JPS5932014A - 配水池群の貯水量制御装置 - Google Patents
配水池群の貯水量制御装置Info
- Publication number
- JPS5932014A JPS5932014A JP12931383A JP12931383A JPS5932014A JP S5932014 A JPS5932014 A JP S5932014A JP 12931383 A JP12931383 A JP 12931383A JP 12931383 A JP12931383 A JP 12931383A JP S5932014 A JPS5932014 A JP S5932014A
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- Japan
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- water
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- cumulative
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- water treatment
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D9/00—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
- G05D9/12—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel characterised by the use of electric means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
- Barrages (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Flow Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、上水道施設内の配水池群の貯水量の制御装置
に関する。
に関する。
上水道施設において、配水池は、需要の変動を吸収し、
取水や浄水場の運転を平滑化するバッファの役割を果た
す。運転員の経験に頼る従来の貯水量の制御方法では、
複数個の配水池の総合的な運用が困難なため、バッファ
としての機能が十分に活かしきれなかった。
取水や浄水場の運転を平滑化するバッファの役割を果た
す。運転員の経験に頼る従来の貯水量の制御方法では、
複数個の配水池の総合的な運用が困難なため、バッファ
としての機能が十分に活かしきれなかった。
本発明の目的は配水池のこの機能を十分に生かすことに
より、取水量、浄水場の処理水量、および配水池流入量
の変更頻度をできる限り少なくして、制御を容易にし、
かつ、機器の疲弊を防ぐような、配水貯群の貯水量制御
装置を提供することにある。
より、取水量、浄水場の処理水量、および配水池流入量
の変更頻度をできる限り少なくして、制御を容易にし、
かつ、機器の疲弊を防ぐような、配水貯群の貯水量制御
装置を提供することにある。
第１図の水系を例にとって本発明を説明する。
取水場１で取水した原水を、浄水場２で浄化処理し、配
水池３〜６に配分する。取水や浄水場の運転の平滑化の
ためには、配水池群の総合的な運用が必要になる。そこ
で、配水池３〜６をひとまとめにとらえ、１つの大きな
仮想的な貯水池７を考える。この仮想的な貯水池のバッ
ファ機能を利用すると、取水と浄水場運転の平滑化が図
れる。
水池３〜６に配分する。取水や浄水場の運転の平滑化の
ためには、配水池群の総合的な運用が必要になる。そこ
で、配水池３〜６をひとまとめにとらえ、１つの大きな
仮想的な貯水池７を考える。この仮想的な貯水池のバッ
ファ機能を利用すると、取水と浄水場運転の平滑化が図
れる。
■）取水計画、浄水場運転計画
第１図に示す系では、取水量と浄水場処理水量は等しい
ので、以後、浄水場処理水量についてのみ論じる。
ので、以後、浄水場処理水量についてのみ論じる。
各配水池の需要量は、何らかの方法で時系列の予測値が
得られるものとする。仮想的な貯水池７の需要予測値は
、これらの和として得られる。浄水場処理水量は、各時
間で、自身の上下限と、仮想的な貯水池７の貯水量の上
下限制約および需要を満足するように決定しなければな
らない。また仮想的配水池７の貯水量の上限値および下
限値は各地の上限値の総和および下限値の総和により与
えられる。具体的な決定法としては、第２図に示すよう
に、仮想的配水池７の需要量の累積曲線１に仮想的貯水
池７の貯水量の上限値および下限値を上乗せして作った
、浄水場処理水量下限曲線２と、浄水場処理水量上限曲
線３とではさまれた帯状領域を作成し、この領域内を通
って、傾きの変化回数がほぼ最小の折線４を見出す。こ
の折れ線は求めるべき浄水場２の処理水量の累積曲線で
ある。折線の傾きが時間あたりの浄水場処理水量となる
。累積曲線を利用したこの種の折れ線の決定方法として
は、例えば、特願昭５０−９５８６７と５０−１５３３
１５号がある。このようにして各時間の、浄水場処理水
量と、仮想的な貯水池７の貯水量の計画値を求め、浄水
場への取水量又は浄水場での処理量を制御する。こうす
ることにより、浄水場の処理水量の変化を最小にでき、
浄水場運転労力の軽減およびポンプ関連機器の切換回数
の低減によるポンプ疲弊防止を図れる。なお、第２図に
おいて、折れ線４と曲線１との差が配水池７の貯水量の
計画値Ｚ （ｔ）である。
得られるものとする。仮想的な貯水池７の需要予測値は
、これらの和として得られる。浄水場処理水量は、各時
間で、自身の上下限と、仮想的な貯水池７の貯水量の上
下限制約および需要を満足するように決定しなければな
らない。また仮想的配水池７の貯水量の上限値および下
限値は各地の上限値の総和および下限値の総和により与
えられる。具体的な決定法としては、第２図に示すよう
に、仮想的配水池７の需要量の累積曲線１に仮想的貯水
池７の貯水量の上限値および下限値を上乗せして作った
、浄水場処理水量下限曲線２と、浄水場処理水量上限曲
線３とではさまれた帯状領域を作成し、この領域内を通
って、傾きの変化回数がほぼ最小の折線４を見出す。こ
の折れ線は求めるべき浄水場２の処理水量の累積曲線で
ある。折線の傾きが時間あたりの浄水場処理水量となる
。累積曲線を利用したこの種の折れ線の決定方法として
は、例えば、特願昭５０−９５８６７と５０−１５３３
１５号がある。このようにして各時間の、浄水場処理水
量と、仮想的な貯水池７の貯水量の計画値を求め、浄水
場への取水量又は浄水場での処理量を制御する。こうす
ることにより、浄水場の処理水量の変化を最小にでき、
浄水場運転労力の軽減およびポンプ関連機器の切換回数
の低減によるポンプ疲弊防止を図れる。なお、第２図に
おいて、折れ線４と曲線１との差が配水池７の貯水量の
計画値Ｚ （ｔ）である。
２）計画値のオンライン修正
計画に基づいて運転に入った場合、需要予測の狂いが原
因で、計画値と実積値の間に偏差が生ずる。この偏差を
計算して、計画値を以下のようなアルゴリズムで修正す
る。
因で、計画値と実積値の間に偏差が生ずる。この偏差を
計算して、計画値を以下のようなアルゴリズムで修正す
る。
配水池３〜６の貯水量計測値の総和から、貯水池７の貯
水量の実測値を求める。この実測値の、貯水量計画値Ｚ
（ｔ）からの偏差が、与えられた許容幅内にあれば、
計画の修正は行わない。許容幅を逸脱したときに、■）
のアルゴリズムで、予測および計画をたて直す。
水量の実測値を求める。この実測値の、貯水量計画値Ｚ
（ｔ）からの偏差が、与えられた許容幅内にあれば、
計画の修正は行わない。許容幅を逸脱したときに、■）
のアルゴリズムで、予測および計画をたて直す。
３）残余貯水量に基づく配水池流入量制御１）又は２）
で求めた、貯水池７の貯水量計画値２ （し）と、需要
予測値に基づいて、配水池３〜６の流入量を制御する。
で求めた、貯水池７の貯水量計画値２ （し）と、需要
予測値に基づいて、配水池３〜６の流入量を制御する。
配水池のバッファリング機能を活用し制御操作頻度を減
少させるためには、その貯水量が上下限制約内にある限
り、前の時間の流入量を持続し、上下限制約外に出そう
になったときのみ変更するようにすれば良い。しかし単
純にこの方法を用いると、２）により、配水池３〜６の
貯水量の和（仮想的な貯水池７の貯水量）が制限されて
いるため、配水池間に貯水量のアンバランスが発生した
場合、上下限制約を破る配水池が出る可能性がある。例
えば、次のような場合である。
少させるためには、その貯水量が上下限制約内にある限
り、前の時間の流入量を持続し、上下限制約外に出そう
になったときのみ変更するようにすれば良い。しかし単
純にこの方法を用いると、２）により、配水池３〜６の
貯水量の和（仮想的な貯水池７の貯水量）が制限されて
いるため、配水池間に貯水量のアンバランスが発生した
場合、上下限制約を破る配水池が出る可能性がある。例
えば、次のような場合である。
例〕貯水池７の貯水量：１００
配水池３の貯水量上限＝５０．下限＝２０配水池４の
ＩＩ ：４０． ＩＩ ２０配水池５の
ｌ／ ：６０． ｎ ３Ｑ配水池６の
ｔｔ ：３０．／／ １０ここで、配水池５，
６の貯水量を、ともに上限値に等しくした場合、配水池
３，４の貯水量の和を、１００−（６０＋３０）＝ １
０にしなければならない。しかし、配水池３，４の貯水
量の下限は、それぞれ２０あるため、配水池３，４は、
下限制約を破ることになる。
ＩＩ ：４０． ＩＩ ２０配水池５の
ｌ／ ：６０． ｎ ３Ｑ配水池６の
ｔｔ ：３０．／／ １０ここで、配水池５，
６の貯水量を、ともに上限値に等しくした場合、配水池
３，４の貯水量の和を、１００−（６０＋３０）＝ １
０にしなければならない。しかし、配水池３，４の貯水
量の下限は、それぞれ２０あるため、配水池３，４は、
下限制約を破ることになる。
この問題を解決するため、残余貯水量という概念を導入
する。残余貯水量とは、仮想の貯水池７の貯水量（既決
定）から、既に貯水量が決定された配水池の貯水量の和
を引いた値である。この残余貯水量を用いて、配水池毎
に、貯水量の施設上の上下限とは別に、新たに上下限を
設定し、各配水池がこ九を満足すれば、全ての配水池が
、施設」二の」二下限を満足することができるようにす
る。
する。残余貯水量とは、仮想の貯水池７の貯水量（既決
定）から、既に貯水量が決定された配水池の貯水量の和
を引いた値である。この残余貯水量を用いて、配水池毎
に、貯水量の施設上の上下限とは別に、新たに上下限を
設定し、各配水池がこ九を満足すれば、全ての配水池が
、施設」二の」二下限を満足することができるようにす
る。
以下で計算に用いる記号の説明をする。
Ｚ（ｔ）：仮想の貯水池７の貯水量の計画値、Ｒｉ（ｔ
）：残余貯水量、Ｖ ｉ 、 Ｖ ｉ ：配水池１（ｉ
＝１〜４）の貯水量の施設上の上下限値、ＲＶ ｉ 、
ＲＶ ｉ ：配水池１の貯水量の、残余貯水量から決
まる上下限値、Ｉ（Ｖ ｉ 、 ＬＶ ｉ ：配水池ｉ
の貯水量の、制御上の上下限値（Ｖ ］ Ｔ ＲＶ ｉ
ｓＶ ｉ 、 ＲＶ ｉから合成される） （ｔ、−
１）時までの貯水量と流量は既に決定され、を時の貯水
量と流量についても、配水池６については、既に決定さ
れているものとする。（Ｖ６（ｔ）。配水池５の各種」
二下眼の計算を以下のように行う。
）：残余貯水量、Ｖ ｉ 、 Ｖ ｉ ：配水池１（ｉ
＝１〜４）の貯水量の施設上の上下限値、ＲＶ ｉ 、
ＲＶ ｉ ：配水池１の貯水量の、残余貯水量から決
まる上下限値、Ｉ（Ｖ ｉ 、 ＬＶ ｉ ：配水池ｉ
の貯水量の、制御上の上下限値（Ｖ ］ Ｔ ＲＶ ｉ
ｓＶ ｉ 、 ＲＶ ｉから合成される） （ｔ、−
１）時までの貯水量と流量は既に決定され、を時の貯水
量と流量についても、配水池６については、既に決定さ
れているものとする。（Ｖ６（ｔ）。配水池５の各種」
二下眼の計算を以下のように行う。
残余貯水量Ｒ５（ｔ）は、
Ｒ５（ｔ）＝Ｚ （ｔ）−Ｖ６ （ｔ）これを用いて、
配水池５の貯水量の新たな上下限値を求める。（図４）
。
配水池５の貯水量の新たな上下限値を求める。（図４）
。
ＲＶ５＝Ｒ５（ｔ）−（Ｖ３＋Ｖ４ ）ＲＶ５＝Ｒ５（
ｔ）−（Ｖ３＋Ｖ４ ）さらに、制御上の上下限値を次
式で求める。
ｔ）−（Ｖ３＋Ｖ４ ）さらに、制御上の上下限値を次
式で求める。
ＨＶ５＝Ｍｉｎ （Ｖ５ 、ＲＶ５ ）ＬＶ５＝Ｍａｘ
（Ｖ５ 、ＲＶ５ ）このようにして求めたＨＶ５．
ＬＶ５を配水池５の制御上の上下限値とする（第３図（
ａ）、（ｂ）参照）。
（Ｖ５ 、ＲＶ５ ）このようにして求めたＨＶ５．
ＬＶ５を配水池５の制御上の上下限値とする（第３図（
ａ）、（ｂ）参照）。
次に配水池５について、を時の流入量として、（ｔ−１
）時の流入量を持続した場合の予測貯水量を求める（需
要量の予測値を用いて容易に求まる）。
）時の流入量を持続した場合の予測貯水量を求める（需
要量の予測値を用いて容易に求まる）。
これがＨＶ５．ＬＶ５の制約を満足していれば、を時の
流入量を、（ｔ−１）時の流入量と等しい値に決定する
。ＨＶ５． Ｌ Ｖ５による制約を満たしていない場合
は、満たすように流入量を変更する。以上のアルゴリズ
ムで、配水池６から３まで順次、流入量を決定していく
。
流入量を、（ｔ−１）時の流入量と等しい値に決定する
。ＨＶ５． Ｌ Ｖ５による制約を満たしていない場合
は、満たすように流入量を変更する。以上のアルゴリズ
ムで、配水池６から３まで順次、流入量を決定していく
。
４）制御装置
第４図に、本発明による制御装置の一例を示す。
装置名称は、以下の通りである。
■＝需要量予測装置
２：浄水場処理水量計算装置
３：計画値記憶装置
４：計画修正判定装置
５〜８：配水池流入量計算装置
図において、実線は情報の流れを、破線は制御信号の流
れを表わすものとする。
れを表わすものとする。
装置１は、実績需要量に基づいて複数個の配水池の総需
要量の時系列予測を行う。
要量の時系列予測を行う。
装置２は、需要量予測値、予測時点における総計水量、
貯水量上下限値等の施設条件を入力信号として、（１）
のアルゴリズムにより、脱水量、総貯水量の計画値を計
算する。装置３は、装置２で計算された計画値を記憶す
る。装置４は、各サンプリング時間に以下の計算を行う
。総計水量の計画値と実績量を入力信号として、（２）
のアルゴリズムにより計画値の修正を行うか否かの判定
をする。
貯水量上下限値等の施設条件を入力信号として、（１）
のアルゴリズムにより、脱水量、総貯水量の計画値を計
算する。装置３は、装置２で計算された計画値を記憶す
る。装置４は、各サンプリング時間に以下の計算を行う
。総計水量の計画値と実績量を入力信号として、（２）
のアルゴリズムにより計画値の修正を行うか否かの判定
をする。
修正が必要な場合は、装置１に信号を送り、リスヶジュ
ールに入る。修正が不要な場合は、取水場浄水場を計画
値に従って制御すると同時に、装置５〜８を起動する。
ールに入る。修正が不要な場合は、取水場浄水場を計画
値に従って制御すると同時に、装置５〜８を起動する。
装置５〜８は、総計水量計画値、実績貯水量既計算の他
配水池の貯水量を入力信号として、（３）のアルゴリズ
ムにより流入量の計算をし、これに基づいて制御をする
。
配水池の貯水量を入力信号として、（３）のアルゴリズ
ムにより流入量の計算をし、これに基づいて制御をする
。
以上述べたように、本発明によれば、取水量、浄水場の
処理水量および配水池流入量の変更頻度を少なくして制
御を容易にできるとともに、機器の疲弊を防ぐことがで
きる。
処理水量および配水池流入量の変更頻度を少なくして制
御を容易にできるとともに、機器の疲弊を防ぐことがで
きる。
第１図は本発明をする水系の一例の構成図、第２図およ
び第３図は本発明を説明するための説明図、第４図は本
発明による貯水量制御装置の一実施例の構成図を示す。 ２：浄水場処理水量計算装置 ５〜８：配水池流入量計算装置 第１図 ｆＪ ｚ 図 逃３図 （０−） （ｂ）
び第３図は本発明を説明するための説明図、第４図は本
発明による貯水量制御装置の一実施例の構成図を示す。 ２：浄水場処理水量計算装置 ５〜８：配水池流入量計算装置 第１図 ｆＪ ｚ 図 逃３図 （０−） （ｂ）
Claims (1)
- 複数の配水池の、これらに給水するための浄水場からな
る配水池群の１１？水量制御装置において、該複数の配
水池の各々における予測需要量の総和の経時的変化であ
る予８１ｇ総需要量の累積曲線を決定し、上記複数の配
水池の貯水量の許容下限値の総和を」二記予測閉需量累
積曲線に加算して浄水場の累積処理水量下限曲線を決定
し、上複数の配水池の貯水量の許容上限値の総和を、上
記予測総需要量累積曲線に加算して浄水場の累積処理水
星上限曲線を決定し、該浄水場の処理水量を、該処理水
量の総和曲線が、上記浄水場累積処理水量下限曲線と浄
水場累積処理水量上限曲線の間に位置する折れ線であっ
て、折れ曲がり回数がほぼ最小の折れ線となるごとく決
定し、この決定さｈた処理水量を該浄水場から該複数の
配水池に送水することを特徴とする配水池群の貯水量制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12931383A JPS5932014A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 配水池群の貯水量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12931383A JPS5932014A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 配水池群の貯水量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5932014A true JPS5932014A (ja) | 1984-02-21 |
| JPH039483B2 JPH039483B2 (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=15006478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12931383A Granted JPS5932014A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 配水池群の貯水量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932014A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62160511A (ja) * | 1986-01-09 | 1987-07-16 | Fuji Electric Co Ltd | 配水池の水位制御装置 |
| JPS63101905A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-06 | Toshiba Corp | 浄水場の運転監視制御装置 |
| JPH01204113A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Yokogawa Electric Corp | 浄水場水量制御方法 |
| JP2012099049A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Hitachi Ltd | 配水量計画予測システム、その予測方法およびそのプログラム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5220402A (en) * | 1975-08-08 | 1977-02-16 | Hitachi Ltd | Control system of pumps based on operation plan |
-
1983
- 1983-07-18 JP JP12931383A patent/JPS5932014A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5220402A (en) * | 1975-08-08 | 1977-02-16 | Hitachi Ltd | Control system of pumps based on operation plan |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62160511A (ja) * | 1986-01-09 | 1987-07-16 | Fuji Electric Co Ltd | 配水池の水位制御装置 |
| JPS63101905A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-06 | Toshiba Corp | 浄水場の運転監視制御装置 |
| JPH01204113A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Yokogawa Electric Corp | 浄水場水量制御方法 |
| JP2012099049A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Hitachi Ltd | 配水量計画予測システム、その予測方法およびそのプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH039483B2 (ja) | 1991-02-08 |
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