／又は、前記共通部が実現する前記複数の機能の一部を新たな機能に変更する、プログラム送信装置。
　ダムを管理するダム運用管理システムにおけるダム運用管理方法であって、
　前記ダム運用管理システムは、時間の経過に応じた売電単価を取得する売電単価取得部を備え、
　前記ダム運用管理システムが備える売電収入予測部が、時間の経過に応じた前記売電単価を用いて、前記ダムから取水する発電取水量の将来の経時的変化によって発電される電力の売電価格を予測するステップを含むダム運用管理方法。
　コンピュータを、
　時間の経過に応じた売電単価を取得する売電単価取得部と、
　時間の経過に応じた前記売電単価を用いて、ダムから取水する発電取水量の将来の経時的変化によって発電される電力の売電価格を予測する売電収入予測部として機能させるためのプログラム。