JP2012127073A - Water intake control method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に小容量ダムに適したダムから水力発電所への取水制御方法及び装置に関する。 The present invention relates to a water intake control method and apparatus from a dam suitable for a small capacity dam to a hydroelectric power plant.
河川の水を貯留する貯水部と、該貯水部の水を河川に併設された水力発電所に取り入れるための取水口とを備えるようなダムでは、河川上流からの水が貯水部に貯留され、この貯留した水は、ダム水位を運用上保守すべき制限水位内で、水力発電や河川下流への所定水量（いわゆる責任放流量）の供給義務のために、ダムの取水口に設けられた取水口ゲートあるいは水力発電所に設けられた取水弁（例えばガイドベーン、ニードル弁）の操作によって、水力発電所に取り入れられ、取り入れられた水は、水力発電所で発電に用いられて水力発電所から河川下流へ適宜放水されている。即ち、このようなダムにおいては、河川水の流入と水力発電所や河川下流への放水に伴って変動するダム水位が運用上保守すべき制限水位内で管理される必要があるだけでなく、水力発電に必要な水量を水力発電所に供給、並びに、所定水量を河川下流に供給する必要があり、ダムから水力発電所への取水制御（例えば取水口ゲートや取水弁の制御）を誤れば、発電効率の低下や河川下流域への危害などの問題が生じてしまうことから、取水制御の技術に関して、これまでに多くの取り組みがなされている。 In a dam that has a water storage section that stores river water and a water intake for taking the water of the water storage section into a hydroelectric power plant attached to the river, water from the upstream of the river is stored in the water storage section, This stored water is within the restricted water level where the dam water level should be maintained for operation, and water intake provided at the dam intake for hydroelectric power generation and supply of a prescribed amount of water (so-called responsible discharge) downstream of the river The intake water (for example, guide vanes and needle valves) installed in the hydroelectric power plant is taken into the hydroelectric power plant by the operation of the intake gate or the hydroelectric power plant. Water is appropriately discharged downstream of the river. That is, in such dams, not only the dam water level that fluctuates with the inflow of river water and the discharge of water to the hydroelectric power plant or the river needs to be managed within the restricted water level that should be maintained in operation. If it is necessary to supply the amount of water necessary for hydropower generation to the hydropower plant, and supply the predetermined amount of water downstream of the river, and if water intake control from the dam to the hydropower plant (for example, control of intake gates and intake valves) is incorrect Many problems have been made so far with regard to the technology of water intake control due to problems such as a decrease in power generation efficiency and harm to downstream river areas.
そのような取水制御に関する従来技術としては、例えば特許文献１，２のようなダムのゲート制御技術が知られている。具体的には、特許文献１、２は、複数のダム及び水力発電所からなる連接水系において、所定の計画に基づく各ダムからの放流量（又は該放流に伴う連接水系下流側のダムへの流入量）、各水力発電所の発電出力、現在の各ダムの水位を用いて、今後の各ダムの水位変化を演算して予測することによって、連接水系におけるダムの運用を図る技術、換言すればダムのゲート制御を行う技術である。
As conventional techniques related to such water intake control, for example, gate control techniques for dams such as
また、例えば特許文献３，４のようなダムへの流入量予測方法も知られている。具体的には、特許文献３，４は、計算機により所定の流入量予測モデルを用いて、流入量を予測する技術である。
Further, for example, a method for predicting the amount of inflow into a dam as disclosed in
しかしながら、上記特許文献１，２に記載されたダムのゲート制御技術は、その適用対象が複数のダムと水力発電所を有する連接水系であって、連接水系の下流側に連なるダムの運用を適切に図ることに重点を置いているところ、上流側のダムから下流側のダムへの放流（又は流入）は考慮されているものの、最も上流に位置するダムへの水の自然流入量の予測が十分になされていないため、上流側に一つだけ配置されるようなダムから下流側に併設される水力発電所への取水制御に対しては、本技術の適用は困難であった。
However, the dam gate control technology described in
一方、ダムへの水の流入量予測に関して、上記特許文献３，４に記載されたダムへの流入量予測方法は、計算機によって所定の流入量予測モデルを用いるところ、流入量の予測が複雑且つ時間がかかるものとなってしまうため、本技術のような流入量の予測を用いてダムから水力発電所への取水制御（例えばダムの取水口ゲートや水力発電所の取水弁の制御）を行う運転員にとって、取水制御が簡易でなく、同制御に時間を要してしまうという問題があった。
On the other hand, with regard to the prediction of water inflow into the dam, the method for predicting the inflow into the dam described in
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ダムから水力発電所への取水制御を簡易且つ迅速に実施することができる取水制御方法及び装置を提供することを課題とする。 Then, this invention was made | formed in view of the said problem, and makes it a subject to provide the water intake control method and apparatus which can implement the water intake control from a dam to a hydroelectric power station simply and rapidly.
本発明に係る取水制御方法は、上記課題を解決するためになされたもので、河川の水を貯留する貯水部と、該貯水部の水を水力発電所に取り入れるための取水口とを備えるダムから水力発電所への取水制御方法であって、今後の降雨に関する予測情報に基づき、過去の降雨に関する情報と前記ダムに流入した水の流入量に関する情報とが関連付けて記録されてなる第一テーブルを利用して、今後のダムに流入する水の流入量を予測し、該予測された流入量に基づき、前記水力発電所における取水量の経時特性に関する情報がパターン化されてなる第二テーブルから一のパターンを決定し、該パターンに基づいて前記ダムから水力発電所への取水を制御することを特徴とする。 A water intake control method according to the present invention is made in order to solve the above-mentioned problem, and includes a water storage part for storing river water and a water intake for taking water from the water storage part into a hydroelectric power plant. Is a first table in which information on past rainfall and information on the amount of water flowing into the dam are recorded in association with each other based on prediction information on future rainfall. From the second table in which the amount of water flowing into the dam in the future is predicted, and information on the temporal characteristics of the water intake at the hydroelectric power plant is patterned based on the predicted inflow amount. One pattern is determined, and water intake from the dam to the hydroelectric power plant is controlled based on the pattern.
かかる構成からなる取水制御方法によれば、今後の降雨に関する予測情報に基づき、過去の様々な降雨条件下における流入量実績が記録される第一テーブルを利用して、ダムに流入する水の流入量を予測し、該予測された流入量に基づき、水力発電所における取水量の経時特性に関する情報がパターン化されてなる第二テーブルから一のパターンを決定し、該パターンに基づいてダムから水力発電所への取水を制御する。 According to the water intake control method having such a configuration, the inflow of water flowing into the dam is based on the first table in which the actual inflows under various rainfall conditions are recorded based on prediction information on future rainfall. A volume is predicted, and based on the predicted inflow volume, one pattern is determined from the second table in which information on the temporal characteristics of the water intake amount at the hydroelectric power plant is patterned, and the hydraulic power from the dam is determined based on the pattern. Control water intake to the power plant.
また、本発明に係る取水制御方法は、前記予測された流入量と、前記決定されたパターンと、現在のダムの水位に関する情報とを用いて、今後のダムの水位を予測し、該予測された水位と、ダムの保守されるべき制限水位に関する情報とを比較して、前記決定されたパターンが適切であるか否かを判断し、前記決定されたパターンが不適切であると判断した場合、前記予測された流入量と、現在のダムの水位に関する情報と、ダムの保守されるべき制限水位に関する情報とを用いて、前記第二テーブルから前記決定されたパターンとは異なる一のパターンを決定する構成を採用することができる。 Further, the water intake control method according to the present invention predicts the future water level of the dam using the predicted inflow amount, the determined pattern, and information on the current water level of the dam, and the predicted The water level and information on the restricted water level that should be maintained by the dam to determine whether or not the determined pattern is appropriate, and determine that the determined pattern is inappropriate A pattern different from the pattern determined from the second table using the predicted inflow, information on the current water level of the dam, and information on the limit water level to be maintained by the dam. A configuration to determine can be employed.
かかる構成からなる取水制御方法によれば、前記予測された流入量を用いて、前記第二テーブルから決定したパターンの適切性を判断し、必要に応じて、前記第二テーブルから別のパターンを再び決定する。具体的には、当該取水制御方法によれば、現在のダムの水位に関する情報等を用いて、今後のダムの水位を予測し、該予測された水位と、ダムの保守されるべき制限水位に関する情報とを比較して、前記決定されたパターンが不適切であると判断した場合、現在のダムの水位に関する情報等を用いて、前記第二テーブルから別のパターンを決定する。そのため、予測された流入量に応じて、第二テーブルから、仮に誤った一のパターンが決定されたとしても、それを見直し、最終的に、第二テーブルから一のパターンの決定を適切になすことができる結果、当該パターンに基づいてダムから水力発電所への取水を適切に制御することができる。 According to the water intake control method having such a configuration, the suitability of the pattern determined from the second table is determined using the predicted inflow amount, and if necessary, another pattern is determined from the second table. Decide again. Specifically, according to the water intake control method, the future water level of the dam is predicted using information on the current water level of the dam, and the predicted water level and the restricted water level that should be maintained by the dam. If it is determined that the determined pattern is inappropriate by comparing with the information, another pattern is determined from the second table using information on the water level of the current dam. Therefore, even if one wrong pattern is determined from the second table according to the predicted inflow rate, it is reviewed and finally one pattern is properly determined from the second table. As a result, water intake from the dam to the hydroelectric power plant can be appropriately controlled based on the pattern.
また、本発明に係る取水制御方法は、前記第二テーブルからの一のパターンの決定が、前記予測された流入量と、現在のダムの水位に関する情報と、ダムの保守されるべき制限水位に関する情報とを用いてなされる構成を採用することができる。 In addition, the water intake control method according to the present invention relates to the determination of one pattern from the second table relating to the predicted inflow amount, information on the current water level of the dam, and the limit water level to be maintained by the dam. The structure made using information can be adopted.
かかる構成からなる取水制御方法によれば、前記予測された流入量による情報に加えて、現在のダムの水位に関する情報と、ダムの保守されるべき制限水位に関する情報とを用いて、前記第二テーブルから一のパターンを決定する。そのため、第二テーブルから一のパターンの決定を一度で適切になすことができる。 According to the water intake control method having such a configuration, in addition to the information based on the predicted inflow amount, the information on the current water level of the dam and the information on the limit water level to be maintained by the dam are used. A pattern is determined from the table. Therefore, it is possible to appropriately determine one pattern from the second table at a time.
また、本発明に係る取水制御方法は、前記第二テーブルからの一のパターンの決定は、自動でなされる構成を採用することができる。 In addition, the water intake control method according to the present invention can employ a configuration in which the determination of one pattern from the second table is automatically performed.
かかる構成からなる取水制御方法によれば、前記第二テーブルから一のパターンを自動で決定する。そのため、人間系を排除することで、人為的なミスや業務の効率化に資することができる。 According to the water intake control method having such a configuration, one pattern is automatically determined from the second table. Therefore, eliminating human systems can contribute to human error and operational efficiency.
また、本発明に係る取水制御方法は、取水制御が、ダムの前記取水口に設けられた取水口ゲート及び／又は水力発電所に設けられた取水弁を制御する構成を採用することができる。 In addition, the intake control method according to the present invention may employ a configuration in which the intake control controls the intake gate provided at the intake of the dam and / or the intake valve provided at the hydroelectric power plant.
かかる構成からなる取水制御方法によれば、ダムの取水口ゲートや水力発電所の取水弁を制御して、取水制御をする。そのため、取水口ゲートや取水弁の開度調整によって、取水制御を精度良く実施できる。 According to the intake control method having such a configuration, intake control is performed by controlling the intake gate of the dam and the intake valve of the hydroelectric power plant. Therefore, intake control can be performed with high accuracy by adjusting the opening of the intake gate and intake valve.
また、本発明に係る取水制御装置は、河川の水を貯留する貯水部と、該貯水部の水を水力発電所に取り入れるための取水口とを備えるダムから水力発電所への取水制御装置であって、今後の降雨に関する予測情報を入力する入力手段と、該入力される情報に基づき、過去の降雨に関する情報と前記ダムに流入した水の流入量に関する情報とが関連付けて記録されてなる第一テーブルを利用して、今後のダムに流入する水の流入量を予測する流入量予測手段と、前記水力発電所における取水量の経時特性に関する情報がパターン化されてなる第二テーブルのうち、前記予測される流入量に対応する一のパターンに基づいて前記ダムから水力発電所への取水を制御する取水制御手段とを備えることを特徴とする。 A water intake control device according to the present invention is a water intake control device from a dam to a hydroelectric power plant that includes a water storage section for storing river water and a water intake for taking water from the water storage section into the hydroelectric power plant. The input means for inputting prediction information regarding future rainfall, and information regarding past rainfall and information regarding the amount of water flowing into the dam are recorded in association with each other based on the input information. Of the second table in which the information about the time-dependent characteristics of the water intake amount in the hydroelectric power plant is patterned, using the one table, the inflow amount predicting means for predicting the inflow amount of water flowing into the dam in the future, Water intake control means is provided for controlling water intake from the dam to the hydroelectric power plant based on one pattern corresponding to the predicted inflow amount.
かかる構成からなる取水制御装置によれば、入力手段から入力された今後の降雨に関する予測情報に基づき、流入量予測手段によって、過去の様々な降雨条件下における流入量実績が記録される第一テーブルを利用して、ダムに流入する今後の水の流入量を予測し、取水制御手段によって、水力発電所における取水量の経時特性に関する情報がパターン化されてなる第二テーブルのうち、前記予測された流入量に対応する一のパターンに基づいてダムから水力発電所への取水を制御する。 According to the water intake control device having such a configuration, the first table in which the inflow rate results under various past rainfall conditions are recorded by the inflow rate prediction unit based on the prediction information on the future rainfall input from the input unit. Is used to predict the amount of water that will flow into the dam in the future, and from the second table in which the information regarding the time-dependent characteristics of the water intake at the hydropower plant is patterned by the water intake control means. The water intake from the dam to the hydroelectric power plant is controlled based on one pattern corresponding to the inflow.
また、本発明に係る取水制御装置は、前記予測された流入量と、現在のダムの水位に関する情報と、ダムの保守されるべき制限水位に関する情報とを用いて、前記第二テーブルから一のパターンを決定するパターン決定手段を備える構成を採用することができる。 Further, the water intake control device according to the present invention uses the predicted inflow amount, information on the current water level of the dam, and information on the restricted water level to be maintained by the dam, from the second table. A configuration including pattern determining means for determining a pattern can be employed.
かかる構成からなる取水制御装置によれば、パターン決定手段によって、前記予測された流入量と、現在のダムの水位に関する情報等を用いて、第二テーブルから一のパターンを決定する。そのため、第二テーブルから一のパターンの決定を一度で適切になすことができる。 According to the water intake control device having such a configuration, the pattern determining means determines one pattern from the second table using the predicted inflow amount and information on the water level of the current dam. Therefore, it is possible to appropriately determine one pattern from the second table at a time.
また、本発明に係る取水制御装置は、前記取水制御手段が、ダムの前記取水口に設けられた取水口ゲートを制御する取水口ゲート制御手段及び／又は水力発電所に設けられた取水弁を制御する取水弁制御手段である構成を採用することができる。 In the intake control device according to the present invention, the intake control means includes an intake gate control means for controlling the intake gate provided at the intake of the dam and / or an intake valve provided at the hydroelectric power plant. The structure which is the intake valve control means to control is employable.
かかる構成からなる取水制御装置によれば、取水制御手段が、ダムの取水口ゲート制御手段及び／又は水力発電所の取水弁制御手段である。そのため、取水制御手段によって、例えば取水口ゲートや取水弁の開度調整の制御をすることで、取水制御を精度良く実施できる。 According to the water intake control device having such a configuration, the water intake control means is the water intake gate control means of the dam and / or the water intake valve control means of the hydroelectric power plant. Therefore, the intake control can be performed with high accuracy by controlling the opening adjustment of the intake gate or intake valve by the intake control means.
以上のように、本発明に係る取水制御方法及び装置によれば、ダムから水力発電所への取水制御を簡易且つ迅速に実施することができる。 As described above, according to the water intake control method and apparatus according to the present invention, water intake control from a dam to a hydroelectric power plant can be carried out simply and quickly.
以下、本発明に係る取水制御装置の一実施形態について、図面を参酌しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of a water intake control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る取水制御装置を説明するのに先立ち、本実施形態に係るダムとその周囲環境について説明する。図１は、本実施形態に係るダムとその周囲環境の概略図を示す。本実施形態に係るダムは、いわゆる小容量ダムであり、その周囲環境は、図１に示すように、河川２の上流側にダム１が配置され、同河川２の下流側に水力発電所５が併設されたものであり、また河川水を利用したダム１の運用によって、水力発電所５において水力発電が行われている。また当該環境における水の流れについて説明すると、河川上流３から河川水がダム１に流入し、流入した水はダム１で貯留され、ダム１の貯水は、ダム１と水力発電所５及び水力発電所５と河川下流４の間に設けられた取水路９を介して、ダム１から水力発電所５を経て河川下流４に流される。また、ダム１の貯水は、ダム１の水位が運用上の上限の制限水位以上になるような場合、水力発電所５や河川下流４へ突発的に放流されることもある。
Prior to describing the water intake control device according to this embodiment, the dam according to this embodiment and its surrounding environment will be described. FIG. 1 is a schematic view of a dam according to the present embodiment and its surrounding environment. The dam according to this embodiment is a so-called small-capacity dam. As shown in FIG. 1, the
ダム１は、河川上流３の水をせき止める堤体１Ａと、河川上流３の水を貯留する貯水部６と、該貯水部６の水を河川下流４に併設される水力発電所５に取り入れるための取水口７と、該取水口７に設けられた取水口ゲート８とを備えて構成される。
The
堤体１Ａは、河川上流３からの水をせき止め可能に構成され、本実施形態では、堤体１Ａは、河川２の流れを遮って設けられたコンクリートの堤防壁である。
The
貯水部６は、河川からの水を貯留可能に構成され、本実施形態では、貯水部６は、堤体１Ａによってせき止められた河川上流３からの水を貯留する場所である。
The
取水口７は、貯水部６の水が河川下流４に併設される水力発電所５に取り入れられるように構成される。具体的には、取水口７は、貯水部６の水を水力発電所５に取り入れるための開口であって、本実施形態では、貯水部６の河川下流側に設けられた開口である。
The water intake 7 is configured such that the water in the
取水口ゲート８は、取水口７を開閉可能に構成され、本実施形態では、取水口ゲート８は、取水口７を閉塞する位置と、完全に開放する位置との間で開度調整可能に移動する移動体であり、このような開度調整は、後述の運転制御所から遠隔的に操作される。
The
取水路９は、ダム１からの水を水力発電所５に送り、さらに水力発電所５から河川下流４に送ることができるように構成され、本実施形態では、取水路９は、ダム１の取水口７から水力発電所５、水力発電所５から河川下流４に敷設された樋状（上面開口した凹状）あるいは管状の水路である。
The intake channel 9 is configured so that water from the
水力発電所５は、ダム１からの水を用いた水力発電が可能となるように構成され、発電機と、ダム１からの水を取水路９から取り入れ可能に構成される取水弁１０とを備える。
The
取水弁１０は、取水路９からの水を取り入れ可能に構成され、本実施形態では、取水弁１０は、いわゆるガイドベーンやニードル弁であって、その開度調整によって、取水路９から取り入れる水の流量調整を可能にしており、また、このような開度調整は、後述の運転制御所から遠隔的に操作される。
The
以上のような構成からなるダム１の管理は、運転制御所の運転員によってなされており、当該運転制御所では、例えば、取水口ゲート８のゲート開度調整操作、取水弁１０の開度調整操作、ダム水位の計測データの記録、河川２からダム１に流入する水の流入量の計測データの記録、ダム水位がダム１において運用上保守すべき上限と下限が定められた制限水位内にあるか否かといった管理がなされている。そして、取水制御装置は、取水口ゲート８及び取水弁１０の制御を実施（具体的には取水口ゲート８のゲート開度、取水弁１０の開度を決定）するためのもので、運転制御所に配置される。図２に、本実施形態に係る取水制御装置１１の概略構成図を示す。本実施形態に係る取水制御装置１１は、図２に示すように、取水口ゲート８及び取水弁１０の制御をすべく、入出力・表示部１２と、通信部１３と、記録部１４と、演算部１５とを備えて構成され、本実施形態では、取水制御装置１１は、インターネットを介して、Ｗｅｂブラウザ等により情報を得ることができる汎用ＰＣなどである。
Management of the
入出力・表示部１２は、所定データの入力と出力が可能であり、入力されたデータが表示可能なように構成され、具体的には、入出力・表示部１２は、入力手段１２１、その他には、出力手段１２２や表示手段１２３を有する。
The input / output /
入力手段１２１は、所定データを入力可能に構成され、本実施形態では、入力手段１２１は、今後の降雨に関する情報その他データを入力可能とするボタン、タッチパネル、キーボード、マウス等である。ここで、今後の降雨に関する情報とは、例えば現在、取水制御装置１１の操作をしているとすれば、その操作時よりも未来における降雨量（mm/h）、一回の雨につき降り始めから降り終えるまでの一雨雨量（mm）、前回の雨からの晴天日数に関する情報である。尚、出力手段１２２は、所定データを外部出力可能に構成される例えばプリンタ等であり、表示手段１２３は、所定データを表示可能に構成される例えばＬＣＤ、ＣＲＴ等である。
The
通信部１３は、外部機器等とのデータ通信が可能に構成され、データ送信をする送信手段１３１と、データ受信をする受信手段１３２を有してなる。
The
記録部１４は、データの記録を可能に構成され、本実施形態では、記録部１４は、過去における降雨に関する情報とダム１に流入した水の流入量に関する情報とが関連付けて記録されてなる第一テーブル１４１と、水力発電所５における取水量の経時特性に関する情報がパターン化されてなる第二テーブル１４２とを有している。図３に、第一テーブル１４１の一部を示し、図４に、第二テーブル１４２の一部を示す。
The
ここで、第一テーブル１４１における過去における降雨に関する情報とは、過去（例えば現在、取水制御装置１１の操作をしているとすれば、その操作時よりも過去）の各月各日各時における、降雨量（mm/h）、一回の雨につき降り始めから降り終えるまでの一雨雨量（mm）、前回の雨からの晴天日数に関する情報である。また、第一テーブル１４１における過去におけるダム１に流入した水の流入量に関する情報とは、過去の各月各日各時における、河川からダム１に流入した水の流入量（t/s）に関する情報である。即ち、第一テーブル１４１は、図３に示すように、過去の様々な降雨状況下における流入量の実績を記録したものである。
Here, the information regarding the rainfall in the past in the first table 141 is the past (for example, if the operation of the water
また、第二テーブル１４２の水力発電所５における取水量の経時特性に関する情報とは、水力発電所５における一日の時間帯別における電力需要に応じて異なる毎時の取水量（t/s）、平均取水量（t/s）、日量（t）に関する情報である。即ち、第二テーブル１４２は、図４に示すように、水力発電所５の一日における様々な取水計画（即ち、ダム１からの取水量の計画）をパターン化して記録したものである。
Moreover, the information regarding the temporal characteristics of the water intake amount at the
演算部１５は、演算処理が可能なように構成されており、本実施形態では、演算部１５は、流入量予測手段１５１と、取水制御手段１５２その他データの演算手段を有する。尚、その他データの演算手段は、数値データの大小比較等の論理計算や、四則演算が可能に構成される。
The
流入量予測手段１５１は、今後の降雨に関する情報に基づき、第一テーブル１４１を利用することによって、ダム１に流入する今後の水の流入量を予測するように構成される。具体的には、流入量予測手段１５１は、今後における降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数に関する情報に基づいて、第一テーブル１４１から、降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数の各条件が同一又は類似するときの流入量（t/s）を検索して抽出することで、ダム１に流入する今後の水の流入量を予測するように構成される。詳細には、例えば現在から１時間後の降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数が各々、５（mm/h）、２１５（mm）、３日であったとすれば、第一テーブルから、図３に示す１９９０年１月２０日２：００における流入量の３.２（t/s）が検索して抽出され、この流入量が現在から１時間後の予測流入量となる。尚、本実施形態では、流入量の値を三つ検索して抽出して、これらの値を平均化することで、今後の毎時の流入量を予測する。しかし、この場合、第一テーブルから検索して抽出する流入量の値は、三つに限定する趣旨ではなく、例えば一つや二つであっても良いし、三つ以上を抽出して平均その他統計処理をする構成を採用することも当然可能である。
The inflow amount predicting means 151 is configured to predict the inflow amount of water that will flow into the
取水制御手段１５２は、第二テーブル１４２のうち、流入量予測手段１５１によって予測された流入量に対応する一のパターンに基づいてダム１の取水口ゲート８及び取水弁１０を制御するように、取水口ゲート制御手段と取水弁制御手段とを備えて構成される。具体的には、取水口ゲート制御手段は、取水口ゲート８の開度を算出し、その開度に関する情報を取水口ゲート８の開度調整手段に伝達する。尚、取水口ゲート８の開度の算出は、例えばダム水位と水力発電所５の目標取水量とゲート開度との対応関係を定めた特性表等の利用による。また、取水口ゲート８の開度調整手段は、例えば取水口ゲート８を移動させるモータ式のゲート駆動装置を操作するゲート操作盤であり、ＬＡＮケーブルなどのコネクションケーブルで取水制御装置１１と接続されて、運転制御所に配置される。また、取水弁制御手段は、取水口ゲート制御手段と同様な構成であり、取水弁１０の開度を算出し、その開度に関する情報を取水弁１０の開度調整手段（例えば取水弁１０の調整機構を操作する操作盤）に伝達する。
The intake control means 152 controls the
以上のような構成からなる取水制御装置１１を用いた取水制御方法について説明する。図５に、本実施形態に係る取水制御方法のフローチャートを示す。また、図６に同取水制御方法によって得られた数値結果、図７に同グラフ結果であって、（ａ）に今後の流入量の推移、（ｂ）に今後の取水量の推移、（ｃ）に今後のダム水位の推移を示す。
A water intake control method using the water
本実施形態に係る取水制御方法では、図５に示すように、運転制御所の運転員は、今後（本実施形態では、２０１０年１月１日２０：００に、取水制御装置１１を操作しているとして、その操作時よりも未来の２０１０年１月１日２０：００以降）の降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数に関する情報を例えばインターネット上の所定のＷｅｂサイトから取得し、入力手段１２１によって前記取得した各情報を入力する（Ｓ１）。該入力に基づき、流入量予測手段１５１によって今後（２０１０年１月１日２０：００以降）における流入量の予測がなされ（Ｓ２）、運転員は、Ｓ２で予測された流入量を用いて、第二テーブル１４２から一のパターンを決定する（Ｓ３）。尚、本パターン決定は、一のパターンによる取水量が、運用上保守すべき所定の水量（例えば日量で１０万t）以上を確保するようになされる。そして、Ｓ２で予測された流入量と、Ｓ３で決定されたパターンと、現在（２０１０年１月１日２０：００）のダム水位に関する情報とが入力手段１２１によって入力され、演算部１５によって、今後（２０１０年１月１日２０：００以降）のダム水位の予測がなされ（Ｓ４）、また演算部１５によって、Ｓ４で予測されたダム水位と、ダム１の運用上保守すべき上限と下限が定められた制限水位に関する情報とが比較され、Ｓ４で予測されたダム水位が前記制限水位内であるか否か判断される（Ｓ５）。Ｓ４で予測されたダム水位が前記制限水位内であれば（Ｓ５でＹｅｓ）、Ｓ３で決定されたパターンに基づいて、取水制御手段１５２によって、取水口ゲート８及び取水弁１０は制御される（Ｓ７）。Ｓ４で予測されたダム水位が前記制限水位内でない場合（Ｓ５でＮｏ）、運転員は、Ｓ２で予測された流入量に加えて、現在（２０１０年１月１日２０：００）のダム水位に関する情報と、ダム１の前記制限水位に関する情報とを用いて、第二テーブル１４２から一のパターンを決定し直し（Ｓ６）、Ｓ６で決定されたパターンに基づいて、取水制御手段１５２によって、取水口ゲート８及び取水弁１０は制御される（Ｓ７）。最終結果は、図６，７に示すように、今後（２０１０年１月１日２０：００以降）の毎時における、Ｓ２で予測されたダム１への流入量（t/s）、Ｓ３又はＳ７で決定されたパターンによる取水量（t/s）、Ｓ４で予測されたダム水位（m）が数値表やグラフとして、表示手段１２３によって示される。
In the water intake control method according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the operator of the operation control center will operate the water
以上のように、本実施形態に係る取水制御方法及び装置によれば、過去の様々な降雨状況下における流入量の実績を記録した第一テーブル１４１を利用した流入量予測手段１５１によって、今後の降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数に基づき、本条件と同一又は類似する条件における過去の流入量実績を第二テーブル１４２から検索し、該当する流入量（t/s）を三つ抽出して平均化することで、今後の流入量（t/s）を予測するため、今後の流入量を簡易かつ迅速に精度良く予測できる。そして、該予測された流入量に応じて、第二テーブル１４２から一のパターンを決定して、そのパターンに基づく取水口ゲート８及び取水弁１０の制御を行うため、ダム１から水力発電所５への取水制御を簡易且つ迅速に実施することができる。
As described above, according to the water intake control method and apparatus according to the present embodiment, the inflow rate predicting means 151 using the first table 141 that records the results of the inflow rate under various past rain conditions, Based on rainfall (mm / h), rainfall (mm), and the number of clear days, the past inflow results under the same or similar conditions as this condition are searched from the second table 142, and the corresponding inflow (t / By extracting and averaging three s), the future inflow (t / s) is predicted, so the future inflow can be predicted easily and quickly with high accuracy. Then, according to the predicted inflow amount, one pattern is determined from the second table 142, and the
さらに、予測された流入量に応じて、第二テーブル１４２から一のパターンを決定する際に、運転員が仮に誤った一のパターンを決定したとしても、当該決定後に、今後のダム水位を予測して、この予測されたダム水位と、ダム１の運用上保守すべき上限と下限が定められた制限水位に関する情報とを比較することによって、先に決定したパターンの適切性を判断して、不適切であると判断した場合、予測された流入量と、現在のダム水位に関する情報と、ダム１の前記制限水位に関する情報とを用いて、第二テーブル１４２から一のパターンを決定し直すという工程を有するため、適切なパターンを決定することができる。
Furthermore, even when the operator determines a wrong pattern when determining one pattern from the second table 142 according to the predicted inflow, the future dam water level is predicted after the determination. Then, by comparing the predicted dam water level with the information on the limit water level for which the upper and lower limits that should be maintained in operation of
このように適切に決定されるパターンは、水力発電所５の取水計画でもあるため、例えば今後のダム水位が制限水位を超えるために、水力発電所５や河川下流４に向けて放流を要することが想定されるような場合、事前にダム水位を下げるような適切な一のパターンを決定することによって、取水口７からの突発的（即ち非計画的）な放流を抑制し、水力発電所５の発電機の計画的な効率的運用が可能となるとともに、運転員にとっては、取水計画（即ち発電計画）業務の効率化となりうる。また、上記のように放流を抑制することで、下流への水害等の好ましくない影響を防止できる。
Since the pattern determined appropriately in this way is also the intake plan of the
また、流入量予測においては、第一テーブル１４１を利用する点の他、今後の降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数に関する情報が、インターネット上の所定のＷｅｂサイト等から取得できる点、即ち入力情報が入手容易である点も、簡易かつ迅速な流入量予測に資する。 In addition, in the inflow forecast, in addition to the use of the first table 141, information on future rainfall (mm / h), rainfall (mm), and the number of sunny days is provided on a predetermined website on the Internet, etc. The point that can be obtained from the above, that is, the point that the input information is easily available also contributes to the simple and quick inflow amount prediction.
また、水力発電所５の取水計画、即ちダム１からの取水計画は、第二テーブル１４２から一のパターンを決定することによって、定められるため、ダム１からの取水計画が簡易かつ迅速に行うことができる。
In addition, since the intake plan of the
また、今後のダム水位の予測がなされるため、制限水位内でダム水位を管理することが容易になる。 Moreover, since the future dam water level is predicted, it becomes easy to manage the dam water level within the limit water level.
尚、本発明に係る取水制御方法及び装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 In addition, the water intake control method and apparatus according to the present invention are not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、本実施形態に係る取水制御は、取水口ゲート制御手段と取水弁制御手段とを備えた取水制御手段１５２によって取水口ゲート８及び取水弁１０の両方を制御するように構成される場合について説明したが、これに限定されず、取水制御は、取水制御手段１５２によって取水口ゲート８のみ、あるいは、取水弁１０のみを制御する構成を採用することもできる。取水制御手段１５２によって取水口ゲート８のみを制御する場合、取水制御手段１５２は取水口ゲート制御手段によって構成され、ダムの取水口ゲートは手動制御又は所定の開度を維持あるいは取水口ゲートを設けない構成であっても良い。また、取水制御手段１５２によって取水弁１０のみを制御する場合、取水制御手段１５２は取水弁制御手段によって構成され、水力発電所の取水弁は手動制御又は所定の開度を維持あるいは取水弁を設けない構成であっても良い。
For example, in the case where the intake control according to the present embodiment is configured to control both the
また、本発明に係る流入量予測手段１５１は、今後の降雨に関する情報に基づいて、今後の水の流入量を予測するように構成される場合について説明したが、これに限定されず、流入量予測手段は、今後の降雨に関する情報（今後の降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数）と、さらに現在の月及び／又は現在のダム１に流入している水の流入量（t/s）に関する情報とに基づいて、第一テーブル１４１から、降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数、さらに月及び／又は流入量（t/s）の各条件が同一又は類似するときの流入量（t/s）を検索して抽出することで、ダム１に流入する今後の水の流入量を予測するように構成される場合であっても良い。現在の月及び現在のダム１に流入している水の流入量（t/s）に関する情報を用いる場合、例えば現在（１月、具体的には２０１０年１月１日２０：００）の流入量が３（t/s）、その１時間後の降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数が各々、５（mm/h）、２１５（mm）、３日であったとすれば、第一テーブルから、図３に示す過去の１月、具体的には１９９０年１月２０日２：００における流入量の３.２（t/s）などその他２つの該当する過去の１月における流入量が検索して抽出され、抽出された３つの流入量を平均した値が現在から１時間後の予測流入量となる。従って、現在の月や流入量をも加味することで、今後の流入量の予測精度をより向上させることができる。尚、現在のダム１に流入している水の流入量（t/s）に関する情報は、ダム１における計測データから取得される。
Moreover, although the inflow amount prediction means 151 based on this invention demonstrated the case where it was comprised so that the inflow amount of future water might be estimated based on the information regarding future rainfall, it is not limited to this, inflow amount The prediction means includes information on future rainfall (future rainfall (mm / h), rainfall (mm), number of sunny days), and the current month and / or water flowing into the
また、本実施形態に係るパターンの決定（Ｓ３）は、流入量予測手段によって予測された流入量に応じてなされる場合について説明したが、これに限定されず、パターンの決定は、流入量予測手段によって予測された流入量の他に、現在のダム１の水位に関する情報と、ダム１の運用上保守すべき上限と下限が定められた制限水位に関する情報とを用いて、第二テーブル１４２から一のパターンを決定する場合であっても良い。この場合、パターンの決定を、一度で適切にすることができる。
Moreover, although the case where the pattern determination (S3) according to the present embodiment is performed according to the inflow amount predicted by the inflow amount prediction unit has been described, the present invention is not limited to this, and the pattern determination is not limited to the inflow amount prediction. In addition to the inflow amount predicted by the means, from the second table 142, information on the current water level of the
また、本実施形態に係るパターンの決定（Ｓ３又はＳ６）は、運転員が実行する場合について説明したが、これに限定されず、取水制御装置の演算部がパターンの決定を行う場合であっても良い。即ち、取水制御装置１１ａの演算部１５ａは、図８に示すように、パターン決定手段１５３を有する構成を採用することができる。この場合、パターン決定手段１５３によって、第二テーブル１４２ａから一のパターンを自動的に決定することができる。
Moreover, although the determination (S3 or S6) of the pattern which concerns on this embodiment demonstrated the case where an operator performs, it is not limited to this, It is a case where the calculating part of a water intake control apparatus determines a pattern. Also good. That is, the calculating
さらに、例えばパターン決定手段１５３によって、第二テーブル１４２ａのパターン決定において、流入量予測手によって予測された流入量と、現在のダム１の水位に関する情報と、ダム１の運用上保守すべき上限と下限が定められた制限水位に関する情報とを用いて、第二テーブル１４２ａから一のパターンを決定する構成を採用することもできる。この場合、第二テーブル１４２ａから一のパターンの決定を自動で、しかも一度で適切にすることができる。
Furthermore, in the pattern determination of the second table 142a by, for example, the pattern determining means 153, the inflow amount predicted by the inflow amount predictor, information on the current water level of the
また、本実施形態に係る第一テーブル１４１は、図３に示すように、過去の各月における各日各時の降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数、流入量（t/s）で構成される場合について説明したが、これに限定されず、第一テーブルは、図９に示すように、累積雨量（mm）も加えて構成される場合であっても良い。この場合、今後の流入量の予測において、今後の累積雨量（mm）と同一又は類似となる第一テーブルの累積雨量（mm）という制限条件が加わるため、流入量の予測精度をより向上させることができる。 In addition, as shown in FIG. 3, the first table 141 according to the present embodiment includes the amount of rainfall (mm / h), the amount of rain (mm), the number of days of fine weather, the amount of inflow in each day of the past month. Although the case where (t / s) is configured has been described, the present invention is not limited to this, and the first table may be configured by adding cumulative rainfall (mm) as shown in FIG. . In this case, in the prediction of future inflow, the restriction condition of accumulated rain (mm) of the first table that is the same as or similar to the future accumulated rainfall (mm) is added, so the inflow prediction accuracy is further improved. Can do.
また、本実施形態では、Ｓ１の所定データの入力において、今後の降雨量（mm/h）、一雨雨量（mm）、晴天日数に関する情報をインターネット上の所定のＷｅｂサイトから、運転員が手動取得する場合について説明したが、これに限らず、取水制御装置１１が所定のＷｅｂサイトから自動取得する場合であっても良い。この場合、流入量の予測をより簡易かつ迅速なものとすることができる。
Further, in the present embodiment, when inputting the predetermined data in S1, information on future rainfall (mm / h), single rainfall (mm), and the number of sunny days is manually input by an operator from a predetermined website on the Internet. Although the case where it acquires is demonstrated, not only this but the case where the water
１…ダム、２…河川、３…河川上流、４…河川下流、５…水力発電所、６…貯水部、７…取水口、８…取水口ゲート、１０…取水弁、１１…取水制御装置、１２１…入力手段、１４１…第一テーブル、１４２…第二テーブル、１５１…流入量予測手段、１５２…取水制御手段、１５３…パターン決定手段
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