JPS6224804B2

JPS6224804B2 -

Info

Publication number: JPS6224804B2
Application number: JP10972878A
Authority: JP
Inventors: Takashi Onodera
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-09-08
Filing date: 1978-09-08
Publication date: 1987-05-30
Also published as: JPS5537629A

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の利用分野〕本発明はダムの水位を基準水位に定水位制御す
る水位制御方式に関する。〔発明の背景〕従来、ダムにおける定水位制御は水位偏差方式
と云われる方法が採用されている。水位偏差方式
は基準水位と実水位の偏差を変数とする関数式
（通常は２次式）で決まる放流量を予め制御目標
値として定めておき、実水位が変化すると目標放
流量となるように放流ゲートの開度を調節するも
のである。第１図はこの説明図で、基準水位Ｈ_pと実水位
Ｈ_iの偏差ΔＨを制御ステツプにおきかえ、目標
放流量はこの制御ステツプの関数として次式によ
つて与えている。Ｑ＝Ｋ・S² ………(1) ここにＱ：制御目標放流量Ｋ：定数Ｓ：制御ステツプここで、制御ステツプＳは通常、水位偏差ΔＨ
が１cm又は２cmの単位で１ステツプとしている。
Ｋは貯水池特有の定数で、非洪水時の許容放流量
をＱ_nax、定水位制御許容水位幅（即ち制御ステ
ツプ最大値）をＳ_naxとすると(2)式で与えられ
る。Ｋ＝Ｑ_ｎａｘ／（Ｓ_ｎａｘ）^２ ……(2) 第１表はＱ_nax＝200m³／Ｓ、Ｓ_nax＝10、Ｋ＝
２とした場合の水位偏差ΔＨと目標放流量の対応
表である。 [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a water level control method for controlling the water level of a dam at a constant level to a reference water level. [Background of the Invention] Conventionally, a method called a water level deviation method has been adopted for constant water level control in dams. In the water level deviation method, the discharge amount determined by a functional formula (usually a quadratic formula) that uses the deviation between the reference water level and the actual water level as a variable is determined in advance as a control target value, and when the actual water level changes, the discharge amount becomes the target discharge amount. This is to adjust the opening degree of the discharge gate. FIG. 1 is an explanatory diagram of this, in which the deviation ΔH between the reference water level H _p and the actual water level H _i is replaced with a control step, and the target discharge amount is given by the following equation as a function of this control step. Q=K・S ² ......(1) where Q: Control target discharge amount K: Constant S: Control step Here, the control step S is usually the water level deviation ΔH
One step is in units of 1 cm or 2 cm.
K is a constant unique to the reservoir, and is given by equation (2), where Q _nax is the allowable discharge amount in non-flooding conditions, and S _nax is the allowable water level width for constant water level control (that is, the maximum value of the control step). K=Q _nax /(S _nax ) ² ...(2) Table 1 shows Q _nax =200m ³ /S, S _nax =10, K=
2 is a correspondence table between the water level deviation ΔH and the target discharge amount.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は手動操作モードから自動制御モ
ードへの切換え時に水位差と放流量の関係が予め
定めた関係を満足していない場合でも安定に自動
制御モードに移行できる水位制御方式を提供する
ことにある。〔発明の概要〕本発明の特徴とするところは水位差と放流量の
関係が予め定めた状態と異なる状態から定水位制
御に切換えた際には、切換え時の実放流量から制
御ステツプを求めてこれを実制御ステツプの初期
値とし、切換え時の水位差により定めた制御ステ
ツプが実制御ステツプより大きいときには実水位
が上昇したときのみ実制御ステツプを増加させ、
切換え時の水位差により定める制御ステツプが実
制御ステツプより小さいときには実水位が下降し
たときのみ実制御ステツプを減少させるように
し、水位差による制御ステツプと実制御ステツプ
が一致したときに水位差に応じた制御ステツプを
実制御ステツプにして放流量を調節するようにし
たことにある。〔発明の実施例〕本発明の実施例を第３図により説明する。第３図において、１は貯水池水位を計測するデ
イジタル式水位計で１cm単位の計測ができるもの
である。２は設定基準水位Ｈ_pと水位計１の出力
Ｈ_iの偏差ΔＨを計算する水位偏差検出部、１５
は水位差ΔＨによる制御ステツプを求める水位ス
テツプ変換部、３は水位変化方向を検出する水位
変化方向検出部で、水位上昇信号は制御ステツプ
増加ゲート４−１へ与えられ、水位下降信号は制
御ステツプ減少ゲート４−２へ与えられる。この
ゲート４−１と４−２は水位上昇（または下降）
信号が存在し、かつステツプ偏差検出部１４の信
号がないとき制御ステツプカウンタ５を１ステツ
プ増（または減）させる役目を果す。但し、開度
偏差検出部８からの放出門動作中信号や、初期状
態信号器１２からの信号があればカウンタ５のス
テツプ増減はロツクされる。６は制御ステツプか
ら目標放流量Ｑ_pを計算する部分で、(1)式で計算
するか又は第１表から目標放流量Ｑ_pを検索す
る。７は目標放流量から(3)式により放水門の目標
開度Ｐ_pを計算する。ここに、Ｐ_p：放水門目標開度Ｑ_p：目標放流量Ｃ：流出係数Ｂ：水門幅ｇ：重力加速度ｈ：水頭８は放流門の目標開度Ｐ_pと実開度Ｐ_gの開度偏
差検出部で、実開度Ｐ_gが目標開度Ｐ_pに一致する
まで放水門駆動モータ９に対し、開指令又は閉指
令を出力する。１０は放水門開度計、１１は放流
量演算部で(4)式によつて現在放流量Ｑ_gを計算す
る。Ｑ_g＝Ｃ・Ｂ・Ｐ_g√2^3/2 ………(4) ここに、Ｑ_g：放流量Ｐ_g：実開度１２は手動操作モードから自動制御モードに切
換えたときに初期状態信号を出力する初期状態信
号器、１３は初期制御ステツプ計算部で初期状態
信号器１２からの初期状態信号（パルス信号）あ
つたときの実放流量Ｑ_gから、(1)式又は第１表よ
り初期制御ステツプを求め、その制御ステツプを
カウンタ５へセツトする。１４は水位ステツプ変
換器１５と制御ステツプカウンタ５とのステツプ
数の大小関係を検出するものである。水位差ΔＨ
により水位ステツプ変換部１５で求めた水位差ス
テツプをＳ_Hとし、実際の制御ステツプ（実制御
ステツプ）をＳ_Cとするとき、それぞれのステツ
プ数の偏差を検出するもので、検出部１４−１は
第２図のＡ点の如く水位差ステツプＳ_H＞実制御ステツプＳ_Cの場合
に制御ステツプ減少ゲート４−２をロツクさせ
る。検出部１４−２は第２図のＢ点の如く水位差ステツプＳ_H＜実制御ステツプＳ_C の場合に制御ステツプ増加ゲート４−１をロツク
させる。以上の構成における本発明の詳細な動作を以下
に説明する。定水位制御の放流動性を第１表によるものと
し、いま実放流量Ｑ_gが10m³／ｓ、水位偏差ΔＨ
が７cmの状態から自動制御モードに切換えたとす
る。まず、初期制御ステツプ計算部１３が第１表を
検索し、実放流量Ｑ_gの10m³／ｓに最も近い制御
ステツプ２を得る。この制御ステツプ２を切換え
時の初期制御ステツプとしてカウンタ５へセツト
する。このとき、水位ステツプ変換部１５による
水位差ステツプＳ_Hは偏差ΔＨが７cmであるので
ステツプ７となつている。この状態は水位差ΔＨ
により定まる水位差ステツプＳ_Hが切換え時の実
放流量Ｑ_gにより定まる制御ステツプＳ_Cより大で
あり、例えば第２図のＡ点位置で切換えたことを
意味する。この状態にあるときに水位Ｈ_iが変化
しなければその状態を維持する。この状態にある
とき水位が１cm上昇したとする。水位差ΔＨはこ
のとき８cmとなるので水位差ステツプＳ_Hは８と
なる。この状態では実放流量Ｑ_gで定めた実制御
ステツプＳ_Cが２であり水位差ステツプＳ_Hが大き
いので、制御ステツプ増加ゲート４−１が制御ス
テツプカウンタ５の制御ステツプ（実制御ステツ
プ）を２から３に変える。目標放流量計算部６
は、制御ステツプ３に相当する放流量18m³／ｓを
目標放流量Ｑ_pとして目標開度計算部７へ与え
る。放流ゲートは18m³／ｓの放流量Ｑ_pを得る目
標開度Ｐ_pに制御されることになる。一方、前記実放流量Ｑ_gによる制御ステツプＳ_C
が２で水位差ステツプＳ_Hが７の状態にあるとき
水位が１cm下降してとする。このとき水位差ステ
ツプＳ_Hは６となるが初期値制御ステツプ２より
も大である。このとき水位下降信号が水位変化方
向検出部３より出力されても制御ステツプ下降ゲ
ート４−２はロツクされている。このため制御ス
テツプカウンタ５の制御ステツプは更新されな
い。つまり、水位下降あるいは水位現状維持では
実制御ステツプの変化を行なわない。水位が上昇
したときのみ実制御ステツプＳ_Cを１ステツプず
つ増加させ放流量を増加させる。次に、水位差ステツプＳ_Hより実放流量による
初期値制御ステツプＳ_Cが大なる状態から自動制
御モードに切換える場合について説明する。今、第２図のＢ点の如く水位差ΔＨが４cm、放
流量130m³／ｓの状態で自動制御モードに切換え
たとする。まず、切換値制御ステツプは130m³／
ｓに最も近い制御ステツプ８となる。この状態で
水位が１cm上昇したとすると、水位差ステツプＳ
_Hは５となる。この場合には水位差ステツプＳ_Hが
制御ステツプ（初期値）より小であるのでステツ
プ偏差検出部１４−２で制御ステツプ増加ゲート
４−１をロツクする。したがつて、カウンタ５に
制御ステツプＳ_Cは更新されない。反対に水位が
１cm下降した場合には制御ステツプ減少ゲート４
−２がカウンタ５の制御ステツプを減少させ制御
ステツプを７とし放流量を98m³／ｓに減少せしめ
る。以後水位が上昇しても放流量は変えず、水位
が低下する度に制御ステツプを１ステツプずつ減
少させ、放流量も減少させる。このような制御を行い自動制御モードに移行す
るのであるが自動制御モードによる定水位制御特
性と大幅に異なつた状態であつても、水位の変化
方向と、水位差ステツプと実制御ステツプの大小
の関係によつて制御ステツプの増減を決定してい
るので次第に第１表に示す定水位制御特性に近づ
き、やがて水位差ステツプＳ_Hと実制御ステツプ
Ｓ_Cが一致する。その後は本来の定水位制御に移
行するので安定に自動制御モードへの移行を行い
得る。第４図は本発明による制御動作の時間的履歴を
示す説明図である。第４図のａ１，ａ２，ａ３は第２図のＡ点、即
ち水位差ステツプＳ_Hが初期値制御ステツプＳ_Cよ
り大きい状態から徐徐々に本来の定水位制御特性
へ移行してゆく説明図であり、また同図ｂ１，ｂ
２，ｂ３は第２図のＢ点、即ち初期値制御ステツ
プＳ_Cが水位差ステツプＳ_Hより大きい状態から
徐々に定水位制御特性へ移行してゆく説明図であ
る。まず、第４図ａ１は、自動制御モードに切換え
た後に流入量の減少によつて水位が連続的に低下
した場合の水位と放流量の関係を示す。この場合
には前述したように制御ステツプ減少ゲート４−
２がロツクされるので放流量は変化せず一定量で
ある。放流量一定でも水位が低下しイ点で第１表
に示す定水位制御特性、即ち水位差ステツプＳ_H
と実制御ステツプＳ_Cが一致する。以後はゲート
４−１も４−２もロツクされないため、水位１cm
変化ごとに実制御ステツプＳ_Cを１ステツプ毎に
増減して、第１表の水位と放流量の関係を保ちつ
つ定水位制御を実行する。また、第４図ａ２は自動制御モードに切換えた
あと、水位が上昇、下降をくり返したときの状態
を示す。まず自動制御モード切換え後に水位が１
cm上昇したとする。制御ステツプ増加ゲート４−
１はロツクされないのでカウンタ５による実制御
ステツプＳ_Cは１ステツプ増加となり放流量も増
加する。これがａ１点である。次に水位が１cm低
下したとする。この場合は実制御ステツプＳ_Cは
更新されず放流量も変らないのでａ２点となる。
次に再び水位が上昇すると実制御ステツプＳ_Cが
増となり放流量も増加するのでａ３点となる。そ
のあと水位が低下すると水位差ステツプＳ_Hと制
御ステツプＳ_Cが一致するイ点で定水位制御特性
に乗り移ることになる。第４図ａ３は、自動制御切換え後、最初に水位
が低下し、以降上昇、低下をくり返して、イ点で
定水位制御特性に乗り移る状態を示すもので、そ
の動作は第４図ａ１，ａ２と同様である。第４図のｂ１は自動制御に切換えたあと、流入
量増加によつて連続的に水位が上昇した場合で、
この場合には、前記制御ステツプ増加ゲート４−
１がロツクされるため、水位が上昇しても制御ス
テツプＳ_Cと、放流量は変らない。そしてついに
イ点で水位差ステツプＳ_Hと制御ステツプＳ_Cが一
致し、本来の定水位制御特性による定水位制御に
移行する。第４図ｂ２は自動制御切換え後、水位が下降、
上昇をくり返した場合の水位と放流量の関係を示
すもので、まず自動制御切換え後に水位が１cm下
降したとする。制御ステツプ減少ゲート４−２
は、ロツクされないのでカウンタ５による実制御
ステツプＳ_Cは１ステツプ減少し、放流量も減少
するのでｂ１点となる。次に水位が１cm上昇した
とする。この場合は実制御ステツプＳ_Cは更新さ
れず、放流量も変らないのでｂ２点となる。次に
再び水位が下降すると実制御ステツプＳ_Cが１ス
テツプ減少し放流量も減少するのでｂ３点とな
る。そのあと水位が１cm上昇すると水位差ステツ
プＳ_Hと実制御ステツプＳ_Cが一致するのでイ点で
定水位制御特性に乗り移る。第４図ｂ３は自動制御切換え後、最初に水位が
上昇し、以後下降し、上昇をくり返して、イ点で
定水位制御特性に移行する状態を示すものであ
る。以上の動作説明で明らかなように、本発明の重
要な点はステツプ偏差検出部１４−１，１４−２
を設け、これで制御ステツプ増加又は減少ゲート
４−１，４−２をロツクさせる機能をもたせたこ
とにある。即ち水位ステツプＳ_Hが制御ステツプ
Ｓ_Cより大であることをステツプ偏差検出部１４
−１で検出し、制御ステツプ減少ゲート１４−２
をロツクせしめ、水位低下時の制御ステツプ減少
動作を実行させないこと。又水位ステツプＳ_Hよ
り制御ステツプＳ_Cが大であることをステツプ偏
差検出器１４−２で検出し、制御ステツプ増加ゲ
ート４−１をロツクせしめ、水位上昇時の制御ス
テツプ増加動作を実行させないようにしたことで
ある。このように制御して自動操作モードから自動制
御モードに移行するのであるが、本発明と従来方
法との違いを第５図、第６図により説明する。まず、従来方法によつて第２図のＡ点から自動
制御モードに切換えた場合について第５図で説明
する。Ａ点の放流量は水位差ΔＨによつて定めら
れる放流量より小さいので、自動に切換えたとき
の水位Ｈ_i（水位差ΔＨ）で決まる水位差ステツ
プに向かつて、１ステツプずつ増加する。実制御
ステツプＳ_Cの増加により放流量も増大し、次第
に水位が低下する。実制御ステツプＳ_Cが水位差
ステツプＳ_Hと一致したとき、流入量に変化がな
ければ放流量の増加によつて水位は切換え時の水
位よりも低下している。今度は実制御ステツプＳ
_Cが低下した水位で決まる水位差ステツプＳ_Hに向
つて減少することになる。実制御ステツプＳ_Cの
減少により放流量も減少するので、流入量に変化
がなければ今度は水位が上昇することになる。実
制御ステツプＳ_Cと放流量は上昇した水位で決ま
るステツプに向つて増加するようになる。このように従来の方法では、水位差ΔＨで決ま
る水位差ステツプＳ_Hに実制御ステツプＳ_Cが追随
する方法であつたため、オーバーシユートやアン
ダーシユートを起し、ゲート動作もハンチングを
くり返し、その結果として下流河川への放流量も
急変させることになる。一方、本発明によれば第６図のように、第２図
のＡ点で自動に切換えた場合、従来方式の如く、
無条件に実制御ステツプＳ_Cを水位差ステツプＳ_H
まで増加させるのではなく、水位が上昇したとき
のみ１ステツプ増加させ、水位下降時は実制御ス
テツプＳ_Cを変化させないようにしている。同様
に第２図のＢ点で自動に切換えた場合、従来方式
の如く、無条件に実制御ステツプＳ_Cを水位ステ
ツプＳ_Hまで減少させるのではなく、水位が下降
したときのみ１ステツプ減少させ、水位上昇時は
実制御ステツプＳ_Cを変化させないようにしてい
る。このように急激な放流量の操作による水位変
動を与えない制御方式であるので、ゲート動作の
ハンチングや、水位のオーバーシユート、アンダ
ーシユートのない安定な動作でスムーズに定水位
制御特性に自動移行ができる。〔発明の効果〕以上説明のように、本発明は手動操作モードか
ら自動制御モードに切換える際に、切換え時の実
放流量によつて実制御ステツプを求めてこれを初
期値とし、以後の水位変化の方向と、水位差によ
つて決まる水位差ステツプと実制御ステツプの大
小関係によつて放流量調節の是非を決定してい
る。水位は流入量と放流量の差の積分であり、結
果的に流入量を考慮して実制御ステツプを変更し
ているので切換え時に放流量が急激に変化するこ
となく、安定に自動制御モードに切換えることが
できる。 An object of the present invention is to provide a water level control method that can stably shift to automatic control mode even if the relationship between water level difference and discharge amount does not satisfy a predetermined relationship when switching from manual operation mode to automatic control mode. It is in. [Summary of the Invention] The feature of the present invention is that when switching to constant water level control from a state where the relationship between the water level difference and the discharge amount is different from the predetermined state, the control step is determined from the actual discharge amount at the time of switching. This is used as the initial value of the actual control step, and when the control step determined by the water level difference at the time of switching is larger than the actual control step, the actual control step is increased only when the actual water level rises.
When the control step determined by the water level difference at the time of switching is smaller than the actual control step, the actual control step is decreased only when the actual water level falls, and when the control step determined by the water level difference and the actual control step match, the actual control step is decreased according to the water level difference. The main advantage is that the discharge amount is adjusted by using the control step as an actual control step. [Embodiment of the Invention] An embodiment of the invention will be described with reference to FIG. In Fig. 3, numeral 1 is a digital water level gauge that measures the water level in the reservoir, and is capable of measuring in units of 1 cm. 2 is a water level deviation detection unit that calculates the deviation ΔH between the set reference water level H _p and the output H _i of the water level gauge 1;
3 is a water level step converter that obtains a control step based on the water level difference ΔH; 3 is a water level change direction detector that detects the water level change direction; a water level rise signal is given to the control step increase gate 4-1; a water level fall signal is given to the control step increase gate 4-1; The signal is applied to the reduction gate 4-2. These gates 4-1 and 4-2 raise (or lower) the water level.
It serves to increase (or decrease) the control step counter 5 by one step when a signal is present and there is no signal from the step deviation detector 14. However, if there is a discharge gate operating signal from the opening degree deviation detector 8 or a signal from the initial state signal device 12, the step increase/decrease of the counter 5 is locked. 6 is a part for calculating the target discharge amount Q _p from the control step, which is calculated using equation (1) or searched for the target discharge amount Q _p from Table 1. 7 calculates the target opening degree P _p of the flood gate from the target discharge amount using equation (3). Here, P _p : Target opening of the tailrace gate Q _p : Target discharge amount C: Outflow coefficient B: Water gate width g: Gravitational acceleration h: Water head 8 is the opening of the target tailgate opening P _p and the actual opening P _g The degree deviation detection section outputs an open command or a close command to the flood gate drive motor 9 until the actual opening degree P _g matches the target opening degree P _p . 10 is a sluice gate opening meter, and 11 is a discharge amount calculation unit which calculates the current discharge amount Q _g using equation (4). Q _g = C・B・P _g √2 ^3/2 ………(4) Here, Q _g : Discharge amount P _g : Actual opening degree 12 is the initial state when switching from manual operation mode to automatic control mode An initial state signal device 13 outputs a signal, and an initial control step calculation unit calculates the actual discharge amount Q _g when the initial state signal (pulse signal) is received from the initial state signal device 12 by formula (1) or Table 1. Then, the initial control step is determined and the control step is set in the counter 5. Reference numeral 14 detects the magnitude relationship between the number of steps between the water level step converter 15 and the control step counter 5. Water level difference ΔH
When the water level difference step obtained by the water level step converter 15 is S _H and the actual control step (actual control step) is S _C , the deviation between the respective step numbers is detected. If the water level difference step S _H >actual control step S _C as shown at point A in FIG. 2, the control step reduction gate 4-2 is locked. The detection unit 14-2 locks the control step increase gate 4-1 when the water level difference step S _H <actual control step S _C as shown at point B in FIG. The detailed operation of the present invention in the above configuration will be described below. Assuming that the discharge performance of constant water level control is based on Table 1, the actual discharge flow rate Q _g is 10 m ³ /s, and the water level deviation ΔH
Suppose that you switch to automatic control mode from a state where the distance is 7 cm. First, the initial control step calculation unit 13 searches Table 1 and obtains the control step 2 closest to the actual discharge flow rate Q _g of 10 m ³ /s. This control step 2 is set in the counter 5 as an initial control step at the time of switching. At this time, the water level difference step S _H by the water level step conversion section 15 is step 7 because the deviation ΔH is 7 cm. This state is the water level difference ΔH
The water level difference step S _H determined by is larger than the control step S _C determined by the actual discharge amount Q _g at the time of switching, which means that the switch was made, for example, at point A in FIG. If the water level H _i does not change while in this state, that state is maintained. Suppose that the water level rises by 1 cm in this state. Since the water level difference ΔH is 8 cm at this time, the water level difference step S _H is 8. In this state, the actual control step S _C determined by the actual discharge amount Q _g is 2 and the water level difference step S _H is large, so the control step increase gate 4-1 increases the control step (actual control step) of the control step counter 5. Change from 2 to 3. Target discharge amount calculation unit 6
gives a discharge amount of 18 m ³ /s corresponding to control step 3 to the target opening calculation unit 7 as the target discharge amount Q _p . The discharge gate is controlled to a target opening degree P _p to obtain a discharge amount Q _p of 18 m ³ /s. On the other hand, the control step S _C based on the actual discharge amount Q _g
Suppose that when is 2 and the water level difference step S _H is 7, the water level has fallen by 1 cm. At this time, the water level difference step S _H is 6, which is larger than the initial value control step 2. At this time, even if the water level lowering signal is output from the water level change direction detecting section 3, the control step lowering gate 4-2 is locked. Therefore, the control steps in the control step counter 5 are not updated. In other words, the actual control step is not changed when the water level is lowered or when the current water level is maintained. Only when the water level rises, the actual control step S _C is increased by one step to increase the discharge amount. Next, a case will be described in which the initial value control step S _C based on the actual discharge amount is greater than the water level difference step S _H and the mode is switched to the automatic control mode. Now, assume that the automatic control mode is switched to in a state where the water level difference ΔH is 4 cm and the discharge amount is 130 m ³ /s, as shown at point B in FIG. First, the switching value control step is 130m ³ /
The control step 8 is closest to s. If the water level rises by 1 cm in this state, the water level difference step S
_H becomes 5. In this case, since the water level difference step S _H is smaller than the control step (initial value), the step deviation detector 14-2 locks the control step increase gate 4-1. Therefore, the control step _SC is not updated in the counter 5. On the other hand, if the water level drops by 1 cm, the control step decrease gate 4
-2 decreases the control step of the counter 5, making the control step 7 and reducing the discharge amount to 98 m ³ /s. Thereafter, even if the water level rises, the discharge amount does not change, and each time the water level decreases, the control step is decreased by one step, and the discharge amount is also reduced. Although such control is performed and the system shifts to automatic control mode, even if the condition is significantly different from the constant water level control characteristics in automatic control mode, the direction of water level change and the magnitude of the water level difference step and actual control step can be changed. Since the increase or decrease of the control step is determined based on the relationship, the constant water level control characteristics shown in Table 1 are gradually approached, and eventually the water level difference step S _H and the actual control step S _C coincide. After that, the mode shifts to the original constant water level control, so it is possible to stably shift to the automatic control mode. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a temporal history of control operations according to the present invention. a1, a2, and a3 in Fig. 4 are explanatory diagrams showing the gradual transition to the original constant water level control characteristic from point A in Fig. 2, that is, the state where the water level difference step S _H is larger than the initial value control step S _C. , and b1 and b in the same figure
2 and b3 are explanatory diagrams showing the gradual transition to constant water level control characteristics from point B in FIG. 2, that is, the state where the initial value control step S _C is larger than the water level difference step S _H. First, FIG. 4 a1 shows the relationship between the water level and the discharge amount when the water level continuously decreases due to a decrease in the inflow amount after switching to the automatic control mode. In this case, the control step reduction gate 4-
2 is locked, the amount of discharge does not change and remains constant. Even if the discharge amount is constant, the water level decreases and at point A, the constant water level control characteristics shown in Table 1, that is, the water level difference step S _H
and the actual control step S _C match. From then on, gates 4-1 and 4-2 will not be locked, so the water level will drop to 1 cm.
For each change, the actual control step S _C is increased or decreased by one step to execute constant water level control while maintaining the relationship between water level and discharge amount shown in Table 1. Moreover, FIG. 4 a2 shows the state when the water level repeatedly rises and falls after switching to the automatic control mode. First, after switching to automatic control mode, the water level is 1.
Suppose that the height increases by cm. Control step increase gate 4-
1 is not locked, the actual control step S _C by the counter 5 increases by one step, and the discharge amount also increases. This is point a1. Next, suppose that the water level drops by 1 cm. In this case, the actual control step _SC is not updated and the discharge amount remains unchanged, resulting in point a2.
Next, when the water level rises again, the actual control step S _C increases and the discharge amount also increases, resulting in point a3. After that, when the water level decreases, the constant water level control characteristic is reached at point A, where the water level difference step S _H and the control step S _C match. Figure 4 a3 shows a state in which the water level first decreases after automatic control is switched, then increases and decreases repeatedly, and then switches to constant water level control characteristics at point A. The operation is shown in Figure 4 a1 and a2. It is similar to b1 in Figure 4 is a case where the water level rises continuously due to an increase in inflow after switching to automatic control.
In this case, the control step increase gate 4-
1 is locked, so even if the water level rises, the control step _SC and the discharge amount will not change. Finally, at point A, the water level difference step S _H and the control step S _C coincide, and a transition is made to constant water level control based on the original constant water level control characteristics. Figure 4 b2 shows that after the automatic control switchover, the water level drops.
This shows the relationship between the water level and the discharge amount when the water level rises repeatedly. First, let us assume that the water level has fallen by 1 cm after switching to automatic control. Control step reduction gate 4-2
is not locked, so the actual control step S _C by the counter 5 decreases by one step, and the discharge amount also decreases, resulting in a point b1. Next, suppose that the water level rises by 1 cm. In this case, the actual control step _SC is not updated and the discharge amount remains unchanged, resulting in point b2. Next, when the water level falls again, the actual control step S _C decreases by one step and the discharge amount also decreases, resulting in point b3. After that, when the water level rises by 1 cm, the water level difference step S _H and the actual control step S _C coincide, so at point A, the control changes to the constant water level control characteristic. FIG. 4b3 shows a state in which the water level first rises after automatic control switching, then falls, rises repeatedly, and then shifts to constant water level control characteristics at point A. As is clear from the above explanation of the operation, the important point of the present invention is that the step deviation detectors 14-1, 14-2
is provided, and has the function of locking the control step increase or decrease gates 4-1 and 4-2. In other words, the step deviation detection unit 14 detects that the water level step S _H is larger than the control step S _C.
-1 detection and control step reduction gate 14-2
Lock the water level and prevent the control step reduction operation when the water level drops. Further, the step deviation detector 14-2 detects that the control step S _C is larger than the water level step S _H , and locks the control step increase gate 4-1 to prevent execution of the control step increase operation when the water level rises. This is what I did. The automatic operation mode is transferred to the automatic control mode by controlling in this way, and the differences between the present invention and the conventional method will be explained with reference to FIGS. 5 and 6. First, a case in which the conventional method is used to switch to the automatic control mode from point A in FIG. 2 will be described with reference to FIG. Since the discharge amount at point A is smaller than the discharge amount determined by the water level difference ΔH, it increases by one step toward the water level difference step determined by the water level H _i (water level difference ΔH) when switching to automatic mode. As the actual control step S _C increases, the discharge amount also increases, and the water level gradually decreases. When the actual control step S _C coincides with the water level difference step S _H , if there is no change in the inflow amount, the water level will be lower than the water level at the time of switching due to the increase in the discharge amount. Now the actual control step S
_C decreases toward the water level difference step S _H determined by the lowered water level. As the actual control step S _C decreases, the discharge amount also decreases, so if there is no change in the inflow amount, the water level will rise this time. The actual control step S _C and the discharge amount will increase towards the step determined by the rising water level. In this way, in the conventional method, the actual control step S _C follows the water level difference step S _H determined by the water level difference ΔH, resulting in overshoot and undershoot, and repeated hunting in the gate operation. As a result, the amount of water discharged into downstream rivers will also change suddenly. On the other hand, according to the present invention, as shown in FIG. 6, when the switch is automatically made at point A in FIG. 2, as in the conventional system,
Unconditionally change the actual control step S _C to the water level difference step S _H
Instead, the actual control step SC is increased by one step only when the water level rises, and the actual control step S _C is not changed when the water level falls. Similarly, when switching to automatic at point B in Figure 2, the actual control step S _C is not unconditionally reduced to the water level step S _H as in the conventional system, but is reduced by one step only when the water level falls. , the actual control step S _C is not changed when the water level rises. Since this control method does not cause water level fluctuations due to sudden operation of the discharge amount, it automatically maintains constant water level control characteristics with stable operation without gate operation hunting, water level overshoot, or undershoot. Can be migrated. [Effects of the Invention] As explained above, the present invention, when switching from manual operation mode to automatic control mode, determines the actual control step based on the actual discharge flow rate at the time of switching, uses this as an initial value, and uses this as an initial value to determine the water level thereafter. Whether or not to adjust the discharge amount is determined by the direction of change and the magnitude relationship between the water level difference step determined by the water level difference and the actual control step. The water level is the integral of the difference between the inflow amount and the discharge amount, and as a result, the actual control step is changed in consideration of the inflow amount, so the discharge amount does not change suddenly when switching, and the automatic control mode can be stably maintained. Can be switched.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は定水位制御の放流量説明図、第２図は
初期時のステツプと放流量の関係を示す説明図、
第３図は本発明の一実施例を示す構成図、第４図
は本発明による制御の移行状態を示す説明図、第
５図〜第６図は従来方式と本発明の操作結果を示
す特性図である。１……デイジタル水位計、２……水位偏差検出
部、３……水位変化方向検出部、４……制御ステ
ツプ増減ゲート、５……制御ステツプカウンタ、
６……目標放流量計算部、７……目標開度計算
部、８……開度偏差検出部、９……放水門駆動モ
ータ、１０……放水門開度計、１１……放流量計
算部、１２……初期状態信号器、１３……初期制
御ステツプ計算部、１４……ステツプ偏差検出
部、１５……水位ステツプ変換部。 Figure 1 is an explanatory diagram of the discharge amount of constant water level control, Figure 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the initial step and the discharge amount,
FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an explanatory diagram showing a transition state of control according to the present invention, and FIGS. 5 to 6 are characteristics showing operation results of the conventional method and the present invention. It is a diagram. 1...Digital water level gauge, 2...Water level deviation detection section, 3...Water level change direction detection section, 4...Control step increase/decrease gate, 5...Control step counter,
6...Target discharge amount calculation unit, 7...Target opening calculation unit, 8...Opening degree deviation detection unit, 9...Sluice gate drive motor, 10...Sluice gate opening meter, 11...Discharge amount calculation 12... Initial state signal device, 13... Initial control step calculation unit, 14... Step deviation detection unit, 15... Water level step conversion unit.

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

１ダムの実水位が基準水位より高くなるとその
水位差に応じて予め定めた制御ステツプに基づき
放流量をステツプ状に調節するものであつて、前
記水位差が大きくなると前記制御ステツプを大に
して放流量を増加させダムの水位を前記基準水位
に保つように定水位制御を行うものにおいて、前
記水位差と放流量の関係を予め定めた状態と異な
る状態から前記定水位制御に切換えた際には、切
換え時の実放流量から前記制御ステツプを求めて
これを実制御ステツプの初期値とし、水位差によ
り定まる制御ステツプが前記実制御ステツプより
大きいときには前記実水位が上昇したときのみ前
記実制御ステツプを増加させ、水位差により定ま
る制御ステツプが前記実制御ステツプより小さい
ときには前記実水位が下降したときのみ前記実制
御ステツプを減少させるようにし、前記水位差に
よる制御ステツプと前記実制御ステツプが一致し
たときに前記水位差に応じた制御ステツプを実制
御ステツプとして放流量を調節するようにしたこ
とを特徴とする水位制御方式。1 When the actual water level of the dam becomes higher than the reference water level, the discharge amount is adjusted in steps according to the water level difference based on predetermined control steps, and when the water level difference becomes large, the control step is increased. In a device that performs constant water level control to increase the discharge amount and maintain the water level of the dam at the reference water level, when switching to the constant water level control from a state where the relationship between the water level difference and the discharge amount is different from a predetermined state, The control step is determined from the actual discharge amount at the time of switching and is used as the initial value of the actual control step, and when the control step determined by the water level difference is larger than the actual control step, the actual control is performed only when the actual water level rises. When the control step determined by the water level difference is smaller than the actual control step, the actual control step is decreased only when the actual water level falls, so that the control step based on the water level difference and the actual control step match. 1. A water level control method, characterized in that, when the water level difference occurs, the discharge amount is adjusted using a control step according to the water level difference as an actual control step.