JP5872734B2 - Sustain flow power generation control system, maintenance flow power generation control method, maintenance flow power generation control program, and maintenance flow power generation facility - Google Patents
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Description
本発明は、維持流量発電制御システム、維持流量発電制御方法、維持流量発電制御プログラム、および維持流量発電設備に関するものであり、具体的には、ダムでの水位変動に対応して一定流量での運転を行い、効率的な発電と維持流量の確保を可能とする維持流量発電技術に関する。 The present invention relates to a maintenance flow rate power generation control system, a maintenance flow rate power generation control method, a maintenance flow rate power generation control program, and a maintenance flow rate power generation facility. Specifically, the present invention relates to a maintenance flow rate power generation control program. The present invention relates to a maintenance flow power generation technology that enables operation and secures efficient power generation and a maintenance flow rate.
低コストでの導入、運用が可能な発電機としてポンプ逆転水車型発電機が利用されている。このポンプ逆転水車型発電機は、一般的に使用されるポンプ(渦巻ポンプまたは軸流ポンプ)に水流を導き、ポンプを通常運転時とは逆方向に回転させることで発電機として使用するものである。ランナの羽根形状以外はポンプと同じ部品を使用できるため導入コストが低く、また、部品点数が少ないために保守点検が容易で、維持管理費用も安く抑えられる特徴がある。 Pump reverse turbine type generators are used as generators that can be introduced and operated at low cost. This reverse pump turbine generator is used as a generator by guiding water flow to a commonly used pump (swirl pump or axial flow pump) and rotating the pump in the opposite direction to normal operation. is there. Other than the shape of the runner blades, the same parts as the pump can be used, so the introduction cost is low, and because the number of parts is small, maintenance and inspection are easy and maintenance costs are low.
こうしたポンプ逆転水車型発電機に関する従来技術としては、例えば、給水部と被給水部とを接続する管路に介設されたポンプ逆転水車と、前記ポンプ逆転水車の主軸にその回転軸が連結された発電機と、前記ポンプ逆転水車よりも前記被給水部側の前記管路に設けられた流量検出手段と、前記流量検出手段により検出された流量に基づいて、前記ポンプ逆転水車より下流側の前記管路の流量が一定となるように、前記ポンプ逆転水車の回転数を制御する、制御手段とを備えるポンプ逆転水車型発電設備(特許文献1参照)などが提案されている。 As a conventional technique related to such a pump reverse turbine type generator, for example, a pump reverse turbine connected to a pipe connecting a water supply unit and a water supply unit, and a rotating shaft connected to the main shaft of the pump reverse turbine. A generator, a flow rate detection means provided in the pipeline on the water supply side of the pump reverse rotation turbine, and a flow rate downstream of the pump reverse rotation turbine based on the flow rate detected by the flow rate detection means. There has been proposed a pump reverse turbine type power generation facility (see Patent Document 1) including a control means for controlling the rotation speed of the pump reverse turbine so that the flow rate of the pipe is constant.
上述したポンプ逆転水車型発電機は、通常の水力発電機における水車のように流入量を制御するガイドベーンを持たず、一定出力で運転されるのが一般的である。こうしたポンプ逆転水車型発電機を、ダムの放流経路(発電設備で用いた水を取水河川に戻す経路)に設置して維持流量発電を行う場合、ダム水位の変動によって流入量が大きく変化し、発電効率が低下しやすい上、発電機のゆらぎ特性のために使用水量が変動し間欠的に維持流量が不足する事態も生じうる。 The pump reverse turbine type generator described above generally does not have a guide vane for controlling the inflow amount like a turbine in a normal hydroelectric generator, and is generally operated at a constant output. When such a pump-reversed turbine generator is installed in the discharge path of the dam (path for returning the water used in the power generation facility to the river) and the maintenance flow power generation is performed, the inflow will change greatly due to fluctuations in the dam water level, The power generation efficiency is likely to be reduced, and the amount of water used may fluctuate due to the fluctuation characteristics of the generator, and the maintenance flow rate may be insufficient intermittently.
そこで本発明は、ダムでの水位変動に対応して一定流量での運転を行い、効率的な発電と維持流量の確保を可能とする維持流量発電技術の提供を主たる目的とする。 Accordingly, the main object of the present invention is to provide a maintenance flow rate power generation technique that enables efficient power generation and maintenance of a maintenance flow rate by operating at a constant flow rate in response to water level fluctuations in a dam.
上記課題を解決する本発明の維持流量発電制御システムは、維持流量発電設備における発電用水が取水されるダムの水位と、該当水位で運転中の維持流量発電設備における放流量が、規定の維持流量値に、前記ポンプ逆転水車における使用水量の時間変動幅を上乗せした値である所定基準値になる場合のポンプ逆転水車の回転速度との関係を定めた制御用データを記憶する記憶装置と、前記ダムの水位計での計測値を前記制御用データに照合して、該当水位において放流量が前記所定基準値となる前記回転速度を特定し、当該特定した回転速度での運転を前記ポンプ逆転水車の制御装置に指示する演算装置と、を備えることを特徴とする。 The maintenance flow power generation control system of the present invention that solves the above-mentioned problem is that the water level of the dam where water for power generation in the maintenance flow power generation facility is taken in, and the discharge flow rate in the maintenance flow generation facility that is operating at the relevant water level are the specified maintenance flow rate. A storage device for storing control data defining a relationship with a rotational speed of the pump reverse rotation turbine when the value becomes a predetermined reference value that is a value obtained by adding a time fluctuation width of the amount of water used in the pump reverse rotation turbine to the value; by matching the measured value of the water level gauge of the dam to the control data to identify the rotational speed of the amount released in the corresponding water level is the predetermined reference value, the pump reverse rotation impeller operation at rotational speed that is the specified And an arithmetic unit for instructing the control device.
これによれば、ダム水位に応じた低落差から高落差に至る広範囲な落差、すなわち供給水量に対応して、ポンプ逆転水車の回転速度を制御することで、ポンプ逆転水車を備える維持流量発電設備からの放流量を所定値(維持流量の規定値以上)に維持することが可能となる。こうした効果は、ポンプ逆転水車への流量調整弁(一般的な水車におけるガイドベーン等と同機能)の設置を要することなく実現され、ポンプ逆転水車を低落差では低速回転で、高落差では高速回転で運転することで効率的な運転が可能となる。したがって、ダムでの水位変動に対応して一定流量での運転を行って、効率的な発電と維持流量の確保が可能となる。 According to this, a maintenance flow power generation facility equipped with a pump reversing turbine by controlling the rotational speed of the pump reversing turbine according to a wide range of heads ranging from low to high depending on the dam water level, that is, the amount of supplied water It is possible to maintain the discharge flow rate from a predetermined value (above the specified value of the maintenance flow rate). This effect is achieved without the need to install a flow adjustment valve (same function as a guide vane in a typical water turbine) on the pump reverse rotation turbine. The pump reverse rotation turbine rotates at a low speed with a low head and rotates at a high speed with a high head. Efficient driving becomes possible by driving with. Therefore, efficient power generation and maintenance flow rate can be ensured by operating at a constant flow rate in response to fluctuations in the water level at the dam.
また、前記制御用データにおける、放流量の所定基準値は、規定の維持流量値に、前記ポンプ逆転水車における使用水量の時間変動幅を上乗せした値であることにより、いわゆる発電機のゆらぎ特性のために使用水量が変動しても、ポンプ逆転水車における使用水量は維持流量と上述の基準値との間に収まることなり、従来の如く間欠的に維持流量が不足する事態の発生を回避出来ることになる。 Further, in the control data, the predetermined reference value of the discharge amount, the maintenance flow rate value of the defined, the value der Rukoto obtained by adding the time variation width of the water consumption in the pump reverse rotation impeller, the fluctuation characteristics of the so-called generator Therefore, even if the amount of water used fluctuates, the amount of water used in the pump reverse rotation turbine falls within the maintenance flow rate and the above-mentioned reference value, and the occurrence of a situation where the maintenance flow rate is insufficient intermittently as in the past can be avoided. It will be.
また、本発明の維持流量発電制御方法は、維持流量発電設備における発電用水が取水されるダムの水位と、該当水位で運転中の維持流量発電設備における放流量が、規定の維持流量値に、前記ポンプ逆転水車における使用水量の時間変動幅を上乗せした値である所定基準値になる場合のポンプ逆転水車の回転速度との関係を定めた制御用データを記憶する記憶装置を備えた情報処理装置が、前記ダムの水位計での計測値を前記制御用データに照合して、該当水位において放流量が前記所定基準値となる前記回転速度を特定し、当該特定した回転速度での運転を前記ポンプ逆転水車の制御装置に指示する処理を実行する、ことを特徴とする。 Further, the maintenance flow power generation control method of the present invention is such that the water level of the dam where water for power generation in the maintenance flow power generation facility is taken in, and the discharge flow rate in the maintenance flow generation facility operating at the relevant water level, to the specified maintenance flow value, An information processing apparatus comprising a storage device for storing control data defining a relationship with a rotational speed of a pump reverse rotation turbine when a predetermined reference value is obtained by adding a time fluctuation range of the amount of water used in the pump reverse rotation turbine the but by matching the measured value of the water level gauge of the dam to the control data to identify the rotational speed of the amount released in the corresponding water level is the predetermined reference value, the operation at a rotational speed and the specified A process of instructing a control device of the pump reverse rotation turbine is executed.
また、本発明の維持流量発電制御プログラムは、維持流量発電設備における発電用水が取水されるダムの水位と、該当水位で運転中の維持流量発電設備における放流量が、規定の維持流量値に、前記ポンプ逆転水車における使用水量の時間変動幅を上乗せした値である所定基準値になる場合のポンプ逆転水車の回転速度との関係を定めた制御用データを記憶する記憶装置を備えた情報処理装置に、前記ダムの水位計での計測値を前記制御用データに照合して、該当水位において放流量が前記所定基準値となる前記回転速度を特定し、当該特定した回転速度での運転を前記ポンプ逆転水車の制御装置に指示する処理を実行させる、ことを特徴とする。 Further, the maintenance flow power generation control program of the present invention is such that the water level of the dam where water for power generation in the maintenance flow power generation facility is taken in, and the discharge flow rate in the maintenance flow generation facility operating at the relevant water level become the specified maintenance flow rate value. An information processing apparatus comprising a storage device for storing control data defining a relationship with a rotational speed of a pump reverse rotation turbine when a predetermined reference value is obtained by adding a time fluctuation range of the amount of water used in the pump reverse rotation turbine to, by matching the measured value of the water level gauge of the dam to the control data to identify the rotational speed of the amount released in the corresponding water level is the predetermined reference value, the operation at rotational speed that is the specified A process of instructing a control device of the pump reverse rotation turbine is executed.
また、本発明の維持流量発電設備は、ダムからの維持流量分の給水を受けて回転するポンプ逆転水車、前記ポンプ逆転水車の回転軸に連結された発電機、および、前記ポンプ逆転水車の回転速度を調節する制御装置と、前記ダムの水位と、該当水位で運転中の当該維持流量発電設備における放流量が、規定の維持流量値に、前記ポンプ逆転水車における使用水量の時間変動幅を上乗せした値である所定基準値になる場合の前記ポンプ逆転水車の回転速度との関係を定めた制御用データを記憶する記憶装置と、前記ダムの水位計での計測値を前記制御用データに照合して、該当水位において放流量が前記所定基準値となる前記回転速度を特定し、当該特定した回転速度での運転を前記ポンプ逆転水車の制御装置に指示する演算装置とを備える維持流量発電制御システムと、を含むことを特徴とする。 In addition, the maintenance flow power generation facility of the present invention includes a pump reverse rotation turbine that rotates upon receiving water supply for the maintenance flow rate from the dam, a generator connected to a rotation shaft of the pump reverse rotation turbine, and rotation of the pump reverse rotation turbine. The control device that adjusts the speed, the water level of the dam, and the discharge flow rate of the maintenance flow power generation facility operating at the relevant water level add the time fluctuation range of the amount of water used in the pump reverse turbine to the specified maintenance flow rate value. a storage device for storing control data that defines the relationship between the rotational speed of the pump reverse rotation impeller when a predetermined reference value is a value, matching the measured value of the water level gauge of the dam to the control data to, by specifying the rotational speed of the amount released in the corresponding water level is the predetermined reference value, Wei and a calculation unit for instructing the operation at a rotational speed that is the specified to the control device of the pump reverse rotation impeller Characterized in that it comprises a flow generator control system, the.
本発明の維持流量発電制御システムによれば、ダムでの水位変動に対応して一定流量での運転を行って、効率的な発電と維持流量の確保が可能となる。 According to the maintenance flow rate power generation control system of the present invention, it is possible to perform efficient power generation and secure a maintenance flow rate by operating at a constant flow rate in response to fluctuations in the water level at the dam.
−−−維持流量発電制御システム−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態の維持流量発電制御システム100の概念を示す図である。維持流量発電制御システム100が制御対象とする維持流量発電設備1は、ダム2から河川20に放流する維持流量分の水を利用して発電を行う設備となる。ダム2において河川20等から得た水のうち、規定された維持流量分については、動植物等の生態系や、漁労、水運、観光など人間活動を維持するために最小限必要な流量として河川20に戻す必要がある。そこで本実施形態における維持流量発電制御システム100は、上述の維持流量発電設備1を制御して、効率的な発電を行いつつも、規定の維持流量を確保して河川20に放流することとなる。---- Maintenance flow rate power generation control system ---
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating the concept of the maintenance flow rate power
なお、維持流量発電設備1は、ポンプ逆転水車3と、このポンプ逆転水車3の回転軸に連結された発電機4とが含まれている。ポンプ逆転水車3は、ダム2の貯水域から伸びる水圧管路7と吸水口8を介して連結され、水圧管路7からの給水を受ける。水圧管路7からポンプ逆転水車3に給水された水は、ケーシング内に充満してランナベーンを押圧し、これを回転させる。ランナベーンの回転動作により回転軸は回転し、この回転軸に連結された発電機4での発電が行われることになる。発電機4で発電された電気は、コンバーター14およびインバーター15を介して電力系統16へ送電される。コンバーター14およびインバーター15による系統連系で、電力系統16への影響を軽減することが可能となる。
The maintenance flow rate
また、ポンプ逆転水車3は、制御装置6によってその回転速度が制御される。制御装置6は、ポンプ逆転水車3に連結された発電機4に対し、その固定子が備える出力発生用の巻線、ないし回転子が備える磁界発生用の巻線に供給する電流の周波数をコントロールすることで、発電機4の回転速度ひいてはポンプ逆転水車3の回転速度を制御する。
Further, the rotational speed of the pump
上述のようにポンプ逆転水車3で使用された水は、放水路12に流入し、この放水路12を介して河川20に放流される。また、前述の吸水口8には、常開の開閉弁機構11が備わっており、維持流量発電制御システム100から開閉弁機構11への指示による、開閉弁の開閉により、全開状態から閉塞状態の間の任意の状態に遷移可能である。
As described above, the water used in the pump
また、水圧管路7は、上述の吸水口8より上流、すなわちポンプ逆転水車3とダム2との間において分岐箇所を備えており、この分岐箇所から、上述の放水路12に合流し最終的に河川20に至るバイパス放流路9が設けられている。上述した分岐箇所には、常閉の開閉弁機構10が備わっており、維持流量発電制御システム100から開閉弁機構10への指示による、開閉弁の開閉により、閉塞状態から全開状態の間の任意の状態に遷移可能である。バイパス放流路9は、例えば、ダム水位がポンプ逆転水車3の運転範囲外の水位まで低下した場合や、架線の断線などにより維持流量発電設備1への発電負荷が急減した場合等において、水圧管路7の水流が、ポンプ逆転水車3を迂回して放水路12に直接流入するよう図るバイパス経路となる。
The water pressure line 7 is provided with a branch point upstream from the
なお、開閉弁機構10、11は、例えば、水圧管路7などの管体内空で可動する組み合わさった複数の弁体と、各弁体を可動させて管体内空を閉塞ないし全開とする弁体の駆動機構とが一体となった既存技術を採用すればよい。この開閉弁機構10、11は、維持流量発電制御システム100と適宜な配線ないしネットワークで結ばれ、開閉動作の指示を維持流量発電制御システム100から受けることが可能である。
The on-off
一方、ダム2の貯水域には水位計5が設置されており、適宜なネットワークを介して、維持流量発電制御システム100と通信可能に結ばれている。また、少なくとも、ポンプ逆転水車3下流の放水路12には流量計13が設置されており、適宜なネットワークを介して、維持流量発電制御システム100と通信可能に結ばれている。
On the other hand, a water level meter 5 is installed in the water storage area of the dam 2 and is connected to the maintenance flow rate power
続いて、上述の維持流量発電制御システム100のハードウェア構成について説明する。図2は本実施形態の維持流量発電制御システム100のハードウェア構成例を示す図である。維持流量発電制御システム100は、ハードディスクドライブなど適宜な不揮発性記憶装置で構成される記憶装置101、RAMなど揮発性記憶装置で構成されるメモリ103、記憶装置101に保持されるプログラム102をメモリ103に読み出すなどして実行し装置自体の統括制御を行なうとともに各種判定、演算及び制御処理を行なうCPUなどの演算装置104、適宜なネットワークを介してダム2の水位計4や放水路12の流量計13といった他装置との通信処理を担う通信装置105を備える。
Next, a hardware configuration of the above-described maintenance flow power
なお、記憶装置101内には、本実施形態の維持流量発電制御システム100として必要な機能を実装する為のプログラム102の他に、制御用データ125が少なくとも記憶されている。この制御用データ125は、維持流量発電設備1における発電用水が取水されるダム2の水位と、該当水位で運転中の維持流量発電設備1における放流量が所定基準値になる場合のポンプ逆転水車3の回転速度との関係を定めたテーブルとなる。この制御用データ125の具体例については後述する。また、記憶装置101には、ポンプ逆転水車3の運転範囲を示す運転範囲データ126が更に格納されている。この運転範囲データ126は、例えば、ポンプ逆転水車3を運転可能なダム水位値の範囲、或いは、ポンプ逆転水車3を運転可能な回転速度の範囲、を示すデータとなる。
The
続いて、本実施形態の維持流量発電制御システム100が備える機能について説明する。上述したように、以下に説明する機能は、維持流量発電制御システム100が備えるプログラム102を実行することで実装される機能と言えるが、同機能を適宜な電子回路で実現し用いるとしてもよい。本実施形態の維持流量発電制御システム100は、ダム2の水位計5での計測値を制御用データ125に照合して、該当水位において放流量が所定基準値となる回転速度を特定し、当該特定した回転速度での運転をポンプ逆転水車3の制御装置6に指示する機能を備えている。
Then, the function with which the maintenance flow power
なお、維持流量発電制御システム100は、記憶装置101に保持する、上述の制御用データ125における放流量の所定基準値として、規定の維持流量値に、ポンプ逆転水車3における使用水量の時間変動幅を上乗せした値を格納しているとすれば好適である。
The maintenance flow rate power
また、維持流量発電制御システム100は、上述した水位計5や流量計13といった所定装置から得たデータが、予め定めたポンプ逆転水車3の運転範囲外の値に該当するか判定し、所定装置から得たデータがポンプ逆転水車3の運転範囲外にあった場合、ポンプ逆転水車3に給水する水圧管路7のうちバイパス放流路9の分岐箇所に備わる常閉の開閉弁機構10に対し、所定時間での開放動作を指示し、開閉弁機構10が全開となった際に、水圧管路7におけるポンプ逆転水車3への給水口8に備わる常開の開閉弁機構11に対し、所定時間での閉鎖動作を指示する機能を備えているとすれば好適である。
In addition, the maintenance flow power
−−−データ構造例−−−
次に、本実施形態の維持流量発電制御システム100が用いる制御用データ125のデータ構造例について説明する。図3A〜図3Dは本実施形態の制御用データ125の構成例1〜4を示す図である。制御用データ125は、維持流量発電設備における発電用水が取水されるダムの水位と、該当水位で運転中の維持流量発電設備における放流量が所定基準値になる場合のポンプ逆転水車の回転速度との関係を定めたデータとなる。--- Data structure example ---
Next, an example of the data structure of the
制御用データ125は、図3A〜図3Cに例示するように、維持流量発電設備1から河川20への放流量の所定基準値である流量値毎に、ダム2の水位とポンプ逆転水車3の回転速度との対応関係を定めたテーブルとなる。図3Aは、放流量を0.8m3/s一定とする場合の、各ダム水位におけるポンプ逆転水車3の回転速度を示し、同様に図3Bは、放流量を0.6m3/s一定とした場合、また図3Cは、放流量を0.9m3/s一定とした場合のものとなる。また、図3Dには、図3A〜図3Dが示す各制御用データ125を、グラフ化した形態を示している。なお、こうした制御用データ125における放流量は、規定の維持流量値に、ポンプ逆転水車3における使用水量の時間変動幅(いわゆる発電機のゆらぎ特性)を上乗せした値であるとすれば好適である。As illustrated in FIG. 3A to FIG. 3C, the
−−−維持流量発電制御方法の手順例−−−
続いて、本実施形態における維持流量発電制御システムの具体的な運用手順について説明する。以下で説明する維持流量発電制御方法に対応する各種動作は、維持流量発電制御システム100がメモリ等に読み出して実行するプログラムによって実現される。そして、このプログラムは、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。 図4は本実施形態の維持流量発電制御方法の手順例を示すフロー図である。維持流量発電制御システム100の演算装置101は、通信手段105を介して、ダム2の貯水域に設置された水位計5から、ダム水位の計測値を取得する(s100)。維持流量発電制御システム100の演算装置104は、この計測値を、ポンプ逆転水車3の運転範囲外を示す所定水位値(記憶装置101に予め保持する、ポンプ逆転水車3の運転範囲データ126)に照合し(s101)、ダム水位がポンプ逆転水車3の運転範囲外であるか判定する(s102)。---- Procedure example of maintenance flow power generation control method ---
Subsequently, a specific operation procedure of the maintenance flow rate power generation control system in the present embodiment will be described. Various operations corresponding to the maintenance flow rate power generation control method described below are realized by a program that the maintenance flow rate power
ダム水位がポンプ逆転水車3の運転範囲内であった場合(s102:OK)、維持流量発電制御システム100の演算装置104は、ダム水位の計測値を制御用データ125に照合する(s103)。なお、記憶装置101に保持されている制御用データ125は、保つべき放流量別に存在するが、ダム水位の計測値の照合対象となる制御用データ125は、ユーザにより予め指定されているものとする。
When the dam water level is within the operation range of the pump reverse turbine 3 (s102: OK), the
ユーザにより、放流量0.8m3/sに対応する制御用データ125が指定されている場合、維持流量発電制御システム100の演算装置104は、ダム水位の計測値を図3Aに例示した制御用データ125に照合することとなる。例えば、ダム水位の計測値が“9.0”であった場合、制御用データ125から、ポンプ逆転水車3の回転速度は“380”とすべきであると特定できる。When the
維持流量発電制御システム100の演算装置104は、上述のステップs101における照合処理により、該当水位“9.0”において放流量が所定基準値0.8m3/sとなる回転速度を“380”と特定し(s104)、当該特定した回転速度での運転をポンプ逆転水車3の制御装置6に指示する(s105)。The
他方、ポンプ逆転水車3の制御装置6は、上述の回転速度“380”での運転指示を維持流量発電制御システム100から受けて、ポンプ逆転水車3に連結された発電機4に対し、その固定子が備える出力発生用の巻線、ないし回転子が備える磁界発生用の巻線に供給する電流の周波数をコントロールし、発電機4の回転速度ひいてはポンプ逆転水車3の回転速度を制御する(s106)。こうした制御手法は既存のものを採用すればよい。
On the other hand, the control device 6 of the
なお、こうしてポンプ逆転水車3の回転速度を制御した後、維持流量発電制御システム100の演算装置104は、ポンプ逆転水車3下流の放水路12に設置されている流量計13より、放水路12の流量に関する計測値を取得し、この計測値が、上述した放流量の所定基準値0.8m3/sを満たしているか判定するとしてもよい。この判定により、放水路12の流量が、放流量の所定基準値を満たしていれば、維持流量発電制御システム100の演算装置104は、そのまま待機する。一方、上述の判定により、放水路12の流量が、放流量の所定基準値を満たしていなければ、維持流量発電制御システム100の演算装置104は、制御用データ125から特定したポンプ逆転水車3の回転速度を所定割合だけ低下させ、放水路12の流量を適宜増加させる。維持流量発電制御システム100の演算装置104は、こうした処理を、放水路12の流量が放流量の所定基準値を満たすようになるまで繰り返し実行する。In addition, after controlling the rotational speed of the pump
一方、ステップs104の処理以降、維持流量発電設備1におけるポンプ逆転水車3は、一定の回転速度での運転状態を維持することになるが、水位計4からのダム水位の計測値取得と、ダム水位がポンプ逆転水車3の運転範囲外であるかの判定(s101、s102)の処理は一定時間毎に実行している。
On the other hand, after the processing of step s104, the pump
ここで、ダム水位がポンプ逆転水車3の運転範囲外であった場合(s102:NG)、維持流量発電制御システム100の演算装置104は、ポンプ逆転水車3に給水する水圧管路7のうちバイパス放流路9の分岐箇所に備わる常閉の開閉弁機構10に対し、所定時間での開放動作を指示する(s107)。この指示を受けた開閉弁機構10は、所定時間をかけて弁を全開状態に移行させる(s108)。これにより、それまで水圧管路7からポンプ逆転水車3に全て導かれていた水が、分岐箇所で分岐しバイパス放流路9にも流れるようになる。図5において、こうした開閉弁機構10、11の運用状況に対応したタイミングチャートを示す。
Here, when the dam water level is outside the operation range of the pump reverse rotation turbine 3 (s102: NG), the
一方、維持流量発電制御システム100の演算装置104は、上述の開閉弁機構10から、当該開閉弁機構10が全開となった旨の通知を受けたタイミングで、水圧管路7における給水口8に備わる常開の開閉弁機構11に対し、所定時間での閉鎖動作を指示する(s109)。他方、この指示を受けた開閉弁機構11は、所定時間をかけて弁を全閉状態に移行させる(s110)。これにより、それまで水圧管路7からポンプ逆転水車3とバイパス放流路9に分岐して流れていた水が、バイパス放流路9によってポンプ逆転水車3を完全に迂回して放水路12に直接流入することになる。このような運用を行うことにより、水圧管路7の水流を徐々にバイパス放流路8へと移す間にはポンプ逆転水車を当初の通り運転させ、こうした処理中にあっても維持流量を確保できることとなる。
On the other hand, the
なお、図6のタイミングチャートに示すように、架線の断線などにより維持流量発電設備1への発電負荷が急減した場合、すなわち、維持流量発電設備1のポンプ逆転水車3の回転負荷が急減した場合にも維持流量発電制御システム100は対応可能である。そのような急減した負荷値を所定の計測装置から得た維持流量発電制御システムの演算装置104は、上述のステップs102と同様に、その負荷値が、予め定めたポンプ逆転水車3の運転範囲外を示す規定値に該当するか判定する。この判定によって、負荷値がポンプ逆転水車3の運転範囲外に該当した場合、やはり上述のステップs107〜s110と同様に、開閉弁機構10、11の操作によって水圧管路7の水流を徐々にバイパス放流路9へと移した後、ポンプ逆転水車3を停止させる。この場合も、水圧管路7の水流を徐々にバイパス放流路9へと移す間にも、放水路12の流量として、規定の維持流量を確保できることとなる。
In addition, as shown in the timing chart of FIG. 6, when the power generation load on the maintenance flow
以上に説明したように、本実施形態の維持流量発電制御システムによれば、ダムでの水位変動に対応して一定流量での運転を行い、効率的な発電と維持流量の確保が可能となる。 As described above, according to the maintenance flow rate power generation control system of the present embodiment, it is possible to operate at a constant flow rate in response to fluctuations in the water level in the dam, and to ensure efficient power generation and maintenance flow rate. .
ところで、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。 By the way, description of the above embodiment is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.
1 維持流量発電設備
2 ダム
3 ポンプ逆転水車
4 発電機
5 水位計
6 ポンプ逆転水車の制御装置
7 水圧管路
8 給水口
9 バイパス放流路
10 開閉弁機構(常閉)
11 開閉弁機構(常開)
12 放水路
13 流量計
14 コンバーター
15 インバーター
16 電力系統
20 河川
100 維持流量発電制御システム
101 記憶装置
102 プログラム
103 メモリ
104 演算装置
105 通信装置
125 制御用データ
126 ポンプ逆転水車の運転範囲データDESCRIPTION OF
11 On-off valve mechanism (normally open)
12 Discharge channel 13
Claims (5)
前記ダムの水位計での計測値を前記制御用データに照合して、該当水位において放流量が前記所定基準値となる前記回転速度を特定し、当該特定した回転速度での運転を前記ポンプ逆転水車の制御装置に指示する演算装置と、
を備えることを特徴とする維持流量発電制御システム。 The level of water used in the pump reversing turbine is changed over time to the specified maintenance flow rate when the water level of the dam from which the water for power generation at the maintenance flow generation facility is taken and the discharge flow at the maintenance flow generation facility operating at the relevant water level A storage device for storing control data defining a relationship with the rotational speed of the pump reverse rotation turbine when the predetermined reference value which is an added value is obtained;
By matching the measured value of the water level gauge of the dam to the control data to identify the rotational speed of the amount released in the corresponding water level is the predetermined reference value, the pump reverses the operation at a rotational speed and the specified An arithmetic unit for instructing the control device of the water wheel;
A maintenance flow rate power generation control system comprising:
所定装置から得たデータが、予め定めた前記ポンプ逆転水車の運転範囲外の値に該当するか判定し、前記データが前記ポンプ逆転水車の運転範囲外にあった場合、前記ポンプ逆転水車に給水する水圧管路のうちバイパス放流路の分岐箇所に備わる常閉の開閉弁機構に対し、所定時間での開放動作を指示し、開閉弁機構が全開となった際に、前記水圧管路における前記ポンプ逆転水車への給水口に備わる常開の開閉弁機構に対し、所定時間での閉鎖動作を指示するものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の維持流量発電制御システム。 The arithmetic unit is:
It is determined whether the data obtained from the predetermined device corresponds to a predetermined value outside the operation range of the pump reversing turbine. If the data is outside the operation range of the pump reversing turbine, water is supplied to the pump reversing turbine. Instructing the opening operation in a predetermined time to the normally closed on-off valve mechanism provided at the branching point of the bypass discharge passage among the hydraulic pipes to be operated, and when the on-off valve mechanism is fully opened, Instructs the normally open on-off valve mechanism provided at the water supply port to the pump reversing turbine to close in a predetermined time.
Flow generation control system maintained according to claim 1, characterized in that.
前記ダムの水位計での計測値を前記制御用データに照合して、該当水位において放流量が前記所定基準値となる前記回転速度を特定し、当該特定した回転速度での運転を前記ポンプ逆転水車の制御装置に指示する処理を実行する、ことを特徴とする維持流量発電制御方法。 The level of water used in the pump reversing turbine is changed over time to the specified maintenance flow rate when the water level of the dam from which the water for power generation at the maintenance flow generation facility is taken and the discharge flow at the maintenance flow generation facility operating at the relevant water level An information processing apparatus including a storage device that stores control data that defines a relationship with the rotational speed of the pump reverse rotation turbine when the predetermined reference value that is the added value is obtained,
By matching the measured value of the water level gauge of the dam to the control data to identify the rotational speed of the amount released in the corresponding water level is the predetermined reference value, the pump reverses the operation at a rotational speed and the specified A maintenance flow rate power generation control method characterized by executing a process instructing a control device of a turbine.
前記ダムの水位計での計測値を前記制御用データに照合して、該当水位において放流量が前記所定基準値となる前記回転速度を特定し、当該特定した回転速度での運転を前記ポンプ逆転水車の制御装置に指示する処理を実行させる、ことを特徴とする維持流量発電制御プログラム。 The level of water used in the pump reversing turbine is changed over time to the specified maintenance flow rate when the water level of the dam from which the water for power generation at the maintenance flow generation facility is taken and the discharge flow at the maintenance flow generation facility operating at the relevant water level In an information processing apparatus provided with a storage device for storing control data that defines the relationship with the rotational speed of the pump reverse rotation turbine when it becomes a predetermined reference value that is an added value ,
By matching the measured value of the water level gauge of the dam to the control data to identify the rotational speed of the amount released in the corresponding water level is the predetermined reference value, the pump reverses the operation at a rotational speed and the specified A maintenance flow rate power generation control program characterized by causing a water wheel control device to execute a process.
前記ダムの水位と、該当水位で運転中の当該維持流量発電設備における放流量が、規定の維持流量値に、前記ポンプ逆転水車における使用水量の時間変動幅を上乗せした値である所定基準値になる場合の前記ポンプ逆転水車の回転速度との関係を定めた制御用データを記憶する記憶装置と、前記ダムの水位計での計測値を前記制御用データに照合して、該当水位において放流量が前記所定基準値となる前記回転速度を特定し、当該特定した回転速度での運転を前記ポンプ逆転水車の制御装置に指示する演算装置とを備える維持流量発電制御システムと、
を含むことを特徴とする維持流量発電設備。 A pump reverse rotation turbine that rotates by receiving water supply for the maintenance flow rate from the dam, a generator connected to the rotation shaft of the pump reverse rotation turbine, and a control device that adjusts the rotational speed of the pump reverse rotation turbine;
The water level of the dam and the discharge flow rate at the maintenance flow power generation facility operating at the relevant water level are set to a predetermined reference value that is a value obtained by adding the time fluctuation range of the amount of water used in the pump reverse rotation turbine to the specified maintenance flow rate value. A storage device for storing control data that defines the relationship with the rotational speed of the pump reverse rotation turbine in the case where There identifying the rotational speed to be the predetermined reference value, and maintaining the flow generator control system comprising a calculation unit for instructing the operation at a rotational speed that is the specified to the control device of the pump reverse rotation impeller,
A maintenance flow power generation facility characterized by including.
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