(57)【要約】【課題】流れ込み式の水力発電所において、発電機による発電を継続し、且つ許可取水量を維持しながら、水槽に堆積されている砂を適正に排砂する。【解決手段】排砂ゲート２６の開度Ｄ１を計測する排砂ゲート開度計測装置５２と、発電機２２が発電した電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を電圧センサＰＴ８２及び電流センサＣＴ８０により計測して電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を乗算することにより電力Ｐ１を算出する（電力計測手段）と、排砂ゲートの開度Ｄ１、水槽１４の水位Ｈ１、及び発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２とを加算した合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように前記発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御する制御部５８ｃと、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川から流入した水を一時的に貯留する水槽と、
前記水槽の水を河川に排出する開閉可能な排砂ゲートと、
前記水槽の水位を計測する水位計測手段と、
前記水槽から圧力配管を通過してきた水のエネルギにより発電する発電機と、
前記圧力配管を通過する水量を調節する水量調節手段と、を備えた流れ込み式の水力発電所に設けられ、前記水槽の水位を調整する水位調整装置であって、
前記排砂ゲートの開度を計測する排砂ゲート開度計測手段と、
前記発電機が発電した電力を計測する電力計測手段と、
前記排砂ゲートの開度、前記水槽の水位、及び前記発電機が発電した電力に基づいて、前記圧力配管を通過する第１水量と前記排砂ゲートから排出される第２水量とを加算した合計水量が前記河川の許可取水量以下になるように前記発電機の出力目標値を生成して前記水量調節手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする水位調整装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記発電機が発電した電力に基づいて前記圧力配管を通過する前記第１水量を算出し、前記排砂ゲートの開度に基づいて前記排砂ゲートから排出される前記第２水量を算出することを特徴とする請求項１記載の水位調整装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記水槽の水位が所定の水位範囲の下限値よりも低い場合に、前記水量調節手段により前記水量が微量値だけ減少するように前記発電機の出力目標値を生成して制御することを特徴とする請求項１記載の水位調整装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記水槽の水位が所定の水位範囲の上限値よりも高い場合に、前記発電機が発電した電力が基準発電機出力値よりも高いときに、前記水量調節手段により前記水量が微量値だけ減少するように前記発電機の出力目標値を生成して制御することを特徴とする請求項１記載の水位調整装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記水槽の水位が所定の水位範囲の上限値よりも高い場合に、前記発電機が発電した電力が基準発電機出力値以下であるとき、さらに前記合計水量が前記河川の許可取水量を越えるときに、前記水量調節手段により前記水量が微量値だけ減少するように前記発電機の出力目標値を生成して制御することを特徴とする請求項１記載の水位調整装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記水槽の水位が所定の水位範囲の上限値よりも高い場合に、前記発電機が発電した電力が基準発電機出力値以下であるとき、さらに前記合計水量が前記河川の許可取水量を越えないときに、前記水量調節手段により水量が微量値だけ増加するように前記発電機の出力目標値を生成して制御することを特徴とする請求項１記載の水位調整装置。
【請求項７】
河川から流入した水を一時的に貯留する水槽と、
前記水槽の水を河川に排出する開閉可能な排砂ゲートと、
前記水槽の水位を計測する水位計測手段と、
前記水槽から圧力配管を通過してきた水のエネルギにより発電する発電機と、
前記圧力配管を通過する水量を調節する水量調節手段と、
前記排砂ゲートの開度を計測する排砂ゲート開度計測手段と、
前記発電機が発電した電力を計測する電力計測手段と、
遠隔監視制御装置と、を有する流れ込み式の水力発電所と、
制御手段を有する制御所と、を備えた水位調整システムであって、
前記制御所の制御手段は、前記遠隔監視制御装置から受信した前記排砂ゲートの開度、前記水槽の水位、及び前記発電機が発電した電力に基づいて、前記圧力配管を通過する第１水量と前記排砂ゲートから排出される第２水量とを加算した合計水量を前記河川の許可取水量以下にするための発電機の出力目標値を生成して前記遠隔監視制御装置を介して前記水量調節手段に送信することを特徴とする水位調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流れ込み式の水力発電所において、河川、湖沼等から流入する水の取水量を調整する水位調整装置、及び水位調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
流れ込み式の水力発電所は、河川から水路を経由して流入する水を利用した水力発電所である。
従来、流れ込み式の水力発電所においては、河川、湖沼等から取水可能な許可取水量が決められており、河川からの取水量を許可取水量以下に維持するために、水槽の水位に基づいて水車に設けられたガイドベーンの開度を調整し、水槽の水位を一定に保ちながら、発電機により発電される電力を変動させるという制御方法を行っている。
この制御方法を採用した水力発電所において、降雨などに起因した出水により河川から運ばれてきた砂は取水堰や支水路に流入してくる。水槽へ流入した砂を放置しておくと、発電所の設備が損傷するという不具合が発生する。
この対策として、水路の途中に砂を貯めるための沈砂池を設けているが、沈砂池ですべての砂が取り除かれることはなく水槽に砂が堆積するので、取水口を定期的に閉鎖（断水）して、発電中に排砂ゲートを開けて、水槽に堆積された砂の排砂作業を実施している。このため、発電所の稼働率が低下していた。
【０００３】
特許文献１には、水量のほか河川水に含まれる砂についても考慮して、発電所の設備に対する損傷の軽減や発電所の稼働率向上を可能にすることを目的とし、増水時には素早く濁度の増加を検出して取水を停止して、また増水のピークを過ぎた後は、濁度を基に早い時期に取水を再開して、発電所の設備の損害軽減や発電所の稼働率を高めることができる流れ込み式の水力発電所の取水制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３７３５４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の発明にあっては、河川の濁度に基づいて取水停止を行った場合は、発電機の停止が伴うため、水が溢れて溢水電力（電力ロス）を増加させてしまう。また、水槽へ流入した砂を排出する際にも、発電機を停止した状態において、水槽に設けられた排砂ゲートから砂を排出することとなる。
仮に、発電機の運転中に人間系で排砂作業を実施する場合に、水槽に設けられた排砂ゲートを開けると、発電機の出力が一時的に低下する。しかし、取水堰ゲートでは、水路の水位を一定に維持する運転を行っているため、排砂ゲートを開けて排砂した際の排砂水量だけ過取水になり、許可取水量を越えることが考えられる。
この際に、取水堰ゲートの開度を下げることもできるが、支水路からも取水している場合には、どの程度の水量が支水路から水槽に流入してくるのか予想がつかない。また、作業員が水槽と取水堰まで移動しなくてはならず、時間と労力を要するといった問題があった。
さらに、水位調整装置を使用しないまま、発電所の運転を継続した場合に、減水により水槽の水位が低下したときに、発電機に対して発電量を制御できなくなる。このため、水槽の水位が低下することに起因して、発電機が緊急停止することも考えられる。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、流れ込み式の水力発電所において、発電機による発電を継続し、且つ許可取水量を維持しながら、水槽に堆積されている砂を適正に排砂することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するたに、請求項１記載の発明は、河川から流入した水を一時的に貯留する水槽と、前記水槽の水を河川に排出する開閉可能な排砂ゲートと、前記水槽の水位を計測する水位計測手段と、前記水槽から圧力配管を通過してきた水のエネルギにより発電する発電機と、前記圧力配管を通過する水量を調節する水量調節手段と、を備えた流れ込み式の水力発電所に設けられ、前記水槽の水位を調整する水位調整装置であって、前記排砂ゲートの開度を計測する排砂ゲート開度計測手段と、前記発電機が発電した電力を計測する電力計測手段と、前記排砂ゲートの開度、前記水槽の水位、及び前記発電機が発電した電力に基づいて、前記圧力配管を通過する第１水量と前記排砂ゲートから排出される第２水量とを加算した合計水量が前記河川の許可取水量以下になるように前記発電機の出力目標値を生成して前記水量調節手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流れ込み式の水力発電所において、発電機による発電を継続し、且つ許可取水量を維持しながら、水槽に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水位調整装置が適用される流れ込み式の水力発電所の構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る水位調整装置が適用される流れ込み式の水力発電所の水位調整システムの構成例、制御所の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る水位調整装置、発電機制御装置、制御装置に共通のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る水位調整装置が適用される流れ込み式の水力発電所の水位調整システムの電気的な接続構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る水位調整装置の制御動作を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るバックアップ水位調整処理を示すサブルーチンのフローチャートである。
【図７】（ａ）は排砂ゲート開度と排砂流量との関係を表すグラフ図であり、（ｂ）は発電機出力と発電機流量との関係を表すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
本発明は、流れ込み式の水力発電所において、発電機による発電を継続し、且つ許可取水量を維持しながら、水槽に堆積されている砂を適正に排砂するために、以下の構成を有する。
すなわち、本発明の水位調整装置は、河川から流入した水を一時的に貯留する水槽と、水槽の水を河川に排出する開閉可能な排砂ゲートと、水槽の水位を計測する水位計測手段と、水槽から圧力配管を通過してきた水のエネルギにより発電する発電機と、圧力配管を通過する水量を調節する水量調節手段と、を備えた流れ込み式の水力発電所に設けられ、水槽の水位を調整する水位調整装置であって、排砂ゲートの開度を計測する排砂ゲート開度計測手段と、発電機が発電した電力を計測する電力計測手段と、排砂ゲートの開度、水槽の水位、及び発電機が発電した電力に基づいて、圧力配管を通過する第１水量と排砂ゲートから排出される第２水量とを加算した合計水量が河川の許可取水量以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
以上の構成を備えることにより、流れ込み式の水力発電所において、発電機による発電を継続し、且つ許可取水量を維持しながら、水槽に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
上記の本発明の特徴に関して、以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
＜流れ込み式の水力発電所＞
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置が適用される流れ込み式の水力発電所１の構成例について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置が適用される流れ込み式の水力発電所１の構成例を示す平面図である。
まず、河川２を横断するように取水堰４が設置されている。取水堰４によって河川水は堰き止められているが、一部は取水堰４から溢れ出て下流に流れていく。取水堰４の水を取り入れるための取水口６が、河川２に隣接して設置され、次に水の取り入れを調整するための取水堰ゲート８が設置されており、これを開放すると取水口６に水が流れ、閉鎖すると水が止まる。
取水口６を通過した水は沈砂池１０に流れ込み、ここで流路幅が広がり流速が落ちるため砂が底に沈んでいき、次に水は水路１２から水槽１４に送られる。水槽１４では発電に先立って一時的に水を貯留するので、ここでも流速が低下するため残存した砂が底に沈殿する。
水槽１４に貯留された水は、落ち葉などの異物を除く水槽スクリーン１６を通過して、斜面に設置された圧力配管１８の中を落下することにより落下エネルギを得て水車２０を回し、放水路３１から河川２の下流に戻される。
また水車２０の回転軸には発電機２２が接続されており、発電機２２の回転子が回転駆動されて固定子に電力を発生する。
【００１１】
なお、沈砂池１０や水槽１４の底に貯まった砂は、排砂ゲート２４，２６を開くことで排砂路２８，３０から河川２に戻される。
河川２には支流となる河川３２があり、河川３２を横断するように取水堰３４が設置されている。河川３２を流れる水の一部は取水堰３４から溢れ出て下流に流れて河川２に流れ込む。
取水堰３４には、取水堰３４が堰き止めた水を取り入れるための支水路３６が、河川３２に隣接して設置され、次に水の取り入れを調整するための取水堰ゲート３８が設置されており、これを開放すると支水路３６に水が流れ、閉鎖すると水が止まる。
【００１２】
＜水位調整システム＞
図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置が適用される流れ込み式の水力発電所１の水位調整システムの構成例について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置が適用される流れ込み式の水力発電所１の水位調整システムの構成例、制御所１００の構成例を示すブロック図である。
図２は図１に示す水槽１４から水車２０に至る水の流れと、排砂ゲート２６から河川２に至る水の流れが示されている。
水槽１４内には、排砂ゲート２６が配置されており、作業員５１が排砂ゲート２６を手動で開けて排砂路３０を利用し、取水口６及び支水路３６から流入した砂１４ａを排砂路３０から河川２に戻し、排砂を行ことが可能になる。
排砂ゲート２６には、排砂ゲートの開度を高さとして表す排砂ゲート開度Ｄ１（ｃｍ）を計測する排砂ゲート開度計測装置（排砂ゲート開度計測手段）５２が配置されており、排砂ゲート開度計測装置５２から出力される排砂ゲート開度Ｄ１が遠隔監視制御装置６０に入力される。この際に、排砂ゲート２６から河川２に流れる排砂流量をＱ２とする。
【００１３】
水槽１４内には、水槽の水位を高さとして表す水位Ｈ１（ｃｍ）を計測する水位計測装置（水位計測手段）５６が配置されており、水位計測装置５６から出力される水位Ｈ１が遠隔監視制御装置６０に入力される。
水槽１４に貯えられた水は、斜面に設置された圧力配管１８の中を落下して水車２０を回転し、水車２０の回転により発電機２２が駆動されて電力Ｐ１を発生する。この際に、水車２０を回転させる発電機流量をＱ１とする。
【００１４】
＜遠隔監視制御装置＞
遠隔監視制御装置６０は、排砂ゲート開度計測装置５２、及び水位計測装置５６との間に布設されている通信ケーブルを介して排砂ゲート開度Ｄ１、及び水位Ｈ１を受信して、水位調整装置５８、及び発電機制御装置６４に出力する。
また、遠隔監視制御装置６０は、制御所１００との間に布設されている通信ケーブル６２を介して制御装置１０２に排砂ゲート開度Ｄ１、水位Ｈ１、モード状態などを通知するとともに、制御装置１０２からの制御指示を受信して、水位調整装置５８や発電機制御装置６４に出力する。
【００１５】
＜水車＞
水槽１４から圧力配管１８を経由して落下してきた水は、周知のフランシス水車やペルトン水車などの水車２０を回転する。
水車２０は、圧力配管１８に接続する入口部と、圧力配管１８を経由して落下してきた水を入口部から流入させ、螺旋状に形成されているケーシング（渦形室）を通過した水を受けて回転するランナ（羽根車）と、ランナの外周に対して接線方向に流入する水の流量を調節するガイドベーン２０ａ（案内羽根）と、ガイドベーン２０ａの角度を変更するクランクと、クランクを接線方向に移動することによりガイドベーン２０ａの開度を調整するガイドリングと、ランナの回転軸に接続されたシャフト２１と、ランナ（羽根車）の回転軸方向に流出してくる水流の向きを下方に変更するベンド管と、ベンド管に接続された吸出管とを備えている。
水車２０は、圧力配管１８を経由して落下してきた水を入口部から流入させ、螺旋状に形成されているケーシングを通過した水を受けてランナが回転する。ランナが回転するとランナに接続されたシャフト２１が回転し、シャフト２１に接続されている発電機２２が回転して発電する。
ランナの回転軸方向に流出してくる水流は、ベンド管により下方に向きを変更され、ベンド管に接続された吸出管から放水路３１を介して河川２の下流に戻される。
ガイドリングを接線方向に回動することでクランクを移動して、ガイドベーン２０ａの開度を調整できるので、ガイドベーン２０ａによりランナの外周に対して接線方向に流入する水の流量を調節する。
【００１６】
＜水量調節装置＞
水量調節装置１９は、水車２０内のガイドリングに接続され、ガイドリングの回動位置を調整するアクチュエータであり、アクチュエータによりガイドリングの回動位置を調整することで、ガイドベーン２０ａ（案内羽根）の開度を調整し、ランナに流入する水の流量を調節する。
【００１７】
＜水位調整装置＞
このような流れ込み式の水力発電所１では、河川２の流量が変動すると、水槽１４内の水位Ｈ１も変動するため、水位調整装置５８が河川２の流量に合わせて自動的に発電機制御装置６４を制御して発電出力を調整する。
水位調整装置５８は、運転員６８が操作表示部６６に設定した水位調整モードに応じて動作する。
この水位調整装置５８は、水位調整モードでは、水位計測装置５６から送信される水槽１４内の水位Ｈ１を遠隔監視制御装置６０を介して受信する。水位調整装置５８は、水位Ｈ１が上昇した場合には、発電機制御装置６４により水量調節装置１９を制御して、水車２０のガイドベーン２０ａを開いてランナへの水の流量を増やし、水位Ｈ１が低下した場合には、発電機制御装置６４により水量調節装置１９を制御して、水車２０のガイドベーン２０ａを閉じてランナへの水の流量を減らす。これにより、河川２の流量に係わらず、水槽１４内の水位Ｈ１が常に一定になるように調整する。
【００１８】
＜発電機制御装置＞
発電機制御装置６４は、水位調整装置５８から入力される発電機出力目標値Ｐをガイドベーン角度Ａ（開度）に変換して、ガイドベーン角度Ａを水量調節装置１９に出力し、水量調節装置１９によりガイドベーン角度Ａに応じてアクチュエータがガイドベーン２０ａの案内羽根の角度を調整し、ランナに流入する水の流量を調節する。
【００１９】
＜ハードウエア構成＞
図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置、発電機制御装置、制御装置のハードウエア構成ついて説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置、発電機制御装置、制御装置に共通のハードウエア構成を示すブロック図である。
水位調整装置５８は、制御部５８ｃ、Ｉ／Ｏインタフェース部５８ｉ、操作表示制御部５８ｓ、通信部５８ｔを備えている。
制御部５８ｃは、内部にＲＯＭ、ＲＡＭ及びＣＰＵを有し、ＲＯＭからオペレーティングシステムＯＳを読み出してＲＡＭ上に展開してＯＳを起動し、ＯＳ管理下において、ＲＯＭからプログラムを読み出して各種処理を実行する。
Ｉ／Ｏインタフェース部５８ｉは、センサ・アクチュエータ等の外部装置とのインタフェースである。
操作表示制御部５８ｓは、操作表示部６６から取得した操作要求を制御部５８ｃに通知するとともに、制御部５８ｃからの表示指示を操作表示部６６に表示するように制御する。
操作表示部６６は、各種設定やモード選択を行うためのメニューを表示させる画面やキーボタンなどを備え、ユーザからの種々の操作要求を受け付ける。操作表示部６６では、操作要求を受け付けると、当該操作要求を操作表示制御部５８ｓを介して制御部５８ｃに通知する。
通信部５８ｔは、他の装置に設けられた通信部との間で通信ネットワーク又は専用線を介して通信プロトコルによりセンサデータやコマンドを含むパケットデータを通信する。
【００２０】
＜電気的な接続構成例＞
図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置が適用される流れ込み式の水力発電所１の水位調整システムの電気的な接続構成例について説明する。図４は、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置が適用される流れ込み式の水力発電所１の水位調整システムの電気的な接続構成例を示すブロック図である。
発電機２２が発電した電力は、送電線７２を介して変圧器７４に入力し、変圧器７４により高電圧に変圧された電力が遮断器７６を介して電力系統７８に送電される。
送電線７２には、電圧センサＰＴ８２、電流センサＣＴ８０が配置されており、電圧センサＰＴ８２からの電圧信号Ｖ１と、電流センサＣＴ８０からの電流信号Ｉ１とが制御部５８ｃ、及び制御部６４ｃに入力される。
【００２１】
水位調整装置５８に備えられ制御部５８ｃは、電圧センサＰＴ８２からの電圧信号Ｖ１と、電流センサＣＴ８０からの電流信号Ｉ１とに基づいて、発電機２２が発電した電力値（有効電力）Ｐ１を算出する。この水位調整装置５８には、操作表示部６６が接続されている。
操作表示部６６は、発電所の運転員６８による操作に応じて水位調整モード・使用、水位調整モード・不使用、バックアップ水位調整モード・使用、バックアップ水位調整モード・不使用等が選択されると、選択されたモードを表示するとともに、選択されたモードを水位調整装置５８に出力する。
【００２２】
＜バックアップ水位調整モード＞
バックアップ水位調整モードは、排砂ゲート２６を開けて排砂作業を行う時に、制御所１００の制御装置１０２が、遠隔監視制御装置６０から受信したデータに基づいて、発電機２２の出力目標値を生成して遠隔監視制御装置６０を介して水量調節装置１９に送信するように構成し、制御所１００が発電所１を制御することで、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂するモードである。
【００２３】
水位調整装置５８は、操作表示部６６から入力されるモードに応じて、動作内容を切り替える。
発電機制御装置６４に備えられた制御部６４ｃは、制御部５８ｃから入力される発電機出力目標値Ｐをガイドベーン角度Ａ（開度）に変換して、ガイドベーン角度Ａを水量調節装置１９に出力する。
遠隔監視制御装置６０と制御装置１０２との関係については上述したので、その説明を省略する。
【００２４】
＜水位調整装置の制御動作＞
図５、及び図６を参照して、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置の制御動作ついて説明する。図５は、本発明の第１実施形態に係る水位調整装置の制御動作を示すシーケンス図である。図６は、本発明の第１実施形態に係るバックアップ水位調整処理を示すサブルーチンのフローチャートである。
降雨などに起因した出水により河川２の上流から運ばれてきた砂は、取水堰４や取水口６に流入して水槽１４まで流れてくる場合がある。
まず、フェーズＰ５では、発電所の作業員５１が水槽１４を巡視している際に、水槽１４内に堆積土砂を発見した場合、作業員５１は業務無線や専用電話を用いて発電所の運転員６８に「水槽に堆積土砂あり」というメッセージを連絡する。
フェーズＰ１０では、発電所の作業員５１は、水槽１４の側壁に配置された排砂ゲート２６のレバーを手動操作して排砂ゲートを開け、水槽１４内の砂１４ａを河川２に流し始める（排砂作業開始）。
【００２５】
フェーズＰ１５では、発電所の作業員５１は、「バックアップ水位調整モードの使用」メッセージを発電所の運転員６８に連絡して依頼する。
ステップＳ５では、操作表示部６６は、発電所の運転員６８により操作入力されたモードを受け付けて、上述した水位調整モード・不使用に設定する。
ステップＳ１０では、発電所の水位調整装置５８は、自装置のモード状態として水位調整モードが不使用に切り替わったことを遠隔監視制御装置６０から通信ケーブル６２を介して制御所１００の制御装置１０２に送信する。
【００２６】
＜遠隔監視制御装置＞
次いで、ステップＳ１５では、発電所の水位調整装置５８は、遠隔監視制御装置６０、及び通信ケーブル６２を介して、制御所１００の制御装置１０２との間でデータ、及びコマンドを送信する送信処理に移行する。
すなわち、遠隔監視制御装置６０は、水位計測装置５６から取り込んだ水位Ｈ１と、排砂ゲート開度計測装置５２から取り込んだ排砂ゲート開度Ｄ１とを夫々に通信ケーブル６２を介して制御所１００の制御装置１０２に送信する。
また、遠隔監視制御装置６０は、発電所の発電機制御装置６４に設けられた制御部６４ｃが、電圧センサＰＴ８２から取り込んだ電圧信号Ｖ１と、電流センサＣＴ８０から取り込んだ電流信号Ｉ１とを夫々に通信ケーブル６２を介して制御所の制御装置１０２に送信する。
【００２７】
ステップＳ１００では、制御所１００の制御装置１０２は、発電所１の水位調整装置５８からモード状態を受信し、水位調整装置５８のモード状態として水位調整モードが不使用に設定されたことを操作表示部６６に表示する。
次いで、ステップＳ１０５では、制御所１００の操作表示部１０４のモード状態としてバックアップ水位調整モードの使用に設定する。
次いで、ステップＳ２００では、制御所の制御装置１０２は、バックアップ水位調整処理のサブルーチンをコールする。
【００２８】
＜バックアップ水位調整処理＞
ここで、図６に移り、バックアップ水位調整処理を示すサブルーチンについて説明する。
ステップＳ２００では、制御所１００の制御装置１０２が動作を開始する。
まず、ステップＳ２０５では、制御所１００の制御装置１０２がバックアップ水位調整処理を実行するため、制御所１００の制御装置１０２をマスタモードに設定し、発電所１の水位調整装置５８、及び発電機制御装置６４をスレーブモードに設定する。
すなわち、制御所の制御装置１０２は、遠隔監視制御装置６０を介して発電所の水位調整装置５８、及び発電機制御装置６４に各装置がスレーブモードに設定されることを表すスレーブ設定命令を送信する。
これに対して、制御所１００の制御装置１０２から遠隔監視制御装置６０を介してスレーブ設定命令を受信した発電所１の水位調整装置５８、及び発電機制御装置６４は、各装置をスレーブモードに設定する。
【００２９】
次いで、ステップＳ２１５では、制御所の制御装置１０２は、遠隔監視制御装置６０から水位Ｈ１、排砂ゲート開度Ｄ１、電圧信号Ｖ１、電流信号Ｉ１を受信して、夫々にＲＡＭに記憶する。さらに、制御装置１０２は、電圧信号Ｖ１と電流信号Ｉ１を乗算して発電機出力Ｐ１を算出して、ＲＡＭに記憶する。
【００３０】
＜変換処理＞
次いで、ステップＳ２２０では、制御所の制御装置１０２は、排砂ゲート開度−排砂流量管理テーブルを参照して、排砂ゲート開度Ｄ１に対応する排砂流量Ｑ２を算出する。なお、排砂ゲート開度−排砂流量管理テーブルは、図７（ａ）に示す排砂ゲート開度と排砂流量との関係を表すグラフ図から抽出された相互の値を管理する変換テーブルであり、ＲＯＭに記憶されている。
次いで、ステップＳ２２５では、制御装置１０２は、発電機出力−発電機流量管理テーブルを参照して、発電機出力Ｐ１に対応する発電機流量Ｑ１を算出する。なお、発電機出力−発電機流量管理テーブルは、図７（ｂ）に示す発電機出力と発電機流量との関係を表すグラフ図から抽出された相互の値を管理する変換テーブルであり、ＲＯＭに記憶されている。
【００３１】
＜水位範囲０〜Ｈ２＞
次いで、ステップＳ２３０では、制御装置１０２は、水位Ｈ１が水位範囲０〜Ｈ２内に入っているか否かを判断する。ここで、制御装置１０２は、水位Ｈ１が水位範囲０〜Ｈ２内に入っている場合には適切な水位範囲内に入っていることと判断して、ステップＳ２１５に戻り、上述した処理を繰り返す。
一方、制御装置１０２は、水位Ｈ１が水位範囲０よりも低い場合には水位が低下傾向に入っていることと判断して、ステップＳ２５０に進む。
他方、制御装置１０２は、水位Ｈ１が水位範囲Ｈ２を越えている場合には水位が上昇傾向に入っていることと判断して、ステップＳ２３５に進む。
【００３２】
＜Ｈ２オーバー＞
他方、水位Ｈ１が水位範囲Ｈ２を越えて上昇傾向に入っている場合に、ステップＳ２３５では、制御装置１０２は、発電機出力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下か否かを判断する。ここで、制御装置１０２は、発電機出力Ｐ１が基準発電機出力Ｐ０以下であると判断した場合にはステップＳ２４０に進む。一方、制御装置１０２は、発電機出力Ｐ１が基準発電機出力Ｐ０を越えていると判断した場合にはステップＳ２５０に進む。
発電機出力Ｐ１が基準発電機出力Ｐ０以下である場合に、ステップＳ２４０では、制御装置１０２は、現在の取水量Ｑ３が許可取水量Ｑ０以下か否かを判断する。ここで、現在の取水量Ｑ３は、発電機流量Ｑ１と排砂流量Ｑ２とを加算した値である。
制御装置１０２は、現在の取水量Ｑ３（Ｑ１＋Ｑ２）が許可取水量Ｑ０以下である場合にはステップＳ２４５に進む。一方、制御装置１０２は、現在の取水量Ｑ３が許可取水量Ｑ０を越えている場合にはステップＳ２５０に進む。
【００３３】
＜発電機出力を微量上げ＞
現在の取水量Ｑ３（Ｑ１＋Ｑ２）が許可取水量Ｑ０以下である場合に、ステップＳ２４５では、制御装置１０２は、発電機出力Ｐ１を微量値ΔＰだけ上げることを表す（Ｐ１，ΔＰＵ）信号を遠隔監視制御装置６０に送信する。
次いで、制御装置１０２は、ステップＳ２１５に戻る。
この際に、ステップＳ２０では、発電所１の発電機制御装置６４は、遠隔監視制御装置６０、及び通信ケーブル６２を介して、制御所１００の制御装置１０２からのデータ、及びコマンドを受信する受信処理に移行する。
すなわち、遠隔監視制御装置６０は、制御装置１０２から受信した（Ｐ１，ΔＰＵ）信号を発電機制御装置６４に設けられた制御部６４ｃ出力する。ここで、微量値ΔＰは、過去数年間の発電機２２の最大発電機出力Ｐｍａｘについて平均値を算出しておき、当該平均値の例えば１／１００〜１／５００とすればよい。
（Ｐ１，ΔＰＵ）信号を入力した発電機制御装置６４の制御部６４ｃは、（Ｐ１，ΔＰＵ）信号に基づいて、発電機出力目標値（Ｐ１，ΔＰＵ）をガイドベーン角度Ａ（開度）に変換して、ガイドベーン角度Ａを水量調節装置１９に出力する。
水量調節装置１９は、発電機制御装置６４の制御部６４ｃから入力されたガイドベーン角度Ａに応じてガイドベーン２０ａの角度を調整する。この結果、ガイドベーン２０ａにより水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ増加するように調節される。
【００３４】
＜発電機出力を微量下げ＞
水位Ｈ１が水位範囲０よりも低い場合、又は水位Ｈ１が水位範囲Ｈ２を越えている場合且つ発電機出力Ｐ１が基準発電機出力Ｐ０を越えていると判断した場合、又は水位Ｈ１が水位範囲Ｈ２を越えている場合且つ発電機出力Ｐ１が基準発電機出力Ｐ０以下である場合且つ現在の取水量Ｑ３が許可取水量Ｑ０を越えている場合に、ステップＳ２５０では、制御装置１０２は、発電機出力Ｐ１を微量値ΔＰだけ下げることを表す（Ｐ１，ΔＰＤ）信号を遠隔監視制御装置６０に送信する。
次いで、制御装置１０２は、ステップＳ２1５に戻る。
この際に、ステップＳ２０では、発電所１の発電機制御装置６４は、遠隔監視制御装置６０、及び通信ケーブル６２を介して、制御所１００の制御装置１０２からのデータ、及びコマンドを受信する受信処理に移行する。
すなわち、遠隔監視制御装置６０は、制御装置１０２から受信した（Ｐ１，ΔＰＤ）信号を発電機制御装置６４に設けられた制御部６４ｃに出力する。
（Ｐ１，ΔＰＤ）信号を入力した発電機制御装置６４の制御部６４ｃは、（Ｐ１，ΔＰＤ）信号に基づいて、発電機出力目標値（Ｐ１，ΔＰＤ）をガイドベーン角度Ａ（開度）に変換して、ガイドベーン角度Ａを水量調節装置１９に出力する。
水量調節装置１９は、発電機制御装置６４の制御部６４ｃから入力されたガイドベーン角度Ａに応じてガイドベーン２０ａの角度を調整する。この結果、ガイドベーン２０ａにより水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように調節される。
【００３５】
図５に移り、発電所の作業員５１は、フェーズＰ２０では、水槽１４内に堆積土砂が少なくなったことを確認した場合、作業員５１は業務無線や専用電話を用いて発電所の運転員６８に「水槽に堆積土砂なし」というメッセージを連絡する。
フェーズＰ２５では、発電所１の作業員５１は、水槽１４の側壁に配置された排砂ゲート２６のレバーを手動操作してゲートを全閉状態に閉め、排砂を終了する（排砂作業終了）。
ステップＳ５５では、発電所１の運転員６８により操作表示部６６に操作入力されたモードとして、水位調整モードを使用に設定する。
ステップＳ６０では、発電所１の水位調整装置５８は、自装置のモード状態が水位調整モードに切り替わったことを遠隔監視制御装置６０から通信ケーブル６２を介して制御所１００の制御装置１０２に送信する。
【００３６】
図５において、ステップＳ１１０では、制御所の制御装置１０２は、発電所の水位調整装置５８からモード状態を受信し、発電所の水位調整装置５８のモード状態が水位調整モードに設定されたことを操作表示部１０４に表示する。
次いで、ステップＳ１１５では、制御所の操作表示部１０４のモード状態としてバックアップ水位調整モードを不使用に設定する。これにより、制御所の制御装置１０２は、図６に示すバックアップ水位調整処理の実行を終了する。
【００３７】
第１実施形態によれば、制御所１００の制御装置１０２が、遠隔監視制御装置６０から受信した排砂ゲートの開度Ｄ１、水槽１４の水位Ｈ１、及び発電機２２が発電した電力Ｐ１（Ｖ１，Ｉ１）に基づいて、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２とを加算した合計水量Ｑ３を河川の許可取水量Ｑ０以下にするための発電機２２の出力目標値を生成して、遠隔監視制御装置６０を介して水量調節装置１９に送信する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２との合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御するので、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、図５に示すように、制御所の制御装置１０２が、遠隔監視制御装置６０を介して発電所１から取得した水位Ｈ１、排砂ゲート開度Ｄ１、電圧信号Ｖ１、電流信号Ｉ１に基づいて、（Ｐ１，ΔＰＵ）信号、及び（Ｐ１，ΔＰＤ）信号を生成し、遠隔監視制御装置６０を介して発電所の発電機制御装置６４に送信するように構成した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、遠隔監視制御装置６０や制御所１００の制御装置１０２を用いずに、発電所の水位調整装置５８、及び発電機制御装置６４が処理動作を行うように構成してもよい。
すなわち、第２実施形態では、図６に示すステップＳ２１５〜Ｓ２５０を発電所１の水位調整装置５８において処理すればよい。
詳しくは、発電所の水位調整装置５８が、発電所から取得した水位Ｈ１、排砂ゲート開度Ｄ１、電圧信号Ｖ１、電流信号Ｉ１に基づいて、（Ｐ１，ΔＰＵ）信号、及び（Ｐ１，ΔＰＤ）信号を生成して、（Ｐ１，ΔＰＵ）信号、及び（Ｐ１，ΔＰＤ）信号を発電機制御装置６４に出力するように構成すればよい。
【００３９】
第２実施形態においては、排砂ゲート開度計測装置５２が、排砂ゲート２６の開度Ｄ１を計測する。制御部５８ｃが、発電機２２が発電した電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を電圧センサＰＴ８２及び電流センサＣＴ８０により計測して電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を乗算することにより電力Ｐ１を算出する。制御部５８ｃが、排砂ゲートの開度Ｄ１、水槽１４の水位Ｈ１、及び発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２とを加算した合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２との合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御するので、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００４０】
第２実施形態においては、制御部５８ｃが、発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１を算出し、排砂ゲート２６の開度Ｄ１に基づいて排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２を算出する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて算出した第１水量Ｑ１と、排砂ゲート２６の開度Ｄ１に基づいて算出した第２水量Ｑ２との合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御するので、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００４１】
第２実施形態においては、制御部５８ｃが、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の下限値０よりも低い場合に、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、水槽１４の水位Ｈ１が下限値０よりも低い場合に、水量Ｑ１を微量値ΔＱだけ減少させることで、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００４２】
第２実施形態においては、制御部５８ｃが、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の上限値Ｈ２よりも高い場合に、発電機２２が発電した電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０よりも高いときに、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、水槽１４の水位Ｈ１が上限値Ｈ２よりも高い場合に、電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０よりも高いときに、水量Ｑ１を微量値ΔＱだけ減少させることで、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００４３】
第２実施形態においては、制御部５８ｃが、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の上限値Ｈ２よりも高い場合に、発電機２２が発電した電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０を越えるときに、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が許可取水量Ｑ０を越えるときに、水量Ｑ１を微量値ΔＱだけ減少させることで、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００４４】
第２実施形態においては、制御部５８ｃが、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の上限値Ｈ２よりも高い場合に、発電機２２が発電した電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０を越えないときに、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ増加するように制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、水槽１４の水位Ｈ１が上限値Ｈ２よりも高い場合に、電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が許可取水量Ｑ０を越えないときに、水量Ｑ１を微量値ΔＱだけ増加させることで、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００４５】
＜効果＞
この結果、本実施形態によれば以下の効果が期待できる。
（１）バックアップ水位調整処理を実行することで、水槽１４の水位を自動的に調整することができる。
（２）バックアップ水位調整処理を実行することで、許可取水量を超えない運転ができる。
（３）バックアップ水位調整処理を実行することで、水槽１４の底に砂がたまりにくくなり、発電機２２の発電電力量が増加する。
（４）バックアップ水位調整処理を実行することで、水槽１４から水車２０へ砂が流れ込むことを少なくでき、水車２０やガイドベーン２０ａなどの機器に砂が及ぼす損傷を低減することができる。
（５）バックアップ水位調整処理を実行することで、水槽１４内にサンドポンプを入れて排砂作業を行わなくてもよい状態になる。
（６）バックアップ水位調整処理を実行することで、発電機に対する上げ・下げ制御を制御所の運転員が手動操作により行わなくてもよくなるので、運転員の労力を低減することができる。
（７）バックアップ水位調整処理を実行することで、水槽１４の水位調整を行う対応が低減することにより、操作対応や電話対応に専念できる（副次効果）。
【００４６】
＜本発明の実施態様例の構成、作用、効果＞
＜第１態様＞
本態様の水位調整装置５８は、河川２から流入した水を一時的に貯留する水槽１４と、水槽１４の水を河川２に排出する開閉可能な排砂ゲート２６と、水槽１４の水位Ｈ１を計測する水位計測装置５６と、水槽１４から圧力配管１８を通過してきた水のエネルギにより発電する発電機２２と、圧力配管１８を通過する水量を調節する水量調節装置１９と、を備えた流れ込み式の水力発電所１に設けられ、水槽１４の水位Ｈ１を調整する水位調整装置５８であって、排砂ゲート２６の開度Ｄ１を計測する排砂ゲート開度計測装置５２と、発電機２２が発電した電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を電圧センサＰＴ８２及び電流センサＣＴ８０により計測して電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を乗算することにより電力Ｐ１を算出する制御部５８ｃ（電力計測手段）と、排砂ゲートの開度Ｄ１、水槽１４の水位Ｈ１、及び発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２とを加算した合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御する制御部５８ｃと、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、排砂ゲート開度計測装置５２が、排砂ゲート２６の開度Ｄ１を計測する。制御部５８ｃが、発電機２２が発電した電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を電圧センサＰＴ８２及び電流センサＣＴ８０により計測して電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を乗算することにより電力Ｐ１を算出する。制御部５８ｃが、排砂ゲートの開度Ｄ１、水槽１４の水位Ｈ１、及び発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２とを加算した合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２との合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御するので、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００４７】
＜第２態様＞
本態様の制御部５８ｃは、発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１を算出し、排砂ゲート２６の開度Ｄ１に基づいて排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２を算出することを特徴とする。
本態様によれば、制御部５８ｃが、発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１を算出し、排砂ゲート２６の開度Ｄ１に基づいて排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２を算出する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて算出した第１水量Ｑ１と、排砂ゲート２６の開度Ｄ１に基づいて算出した第２水量Ｑ２との合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御するので、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００４８】
＜第３態様＞
本態様の制御部５８ｃは、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の下限値０よりも低い場合に、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように制御することを特徴とする。
本態様によれば、制御部５８ｃが、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の下限値０よりも低い場合に、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、水槽１４の水位Ｈ１が下限値０よりも低い場合に、水量Ｑ１を微量値ΔＱだけ減少させることで、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００４９】
＜第４態様＞
本態様の制御部５８ｃは、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の上限値Ｈ２よりも高い場合に、発電機２２が発電した電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０よりも高いときに、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように制御することを特徴とする。
本態様によれば、制御部５８ｃが、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の上限値Ｈ２よりも高い場合に、発電機２２が発電した電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０よりも高いときに、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、水槽１４の水位Ｈ１が上限値Ｈ２よりも高い場合に、電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０よりも高いときに、水量Ｑ１を微量値ΔＱだけ減少させることで、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００５０】
＜第５態様＞
本態様の制御部５８ｃは、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の上限値Ｈ２よりも高い場合に、発電機２２が発電した電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０を越えるときに、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように制御することを特徴とする。
本態様によれば、制御部５８ｃが、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の上限値Ｈ２よりも高い場合に、発電機２２が発電した電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０を越えるときに、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ減少するように制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が許可取水量Ｑ０を越えるときに、水量Ｑ１を微量値ΔＱだけ減少させることで、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００５１】
＜第６態様＞
本態様の制御部５８ｃは、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の上限値Ｈ２よりも高い場合に、発電機２２が発電した電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０を越えないときに、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ増加するように制御することを特徴とする。
本態様によれば、制御部５８ｃが、水槽１４の水位Ｈ１が所定の水位範囲０〜Ｈ２の上限値Ｈ２よりも高い場合に、発電機２２が発電した電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０を越えないときに、水量調節装置１９により水量Ｑ１が微量値ΔＱだけ増加するように制御する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、水槽１４の水位Ｈ１が上限値Ｈ２よりも高い場合に、電力Ｐ１が基準発電機出力値Ｐ０以下であるとき、さらに合計水量Ｑ３が許可取水量Ｑ０を越えないときに、水量Ｑ１を微量値ΔＱだけ増加させることで、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。
【００５２】
＜第７態様＞
本態様の水位調整システムは、河川２から流入した水を一時的に貯留する水槽１４と、水槽１４の水を河川２に排出する開閉可能な排砂ゲート２６と、水槽１４の水位Ｈ１を計測する水位計測装置５６と、水槽１４から圧力配管１８を通過してきた水のエネルギにより発電する発電機２２と、圧力配管１８を通過する水量を調節する水量調節装置１９と、排砂ゲート２６の開度Ｄ１を計測する排砂ゲート開度計測装置５２と、発電機２２が発電した電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を電圧センサＰＴ８２及び電流センサＣＴ８０により計測して電圧Ｖ１、及び電流Ｉ１を乗算することにより電力Ｐ１を算出する制御部５８ｃ（電力計測手段）と、遠隔監視制御装置６０と、を有する流れ込み式の水力発電所１と、制御装置１０２を有する制御所１００と、を備えた水位調整システムであって、制御所１００の制御装置１０２は、遠隔監視制御装置６０から受信した排砂ゲートの開度Ｄ１、水槽１４の水位Ｈ１、及び発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２とを加算した合計水量Ｑ３を河川の許可取水量Ｑ０以下にするための発電機２２の出力目標値を生成して遠隔監視制御装置６０を介して水量調節装置１９に送信することを特徴とする。
本態様によれば、制御所の制御装置１０２が、遠隔監視制御装置６０から受信した排砂ゲートの開度Ｄ１、水槽１４の水位Ｈ１、及び発電機２２が発電した電力Ｐ１に基づいて、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２とを加算した合計水量Ｑ３を河川の許可取水量Ｑ０以下にするための発電機２２の出力目標値を生成して遠隔監視制御装置６０を介して水量調節装置１９に送信する。
これにより、流れ込み式の水力発電所において、圧力配管１８を通過する第１水量Ｑ１と排砂ゲート２６から排出される第２水量Ｑ２との合計水量Ｑ３が河川の許可取水量Ｑ０以下になるように発電機の出力目標値を生成して水量調節装置１９を制御するので、発電機２２による発電を継続し、且つ許可取水量Ｑ０を維持しながら、水槽１４に堆積されている砂を適正に排砂することができる。このようにして、バックアップ水位調整モードを実現する。
【符号の説明】
【００５３】
１…流れ込み式の水力発電所、２…河川、４…取水堰、６…取水口、８…取水堰ゲート、１０…沈砂池、１２…水路、１４…水槽、１４ａ…砂、１６…水槽スクリーン、１８…圧力配管、１９…水量調節装置（水量調節手段）、２０…水車、２０ａ…ガイドベーン、２１…シャフト、２２…発電機、２２…放水路、２４，２６…排砂ゲート、２８，３０…排砂路、３２…河川、３４…取水堰、３６…支水路、３８…取水堰ゲート、５１…作業員、５２…排砂ゲート開度計測装置（排砂ゲート開度計測手段）、５６…水位計測装置、５８…水位調整装置、５８ｃ…制御部、５８ｉ…Ｉ／Ｏインタフェース部、５８ｓ…操作表示制御部、５８ｔ…通信部、６０…遠隔監視制御装置、６４…発電機制御装置、６４ｃ…制御部、６６…操作表示部、６８…運転員、７２…送電線、７４…変圧器、７６…遮断器、７８…電力系統、８０…電流センサＣＴ、８２…電圧センサＰＴ、１００…制御所、１０２…制御装置、１０４…操作表示部
【図１】
2017201083.tif 000003
【図２】
2017201083.tif 000004
【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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