JPS5857061B2 - レンゾクヨウスイハツデンシステムノウンテンセイギヨホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、上側ダムと下側ダムの間に中間ダムを有し、
さらに上側ダムと中間ダムおよび中間ダムと下側ダムの
間にそれぞれ一台または複数台の可逆ランナーを内蔵し
たポンプ水車を持つ上側及び下側揚水発電所を配置した
連続揚水発電システムの発電運転制御方法に係り、特に
中間ダム水位を所定範囲内に保ちつつ上ｉ１１．下側発
電所の出力を可能な限り、低下させないようにした発電
運転制御方法に関する。

〔発明の背景〕

二つの揚水発電所を一つの河川にカスケードに設けたい
わゆる連続揚水発電システムにおいては土木費用を極力
節約するために、上側ダムと下側ダムの間に設ける中間
ダムまたは中間地（以下この明細書では一括して中間ダ
ムという）は、非常に小さな容量となっている。

したがって、連続揚水発電システムにおいては、中間ダ
ムが溢水したり、反対に渇水しないようその水位を常に
所定範囲内に保つことが最大の課題である。

中間ダムのを位を所定範囲に保つ一つの方法としては、
上側または下側発電所のポンプ水車群を中間ダムの水位
によって負荷を増減するいわゆる水位調整運転する方法
がある。

しかし、予め定められた一方の発電所のポンプ水車群を
水位調整運転する方法をそのまま適用することは種々問
題がある。

即ち、例えば下側発電所が水位調整運転に選ばれている
場合、下側発電所のポンプ水車群が全負荷運転中にさら
に中間ダム水位が上昇した場合には、水位調整のために
下側発電所のポンプ水車群の案内羽根をさらに開かせる
信号が出されることになり、下側発電所のポンプ水車群
はこの信号に追従できなくなり、中間ダムは溢水してし
まう。

また、下側発電所のポンプ水車群が全負荷に達していな
いにもかかわらず、さらに中間ダム水位が降下して、下
側発電所のポンプ水車群の案内羽根をさらに閉させる信
号が出されたとすると、下側発電所のポンプ水車群はさ
らに負荷を減らすことになり、経済的な運用とは遠くか
けはなれたものとなる。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、前記したごとき連続揚水発電システ
ムにおける水位調整運転上の問題点をなくし、連続揚水
発電システムとして、いかなる発電運転状態においても
、はぼ完全な水位調整運転を可能ならしめ、さらにまた
、上側および下側発電所の各ポンプ水車群に対し、可能
にして最大限の出力を出すことができるようにした連続
揚水発電システムの運転制御方法を提供することにある
。

〔発明の概要〕

この発明の要点は、連続揚水発電システムの上側発電所
のポンプ水車群と下側発電所のポンプ水車群とを、中間
ダムの水位状態と、上下各ポンプ水車群の負荷状態等に
よって、そのいずれか一方の発電所のポンプ水車群を発
電所負荷を増大する方向で水位調整が可能な側の発電所
を選択して、水位調整運転できるようにし、それが、不
可能な場合のみ反対側の発電所の負荷を減して水位調整
するようにした点にある。

即ち、上側発電所のポンプ水車群および下側発電所のポ
ンプ水車群がそれぞれ自動周波数制御運転（以下ＡＦＣ
運転という）状態、中間ダム水位がある規定値以上に上
昇した場合、下側発電所のポンプ水車群の負荷を増大し
て、中間ダムの水位を下げる水位調整運転を行う。

このとき、下側発電所が全負荷運転の場合には上側発電
所の負荷を下げて、中間ダムの水位を下げる水位調整運
転を行う。

また、中間ダム水位がある規定値以下に下降した場合、
上側発電所のポンプ水車群が全負荷状態にない場合には
、上側発電所のポンプ水車群の負荷を増大して、中間ダ
ムの水位を上昇させる水位調整運転を行う。

また、上側発電所のポンプ水車群が水位調整運転状態中
に全負荷状態となって、それ以上の負荷がとれなくなり
、水位調整の機能をはたせなくなった場合、その発電所
のポンプ水車群は、全負荷指令運転またばＡＦＣ運転に
再び切換り、反対側の発電所すなわち、下側発電所のポ
ンプ水車群の負荷を減して、中間ダムの水位を上昇させ
る水位調整運転に切換え得るようにした点にある。

〔発明の実施例〕

以下この発明を図面に示したー実ｌｉｔにより説明する
。

第１図において、１は上側ダム、２は下側ダム、３は中
間ダム、４，５はそれぞれサージタンク、６．７．８は
下側発電所の各ポンプ水車、９゜ｉｏ、ｉｌは上側発電
所の各ポンプ水車、１２は下側鉄管、１３は上側鉄管で
ある。

さらに、第３図において、１４．１５は上側発電所、下
側発電所の各ポンプ水車群に対するいろいろな種類の負
荷指令信号（例えば、ＡＦＣ負荷指令信号、全負荷指令
信号、カバナフリー運転による発電機の回転速度の変化
からくる負荷指令信号など）を示し、１６．１７は上側
発電所および下側発電所の調速機を含めた各ポンプ水車
群、２０は中間ダム３の水位関係（第２図）を示し、２
８．２９は上側発電所および下側発電所の各ポンプ水車
群に対する各水位調整装置２６．２７からの水位調整運
転指令信号を示す。

第３図において、上側発電所のポンプ水車群１６と下側
発電所のポンプ水車群１７とが、それぞれの負荷指令信
号１４および１５によってＡＦＣ運転または全負荷運転
しているものとすると、第２図に示す中間ダム水位は、
上側および下側発電所の各ポンプ水車群に与えられる負
荷指令信号１４．１５の大きさの差や、上下各ポンプ水
車群の性能の差などによって、時間と共に上昇または下
降する。

中間ダム水位発生器２０からは、中間ダムの水位に応じ
たアナログ値をもつと水位信号２３と、中間ダム水位が
上側規定値以上のとき高信号となり、それ以下のときに
は低信号となるいわゆる２値信号である上側規定値信号
２１と、水位が下側規定値以下のとき高信号となりそり
以上のときには低信号となるいわゆる２値信号である下
側規定値信号２２が出される。

今、中間ダム水位が上昇して上側規定値に達したとする
と、上側規定値信号２１は高信号となっていてこの高信
号はＯＲ回路を介してＡＮＤ回路に与えられる。

ＡＮＤ回路は、ＯＲ回路より高信号が与えられると、水
位に応じた水位信号２３を、そのまま、論理装置２４に
送るゲートの作用をなすものである。

つまり、ＯＲ回路からの高信号があれば、水位信号２３
を論理回路につながれた出力端に送るものである。

論理装置２４は下側ポンプ水車の負荷信号が取り込まれ
ており、下側ポンプ水車の負荷が１００％負荷に達して
いない場合には、水位信号２３をＮＯ側の端子に伝える
働きをし、ＮＯ端子の水位信号２３ばＯＲ回路を介して
下側発電所ポンプ水車用水位調整装置２７によって、中
間ダム水位が第２図の基準水位となるよう水位調整運転
指令信号２９が下側ポンプ水車群１７に与えられる。

この水位調整信号２９は、水位信号２３が基準水位より
も高いために、下側ポンプ水車群の負荷を増大する方向
に作用する。

一方、下側ポンプ水車群が１００多負荷に達している場
合には、論理装置２４のＹＥＳ側端子に水位信号２３が
伝えられＯＲ回路を介して、上側発電所ポンプ水車用水
位調整装置２６に送られる。

水位調整装置２６からは、水位調整運転指令信号２８が
出されて、上側ポンプ水車群１６の負荷を下げるように
ポンプ水車群を制御する。

すなわち、中間ダム水位が上側規定値に達し、下側発電
所のポンプ水車群１７の負荷が全負荷状態にない場合に
は、下側発電所のポンプ水車群１７を水位調整運転に切
換え、また、下側発電所のポンプ水車群１７の負荷が全
負荷の状態にある場合には、上側発電所のポンプ水車群
１６を水位調整運転に切換える。

下側発電所のポンプ水車群１７が水位調整運転中に、上
側発電所のポンプ水車群１６の負荷増加などにより、下
側発電所のポンプ水車群の負荷も増加し全負荷状態に達
すると、論理装置２４により下側発電所ポンプ水車群用
水位調整装置２７への水位信号は断たれ、下側発電所の
ポンプ水車群１７は、全負荷運転の状態をそのまま保つ
ように全負荷運転に切換えられるか、またはＡＦＣ運転
などの運転状態に再びもどされる。

一方、かわりに、中間ダム水位信号２３は論理装置２４
によって、上側発電所のポンプ水車群１６を水位調整運
転に切換え上側発電所の負荷を下げて中間ダム水位を規
定範囲に戻すものである。

上記は中間ダム水位が上側規定値に達した場合の説明で
あるが、中間ダム水位が下側規定値に達した場合につい
ても、まったく同様に制御可能である。

すなわち、中間ダム水位が下側規定値にあり上側発電所
のポンプ水車群１６の負荷が全負荷の状態にない場合、
中間ダム水位信号発生器２０からは、下側規定値信号２
２と水位信号２３が発せられるのでＯＲ回路及びＡＮＤ
回路を介し、水位信号２３は論理装置２５に透られ、上
側ポンプ水車負荷が全負荷にないことにより、論理装置
２５のＮＯ端からＯＲ回路をへて、上側発電所ポンプ水
車用水位調整装置２６に送られる。

水位調整装置２６では、水位信号２３が規定水位よりも
低いから、上側ポンプ水車の負荷を増す方向の水位調整
指令信号２８を発生する。

また、上側発電所のポンプ水車群１６の負荷が全負荷の
状態にある場合、中間ダム水位信号２３は論理装置２５
によって、下側発電所ポンプ水車群用水位調整装置２７
に送られ、下側発電所のポンプ水車群１７を水位調整運
転に切換える。

上側発電所のポンプ水車群１６が水位調整運転中に、下
側発電所のポンプ水車群の負荷増加などにより、上側発
電所のポンプ水車群の負荷も増加し全負荷の状態に達す
ると、論理装置２５により上側発電所ポンプ水車群用水
位調整装置２６への水位信号２３は断たれ、上側発電所
のポンプ水車群１６は、全負荷状態をそのまま保つよう
に全負荷運転に切換えられるか、またはＡＦＣ運転など
の運転状態に再びもどされる。

一方、かわりに中間ダム水位信号２３は論理装置２５に
よって、下側発電所ポンプ水車用水位調整装置２７に送
られ、下側発電所のポンプ水車群１７を水位調整運転に
切換える。

上記は二段連続揚水発電システムについてのみ説明した
が、二段以上の多段連続揚水発電システムの場合につい
てもまったく同様に実施できる。

また、上記は中間ダムの信号として、水位信号そのもの
を使用した力ｔこれに変って中間ダムの水位変化信号を
用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明は連続揚水発電
システムにおける中間ダム水位を所定範囲に保つための
水位調整運転を可能ならしめ、いかなる運転状態におい
ても、連続揚水発電システムとしての水位調整運転状態
を可能となし、また、上側、下側各発電所のそれぞれの
ポンプ水車群の最大出力をこえることなく、かつ、それ
ぞれのポンプ水車群を最大出力に近い状態で経済的に運
転できるという大きな効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続揚水発電システムの一例を示す概略図、第
２図は第１図における中間ダムの水位関係図、第３図は
この発明を実施するための水位調整運転制御装置のブロ
ック図である。 １４・・・・・・上側発電所ポンプ水車群負荷指令信号
、１５・・・・・・下側発電所ポンプ水車群負荷指令信
号、１６・・・・・・上側発電所ポンプ水車群、１７・
・・・・・下側発電所ポンプ水車群、２０・・・・・・
中間ダム水位信号発生器、２４・・・・・・論理装置、
２５・・・・・・論理装置、２６・・・・・・上側発電
所ポンプ水車用水位調整装置、２７・・・・・・下側発
電所ポンプ水車用水位調整装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上側ダムと下側ダムの間に中間ダムを有し、さらに
   上側ダムと中間ダムおよび中間ダムと下側ダムの間にそ
   れぞれポンプ水車を持つ上側発電所および下側発電所を
   配置した連続揚水発電システムにおいて、前記上側発電
   所および下側発電所のポンプ水車が発電運転状態にあっ
   て、前記中間ダム水位が規定範囲外になったとき、いず
   れか一方の発電所のポンプ水車の流量が増大する方向に
   負荷を制御して前記中間ダム水位を規定範囲内に戻し、
   負荷を増大させようとする側の発電所の負荷が全負荷と
   なっている場合のみ、反対側の発電所の負荷を減して中
   間ダムの水位を規定範囲内に戻すようにしたことを特徴
   とする連続揚水発電システムの運転制御方法。