JPH02143311A - 発電所水路系水位の制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水力発電プラントにおける水路系水位を制
御する発電所水路系水位の制御方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

第２図は例えば特開昭６１−２９５８９９号公報に示さ
れた従来の発電所水路系を示す系統図であり１図におい
て、１は上流側発電所、２は上流側発電所１のダム、３
は下流側発電所、４は下流側発電所３のすぐ」二のサー
ジタンク、５．６は上流側発電所１と下流側発電所；３
との間の調整池。

７．８，９．１．０は−に流側発電所１、調整池５、調
整池６．サージタンク４、下流側発電所３の各々を結ぶ
導水路（圧力鉄管）である。また、１１は上流側発電所
１または水位計１２と下流側９．電所３を結ぶ情報伝送
路である。また、１２は１個の調整池に設置された水位
計である。

第３図は下流側発電所３の内部を示し、ｌ：（は水車、
１４は水車１３に流入する水量を調節するガイドベーン
、１５はガイドベーン１４を開閉する調速装置、１６は
調速装置１５に対して、パルス信号で負荷増／減信号を
与える水位、３１Ｉ整装置である。

次に動作について説明する。下流側発電所３は上流側発
電所１の流量を伝送路１１を通じて受信し、水位調整装
置１６は下流側発電所３の出力を上流側発電所１の流量
に合わせるように制御する。

この制御動作は、第４図のフローチャートに従って実行
される。すなわち、まず、水位調整装置１６は一ヒ流側
発電所１の放流量Ｑを測定しくステップＳ’ｒｌ）、こ
れに相当する下流側発電所３の出力値を計算しくステッ
プ５Ｔ２）、この計算値を］コ標値として設定する（ス
テップ５Ｔ３）。次にこの目標値と下流側発電所３で測
定した（ステップＳ　Ｔ　４　）実出力値の偏差ΔＰ２
を求め（ステップ５Ｔ５）　、この偏差の正負を判別し
くステップ５Ｔ６）、この偏差に応じたパルス間隔を決
定しくステップ５Ｔ７）、さらにパルス幅を設定して（
ステップ５Ｔ８）、その偏差を０にする方向に、負荷増
指令パルスまたは負荷減指令パルスを調速装置１５へ送
出する（ステップＳＴ９，５ＴＩＯ）。

通常、負荷増指令パルスおよび負荷減指令パルスはパル
ス幅しいは一定で、パルス間隔ｔ２が上記偏差△Ｐ２に
反比例するように、水位調整装置１６中のマイクロプロ
セッサで計算される。Ｗ８速装置１５は水位調整装置１
６からの負荷槽／減の各指令パルスを受け、ｆＡ速装置
１５内の負荷制限機能によりガイドベーン１４の開度を
設定する。これにより下流側発電所３の水車１３は上流
側発電所１の流量分の水をとりこみ、発電運転されるこ
とになる。ただし、上流側発電所１と下流側発電所３の
間にはサージタンク４および調整池５．６があるため、
これらの水位が溢水するような高水位や、導水路７，８
，９．１０　（圧力鉄管）に空気が流入するような低水
位にならないように、場合によっては上記目標値の修正
が必要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の発電所水路系水位の制御方法は以上のようである
ので、調整池５，６やサージタンク４の水位が危険水位
に近づいたときは、安全水位範囲内を維持するために、
上記目標値を上流側発電所Ｊの出力に追随させずに適切
なリミッタ対策を施すことが必要で、２つの発電所１，
３間に複数の調整池５，６が存在する場合には、リミッ
タのかけかのパターンが複雑になり、水位調整装置１６
による制御方式が難しくなるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、直列−貫水路系であることにｎ目して、１箇
所の調整池の水位と、上流側発電所の放流量とを取り込
んで演算を行なうことにより、２つの発電所間のすべて
の調整池、サージタンクの水位が危険水位か安全水位か
を推論１判断して、危険水位または危険水位方向であれ
ば、出力パルス条件に変更を加えることによって、水路
系を安全に制御できる発電所水路系水位の制御方法を得
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る発電所水路系水位の制御方法は。

上流側発電所の流量と複数個あるうちの調整池のなかか
ら１箇所のみ水位をそれぞれ取り込み、当該調整池の水
位が予め設定した制御目標値に照らして危険水位か安全
水位かを判定するとともに他の調整池、サージタンクが
危険水位か安全水位かを推定５判断し、もし危険水位か
危険水位方向であると判断された場合には、調速装置に
対する出力パルス条件を修正することによって、水路系
を安定に制御するようにしたものである。

〔作用〕

この発明における水位調整装置は、上流側発電所の流量
と１箇所の調整池の水位から演算して、水量が溢水方向
か火水方向かを判断し、そのどちらかであるところの危
険水位方向であると判断されたときには、パルス条件を
変更することにより、制御系のゲインを調節する等の対
策をとって、サージタンクあるいは調整池から溢水した
り、圧力鉄管から空気を吸い込むことのないように、水
路系を安定に制御する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。なお
、この発明の方法を実施する発電所水路系は第２図に示
したものと同一であるので、ここでは省略する。第１図
は水位調整装置１６内のマイクロプロセッサが一定の手
順に従って水位調整する場合のフローチャートである。

上流側発電所１と下流側発電所３との間の１箇所のｇ整
地５の水位りを水位計１２により計測しくステップ５Ｔ
１１）、水位５Ｉ整装置１６へ入力する。一方、上流側
発電所１の放流量Ｑを計測して（ステップＳＴ］２）、
情報伝送路１１を経由して水位調整装置１６へ入力する
。水位調整装置１６では、ステップＳ　Ｔ　１．３に示
すように、槽軸に上流側発電所１の放流ｔＱ髪、たて軸
に調整池５の水位りをおく。そしてＱ　−Ｌ平面上で■
〜■の５種類のゾーンを設ける（ステップ５Ｔ１３）、
これらのゾーン■〜■の詳細は、次の通りである。

■：調整池５の水位りが高く、かつ上流側発電所１の放
流量Ｑが大きいので、水路系全体に水量が過剰であるか
ら、下流側発電所３の目標値を高い値に維持すると同時
に５後述の負荷増方向の偏差△Ｐ２に対しては、パルス
幅／パルス間隔比ｔ＋／Ｌｘを大きくとる等の対策が必
要である。

■：■はどではないが、水路系の水量は余剰傾向である
から、パルス幅／パルス間隔比１．／Ｌ２を大きくして
、ゲインを上げる等の対策が必要である。

■：水路系の水量は多すぎることもなく少なすぎること
もなく、中間の状態であるから、所定のパルス幅／パル
ス間隔比ｊ＋、／ｌｚをとり、上流側発電所１の流量に
見合って下流側発電所：３の出力設定をすればよい。

■：調整池５の水位りが低く、かつ上流側発電所１の放
流ｍＱが小さいので、水路系全体に水量が不足であるか
ら、下流側発電所３の目標値を低い値に維持すると同時
に、負荷減方向の偏差ΔＰ、に対しては、パルス幅／パ
ルス間隔比１．／１２を大きくとる等の対策が必要であ
る。

■：■はどではないが、水路系の水量が減少傾向である
から、パルス幅／パルス間隔比シ、／１４２を大きくし
て、ゲインを上げる等の対策が必要である。

そこで、上記に述べた方法により、下流側発電所３の目
標値を決定しくステップ５Ｔ１４、第１のステップ）次
に、発電機運転台数で目標値を除算しくステップ５Ｔ１
５）、さらに各ユニットごとに上記目標値と下流側発電
所３の各号機で測定したくステップ５Ｔ１６）実出力値
の偏差ΔＰ２を求める（ステップ５Ｔ１７、第２のステ
ップ）。

そして、この偏差Δｐ２の正負判定を行った後（ステッ
プ５Ｔ１８）、パルス間隔ｔ、を求め（ステップ５Ｔ１
９）、さらにパルス幅Ｌ１をも設定する（ステップ５Ｔ
２Ｏ）。最後に、−上流側発電所１の放流ｆｔＱと調整
池５の水位りが人テップ５Ｔ１３で取り扱うデータフォ
マットのＱ　−Ｌ平面上で、ゾーン■〜■のうちのどれ
かに入るかによって、必要に楚；じてパルスｆｌ［隔ｔ
２とパルス＃ｆＸｔ　ｊの修正を行なう（ステップ５Ｔ
２１．第４のステップ）。こうして、水位調整装置１６
から負荷増パルスまたは負荷域パルスを調速装置１５へ
送出する（ステップ５Ｔ２２，５Ｔ２３、第３のステッ
プ）。そして調速装置１５の負荷制限機能により、ガイ
ドベーン１４の開度がセットさ九る。

なお、上記実施例では水位調整装置１６を下流側発電所
３に設置して、上流側発電所１の流量に応じて負荷をと
ることを基本としたが、逆に水位調整装置１６を上流側
発電所１に設置して、下流側発電所；３の要求流量に応
じて負荷をとる方ａ；を採用してもよい。また、水路系
は直列−貫水系でなくても、途中の水位の計測を行なう
調整池５にある程度の流れ込み自流分がある場合でも、
対応できることがある。なお、上流側発電所１から情報
伝送路１１によって下流側発電所３に設置される水位調
整装置１６に送られる情報は、放流にでなくてもよく、
水位調整装置１６に上流側発電所１の出カー流量曲線（
Ｐ　−Ｑ特性）を記憶させておけば、上流側発電所１の
出力および上流側発電所１の上流側のダムの水位により
定まる落差を情報伝送路１１により送れば、水位調整装
置１６により、出力と落差から上流側発電所１の放流量
が計算できる。

また、このような水位調整装置１６は、最近では計算機
システムの中の一機能として組み込まれることが多いた
め、このような場合には、異常水位発生時の運転員に対
するガイダンス機能や、系統や発電所での事故発生機能
を装置に含めることができる６ 〔発明の効果〕 以」二のように、この発明によれば水路系の各調整池の
うちの１つの水位と、他の発電所の流量とにもとづいて
、水位調整装置においてｊＱ定した目標値に対応する制
御パルスを得て、水路系の制御を行なうようにしたので
、単純でかつ確実に水路系全体の安定した水位制御が可
能となるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による発電所水路系水位の
制御方法を示すフローチャート、第２図はこの発明およ
び従来の発電所水路系を示す系統図、第３図はこの発明
および従来の下流側発電所の内部構成を示す概念図、第
４図は従来の発電所水路系水位の制御方法を示すフロー
チャートである。 １は上流側９！ｍ所、３は下流側発電所、４はサージタ
ンク、５．６は調整池、７〜１０は導水路（圧力鉄管）
、１６は水位調整装置。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 第２図 １　：　土３乙イ貝り発ｔｉ ３：下β屹イＩＪ’ｌ　禰ｃｙｐ斤 ４：ｆ−’、’ダしグ ５．６：訓竺ｊ亡 ７．８，９．ｉｏ：導水路 １１１報伝送延 第 図 木１位謂蟹、装置 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上流側発電所と下流側発電所とを結ぶ導水路に複数の調
   整池およびサージタンクを有し、上記上流側発電所の流
   量に追従して下流側発電所の水量を水位調整装置により
   パルス制御する発電所水路系水位の制御方法において、
   上記上流側発電所の放流量に対する特定の１つの上記調
   整池の水位にもとづいて、上記下流側発電所の出力の目
   標値を設定する第１のステップと、この目標値と上記下
   流側発電所の実際の出力値との偏差を求める第２のステ
   ップと、この偏差にもとづいて負荷増方向のパルスまた
   は負荷減方向のパルスを調整装置に入力する第３のステ
   ップと、上記上流側発電所の放流量に対する上記調整池
   の水位が予め設定した制御目標値のいずれに該当するか
   にもとづき、上記パルスのパルス間隔およびパルス幅を
   修正する第４のステップとからなる発電所水路系水位の
   制御方法。