JP2766501B2 - ダム式水力発電所の水位調整装置 - Google Patents
ダム式水力発電所の水位調整装置Info
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- JP2766501B2 JP2766501B2 JP1070174A JP7017489A JP2766501B2 JP 2766501 B2 JP2766501 B2 JP 2766501B2 JP 1070174 A JP1070174 A JP 1070174A JP 7017489 A JP7017489 A JP 7017489A JP 2766501 B2 JP2766501 B2 JP 2766501B2
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- dam
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- current
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- Y02E10/20—Hydro energy
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- Control Of Water Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダムの水位を略一定に保ちつつ水力発電を
行うダム式水力発電所における水位調整装置に関する。
行うダム式水力発電所における水位調整装置に関する。
従来、流れ込み式調整池の水位調整装置として、第４
図及び第５図に示すようなものがある。
図及び第５図に示すようなものがある。
すなわち、調整池101にはその水位を検出する水位検
出器102が設けられており、水位検出器102によって検出
された現水位は、水位調整装置（一般に、WLRとも呼ば
れる。）103に送給される。
出器102が設けられており、水位検出器102によって検出
された現水位は、水位調整装置（一般に、WLRとも呼ば
れる。）103に送給される。
一方、調整池101からは、水圧管104を介して水車105
に水が送給される。水車105には発電機106が接続されて
いる。
に水が送給される。水車105には発電機106が接続されて
いる。
このような水位調整装置103において、基準水位と水
位垂下率（ガイドベーンを全開（開度100％）とすべき
全負荷流量からガイドベーンを全閉（開度０％）とすべ
き無負荷流量までの変化に対応する水位変化）によっ
て、水車105の入り口に配設されているガイドベーンの
開度を決定し（第２図参照）、ガイドベーンへ開閉指令
を送る。この場合、ガイドベーンの現開度は、レターン
信号107によって水位調整装置103に送られている。
位垂下率（ガイドベーンを全開（開度100％）とすべき
全負荷流量からガイドベーンを全閉（開度０％）とすべ
き無負荷流量までの変化に対応する水位変化）によっ
て、水車105の入り口に配設されているガイドベーンの
開度を決定し（第２図参照）、ガイドベーンへ開閉指令
を送る。この場合、ガイドベーンの現開度は、レターン
信号107によって水位調整装置103に送られている。
このようにガイドベーン開度を調整して流入量と水車
水量とを等しくし、水位を一定にする水調（水位調整運
転）が行なわれる。
水量とを等しくし、水位を一定にする水調（水位調整運
転）が行なわれる。
このとき、上述の流れ込み式調整池においては、基準
水位及び水位垂下率は固定（値）とされるのが一般的で
ある。
水位及び水位垂下率は固定（値）とされるのが一般的で
ある。
ここで、上記した従来技術の調整池式水力発電所の水
位調整装置をダムに応用しようとすると、ダムは調整池
に比べて容積が非常に大きく、季節による水位変動があ
り、ダム水位が高いときと低いときでは、水位変化に対
する貯水量の変化の割合が異なるため、そのまま適用で
きない。
位調整装置をダムに応用しようとすると、ダムは調整池
に比べて容積が非常に大きく、季節による水位変動があ
り、ダム水位が高いときと低いときでは、水位変化に対
する貯水量の変化の割合が異なるため、そのまま適用で
きない。
すなわち、第５図及び第６図を用いて説明すると、ダ
ムは、調整池と違いすりばち状になっているため、水位
に対してダム貯水量が比例しない。例えば、ダムからの
放流量を０としたときに、同じ流入量があっても水位を
異にするＡ点とＢ点とでは水位変化が異なる。そのた
め、水位によって水位垂下率を変えてやらなければなら
ない。すなわち、ダムの水位が高いときにはダム表面積
が大きいので、ダムからの放流量が０の場合、当該ダム
への流入量が同じであれば水位変動は小さく水位垂下率
が小さい。一方、水位が低いときはダム表面積も小さい
ため、ダムからの放流量が０の場合、同じ流入量に対す
る水位変動は大きく水位垂下率が大きい。
ムは、調整池と違いすりばち状になっているため、水位
に対してダム貯水量が比例しない。例えば、ダムからの
放流量を０としたときに、同じ流入量があっても水位を
異にするＡ点とＢ点とでは水位変化が異なる。そのた
め、水位によって水位垂下率を変えてやらなければなら
ない。すなわち、ダムの水位が高いときにはダム表面積
が大きいので、ダムからの放流量が０の場合、当該ダム
への流入量が同じであれば水位変動は小さく水位垂下率
が小さい。一方、水位が低いときはダム表面積も小さい
ため、ダムからの放流量が０の場合、同じ流入量に対す
る水位変動は大きく水位垂下率が大きい。
従って、ダム式発電所にて水調を行う場合、季節によ
って変化する水位に応じて基準水位及び水位垂下率を人
の手によって計算し、変更しなければならないという問
題がある。
って変化する水位に応じて基準水位及び水位垂下率を人
の手によって計算し、変更しなければならないという問
題がある。
そこで本発明は、ダム式水力発電所において、ダムの
水位がどのように変化しても安定な水調運転が可能とな
るダム式水力発電所の水位調整装置を提供することを目
的とする。
水位がどのように変化しても安定な水調運転が可能とな
るダム式水力発電所の水位調整装置を提供することを目
的とする。
上記目的を有する本発明は、ダムの現在水位に基づい
て、当該ダムの水を放流する弁の開度を制御することに
より前記ダムの水位を一定化しつつ水力発電を行うダム
式水力発電所の水位調整装置であって、前記現在水位
と、当該現在水位に対応して予め設定されている水位垂
下率と、前記弁の現在の開度とに基づいて、前記弁を全
開とすべき前記ダムの水位である基準の水位を算出する
算出手段と、前記現在水位が前記算出された基準の水位
のときに前記弁を全開とすると共に、前記現在水位が前
記基準の水位から前記水位垂下率を減じた水位となった
とき当該弁を全閉とし、且つ、前記現在水位の変化と前
記弁の開度の変化とが比例するように前記弁の開度を調
節して前記ダムの水位を制御する制御手段と、を備え
る。
て、当該ダムの水を放流する弁の開度を制御することに
より前記ダムの水位を一定化しつつ水力発電を行うダム
式水力発電所の水位調整装置であって、前記現在水位
と、当該現在水位に対応して予め設定されている水位垂
下率と、前記弁の現在の開度とに基づいて、前記弁を全
開とすべき前記ダムの水位である基準の水位を算出する
算出手段と、前記現在水位が前記算出された基準の水位
のときに前記弁を全開とすると共に、前記現在水位が前
記基準の水位から前記水位垂下率を減じた水位となった
とき当該弁を全閉とし、且つ、前記現在水位の変化と前
記弁の開度の変化とが比例するように前記弁の開度を調
節して前記ダムの水位を制御する制御手段と、を備え
る。
本発明によれば、算出手段は、現在水位と水位垂下率
と弁の現在の開度とに基づいて、基準の水位を算出す
る。
と弁の現在の開度とに基づいて、基準の水位を算出す
る。
そして、制御手段は、現在水位が算出された基準の水
位のときに弁を全開とすると共に、現在水位が基準の水
位から水位垂下率を減じた水位となったとき当該弁を全
閉とし、且つ、現在水位の変化と弁の開度の変化とが比
例するように前記弁の開度を調節して前記ダムの水位を
制御する。
位のときに弁を全開とすると共に、現在水位が基準の水
位から水位垂下率を減じた水位となったとき当該弁を全
閉とし、且つ、現在水位の変化と弁の開度の変化とが比
例するように前記弁の開度を調節して前記ダムの水位を
制御する。
よって、現在水位と当該現在水位に対応する水位垂下
率と現在の弁の開度とに基づいて基準の水位を算出し、
これにより弁の開度を調節してダムの水位を制御するの
で、ダムの水位が変化した場合に、当該変化した水位に
対応した水位垂下率を用いて基準の水位を算出して弁の
開度を制御できることとなり、季節又は降雨等に対応し
てダムの水位が変化しても、その変化後の水位を一定化
して安定に水車を回転させて発電を実行できる。
率と現在の弁の開度とに基づいて基準の水位を算出し、
これにより弁の開度を調節してダムの水位を制御するの
で、ダムの水位が変化した場合に、当該変化した水位に
対応した水位垂下率を用いて基準の水位を算出して弁の
開度を制御できることとなり、季節又は降雨等に対応し
てダムの水位が変化しても、その変化後の水位を一定化
して安定に水車を回転させて発電を実行できる。
次に本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。
第１図を参照すると、ダム式水力発電所は、ダム１を備
え、ダム１内に水２が貯めこまれている。３は、水位検
出器であり、水２の水位を検出してダム水位信号LSとし
て水位調整装置４に供給する。
第１図を参照すると、ダム式水力発電所は、ダム１を備
え、ダム１内に水２が貯めこまれている。３は、水位検
出器であり、水２の水位を検出してダム水位信号LSとし
て水位調整装置４に供給する。
一方、ダム１から圧力鉄管５が下方に配設されてお
り、下端部に弁としてのガイドベーン６を有する水車７
が配置されている。水車７には発電機８が接続されてい
る。ガイドベーン６の現開度は、ガイドベーン開度信号
GS1としてガイドベーン６から水位調整装置４に送られ
る。ここで、９は、水調切替スイッチである。
り、下端部に弁としてのガイドベーン６を有する水車７
が配置されている。水車７には発電機８が接続されてい
る。ガイドベーン６の現開度は、ガイドベーン開度信号
GS1としてガイドベーン６から水位調整装置４に送られ
る。ここで、９は、水調切替スイッチである。
このような構成を有する水位調整装置４は次のような
動作を行なう。水調切換スイッチ９をONにすると、ダム
１に設置された水位検出器３より、現水位をダム水位信
号LSとして水位調整装置４に供給する。ガイドベーン６
からは、現在のガイドベーンの開度をガイドベーン開度
信号GS1として入力し、水位に対応して予め選定されて
いる水位垂下率を用いて、ガイドベーンの開度を100％
とする基準の水位を後述の（１）式により算出する。
動作を行なう。水調切換スイッチ９をONにすると、ダム
１に設置された水位検出器３より、現水位をダム水位信
号LSとして水位調整装置４に供給する。ガイドベーン６
からは、現在のガイドベーンの開度をガイドベーン開度
信号GS1として入力し、水位に対応して予め選定されて
いる水位垂下率を用いて、ガイドベーンの開度を100％
とする基準の水位を後述の（１）式により算出する。
前述したように、ダムは調整池と異なりすりばち状に
なっているため、水位に対して貯水量は比例しない。つ
まり、放流量を０とした場合、同じ流入量であっても、
ダムの水位によって水位垂下率を変える必要がある。し
かし水位によって常に変えると安定しなくなるため、ダ
ムの水位についてある幅（数ｍ単位）を決め、その幅毎
に水位垂下率を設定しておき、読み込んだ水位に基づい
ていずれかの水位垂下率を使用するのかを選定する（第
７図参照）。
なっているため、水位に対して貯水量は比例しない。つ
まり、放流量を０とした場合、同じ流入量であっても、
ダムの水位によって水位垂下率を変える必要がある。し
かし水位によって常に変えると安定しなくなるため、ダ
ムの水位についてある幅（数ｍ単位）を決め、その幅毎
に水位垂下率を設定しておき、読み込んだ水位に基づい
ていずれかの水位垂下率を使用するのかを選定する（第
７図参照）。
次に選定した水位垂下率を次式（１）に入力し、基準
の水位を算出する。
の水位を算出する。
基準の水位＝（１−現ガイドベーン開度（％）/100）
×水位垂下率（ｍ） ＋現水位（ｍ） …（１） この式を第２図により説明すると、本発明において
は、 （開度０から現ガイドベーン開度まで）：（現ガイド
ベーン開度から全開まで）の比を、 （水位垂下率の最低値から現水位まで）：（現水位か
ら水位垂下率の最高値まで） の比に等しくなるようにしてそのときの基準の水位を
算出する。そして、算出した基準の水位におけるガイド
ベーン６の開度を100％とすると共に当該基準の水位か
ら水位垂下率分だけ下がった水位のときのガイドベーン
６の開度を０％とし、これに基づいて水位の変化とガイ
ドベーン６の開度の変化との関係が比例関係となるよう
に現水位からガイドベーン６の開度を算出する。そして
算出した値をガイドベーン開度指令信号GS2としてガイ
ドベーン６の図示しない駆動部に送り、ガイドベーン６
を制御する。
×水位垂下率（ｍ） ＋現水位（ｍ） …（１） この式を第２図により説明すると、本発明において
は、 （開度０から現ガイドベーン開度まで）：（現ガイド
ベーン開度から全開まで）の比を、 （水位垂下率の最低値から現水位まで）：（現水位か
ら水位垂下率の最高値まで） の比に等しくなるようにしてそのときの基準の水位を
算出する。そして、算出した基準の水位におけるガイド
ベーン６の開度を100％とすると共に当該基準の水位か
ら水位垂下率分だけ下がった水位のときのガイドベーン
６の開度を０％とし、これに基づいて水位の変化とガイ
ドベーン６の開度の変化との関係が比例関係となるよう
に現水位からガイドベーン６の開度を算出する。そして
算出した値をガイドベーン開度指令信号GS2としてガイ
ドベーン６の図示しない駆動部に送り、ガイドベーン６
を制御する。
次に第３図に本発明の第２実施例を説明する。第１実
施例と同じ作用機能を果たすものについては同符号を付
して説明する。
施例と同じ作用機能を果たすものについては同符号を付
して説明する。
第３図に示すように、ダム１からは圧力鉄管５が下方
に配設されており、下端部側で分岐されている。一方の
側にはガイドベーン６を有する水車７が配置され、他方
の側には放流弁12が配置されている。
に配設されており、下端部側で分岐されている。一方の
側にはガイドベーン６を有する水車７が配置され、他方
の側には放流弁12が配置されている。
ガイドベーン６はガイドベーン駆動部10によって開閉
駆動される。ガイドベーン６は、ダム水位が下限水位
（０）のときは全閉され、ダム水位の上昇により開方向
に動作して基準の水位（FULL）になると全開になるよう
に制御され、逆にダム水位の低下により閉方向に制御さ
れる機能（以下、水調機能という。）を有している。ガ
イドベーン６の開度は開度検出器（開度レターン）11で
検出されてガイドベーン開度信号GS1として制御装置４
に送られる。制御装置４からはガイドベーン駆動部10を
駆動するガイドベーン開度指令信号GS2が送出される。
駆動される。ガイドベーン６は、ダム水位が下限水位
（０）のときは全閉され、ダム水位の上昇により開方向
に動作して基準の水位（FULL）になると全開になるよう
に制御され、逆にダム水位の低下により閉方向に制御さ
れる機能（以下、水調機能という。）を有している。ガ
イドベーン６の開度は開度検出器（開度レターン）11で
検出されてガイドベーン開度信号GS1として制御装置４
に送られる。制御装置４からはガイドベーン駆動部10を
駆動するガイドベーン開度指令信号GS2が送出される。
弁体としての放流弁12は放流弁駆動部13aによって開
閉駆動される。放流弁12も上記した水調機能を有してい
る。放流弁12の開度は開度検出器（開度レターン）13で
検出されて放流弁開度信号HS1として制御装置４に送ら
れる。制御装置４からは放流弁駆動部13aを駆動する放
流弁開度指令信号HS2が送出される。
閉駆動される。放流弁12も上記した水調機能を有してい
る。放流弁12の開度は開度検出器（開度レターン）13で
検出されて放流弁開度信号HS1として制御装置４に送ら
れる。制御装置４からは放流弁駆動部13aを駆動する放
流弁開度指令信号HS2が送出される。
ダム１には水位検出器３が配置されており、その検出
水位がダム水位信号LSとして制御装置４に送出される。
水位がダム水位信号LSとして制御装置４に送出される。
ダム１の水位がガイドベーンに係る基準の水位以下で
あるときはガイドベーン６により放流し、ダムの水位が
ガイドベーンに係る基準の水位を越え放流弁に係る基準
の水位以下であるときは放流弁12により放流するように
なっている。
あるときはガイドベーン６により放流し、ダムの水位が
ガイドベーンに係る基準の水位を越え放流弁に係る基準
の水位以下であるときは放流弁12により放流するように
なっている。
このように、放流弁12の制御においても第１実施例と
同様に、現水位、弁開度及び水位垂下率をもとに基準の
水位を算出して制御を行なえば同様の効果が得られる。
同様に、現水位、弁開度及び水位垂下率をもとに基準の
水位を算出して制御を行なえば同様の効果が得られる。
以上説明したように本発明によれば、現在水位と当該
現在水位に対応する水位垂下率と現在の弁の開度とに基
づいて基準の水位を算出し、これにより弁の開度を調節
してダムの水位を制御するので、ダムの水位が変化した
場合に、当該変化した水位に対応した水位垂下率を用い
てそのときの基準の水位を算出して弁の開度を制御でき
ることとなり、季節又は降雨等に対応してダムの水位が
変化しても、その変化後の水位を一定化して安定に水車
を回転させて発電を実行できる。
現在水位に対応する水位垂下率と現在の弁の開度とに基
づいて基準の水位を算出し、これにより弁の開度を調節
してダムの水位を制御するので、ダムの水位が変化した
場合に、当該変化した水位に対応した水位垂下率を用い
てそのときの基準の水位を算出して弁の開度を制御でき
ることとなり、季節又は降雨等に対応してダムの水位が
変化しても、その変化後の水位を一定化して安定に水車
を回転させて発電を実行できる。
従って、安定な水調運転を行って発電することができ
る。
る。
第１図は、本発明の第１実施例の全体構成図、第２図
は、WLR方式におけるガイドベーン開度とダム貯水位の
関係を示す図、第３図は、本発明の第２実施例の全体構
成図、第４図は、従来の調整池におけるWLR方式におけ
る全体構成図、第５図は、WLR方式におけるガイドベー
ン開度とダム貯水位の関係を示す図、第６図は、ダム水
位とダム貯水量の関係を示す図、第７図は、ダム水位と
水位垂下率との関係を示す図である。 １……ダム ２……水 ３……水位検出器 ４……水位調整装置 ５……圧力鉄管 ６……ガイドベーン ７……水車 ８……発電機 ９……水調切替スイッチ GS1……ガイドベーン開度信号 GS2……ガイドベーン開度指令信号 HS1……放流弁開度信号 HS2……放流弁開度指令信号
は、WLR方式におけるガイドベーン開度とダム貯水位の
関係を示す図、第３図は、本発明の第２実施例の全体構
成図、第４図は、従来の調整池におけるWLR方式におけ
る全体構成図、第５図は、WLR方式におけるガイドベー
ン開度とダム貯水位の関係を示す図、第６図は、ダム水
位とダム貯水量の関係を示す図、第７図は、ダム水位と
水位垂下率との関係を示す図である。 １……ダム ２……水 ３……水位検出器 ４……水位調整装置 ５……圧力鉄管 ６……ガイドベーン ７……水車 ８……発電機 ９……水調切替スイッチ GS1……ガイドベーン開度信号 GS2……ガイドベーン開度指令信号 HS1……放流弁開度信号 HS2……放流弁開度指令信号
Claims (1)
- 【請求項１】ダムの現在水位に基づいて、当該ダムの水
を放流する弁の開度を制御することにより前記ダムの水
位を一定化しつつ水力発電を行うダム式水力発電所の水
位調整装置であって、 前記現在水位と、当該現在水位に対応して予め設定され
ている水位垂下率と、前記弁の現在の開度とに基づい
て、前記弁を全開とすべき前記ダムの水位である基準の
水位を算出する算出手段と、 前記現在水位が前記算出された基準の水位のときに前記
弁を全開とすると共に、前記現在水位が前記基準の水位
から前記水位垂下率を減じた水位となったとき当該弁を
全閉とし、且つ、前記現在水位の変化と前記弁の開度の
変化とが比例するように前記弁の開度を調節して前記ダ
ムの水位を制御する制御手段と、 を備えることを特徴とするダム式発電所の水位調整装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070174A JP2766501B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | ダム式水力発電所の水位調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070174A JP2766501B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | ダム式水力発電所の水位調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249011A JPH02249011A (ja) | 1990-10-04 |
| JP2766501B2 true JP2766501B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=13423902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1070174A Expired - Lifetime JP2766501B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | ダム式水力発電所の水位調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2766501B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101956720B1 (ko) * | 2018-11-01 | 2019-03-11 | 대산소수력발전(주) | 수위 조절이 용이한 소수력발전 시스템 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5085792A (ja) * | 1973-12-08 | 1975-07-10 | ||
| JPS59211110A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-11-29 | Fuji Electric Co Ltd | 水力発電所の水位調整装置 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP1070174A patent/JP2766501B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101956720B1 (ko) * | 2018-11-01 | 2019-03-11 | 대산소수력발전(주) | 수위 조절이 용이한 소수력발전 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02249011A (ja) | 1990-10-04 |
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