(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダムの現在全放流量ＴＯＱ、水位偏差Δｈに比例係数Ｋｐを乗じてなる比例項Ｋｐ・Δｈ、及び水位変化量Δｈｄに微分係数Ｋｄを乗じてなる微分項Ｋｄ・Δｈｄを各項とする計算式
ＭＱ＝ＴＯＱ＋Ｋｐ・Δｈ＋Ｋｄ・Δｈｄ
から前記ダムの目標全放流量ＭＱを算出し、当該目標全放流量に応じてゲートを開閉制御してダム水位を制御するダム水位制御方法であって、
前記水位変化量を過去の複数の時点から現在までの複数の時間間隔に基づいて複数求め、目標ダム水位に対する現在ダム水位の水位差に応じて、前記複数の水位変化量から規定した条件により選択し、当該選択した水位変化量に基づいて算出された微分項、前記現在全放流量、及び前記比例項から前記目標全放流量を算出することを特徴とするダム水位制御方法。
【請求項２】
前記水位差が０のときは水位変化量を０とし、
前記水位差が正のときは、前記複数の水位変化量の中で最小である水位変化量を選択し、
前記水位差が負のときは、前記複数の水位変化量の中で最大である水位変化量を選択することを特徴とする請求項１記載のダム水位制御方法。
【請求項３】
前記水位差が正のとき、前記選択した水位変化量が負である場合は当該水位変化量を０とし、前記水位差が負のとき、前記選択した水位変化量が正である場合は当該水位変化量を０とすることを特徴とする請求項２記載のダム水位制御方法。
【請求項４】
前記微分項の算出に用いる水位変化量は、前記複数の水位変化量の中で絶対値が最小となる水位変化量であることを特徴とする請求項１記載のダム水位制御方法。
【請求項５】
前記現在ダム水位から前記目標ダム水位を引いた第１の値及び所定時間前のダム水位から前記所定時間前の目標ダム水位を引いた第２の値を求め、前記第１の値から前記第２の値を引いた第３の値を前記所定時間で割ることにより水位変化量を算出し、
複数の前記所定時間により前記水位変化量を複数算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載のダム水位制御方法。
【請求項６】
水位偏差Δｈに比例係数Ｋｐを乗じてなる比例項Ｋｐ・Δｈを算出する比例項算出手段と、
ダムの水位変化量Δｈｄに微分係数Ｋｄを乗じてなる微分項Ｋｄ・Δｈｄを算出する微分項算出手段と、
前記比例項Ｋｐ・Δｈ、前記微分項Ｋｄ・Δｈｄ、及び前記ダムの現在全放流量ＴＯＱを各項とする計算式
ＭＱ＝ＴＯＱ＋Ｋｐ・Δｈ＋Ｋｄ・Δｈｄ
により前記ダムの目標全放流量ＭＱを算出する目標全放流量算出手段とを備え、前記ダムのゲートを開閉制御してダム水位を制御するダム水位制御システムであって、
前記微分項算出手段は、前記水位変化量を過去の複数の時点から現在までの複数の時間間隔に基づいて複数求め、目標ダム水位に対する現在ダム水位の水位差に応じて、前記複数の水位変化量から規定した条件により水位変化量を選択して前記微分項を算出することを特徴とするダム水位制御システム。
【請求項７】
前記微分項算出手段は、前記水位差が０のときは水位変化量を０とし、
前記水位差が正のときは、前記複数の水位変化量の中で最小である水位変化量を選択し、
前記水位差が負のときは、前記複数の水位変化量の中で最大である水位変化量を選択することを特徴とする請求項６記載のダム水位制御システム。
【請求項８】
前記微分項算出手段は、前記水位差が正のとき、前記選択した水位変化量が負である場合は当該水位変化量を０とし、
前記水位差が負のとき、前記選択した水位変化量が正である場合は当該水位変化量を０とすることを特徴とする請求項７記載のダム水位制御システム。
【請求項９】
前記微分項算出手段は、前記水位変化量の中で絶対値が最小となる水位変化量を選択することを特徴とする請求項６記載のダム水位制御システム。
【請求項１０】
前記微分項算出手段は、前記現在ダム水位から前記目標ダム水位を引いた第１の値及び所定時間前のダム水位から前記所定時間前の目標ダム水位を引いた第２の値を求め、前記第１の値から前記第２の値を引いた第３の値を前記所定時間で割ることにより水位変化量を算出し、複数の前記所定時間により前記水位変化量を複数算出することを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか記載のダム水位制御システム。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項５のいずれか記載のダム水位制御方法をコンピュータに実現させる為のダム水位制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダムのゲートを自動制御することにより、ダム水位を一定に維持するダム水位制御方法、ダム水位制御システム、及びダム水位制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダム水位を一定に維持する制御方法は、特開２０００−１２２７２６号公報に開示されている。この公報に記載のダム水位制御方法は、補正項として比例項と微分項を算出し、算出した補正項を用いて以下の算出式により目標値をコンピュータで演算し、その演算により得られた目標値に応じてダムゲートを開閉制御するというものである。
算出式：ＭＱ＝ＴＯＱ＋Ｋｐ・Δｈ＋Ｋｄ・Δｈｄ
ここで、ＭＱ：目標全放流量［０．００１ｍ3／ｓ］
ＴＯＱ：現在全放流量［０．００１ｍ3／ｓ］
Ｋｐ：比例係数［０．０１］
Δｈ：水位偏差［ｃｍ］
Δｈ＝ＤＷＬ−ＭＷＬ  （ＤＷＬ：現在ダム水位，ＭＷＬ：目標ダム水位）
Ｋｄ：微分係数［０．１］
Δｈｄ：水位変化量［０．００１ｍ／ｓ］
Δｈｄ＝（ＤＷＬ−ＤＷＬ-1）／６０秒  （ＤＷＬ-1：１分前のダム水位）
【０００３】
図５は、経過時間に対するダム水位変化を表したグラフである。
同図に示した直線Ｘは、小規模なダムにおいてダム水位が１ｃｍ上昇するまでの時間変化を表す直線、直線Ｙは、大規模なダムにおいてダム水位が１ｃｍ上昇するまでの時間変化を表す直線である。
【０００４】
図５に示したように、小規模なダムでは、ダム水位１ｃｍあたりの貯水容量が少ない為、１分間でダム水位ＤＷＬからダム水位ＤＷＬ１（ＤＷＬ＋１ｃｍ）に変化している。上記従来のダム水位制御方法では、水位変化量を１分間あたりの値として算出している為、この従来のダム水位制御方法を小規模なダムに適用することで、実際の水位変化量に適した水位変化量を算出することができ、ダム水位の一定制御を精度良く行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５の直線Ｙに示したように、大規模なダムでは、ダム水位１ｃｍあたりの貯水容量が多く、５分間でダム水位ＤＷＬからダム水位ＤＷＬ１に変化している。この為、従来のダム水位制御方法を大規模なダムに適用した場合、実際には直線Ｙという変化でダム水位が１ｃｍ上昇したにも関わらず、直線Ｘという変化でダム水位が１ｃｍ上昇したものとして水位変化量を算出してしまい、実際の水位変化量に適した水位変化量を算出することができなくなってしまう。この結果、微分項の値を実際の水位変化量に適した値として算出することができない。したがって、流入傾向が比較的安定している状態では、目標値の過剰な補正が行われ、目標値を増加させたり減少させたりする動作を繰り返してしまい、水位制御が発散（ハンチング）してしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決する為のものであって、様々な規模のダムにおいて目標全放流量を精度良く算出することができ、ダム水位の制御を安定して行うことができるダム水位制御方法、ダム水位制御システム、及びダム水位制御プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のダム水位制御方法は、ダムの現在全放流量ＴＯＱ、水位偏差Δｈに比例係数Ｋｐを乗じてなる比例項Ｋｐ・Δｈ、及び水位変化量Δｈｄに微分係数Ｋｄを乗じてなる微分項Ｋｄ・Δｈｄを各項とする計算式ＭＱ＝ＴＯＱ＋Ｋｐ・Δｈ＋Ｋｄ・Δｈｄから前記ダムの目標全放流量ＭＱを算出し、当該目標全放流量に応じてゲートを開閉制御してダム水位を制御するダム水位制御方法であって、前記水位変化量を過去の複数の時点から現在までの複数の時間間隔に基づいて複数求め、目標ダム水位に対する現在ダム水位の水位差に応じて、前記複数の水位変化量から規定した条件により選択し、当該選択した水位変化量に基づいて算出された微分項、前記現在全放流量、及び前記比例項から前記目標全放流量を算出することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、複数の時間間隔に基づいた複数の水位変化量の中から、目標ダム水位に対する現在ダム水位の水位差に応じて、規定した条件により水位変化量を選択して微分項を求めることができる。この為、実際の水位変化に適した微分項を用いて目標全放流量を算出することができる。したがって、様々な規模のダムにおいて目標全放流量を精度良く算出することができ、ダムゲートの開閉回数を少なく且つ水位偏差幅及び下流への放流量変動幅を最小限に抑えてダム水位の制御を安定して行うことができる。
【０００９】
又、前記水位差が０のときは水位変化量を０とし、前記水位差が正のときは、前記複数の水位変化量の中で最小である水位変化量を選択し、前記水位差が負のときは、前記複数の水位変化量の中で最大である水位変化量を選択することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、水位差に基づいた３つの条件により実際の水位変化量に適した水位変化量を選択することができる。
【００１１】
又、前記水位差が正のとき、前記選択した水位変化量が負である場合は当該水位変化量を０とし、前記水位差が負のとき、前記選択した水位変化量が正である場合は当該水位変化量を０とすることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、水位差に基づいた３つの条件により実際の水位変化量に適した水位変化量を選択することができる。
【００１３】
又、前記微分項の算出に用いる水位変化量は、前記複数の水位変化量の中で絶対値が最小となる水位変化量であることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、絶対値が最小となる水位変化量を選択することで、微分項の値を最小とすることができ、目標全放流量の過剰な補正を防ぐことができる。
【００１５】
又、前記現在ダム水位から前記目標ダム水位を引いた第１の値及び所定時間前のダム水位から前記所定時間前の目標ダム水位を引いた第２の値を求め、前記第１の値から前記第２の値を引いた第３の値を前記所定時間で割ることにより水位変化量を算出し、複数の前記所定時間により前記水位変化量を複数算出することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、現在ダム水位及び目標ダム水位と、所定時間前のダム水位及び所定時間前の目標ダム水位とを用いて、複数の所定時間に基づいた複数の水位変化量を求めることができる。
【００１７】
本発明のダム水位制御システムは、水位偏差Δｈに比例係数Ｋｐを乗じてなる比例項Ｋｐ・Δｈを算出する比例項算出手段と、ダムの水位変化量Δｈｄに微分係数Ｋｄを乗じてなる微分項Ｋｄ・Δｈｄを算出する微分項算出手段と、前記比例項Ｋｐ・Δｈ、前記微分項Ｋｄ・Δｈｄ、及び前記ダムの現在全放流量ＴＯＱを各項とする計算式ＭＱ＝ＴＯＱ＋Ｋｐ・Δｈ＋Ｋｄ・Δｈｄにより前記ダムの目標全放流量ＭＱを算出する目標全放流量算出手段とを備え、前記ダムのゲートを開閉制御してダム水位を制御するダム水位制御システムであって、前記微分項算出手段は、前記水位変化量を過去の複数の時点から現在までの複数の時間間隔に基づいて複数求め、目標ダム水位に対する現在ダム水位の水位差に応じて、前記複数の水位変化量から規定した条件により水位変化量を選択して前記微分項を算出することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、複数の時間間隔に基づいた複数の水位変化量の中から、目標ダム水位に対する現在ダム水位の水位差に応じて、規定した条件により水位変化量を選択して微分項を求めることができる。この為、実際の水位変化に適した微分項を用いて目標全放流量を算出することができる。したがって、様々な規模のダムにおいて目標全放流量を精度良く算出することができ、ダムゲートの開閉回数を少なく且つ水位偏差幅及び下流への放流量変動幅を最小限に抑えてダム水位の制御を安定して行うことができる。
【００１９】
又、前記微分項算出手段は、前記水位差が０のときは水位変化量を０とし、前記水位差が正のときは、前記複数の水位変化量の中で最小である水位変化量を選択し、前記水位差が負のときは、前記複数の水位変化量の中で最大である水位変化量を選択することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、水位差に基づいた３つの条件により実際の水位変化量に適した水位変化量を選択することができる。
【００２１】
又、前記微分項算出手段は、前記水位差が正のとき、前記選択した水位変化量が負である場合は当該水位変化量を０とし、前記水位差が負のとき、前記選択した水位変化量が正である場合は当該水位変化量を０とすることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、水位差に基づいた３つの条件により実際の水位変化量に適した水位変化量を選択することができる。
【００２３】
又、前記微分項算出手段は、前記水位変化量の中で絶対値が最小となる水位変化量を選択することを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、水位変化量の絶対値が最小となる水位変化量を選択することで、微分項の値を最小とすることができ、目標全放流量の過剰な補正を防ぐことができる。
【００２５】
又、前記微分項算出手段は、前記現在ダム水位から前記目標ダム水位を引いた第１の値及び所定時間前のダム水位から前記所定時間前の目標ダム水位を引いた第２の値を求め、前記第１の値から前記第２の値を引いた第３の値を前記所定時間で割ることにより水位変化量を算出し、複数の前記所定時間により前記水位変化量を複数算出することを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、現在ダム水位及び目標ダム水位と、所定時間前のダム水位及び所定時間前の目標ダム水位とを用いて、複数の時間間隔における水位変化量を求めることができる。
【００２７】
本発明のダム水位制御プログラムは、請求項１乃至請求項５のいずれか記載のダム水位制御方法をコンピュータに実現させる為のプログラムである。
【００２８】
本発明によれば、複数の時間間隔に基づいた複数種類の水位変化量の中から、目標ダム水位に対する現在ダム水位の水位差に応じて、適当な水位変化量を選択して微分項を求めることができる。この為、実際の水位変化に適した微分項を用いて目標全放流量を算出することができる。したがって、様々な規模のダムにおいて目標全放流量を精度良く算出することができ、ダムゲートの開閉回数を少なく且つ水位偏差幅及び下流への放流量変動幅を最小限に抑えてダム水位の制御を安定して行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、本実施形態の説明では、本発明に係るダム水位制御システム及びダム水位制御方法について詳述するが、本発明に係るダム水位制御プログラムについては、ダム水位制御システムに含まれる各構成要素として実現するためのプログラムであることから、当該プログラムに関する説明は以下の説明に含まれる。
【００３０】
図１は、本実施形態に係るダム水位制御システムの構成を示すブロック図、図２は、本実施形態に係るゲート自動制御装置１０の内部構成図である。図１に示したダム水位制御システム１００は、入出力中継装置１及び入出力中継装置２を備えて構成される。
【００３１】
入出力中継装置１には、水位系群３、洪水吐出ゲート（不図示）に設けられた検出器群４、取水ゲート（不図示）に設けられた検出器群５、取水口自動制御装置６、及び維持放流量設備自動制御装置７等が接続されている。
【００３２】
入出力中継装置２には、遠方操作盤９、コンピュータにより制御されるゲート自動制御装置１０、火災報知器や空調装置等の設備群１１、及び気象状態を検知する気象測定器群１２等が接続されており、ゲート自動制御装置１０は、制御局制御装置１３に接続されている。
【００３３】
ゲート自動制御装置１０は、図２に示したように、目標ダム水位と現在のダム水位を比較し、目標ダム水位と現在のダム水位の偏差Δｈを求める比較手段１５、比較手段１５が求めた偏差Δｈに比例係数ｋｐを乗じた補正項である比例項ｋｐ・Δｈを算出する比例項算出手段１６、水位変化量Δｈｄ（詳細は後述する）に微分係数ｋｄを乗じた補正項である微分項ｋｄ・Δｈｄを算出する微分項算出手段１７、及び比例項算出手段１６と微分項算出手段１７によって算出された比例項と微分項を用いて目標全放流量を算出する目標全放流量算出手段１９を備えて構成される。
【００３４】
目標全放流量算出手段１９で算出された目標全放流量は、ダム毎にダムゲートを開閉制御する開閉制御手段（不図示）に送られて、各ダムゲートが開閉制御される。一方、放流量は、比較手段２０で流入量（外乱）と比較され、その偏差が貯留量として現在のダム水位に加算される。
【００３５】
尚、目標全放流量算出手段１９では、次式により目標全放流量を算出する。
ＭＱ＝ＴＯＱ＋Ｋｐ・Δｈ＋Ｋｄ・Δｈｄ
ここで、ＭＱ：目標全放流量［０．０１ｍ3／ｓ］
ＴＯＱ：現在全放流量［０．０１ｍ3／ｓ］
Ｋｐ：比例係数［０．００１］
Δｈ：水位偏差［ｃｍ］（現在ダム水位と目標ダム水位との偏差）
Ｋｄ：微分係数［０．００１］
Δｈｄ：水位変化量［０．００１ｍ／ｓ］（複数の値から選択）
【００３６】
次に、偏差Δｈの算出方法について説明する。
比較手段１５では、目標ダム水位±αｃｍを不感帯幅として考慮し、３つの場合分けにより次のような式で偏差Δｈを算出する。
１．ＤＷＬ＞ＭＷＬ＋αのとき：Δｈ＝ＤＷＬ−（ＭＷＬ＋α）
２．ＭＷＬ＋α≧ＤＷＬ≧ＭＷＬ−αのとき：Δｈ＝０
３．ＤＷＬ＜ＭＷＬ−αのとき：Δｈ＝ＤＷＬ−（ＭＷＬ−α）
ここで、ＤＷＬ：現在ダム水位（ｃｍ）、ＭＷＬ：目標ダム水位（ｃｍ）、α：不感帯幅である。
【００３７】
次に、水位変化量Δｈｄについて説明する。
図３は、経過時間に対するダム水位変化を表したグラフである。図３（ａ）は、小規模なダムにおけるダム水位変化、図３（ｂ）は、大規模なダムにおけるダム水位変化を表したグラフである。尚、同図においては、目標ダム水位ＭＷＬの±３ｃｍを不感帯幅（この範囲にある水位は目標ダム水位と見なされる幅のこと）としている。
【００３８】
図３（ａ）に示したように、小規模なダムでは、時刻ｔ１におけるダム水位ＤＷＬから時刻ｔ２（ｔ１＋６０秒）におけるダム水位ＤＷＬ１（ＤＷＬ＋１ｃｍ）に変化した場合、実際に６０秒で１ｃｍ上昇している為、従来の算出方法で水位変化量Δｈｄを正確に算出することができる。
【００３９】
しかし、図３（ｂ）に示したように、大規模なダムでは、時刻ｔ１におけるダム水位ＤＷＬからダム水位が１ｃｍ上昇するまでに要する時間は、図３（ａ）のときの２倍となっている。この為、従来の算出方法では、ｔ２からｔ３の間の１分間にダム水位が１ｃｍ上昇したものとして水位変化量を算出してしまい、水位変化量Δｈｄが実際の値より大きくなってしまう。
【００４０】
そこで、本実施形態では、例えば、時刻ｔ２からｔ３の間の１分間でダム水位が１ｃｍ上昇したと仮定した場合の水位変化量Δｈｄ１と、時刻ｔ１からｔ３の間の２分間でダム水位が１ｃｍ上昇したと仮定した場合の水位変化量Δｈｄ２とを、微分項算出手段１７が算出し、算出した水位変化量のうち実際の水位変化量に適した水位変化量を、条件により選択して微分項を算出するようにしている。
【００４１】
上記に説明した複数のΔｈｄを算出する為に、微分項算出手段１７は、次の式によりΔｈｄを算出する。ここでは、例えば４つのΔｈｄを求める場合についての例をあげるが、この数は、４つに限らず複数であればいくつでも良い。
Δｈｄ1＝（(ＤＷＬi−ＭＷＬi)−(ＤＷＬi―n1−ＭＷＬi―n1)）／（n1×60）
Δｈｄ2＝（(ＤＷＬi−ＭＷＬi)−(ＤＷＬi―n2−ＭＷＬi―n2)）／（n2×60）
Δｈｄ3＝（(ＤＷＬi−ＭＷＬi)−(ＤＷＬi―n3−ＭＷＬi―n3)）／（n3×60）
Δｈｄ4＝（(ＤＷＬi−ＭＷＬi)−(ＤＷＬi―n4−ＭＷＬi―n4)）／（n4×60）
尚、ＤＷＬi：現在のダム水位［cm］
ＤＷＬi―n1：ｎ1分前のダム水位［cm］
ＤＷＬi―n2：ｎ2分前のダム水位［cm］
ＤＷＬi―n3：ｎ3分前のダム水位［cm］
ＤＷＬi―n4：ｎ4分前のダム水位［cm］
ＭＷＬi：現在の目標ダム水位［cm］
ＭＷＬi―n1：ｎ1分前の目標ダム水位［cm］
ＭＷＬi―n2：ｎ2分前の目標ダム水位［cm］
ＭＷＬi―n3：ｎ3分前の目標ダム水位［cm］
ＭＷＬi―n4：ｎ4分前の目標ダム水位［cm］
60：１分＝60秒
【００４２】
尚、微分項算出手段１７は、過去３０分間の１分毎のダム水位変化及び目標ダム水位変化の履歴情報が記録される履歴情報記録手段（不図示）を有している。したがって、履歴情報記録手段に記録されている履歴情報をもとに、上記の計算を行う。
【００４３】
ここで、ｎ1〜ｎ4という数値は、ダムの管理者が任意に設定する値であり、制御対象となるダムの規模によって、例えば次のように設定する。
小規模なダムの場合：ｎ１＝１、ｎ２＝１、ｎ３＝２、ｎ４＝２
中規模なダムの場合：ｎ１＝１、ｎ２＝２、ｎ３＝３、ｎ４＝５
大規模なダムの場合：ｎ１＝１、ｎ２＝２、ｎ３＝５、ｎ４＝１０
【００４４】
微分項算出手段１７は、算出したΔｈｄ１〜Δｈｄ４のうち絶対値が最も小さい値となるものを微分項の算出に用いるΔｈｄとするか、又は次の条件により微分項の算出に用いるΔｈｄを選択する。
１．ＤＷＬ＝ＭＷＬのとき：Δｈｄ＝０
２．ＤＷＬ＞ＭＷＬのとき：Δｈｄ１〜Δｈｄ４のうちの最小値を微分項の算出に用いるΔｈｄとして選択する。
但し、選択したΔｈｄが負のときは微分項の算出に用いるΔｈｄ＝０とする。
３．ＤＷＬ＜ＭＷＬのとき：Δｈｄ１〜Δｈｄ４のうちの最大値を微分項の算出に用いるΔｈｄとして選択する。
但し、選択したΔｈｄが正のときは微分項の算出に用いるΔｈｄ＝０とする。
【００４５】
このように、微分項算出手段１７は、上記の３つの条件に基づいた水位変化量や絶対値が最小となる水位変化量を選択することで、より実際の水位変化に近い水位変化量を把握することが可能となり、微分項の値を精度良く求めることができる。
【００４６】
次に、ゲート自動制御装置１０の動作について説明する。
図４は、ゲート自動制御装置１０の動作の流れを説明するフローチャートである。
まず、ゲート自動制御装置１０は、比較手段１０で偏差Δｈを算出する（Ｓ４０）。次に、微分項算出手段１７で複数の水位変化量Δｈｄを算出し、絶対値が最小であるΔｈｄを選択する（Ｓ４１）。その後、微分項算出手段１７で微分項を算出し、比例項算出手段１６で比例項を算出し（Ｓ４２）、算出された微分項及び比例項を用いて、目標全放流量算出手段１９で目標全放流量の算出を行う（Ｓ４３）。目標全放流量算出手段１９で算出された目標全放流量は、ダムゲート毎にダムゲートを開閉制御する開閉制御手段に送られて、各ダムゲートが開閉制御される（Ｓ４４）。一方、放流量は、比較手段２０で流入量と比較され、その偏差が貯留量として現在のダム水位に加算され、加算された現在ダム水位と目標ダム水位に基づいてＳ４０〜Ｓ４４の動作を行う。以下、１分周期でＳ４０〜Ｓ４４の動作を繰り返す。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、比例項算出手段１６及び微分項算出手段１７により、比例項と微分項を算出し、算出した比例項及び微分項を用いて目標全放流量を目標全放流量算出手段１９で演算し、得られた目標全放流量に応じてダムゲートを開閉制御する。この為、ダムゲートの開閉回数を少なく且つ水位偏差幅及び下流への放流量変動幅を最小限に抑えて、ダム水位を一定に保つ制御を行うことができる。
【００４８】
又、水位の変化に追従して目標全放流量を算出している為、目標全放流量が水位の変動に連動して変化する。したがって、ダムの現場作業員に理解されやすいとともに、出水時や洪水時等のように、急激にダム水位が変化した場合の無駄なダムゲートの開閉を禁止できる。この結果、必要以上に放流して下流河川が増水し、従前機能が維持できなくなる等の不具合も解消できる。
【００４９】
更に、微分項算出手段１７が、水位変化量Δｈｄを１分間あたりの値だけでなく、ダムの規模に応じた複数の時間間隔のΔｈｄを算出し、算出した複数のΔｈｄの中から、その絶対値が最小のものを選択して微分項を算出する。この選択したΔｈｄは、実際の水位変化量に最も適した値となる為、ダムの規模が異なる場合でも、補正項である微分項の値を精度良く算出できる。したがって、目標全放流量の過剰な補正を避けることができ、水位制御が発散してしまうという問題点を解決することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の時間間隔に基づいた複数種類の水位変化量の中から、目標ダム水位に対する現在ダム水位の水位差に応じて、適当な水位変化量を選択して微分項を求めることができる。この為、実際の水位変化に適した微分項を用いて目標全放流量を算出することができる。したがって、様々な規模のダムにおいて目標全放流量を精度良く算出することができ、ダムゲートの開閉回数を少なく且つ水位偏差幅及び下流への放流量変動幅を最小限に抑えてダム水位の制御を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態に係るダム全体を管理するダム管理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】  本実施形態に係るゲート自動制御装置１０の内部構成図である。
【図３】  経過時間に対するダム水位変化を表した図である。
【図４】  ゲート自動制御装置１０の動作の流れを説明するフローチャートである。
【図５】  ダム水位の時間変化を表した図である。
【符号の説明】
１００  ダム管理システム
１，２  入出力中継装置
３  水位系群
４，５  検出器群
６  取水口自動制御装置
７  維持放流量設備自動制御装置
９  遠方操作盤
１０  ゲート自動制御装置
１１  設備群
１２  気象測定器群
１３  制御局制御装置
１５，２０  比較手段
１６  比例項算出手段
１７  微分項算出手段
１９  目標全放流量算出手段
【図１】
0004183963.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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