(57)【要約】      （修正有）【課題】気象情報を取り込むことによって河川情報（水位）に応じた変化率制限特性を適用し、かつ、下流河川の水位上昇率の制約を守りながら緩和することにより、電力調整能力の対応力不足やダム放流による経済的損失の問題を改善する。【解決手段】河川水位情報をＷＡＮR11を経てネットワーク河川情報収集処理手段R13に入力して下流河川水位信号V11を得、下流河川水位信号V11を増加方向変化率特性部R14に入力して負荷変化率V12を得、負荷変化率V12と総合出力指令値ａとを総合出力指令変化率処理手段R15に入力して総合出力実指令値ｇを得、総合出力実指令値ｇと各発電機の運転状態b1、b2を実指令値変化率配分処理手段６に基づき各発電機毎に実指令値変化信号h1、h2を配分し、各発電機の実指令値d1、d2と実際の出力値e1、e2との偏差から各発電機の負荷調整指令f1、f2を算出する。【選択図】図１
2012244884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川水位の変化率に制限のある水力発電所に設置された複数台の発電機の出力を総合出力指令値に基づいて調整する水力発電所の負荷調整制御装置において、
河川水位情報をネットワークを経て入力し、下流河川水位信号を出力するネットワーク河川情報収集処理手段と、
前記ネットワーク河川情報収集処理手段から出力された下流河川水位信号を入力し負荷変化率を出力する増加方向変化率特性部と、
前記増加方向変化率特性部から出力された負荷変化率と前記総合出力指令値とを入力し総合出力実指令値を出力する総合出力指令変化率処理手段と、
前記総合出力指令変化率処理手段から出力された総合出力実指令値と複数の発電機の運転状態に基づき各発電機毎に配分する実指令値変化信号を演算し出力する実指令値変化率配分処理手段と、
前記実指令値変化率配分処理手段から出力された各発電機毎の実指令値変化信号に基づき各号機毎の実指令値を算出して出力する実指令値演算処理手段と、
各発電機の前記実指令値と実際の出力値との偏差を求め各発電機の負荷調整指令として出力する各号機負荷調整制御手段と、
を備えたことを特徴とする水力発電所の負荷調整制御装置。
【請求項２】
河川水位の変化率に制限のある水力発電所に設置された複数台の発電機の出力を総合出力指令値に基づいて調整する水力発電所の負荷調整制御装置において、
河川に設置されたダムのダム情報をネットワークを経て入力し、ダム放流量を出力するネットワークダム情報収集処理手段と、
前記ネットワークダム情報収集処理手段から出力されたダム放流量を入力し、ダム放流水が下流河川水位地点に着水するまでの遅れ時間処理を行った遅延ダム放流量を出力する第１の着水時間遅延処理手段と、
全号機合計実出力を入力し発電放流量を演算し下流河川水位地点に着水するまでの遅れ時間処理を行った遅延発電放流量を出力するＰＱ換算遅延処理手段と、
前記第１の着水時間遅延処理手段から出力された遅延ダム放流量と前記ＰＱ換算遅延処理手段から出力された遅延発電放流量との加算値である河川流量を入力し、下流河川想定水位を出力する下流河川想定水位演算手段と、
前記下流河川想定水位演算手段から出力された下流河川想定水位信号を入力し、負荷変化率を出力する増加方向変化率特性部と、
前記増加方向変化率特性部から出力された負荷変化率と前記総合出力指令値とを入力し総合出力実指令値を出力する総合出力指令変化率処理手段と、
前記総合出力指令変化率処理手段から出力された総合出力実指令値と複数の発電機の運転状態に基づき各発電機毎に配分する実指令値変化信号を演算し出力する実指令値変化率配分処理手段と、
前記実指令値変化率配分処理手段から出力された各発電機毎の実指令値変化信号に基づき各号機毎の実指令値を算出して出力する実指令値演算処理手段と、
各発電機の前記実指令値と実際の出力値との偏差を求め各発電機の負荷調整指令として出力する各号機負荷調整制御手段と、
を備えたことを特徴とする水力発電所の負荷調整制御装置。
【請求項３】
前記ネットワークから該当流域の雨量情報を入力し、雨量積算値を出力するネットワーク雨量情報収集処理手段と、
前記ネットワーク雨量情報収集処理手段から出力された雨量積算値を入力し、下流河川流入量を出力する流れ込み流量演算手段と、
前記流れ込み流量演算手段から出力された下流河川流入量を入力し、遅延処理後の遅延下流河川流入量を出力する第２の着水時間遅延処理手段と、
前記第１の着水時間遅延処理手段から出力された遅延ダム放流量と、前記ＰＱ換算遅延処理手段から出力された遅延発電放流量と、第２の着水時間遅延処理手段から出力された遅延下流河川流入量との加算値を河川流量として前記下流河川想定水位演算手段に入力することを特徴とする請求項２記載の水力発電所の負荷調整制御装置。
【請求項４】
前記ネットワーク雨量情報収集処理手段から出力された雨量積算値を保存する雨量積算値過去データ保存処理手段と、
下流河川の過去の水位データ保有する下流河川水位過去データベースと、
前記下流河川水位過去データベースから過去下流河川水位を入力し、過去下流河川流入量を算出する水位流量変換処理手段と、
前記雨量積算値過去データ保存処理手段から出力された過去雨量積算値と、前記水位流量変換処理手段から出力された過去下流河川流入量とから誤差補正値を算出する誤差補正処理手段と、を備え、
前記誤差補正処理手段から出力された誤差補正値を前記流れ込み流量演算手段に入力して雨量積算値の誤差修正を行うことを特徴とする請求項３記載の水力発電の負荷調整制御装置。
【請求項５】
河川水位の変化率に制限のある水力発電所に設置された複数台の発電機の出力を総合出力指令値に基づいて調整する水力発電所の負荷調整制御方法において、
ネットワークを経て送られてくる河川水位情報をネットワーク河川情報収集処理手段により入力して下流河川水位信号を算出し、
前記下流河川水位信号を増加方向変化率特性部に入力して負荷変化率を算出し、
前記負荷変化率と前記総合出力指令値とを総合出力指令変化率処理手段に入力して総合出力実指令値を算出し、
前記総合出力実指令値と複数の発電機の運転状態とを実指令値変化率配分処理手段入力して各発電機毎に配分する実指令値変化信号を算出し、
前記実指令値変化信号を実指令値演算処理手段に入力して各号機毎の実指令値を算出し、
前記各発電機の実指令値と実際の出力値とを各号機負荷調整制御手段に入力して偏差を求め、この偏差を各発電機の負荷調整指令として出力することを特徴とする水力発電所の負荷調整制御方法。
【請求項６】
河川水位の変化率に制限のある水力発電所に設置された複数台の発電機の出力を総合出力指令値に基づいて調整する水力発電所の負荷調整制御方法において、
ネットワークを経て送られてくる河川に設置されたダムのダム情報をネットワークダム情報収集処理手段に入力してダム放流量を算出し、
前記ダム放流量を第１の着水時間遅延処理手段に入力してダム放流水が下流河川水位地点に着水するまでの遅れ時間処理を行うことにより遅延ダム放流量を算出し、
全号機合計実出力をＰＱ換算遅延処理手段入力して下流河川水位地点に着水するまでの遅れ時間処理を行い遅延発電放流量を算出し、
前記遅延ダム放流量と前記遅延発電放流量との加算値である河川流量を下流河川想定水位演算手段に入力して下流河川想定水位を算出し、
前記下流河川水位信号を増加方向変化率特性部に入力して負荷変化率を算出し、
前記負荷変化率と前記総合出力指令値とを総合出力指令変化率処理手段に入力して総合出力実指令値を算出し、
前記総合出力実指令値と複数の発電機の運転状態とを実指令値変化率配分処理手段入力して各発電機毎に配分する実指令値変化信号を算出し、
前記実指令値変化信号を実指令値演算処理手段に入力して各号機毎の実指令値を算出し、
前記各発電機の実指令値と実際の出力値とを各号機負荷調整制御手段に入力して偏差を求め、この偏差を各発電機の負荷調整指令として出力することを特徴とする水力発電所の負荷調整制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、河川の水位変化率に制限のある水力発電所に設置された複数台の発電機の出力を調整するための水力発電所の負荷調整制御装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電所の下流側の河川では流域に居る人の安全確保のために、水位上昇率を規定値以下にするよう河川法により義務付けられている。このため、電力会社では発電に使用した水の放流による河川の水位上昇率（30cm/30分程度）を管理する目的で負荷調整制御に出力変化率制限機能を設けている。この変化率制限特性が最も厳しい状態は、河川水位が低い状況での主機停止から起動し定格出力まで負荷上昇するケースである。一般的に放水口下流の水路・河川形状がＶ字形状の場合、短時間で河川水位が高くなるため、起動から定格出力まで数時間以上かける変化率制限特性としている。
【０００３】
以下、図６に示す機能ブロック図を参照して変化率制限を行なう従来の水力発電所の負荷調整制御装置について説明する。
【０００４】
図６において、総合負荷変化率制限処理手段４は、水力発電所内の全発電機総合の出力指令値として与えられる総合出力指令値ａと発電機の複数号機（一例として２台）の回転数あるいは負荷状態を表す運転状態ｂ１およびｂ２を入力し、当該運転状態ｂ１およびｂ２から得られる発電放流量を基に予め設定した下流河川の水位上昇率を制限するための負荷変化率特性を用いて、総合出力指令値ａを制限して総合出力実指令値ｇを出力する。この変化率制限特性は発電放流以外の河川流入はないものと仮定しているため、起動時には水位が低く水位上昇率が大きい最も厳しい設定となる。
【０００５】
実指令値変化率配分処理手段６は、総合負荷変化率制限処理手段４から出力された総合出力実指令値ｇのほかに複数号機の運転状態ｂ１およびｂ２を入力することによって、それぞれの号機毎に各号機実指令値変化信号ｈ１およびｈ２を出力する。
【０００６】
１号機実指令値演算処理手段７Ａおよび２号機実指令値演算処理手段７Ｂは、実指令値変化率配分処理手段６から出力された各号機実指令値変化信号ｈ１およびｈ２をそれぞれ入力して各号機の出力目標値である実指令値ｄ１およびｄ２を出力する。
【０００７】
１号機負荷調整制御手段３Ａおよび２号機負荷調整制御手段３Ｂは、前記１号機実指令値演算処理手段７Ａおよび２号機実指令値演算処理手段７Ｂからそれぞれ出力された実指令値ｄ１およびｄ２を入力し、１号機の実出力ｅ１および２号機の実出力ｅ２を制御するための１号機負荷調整信号ｆ１および２号機負荷調整信号ｆ２を出力する。
【０００８】
ところで、下流側の河川水位への影響が当該水力発電所の放流による場合は前述の発電機の運転状態に基づく出力変化率制限とする必要があるが、大雨・洪水対策のダム放流などの発電放流以外の要因により既に水位が上昇している事も稀ではない。
【０００９】
図７はダム式発電所における一般的な水路構成の一例を示す説明図である。
ダム水路式の下流河川水位は発電機の出力（すなわち、発電放流）以外にダム放流や本川上流からの流入が水位上昇の要因となり得る。この場合、下流河川水位は発電放流によらず水位が高い状態である。
【００１０】
一方、図８は下流河川の水位と流量の関係の一例を示す説明図である。
図８では河川の断面形状が緩やかなＶ字形状であるため、下流河川の水位は低水位側では流量の増加に対して水位上昇が大きく、高水位側では水位上昇が小さいという特徴がある。
【００１１】
このため、既に水位が高い状態では発電機の出力変化率（発電放流量の増加分）を多くしても水位上昇が少ないので出力変化率の制約を緩和でき、起動から定格出力まで数分程度の変化率を適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第２６４５０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述の図６に示す従来技術では、発電機の回転数や出力状態などの発電放流のみに基づき出力変化率制限を適用しているため、ダム放流他の要因で変化する下流河川の水位が考慮されずに、起動時は常に最も厳しい条件で設定した同じ出力変化率設定を適用している。
【００１４】
そのため、負荷上昇に不必要に時間がかかることによる電力調整能力の対応力不足を引き起こしている。また、大雨・洪水発生時に短時間で負荷上昇できないため、発電に使用せずにダム放流で捨てていることによる経済的な損失などの課題がある。
【００１５】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、気象情報機関から送られてくる気象情報を取り込むことによって河川情報（水位）に応じた変化率制限特性を適用し、かつ、下流河川の水位上昇率の制約を守りながら緩和することにより、電力調整能力の対応力不足や発電に使用できないダム放流による経済的損失の問題を改善し、上流からの水を有効に活用した発電を行うことが可能な水力発電所の負荷調整制御装置およびその方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明の実施形態に係る水力発電所の負荷調整制御装置は、河川水位の水位変化率に制限のある水力発電所に設置された複数台の発電機の出力を総合出力指令値に基づいて調整する水力発電所の負荷調整制御装置において、河川の水位情報をネットワークを経て入力し、下流河川水位信号を出力するネットワーク河川情報収集処理手段と、前記ネットワーク河川情報収集処理手段から出力された下流河川水位信号を入力し負荷変化率を出力する増加方向変化率特性部と、前記増加方向変化率特性部から出力された負荷変化率と前記総合出力指令値とを入力し総合出力実指令値を出力する総合出力指令変化率処理手段と、前記総合出力指令変化率処理手段から出力された総合出力実指令値と複数の発電機の運転状態に基づき各発電機毎に配分する実指令値変化信号を演算し出力する実指令値変化率配分処理手段と、前記実指令値変化率配分処理手段から出力された各発電機の実指令値変化信号に基づき各号機毎の実指令値を算出して出力する実指令値演算処理手段と、各発電機の前記実指令値と実際の出力値との偏差を求め各発電機の負荷調整指令として出力する各号機負荷調整制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の実施形態に係る水力発電所の負荷調整制御方法は、河川水位の変化率に制限のある水力発電所に設置された複数台の発電機の出力を総合出力指令値に基づいて調整する水力発電所の負荷調整制御方法において、ネットワークを経て送られてくる河川水位情報をネットワーク河川情報収集処理手段により入力して下流河川水位信号を算出し、前記下流河川水位信号を増加方向変化率特性部に入力して負荷変化率を算出し、前記負荷変化率と前記総合出力指令値とを総合出力指令変化率処理手段に入力して総合出力実指令値を算出し、前記総合出力実指令値と複数の発電機の運転状態とを実指令値変化率配分処理手段入力して各発電機毎に配分する実指令値変化信号を算出し、前記実指令値変化信号を実指令値演算処理手段に入力して各号機毎の実指令値を算出し、前記各発電機の実指令値と実際の出力値とを各号機負荷調整制御手段に入力して偏差を求め、この偏差を各発電機の負荷調整指令として出力することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１に係る水力発電所の負荷調整制御装置の機能ブロック図。
【図２】本発明の実施形態１乃至３における下流河川水位による変化率特性の一例を示す説明図。
【図３】本発明の実施形態１乃至３における出力制限値の一例を示す説明図。
【図４】本発明の実施形態２に係る水力発電所の負荷調整制御装置の機能ブロック図。
【図５】本発明の実施形態３に係る水力発電所の負荷調整制御装置の機能ブロック図。
【図６】従来技術の水力発電所の負荷調整制御装置の機能ブロック図。
【図７】ダム式発電所における一般的な水路構成の例を示す説明図。
【図８】下流水位と流量との関係の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る水力発電所の負荷調整制御装置について説明する。なお、各図に共通して用いられる要素、手段等には同一符号を付けて重複する説明は適宜省略する。
【００２０】
［実施形態１］
（構成）
図１は本実施形態１に係る水力発電所の負荷調整制御装置の機能ブロック図である。
図１において、破線枠で示す要素１０１は、図６で示した総合負荷変化率制限処理手段４に替えて本実施形態１で新たに設けた総合出力実指令部である。
【００２１】
本実施形態１の総合出力実指令部１０１は、発電事業者が独自に水位計を設置することによって水力発電所下流側の河川情報（水位）を取り込む替わりに、国土交通省等の既設の気象情報機関から提供される河川水位情報を、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ)Ｒ１１、ファイヤーウォール（ＦＷ)Ｒ１２を介してネットワーク河川情報収集処理手段Ｒ１３によってネットワーク河川水位情報Ｖ１０として収集する。ネットワーク河川情報収集処理手段Ｒ１３は、収集した河川水位情報を下流河川水位信号Ｖ１１として出力する。ファイヤーウォール（ＦＷ)Ｒ１２は、外部からのアクセスに対しての機密性と情報が改ざん破壊されない安全性、ウィルス等の侵入を防ぐ機能を維持するものである。
【００２２】
なお、水位情報をＷＡＮを経由で取り込む場合、水位計から直接取り込む場合よりも一般的に遅いことは否めないが、河川水位の変化は比較的遅いため、ＷＡＮを経由した比較的ゆっくりした水位情報（換言すれば、時間遅れのある水位情報）でも制御的に問題になることはない。
【００２３】
ネットワーク河川情報収集処理手段Ｒ１３の次段に設けられた増加方向変化率特性部Ｒ１４は、前述した下流下線水位信号Ｖ１１を入力して負荷変化率Ｖ１２として出力する。さらに増加方向変化率特性部Ｒ１４の次段に設けられた総合出力指令変化率処理手段Ｒ１５は、増加方向変化率特性部Ｒ１４から出力された負荷変化率Ｖ１２と水力発電所内の全発電機総合の出力指令値として与えられる総合出力指令値ａとを入力して、総合出力指令値ａの変化率を制限した総合出力実指令値ｇを出力する。
以上が本実施形態１の総合出力実指令部１０１の構成であり、その他の構成は図６と同等である。
【００２４】
（作用）
総合出力実指令部１０１のネットワーク河川情報収集処理手段Ｒ１３は、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ)Ｒ１１からファイヤーウォール（ＦＷ)Ｒ１２を介して国土交通省等の既設の気象情報機関が提供するネットワーク河川水位情報Ｖ１０を定周期で収集し、該当の下流河川水位Ｖ１１を出力する。
【００２５】
上述したように、ネットワーク経由で取り込んだ情報は時間遅れを伴うが、制御的に安全側の水位情報を使用することで遅れによる影響は軽減可能であり制御入力として十分活用できる。ネットワーク河川情報収集処理手段Ｒ１３から出力された下流河川水位Ｖ１１は増加方向変化率特性部Ｒ１４に入力される。ここで増加方向変化率特性部Ｒ１４の特性の一例としては、図２で示す様に下流河川の水位が低い時は変化率を小さく、水位が高い時は変化率を大きく段階的に総合出力変化率を選択するものである。因みに、下流河川水位が０〜Ｌ１間の負荷変化率はＶ１であり、負荷変化率信号（ｉ）を出力する。下流河川水位がＬ１〜Ｌ２の間は負荷変化率がＶ２であり、負荷変化率信号（ii）を出力する。同様に、下流河川水位がＬ２〜Ｌ３間、Ｌ３〜Ｌ４間の場合、負荷変化率はＶ３、Ｖ４であり、それぞれ負荷変化率信号（iii）、（iv）を出力する。
【００２６】
なお、変化率設定を段階的な特性とせずに連続的な特性とすることも考えられる。この連続的な特性とした場合水位変動による不要な応答が懸念されるが、図２のように段階的な変化率特性とした場合は、水位変動による不要な応答を除外できる利点がある。
【００２７】
増加方向変化率特性部Ｒ１４で得られた負荷変化率信号（ｉ）、（ii）、（iii）および（iv）は、図３で示す様に時間ｔに対する複数号機（一例として２台）の合計の総合出力の変化ΔＰを下流河川の水位に基づいて制限する。
【００２８】
因みに、負荷変化率信号が一番大きい（iv）の場合時間ｔ１で目標出力制限値ΔＰに到達し、変化率が二番目に大きい（iii）の場合は時間ｔ２で目標出力制限値ΔＰに到達する。負荷変化率が小さい（ii）や（ｉ）のときは、かなり長い時間が経過しないと目標出力制限値ΔＰには到達しない。
【００２９】
増加方向変化率特性部Ｒ１４から出力された負荷変化率Ｖ１２は、総合出力指令変化率処理手段Ｒ１５に入力される。総合出力指令変化率処理手段Ｒ１５では負荷変化率Ｖ１２とともに水力発電所内の全発電機総合の出力指令値として与えられる総合出力指令値ａを入力し、当該総合出力指令値ａを負荷変化率Ｖ１２で変化率制限し、総合出力実指令値ｇを出力する。
【００３０】
総合出力指令変化率処理手段Ｒ１５の後段に設けられた実指令値変化率配分処理手段６、１号機実指令値演算処理手段７Ａ、２号機実指令値演算処理手段７Ｂ、１号機負荷調整制御手段３Ａ、２号機負荷調整制御手段３Ｂは図６で説明した従来技術と同様の処理機能を有するので、ここでは重複した説明を省略する。
【００３１】
（効果）
以上述べたように本実施形態１によれば、ＷＡＮ(ワイドエリアネットワーク)経由で気象情報機関から提供される下流河川水位情報Ｖ１０を入力し活用することで、発電事業者自らが水位計を個別に設置し管理する場合に比べてコスト的に有利となるばかりでなく、下流河川の実際の水位に合致した適切な負荷変化率を選択することが可能である。
【００３２】
この結果、大雨・洪水対策のダム放流などの発電放流以外の要因によって下流河川の水位が既に上昇している場合、出力変化率の制約を緩和して通常より速い出力増加を行うことが可能になる。このことにより、電力調整能力が向上し、従来技術の懸念事項であった電力調整能力の対応力不足、あるいはダム流入水を発電に利用せずに放流により捨てることによる経済的な損失を改善することができる。
【００３３】
［実施形態２］
（構成）
図４は本実施形態２に係る水力発電所の負荷調整制御装置の機能ブロック図である。
図４において、破線枠で示す要素１０２は、図１で示した総合出力実指令部１０１に替えて本実施形態２で新たに設けた総合出力実指令部である。
【００３４】
本実施形態２の総合出力実指令部１０２は、実施形態１の下流河川水位Ｖ１１の代わりに以下説明する下流河川想定水位Ｖ２６を入力するように構成したものである。
【００３５】
本実施形態２の総合出力実指令部１０２は、ネットワークダム情報収集処理手段Ｒ２３が国土交通省等の気象情報機関が提供するダム情報を、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ)Ｒ１１を経由し、さらに、情報セキュリティのためのファイヤーウォール（ＦＷ)Ｒ１２を介してネットワークダム情報Ｖ２０として収集し、該当の河川に設置されているダムからの放流量（ダム放流量）Ｖ２１として出力する。ダム放流量Ｖ２１は着水時間遅延処理手段Ｒ２４に入力され、遅延ダム放流量Ｖ２２として出力される。なお、着水時間遅延処理手段Ｒ２４は、後述する着水時間遅延処理手段Ｒ３５と区別するために第１の着水時間遅延処理手段と称する場合がある。
【００３６】
一方、全号機合計実出力Ｖ２３は、ＰＱ換算遅延処理手段Ｒ２５に入力されて遅延発電放流量Ｖ２４として出力される。遅延ダム放流量Ｖ２２と遅延発電放流量Ｖ２４とは加算手段により加算されて河川流量Ｖ２５となり、次段の下流河川想定水位演算手段Ｒ２６に入力される。下流河川想定水位演算手段Ｒ２６は下流河川想定水位Ｖ２６を算出し出力する。下流河川想定水位Ｖ２６は、実施形態１で説明した増加方向変化率特性部Ｒ１４に入力され、負荷変化率Ｖ１２として出力される。この負荷変化率Ｖ１２も実施形態１と同様に総合出力指令変化率処理手段Ｒ１５に入力され、総合出力指令値ａの変化率制限を実施する。
【００３７】
総合出力指令変化率処理手段Ｒ１５後段の実指令値変化率配分処理手段６、１号機実指令値演算処理手段７Ａおよび２号機実指令値演算処理手段７Ｂ、１号機負荷調整制御手段３Ａおよび２号機負荷調整制御手段３Ｂは図６に示す従来技術と同様の処理機能を有するので、ここでは重複した説明を省略する。
【００３８】
（作用）
総合出力実指令部１０２のネットワークダム情報収集処理手段Ｒ２３は、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ)Ｒ１１からファイヤーウォール（ＦＷ)Ｒ１２を介して気象情報機関等が提供するネットワークダム情報Ｖ２０を定周期で収集し、該当するダムのダム放流量Ｖ２１を出力する。ダム放流量Ｖ２１はダム放流水が下流河川水位地点に着水するまでの遅れ時間を考慮した第１の着水時間遅延処理手段Ｒ２４に入力され、遅延ダム放流量Ｖ２２が出力される。
【００３９】
一方、全号機合計実出力Ｖ２３は、発電機の総出力から発電放流量を演算し下流河川水位地点に着水するまでの遅れ時間処理を行うＰＱ換算遅延処理手段Ｒ２５に入力され、遅延発電放流量Ｖ２４として出力される。そして、遅延ダム放流量Ｖ２２と遅延発電放流量Ｖ２４とを加算することによって河川流量Ｖ２５を算出する。
【００４０】
下流河川想定水位演算手段Ｒ２６では河川流量Ｖ２５を入力し、図８に示した流量と水位の特性を基に下流河川想定水位Ｖ２６を算出する。この下流河川想定水位信号Ｖ２６は、増加方向変化率特性部Ｒ１４に入力され、負荷変化率Ｖ１２を出力する。
【００４１】
増加方向変化率特性部Ｒ１４より出力された負荷変化率Ｖ１２は、総合出力指令変化率処理手段Ｒ１５に入力される。総合出力指令変化率処理手段Ｒ１５では負荷変化率Ｖ１２とともに水力発電所内の全発電機総合の出力指令値として与えられる総合出力指令値ａを入力し、当該総合出力指令値ａを負荷変化率Ｖ１２で変化率制限を実施し、図６の従来技術で説明した総合負荷変化率制限処理手段４と同様に総合出力実指令値ｇを出力する。
【００４２】
総合出力指令変化率処理手段Ｒ１５の後段の処理手段である実指令値変化率配分処理手段６、１号機実指令値演算処理手段７Ａおよび２号機実指令値演算処理手段７Ｂ、１号機負荷調整制御手段３Ａおよび２号機負荷調整制御手段３Ｂは図６に示す従来技術と同様の処理機能を有するので、ここでは重複した説明を省略する。
【００４３】
（効果）
以上述べたように本実施形態２によれば、実施形態１の下流河川水位Ｖ１１の代わりにネットワークダム情報Ｖ２０から得られる着水時間を考慮した遅延ダム放流量Ｖ２２と、全号機合計実出力Ｖ２３から得られる遅延発電放流量Ｖ２４とを加算して求めた河川流量Ｖ２５を基にして下流河川想定水位Ｖ２６を演算することが可能であり、下流河川の水位情報が入手困難な場合でも実施形態１と同様に発電事業者が水位計を個別に設置し管理する場合よりもコスト的に有利に下流河川の想定水位に合致した適切な負荷変化率を選択可能である。その結果、大雨・洪水対策のダム放流などの発電放流以外の要因により既に水位が上昇している場合の出力変化率への制約を緩和することが可能となり、電力調整能力の対応力不足やダム流入水を発電に使用せず放流により捨てることによる経済的な損失などの問題を改善することができ実施形態１と同様な効果を得ることが可能である。
【００４４】
［実施形態３］
（構成）
図５は本実施形態３に係る水力発電所の負荷調整制御装置の機能ブロック図である。
図５において、破線枠で示す要素１０３は、図４で示した総合出力実指令部１０２に替えて本実施形態３で新たに設けた総合出力実指令部である。
【００４５】
本実施形態３の総合出力実指令部１０３は、実施形態２の総合出力実指令部１０２に設けた遅延ダム放流量Ｖ２２および遅延発電放流量Ｖ２４を加算して河川流量Ｖ２５を得る算出手段（加算部）に対して、新たに収集したネットワーク雨量情報Ｖ３０を基にして得られた遅延下流河川流入量Ｖ３３を加算することを特徴とするものである。
【００４６】
本実施形態３では、ネットワーク雨量情報収集処理手段Ｒ３３はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ)Ｒ１１経由で国土交通省等の気象情報機関が提供するネットワーク雨量情報Ｖ３０を情報セキュリティのためのファイヤーウォール（ＦＷ)Ｒ１２を介して収集し、単位時間の雨量積算値Ｖ３１として出力する。
【００４７】
流れ込み流量演算手段Ｒ３４はこの雨量積算値Ｖ３１を入力して下流河川流入量Ｖ３２を算出し出力する。この下流河川流入量Ｖ３２は着水時間遅延処理手段Ｒ３５に入力され、遅延下流河川流入量Ｖ３３として出力される。なお、着水時間遅延処理手段Ｒ３５は、前述の着水時間遅延処理手段Ｒ２４と区別するために第２の着水時間遅延処理手段Ｒ３５と称する場合がある。
【００４８】
遅延下流河川流入量Ｖ３３は実施形態２の遅延ダム放流量Ｖ２２および遅延発電放流量Ｖ２４に加算して新たな河川流量Ｖ２５を算出する。以降の構成は図４に示した実施形態２と同様の構成である。
【００４９】
なお、本実施形態３では、流れ込み流量演算手段Ｒ３４から出力される下流河川流入量Ｖ３２の精度を高めるために、以下述べる誤差修正機能を更に付加している。
【００５０】
すなわち、ネットワーク雨量情報収集処理手段Ｒ３３から出力された雨量積算値Ｖ３１を雨量積算値過去データ保存処理手段Ｒ３６に入力して日時データと共に保存し、過去雨量積算値Ｖ３４を出力する。また、下流河川水位過去データベースＲ３７より出力される過去下流河川水位Ｖ３５を水位流量変換処理手段Ｒ３８に入力して過去下流河川流入量Ｖ３６を出力する。これらの過去雨量積算値Ｖ３４と過去下流河川流入量Ｖ３６とを誤差補正処理手段Ｒ３９に入力して誤差補正値Ｖ３７を得る。この誤差補正値Ｖ３７を前述した流れ込み流量演算手段Ｒ３４に入力することによって、雨量積算値Ｖ３１の誤差修正を行う。
【００５１】
（作用）
総合出力実指令部１０３に設けたネットワーク雨量情報収集処理手段Ｒ３３は、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ)Ｒ１１からファイヤーウォール（ＦＷ)Ｒ１２を介して気象情報機関が提供するネットワーク雨量情報Ｖ３０を定周期で収集し、単位時間の雨量積算値Ｖ３１を出力する。流れ込み流量演算手段Ｒ３４はこの雨量積算値Ｖ３１を入力して下流河川流入量Ｖ３２を算出する。ここで、流れ込み流量演算手段Ｒ３４は一例として雨量積算値Ｖ３１が増加すると下流河川流入量Ｖ３２も増加する様な関数を有しており、この場合の係数は過去の実績データを基にして設定するものである。
【００５２】
下流河川流入量Ｖ３２は雨量観測点から着水するまでの遅れ時間を考慮するための第２の着水時間遅延処理手段Ｒ３５に入力され、遅延下流河川流入量Ｖ３３が出力される。なお、観測点が複数の構成である場合は、個々の遅延下流河川流入量の合計値として求めることもできる。遅延下流河川流入量Ｖ３３は、遅延ダム放流量Ｖ２２および遅延発電放流量Ｖ２４に加算されて新たな河川流量Ｖ２５となって下流河川想定水位演算手段Ｒ２６に入力される。
【００５３】
本実施形態３では、上記の機能に加え、流れ込み流量演算手段Ｒ３４に入力される雨量積算値Ｖ３１を雨量積算値過去データ存処理手段Ｒ３６にも入力して日時データ共に保存し、過去雨量積算値Ｖ３４を出力する。また、下流河川水位過去データベースＲ３７より出力される同じ日時に時間遅れを考慮した過去下流河川水位Ｖ３５を水位流量変換処理手段Ｒ３８に入力して過去下流河川流入量Ｖ３６を出力する。ここで、水位流量変換処理手段Ｒ３８は下流河川想定水位演算手段Ｒ２６の逆演算を行うものである。誤差補正処理手段Ｒ３９は過去雨量積算値Ｖ３４と過去下流河川流入量Ｖ３６を入力する。誤差補正処理手段Ｒ３９は、過去雨量積算値Ｖ３４と過去下流河川流入量Ｖ３６との過去の実績データより流れ込み流量演算手段Ｒ３４の係数を算出して誤差補正値Ｖ３７を出力する。この誤差補正値Ｖ３７を流れ込み流量演算手段Ｒ３４に入力して内部設定の修正を行う。
【００５４】
（効果）
以上述べたように本実施形態３によれば、実施形態１の下流河川水位Ｖ１１の代わりにネットワーク雨量情報Ｖ３０から得られる雨量積算値Ｖ３１により下流河川流入量Ｖ３２を演算し、着水時間を考慮した遅延下流河川流入量Ｖ３３を得ることができる。これを実施形態２の河川流量Ｖ２５の算出手段（加算部）に加算することにより、実施形態２と同様な効果に加えて下流河川への雨量の流れ込みを考慮することが可能であり、下流河川の水位情報が入手困難な場合でも実施形態１と同様に水位計を個別に設置し管理することに対してコスト的に有利に下流河川の想定水位に合致した適切な負荷変化率を選択可能である。その結果、大雨・洪水対策のダム放流などの発電放流以外の要因により既に水位が上昇している場合の出力変化率への制約を緩和することが可能となり、電力調整能力の対応力不足やダム流入水を発電に使用せず放流により捨てることによる経済的な損失などの問題を改善することができ実施形態１と同様な効果を得ることが可能である。
【００５５】
以上述べた実施形態１乃至３によれば、大雨・洪水対策のダム放流など、発電放流以外の要因により既に水位が上昇している場合において、下流河川の水位計設置や管理に比べてコスト的に有利な手法で、従来技術で発電放流に基づき制限していた出力変化率への制約を下流河川の水位上昇率の制約を守りながら、緩和することが可能であり、電力調整能力の対応力不足や発電に使用できないダム放流による経済的損失の問題を改善し、上流からの水を有効に活用した発電を行うことが可能な水力発電所の負荷調整制御装置とその方法を提供することができる。
【００５６】
なお、以上説明した実施形態１乃至３は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。また、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１０１,１０２,１０３…総合出力実指令部、３Ａ…１号機負荷調整制御手段、３Ｂ…２号機負荷調整制御手段、６……実指令値変化率配分処理手段、７Ａ…１号実指令値演算処理手段、７Ｂ…２号実指令値演算処理手段、Ｒ１１…ＷＡＮ(ワイドエリアネットワーク)、Ｒ１２…ＦＷ(ファイヤーウォール)、Ｒ１３…ネットワーク河川情報収集処理手段、Ｒ１４…増加方向変化率特性部、Ｒ１５…総合出力指令変化率処理手段、Ｒ２３…ネットワークダム報収集処理手段、Ｒ２４…第１の着水時間遅延処理手段、Ｒ２５…ＰＱ換算遅延処理手段、Ｒ２６…下流河川想定水位演算手段、Ｒ３３…ネットワーク雨量情報収集処理手段、Ｒ３４…流れ込み流量演算手段、Ｒ３５…第２の着水時間遅延処理手段、Ｒ３６…雨量積算値過去データ存処理手段、Ｒ３７…下流河川水位過去データベース、Ｒ３８…水位流量変換処理手段、Ｒ３９…誤差補正処理手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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