JP5872438B2 - Power management equipment - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電力管理装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a power management apparatus.
電力の有効活用のため、世界各国においてエネルギーマネジメントの取り組みが広まっている。 In order to effectively use electric power, energy management efforts are spreading all over the world.
その取り組みの一つとして、BEMS(Building and Energy Management System)がある。BEMSとは、ビルの機器・設備等の電力管理によってエネルギー消費量の削減を図るためのシステムのことである。例えば、デマンドレスポンスで電力の需給調整を行う技術等を用いて、ビルの電力や電力量の削減を可能としている。 One of such efforts is BEMS (Building and Energy Management System). BEMS is a system for reducing energy consumption by power management of building equipment and facilities. For example, it is possible to reduce the power and power consumption of a building by using a technology that adjusts the supply and demand of power by demand response.
鉄道においてのエネルギーマネジメントの取り組みとしては、蓄電装置を用いることによる回生電力の有効活用などがある。回生電力は、他の力行列車の動力として用いることが普通であるが、力行列車が存在しない場合には回生失効による電力損失が発生していた。その対策として、例えば、変電所に蓄電装置を設置し、回生電力を貯蓄して、列車の力行時や非常時に利用する方法などがある(例えば、特許文献1)。 Energy management efforts in railways include the effective use of regenerative power by using power storage devices. The regenerative power is usually used as power for other power trains, but when there is no power train, power loss due to regeneration invalidation has occurred. As a countermeasure, for example, there is a method of installing a power storage device at a substation, storing regenerative power, and using it in powering or emergency of a train (for example, Patent Document 1).
しかしながら、回生電力を蓄電装置に蓄電する場合、回生電力は一度に発生する電力、電力量が大きく、断片的に発生するため、限られた容量の蓄電装置では、計画的に充放電を行わないと、電力を効率的に利用することができなくなる。従って、回生電力を蓄電する蓄電装置の充放電計画を作成するシステムが必要となる。 However, when regenerative power is stored in the power storage device, the regenerative power is generated at a time, and the amount of power is large and generated in pieces. Therefore, charging and discharging are not planned in a power storage device with a limited capacity. As a result, the power cannot be used efficiently. Therefore, a system for creating a charge / discharge plan for a power storage device that stores regenerative power is required.
本発明が解決しようとする課題は、回生電力等の電力を蓄電し、き電線または配電系統に放電する蓄電装置に対し、有効的な充放電を行わせるための電力管理装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a power management device for accumulating electric power such as regenerative power and causing the power storage device that discharges to a feeder or distribution system to perform effective charging and discharging. is there.
実施形態の電力管理装置は、蓄電装置と配電系統側との間に設けられる第1の開閉器、および、蓄電装置とき電線側と間に設けられ第2の開閉器、に対する開/閉の切替制御のための切替計画を作成する切替計画作成手段を備える。さらに、この切替計画作成手段により作成された切替計画に従い、第1の開閉器および第2の開閉器に対する切替制御内容を決定し、第1の開閉器および第2の開閉器に対し、決定された指令を出す切替決定・指令手段を備える。 The power management device according to the embodiment is configured to switch between open / close with respect to a first switch provided between the power storage device and the distribution system side, and a second switch provided between the power storage device and the electric wire side. A switching plan creating means for creating a switching plan for control is provided. Further, according to the switching plan created by the switching plan creation means, the switching control content for the first switch and the second switch is determined, and determined for the first switch and the second switch. Switching decision / command means for issuing commands.
この構成において、上記切替計画作成手段は、運行ダイヤを含む列車情報を基に、任意の単位時間後までの回生電力の列車間融通の有無を判定し、回生電力の列車間融通が有る場合は、単位時間第1の開閉器を閉じるとする切替計画を作成し、回生電力の列車間融通が無い場合は、単位時間第2の開閉器を閉じるとする切替計画を作成する。 In this configuration, the switching plan creation means determines the presence or absence of inter-train interchange of regenerative power until after any unit time based on train information including operation schedules, and if there is inter-train interchange of regenerative power Then, a switching plan for closing the first switch per unit time is created, and when there is no interchange of regenerative power between trains, a switching plan for closing the second switch per unit time is created.
(概要)
以下に説明する諸実施形態は、列車間で融通されなかった回生電力を蓄電する蓄電装置を駅に設置し、蓄電装置に蓄電された電力を、き電線側と配電系統側のどちらでも利用することを想定している。この場合、その構成として、き電線と蓄電装置の間にはチョッパの設置が必要となり、蓄電装置と配電系統の間にはPCS(Power Conditioning System)の設置が必要となる。しかし、高い絶縁耐性を持ったPCSはまだ開発されておらず、また開発されたとしても高価である。そのため、蓄電装置とPCSの間には、接続/遮断の制御のため開閉器を設置することが現実的である。また蓄電装置とチョッパの間にも開閉器を設置すると、チョッパの細かい制御が不要になる、という利点がある。
(Overview)
In the embodiments described below, a power storage device that stores regenerative power that has not been interchanged between trains is installed in a station, and the power stored in the power storage device is used on either the feeder side or the distribution system side. Assumes that. In this case, as its configuration, a chopper is required between the feeder and the power storage device, and a PCS (Power Conditioning System) is required between the power storage device and the power distribution system. However, PCS having high insulation resistance has not been developed yet, and even if it is developed, it is expensive. Therefore, it is realistic to install a switch for controlling connection / disconnection between the power storage device and the PCS. Further, if a switch is installed between the power storage device and the chopper, there is an advantage that fine control of the chopper is not necessary.
従って、実施形態の電力管理装置では、上記開閉器を設置し、その制御を行なう構成とする。そして、駅に設置することを想定した蓄電装置に、列車間で融通されなかった回生電力を蓄電させ、この蓄電された電力を、き電線や配電系統へ放電させる。 Therefore, the power management apparatus according to the embodiment is configured to install and control the switch. Then, regenerative power that has not been interchanged between trains is stored in a power storage device that is assumed to be installed at a station, and the stored power is discharged to a feeder line and a distribution system.
また、上記構成においてエネルギーを効率的に利用するために、実施形態の電力管理装置は、列車からの回生電力が蓄電装置に入ってくるタイミングや、列車の力行、駅設備の負荷を考慮した、開閉器の切り替え計画を作成し、この計画を基本とする制御を行う。 In addition, in order to efficiently use energy in the above configuration, the power management device of the embodiment takes into account the timing when regenerative power from the train enters the power storage device, the power running of the train, and the load on the station equipment, Create a switch switching plan and perform control based on this plan.
そのために、以下に説明する諸実施形態では、その具体的な装置構成として、開閉器の切り替え計画を作成する手段(後述の開閉器切替計画作成部131)、開閉器の切り替えを決定し、開閉器の切り替えを指令する手段(後述の開閉器切替決定・指令部132)、および開閉器の切り替え結果を保存する手段(後述の制御結果保存部133)を備えた電力管理装置を提案する。なお、本明細書において、放電とは、蓄電装置からき電線や配電系統へ電力供給することを言う。
Therefore, in the embodiments described below, as a specific device configuration, a means for creating a switch switching plan (a switch switching plan creating unit 131 described later), switching of the switch is determined, and the switching is performed. A power management apparatus is provided that includes means for instructing switch switching (a switch switching determination / command unit 132 described later) and means for storing switch switching results (a control
以下、図面を参照して、諸実施形態にかかる電力管理装置について説明する。 Hereinafter, power management devices according to embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
はじめに、第1の実施形態の電力管理装置を利用する駅システムと電気鉄道システムについて、詳細に説明する。図1は、第1の実施形態の電力管理装置を利用する駅システムと電気鉄道システムの概略構成を示す図である。
(First embodiment)
First, a station system and an electric railway system that use the power management apparatus of the first embodiment will be described in detail. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a station system and an electric railway system that use the power management apparatus of the first embodiment.
電気鉄道システム内の列車102は、き電線111から供給される電力を動力源として動く。き電線111へは変電所(図示せず)から電力を供給している。
The
駅には、エレベーター、エスカレータ、照明等の各種駅設備109が設置されている。
蓄電装置105は、駅に設置されることを想定している。このようにするのは、例えば、変電所に蓄電装置105を設置すると、変電所は駅間など一般的に駅から離れた位置にあるため、蓄電および放電する際に、送電ロスが発生するからである。蓄電装置105には、電気鉄道システム内の列車102の列車間融通が無かった回生電力を蓄電する。列車102の回生電力は、き電線111を通し、チョッパ107で電圧を調整して、蓄電装置105に蓄電される。また蓄電装置105からは、電気鉄道システム内の力行する列車102や駅設備109に電力を放電する。電気鉄道システム内の力行する列車102へは、チョッパ107で電圧を調整して、き電線111へ電力を流し、駅設備109へは、PCS103で直流・交流を変換して配電系統108へ流す。
It is assumed that the
蓄電装置105とPCS103の間に開閉器A・104を設置し、蓄電装置105とチョッパ107の間には開閉器B・106を設置する。このようにするのは、前述のように、高い絶縁耐性を持ったPCS103はまだ開発されておらず、また開発されたとしても高価であるためと、チョッパ107の細かい制御が不要になるからである。ただしアークが発生するため、開閉器A・104と開閉器B・106はどちらか一方のみ閉じることができるものとする。またどちらかの開閉器を閉じる場合には、必ずもう一方の開閉器が開いていることを確認してから閉じることとする。
A switch A · 104 is installed between the
電力管理装置101は、電気鉄道システム内の列車102の回生電力を蓄電装置105に蓄電させ、き電線111と配電系統108へ放電させるため、開閉器A・104および開閉器B・106の切り替えを制御する。そのために、電力管理装置101は、上記2つの開閉器の切り替え計画を作成し、この2つの開閉器の切り替えを決定してその指令を行い、開閉器切り替えの制御結果を保存する。
The power management device 101 stores the regenerative power of the
図2は、図1に示した構成における電力管理装置と、関連機器と、やりとりされるデータおよび信号の流れ(点線の矢印)を示したブロック図である。なお、実線の矢印は、電力供給の流れを示している。 FIG. 2 is a block diagram showing the flow of data and signals (dotted arrows) exchanged with the power management apparatus and related devices in the configuration shown in FIG. In addition, the solid line arrow has shown the flow of electric power supply.
電力管理装置101は、運転曲線や運行ダイヤ等の列車情報を外部から取得することが可能である。また電池残量等の蓄電装置情報も取得する。列車情報を取得することで、蓄電装置105に蓄電される回生電力量の予測ができ、蓄電装置情報を得ることで、電池残量を考慮した充放電が可能となる(詳細は後述)。
The power management apparatus 101 can acquire train information such as a driving curve and an operation schedule from the outside. It also acquires power storage device information such as the remaining battery level. By acquiring the train information, the amount of regenerative power stored in the
次に、本実施形態の電力管理装置の構成について説明する。図3は、本実施形態の電力管理装置の構成を示すブロック図である。 Next, the configuration of the power management apparatus of this embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the power management apparatus of this embodiment.
電力管理装置101は、その主要部として、開閉器切替計画作成部131と、開閉器切替決定・指令部132と、制御結果保存部133を備える。
The power management apparatus 101 includes a switch switching plan creation unit 131, a switch switching determination / command unit 132, and a control
開閉器切替計画作成部131は、その機能(または、実行する処理)として回生電力量の予測の処理を行い、開閉器切替計画を作成する。そのため、電力管理装置101が外部から取得した列車情報は、開閉器切替計画作成部131に送られる。 The switch switching plan creation unit 131 performs a process for predicting the regenerative electric energy as its function (or processing to be executed), and creates a switch switching plan. Therefore, the train information acquired from the outside by the power management apparatus 101 is sent to the switch switching plan creation unit 131.
開閉器切替計画作成部131による回生電力量の予測の処理は、取得した列車情報を用いて行う。開閉器切替計画作成部131が回生電力量の予測に用いる列車情報は、例えば、ダイヤ作成装置(図示せず)内の運行ダイヤと車両運用計画作成装置内の形式称号データである。また、回生電力量の予測には、形式称号毎の、駅で停車する際に発生する1編成あたりの回生電力量の値も必要となるが、この情報は、予め開閉器切替計画作成部131内のメモリ(図示せず)に予め記憶させておくか、データベース121に記憶しておくようにすればよい。 The process of predicting the regenerative electric energy by the switch switching plan creation unit 131 is performed using the acquired train information. The train information used by the switch switching plan creation unit 131 for the prediction of the regenerative electric energy is, for example, an operation diagram in a diagram creation device (not shown) and model name data in the vehicle operation plan creation device. In addition, for the prediction of the regenerative power amount, the value of the regenerative power amount per train that is generated when the train stops at the station for each model name is also required. It may be stored in advance in a memory (not shown) or stored in the database 121.
ダイヤ作成装置内の運行ダイヤを電力管理装置101に取り入れることによって、回生電力の列車間融通の有無、また、運行ダイヤと車両運用計画作成装置内の形式称号データを用いることで、発生させる回生電力が列車間で融通されず蓄電装置105に蓄電されることになる列車102を特定することができる。そして、この列車102がブレーキをかけた場合に発生する回生電力量は、形式称号と形式称号毎の1編成あたりの回生電力量の値とを照らし合わせることによって予測可能となる。
By incorporating the operation schedule in the diagram creation device into the power management device 101, the regenerative power to be generated by using the inter-train interchange of regenerative power and using the model name data in the operation diagram and the vehicle operation plan
その他の回生電力の予測方法としては、電力管理装置101がATC(Automatic Train Control)やその他の地上装置から得られる列車通過情報からブレーキパターンを取得し(車上装置から直接ブレーキパターンを得るようにしてもよい)、予め電力管理装置101に備えておいた列車特性の内の回生ブレーキ力を用いて、回生電力量を算出する方法も考えられる。具体的には、速度[m/s]×回生ブレーキ力[kN/MM]でモータ一つあたりの回生電力[kW/MM]を求め、全モータについてそれらを積算して、該当列車102の回生電力量[kWh/MM]を算出する。
As another method for predicting regenerative power, the power management apparatus 101 obtains a brake pattern from train passing information obtained from ATC (Automatic Train Control) or other ground equipment (directly obtains a brake pattern from the on-board equipment). Alternatively, a method of calculating the regenerative power amount by using the regenerative braking force of the train characteristics provided in advance in the power management apparatus 101 is also conceivable. Specifically, the regenerative electric power [kW / MM] per motor is obtained by speed [m / s] × regenerative braking force [kW / MM], and these are integrated for all motors to regenerate the
以上に述べた方法により、回生電力量の予測を行なうが、現実的には回生電力がわずかに隣の駅へ流れてしまう場合がある。そのため回生電力が100%その駅へ入る場合の電力量に係数αをかけた値を蓄電装置105に貯蓄される電力量とする。ただし係数αは0から1の範囲である。また係数αは経験値を用いることとし、例えばあらかじめ備えておいた、形式称号毎の、駅で停車する際に発生する1編成あたりの回生電力量の値を単位時間内分和算したものと、制御結果としてデータベース121に保存された蓄電装置105に貯蓄された電力量とを比較し、求めるものとする。
Although the regenerative power amount is predicted by the method described above, in reality, the regenerative power may flow slightly to the adjacent station. Therefore, a value obtained by multiplying the amount of power when the regenerative power enters the station by 100% by the coefficient α is set as the amount of power stored in the
また別法として、データベース121を用いて過去の同ダイヤでの同形式称号の列車を検索し、その列車が発生させた回生電力量を引用して回生電力量を予測する方法もある。 As another method, there is a method in which a database 121 is used to search for a train having the same model name in the past in the same diagram, and the regenerated power amount is predicted by quoting the regenerated power amount generated by the train.
開閉器切替計画作成部131では、単位時間(例えば60分)ごとの開閉器A・104および開閉器B・106の切り替えの計画を作成する。開閉器A・104および開閉器B・106は任意の単位時間ごとに切り替えるとし、前日もしくは深夜、早朝にこの計画を作成するとする。 The switch switching plan creation unit 131 creates a plan for switching between the switch A · 104 and the switch B · 106 every unit time (for example, 60 minutes). It is assumed that the switches A and 104 and the switches B and 106 are switched every arbitrary unit time, and this plan is created the day before, late at night, or early in the morning.
開閉器切替計画作成部131では、まず任意の単位時間後までの列車102間の回生電力の融通の有無を判断する(134)。具体的には、回生電力の予測を上記の方法で行い、予め蓄電装置105に入ると予測される電力量に関する閾値(例えば10kWh)を定めておく。その閾値より単位時間内に蓄電装置105に入ってくる電力量が大きければ、列車間の回生電力の融通がないと見なし、またその閾値より単位時間内に蓄電装置105に入ってくる電力量が小さければ、列車間の回生電力の融通があると見なす。
The switch switching plan creation unit 131 first determines whether or not there is interchange of regenerative power between the
任意の単位時間後までの回生電力の列車間融通の有無を判断し(図4:ステップS101)、列車間融通が有ると判定される場合には、その単位時間の間開閉器A・104を閉じ(図4:ステップS102)、蓄電装置105の電力を配電系統108側で使うこととする。また列車間融通が無いと判定される場合には、その単位時間の間開閉器B・106を閉じ(図4:ステップS103)、蓄電装置105の電力をき電線111側で用いることとする。ここで、蓄電装置105をき電線111側で用いる場合は、蓄電装置105への回生電力の蓄電や、列車102の力行のために蓄電装置105から電力放電が行なわれる。
It is determined whether or not there is inter-train accommodation of regenerative power until after an arbitrary unit time (FIG. 4: step S101). If it is determined that there is inter-train accommodation, the switch A · 104 is turned on for the unit time. It closes (FIG. 4: step S102), and the electric power of the
開閉器切替計画作成部131は、開閉器切替計画作成の処理(135)として、上記のような任意の単位時間の開閉器切替計画を作成すると、次いで、次の任意の単位時間の開閉器切替計画を作成する。計画対象日の前日や当日早朝までには、対象日一日分の計画の作成を終えることとするが、利用される列車102の性能の急な変更等が、その計画が実施される前に分かった場合には、開閉器切替計画を再度作成し直すこととする。
When the switch switching plan creation unit 131 creates the switch switching plan for an arbitrary unit time as described above as the switch switching plan creation processing (135), the switch switching plan for the next arbitrary unit time is then generated. Create a plan. The preparation of the plan for the day of the target day will be completed by the day before the plan target day or early in the morning, but before the plan is implemented due to a sudden change in the performance of the
開閉器切替決定・指令部132には、電力管理装置101が蓄電装置105から蓄電装置情報を取得した情報が送られる。ここでの蓄電装置情報とは電池残量のことである。開閉器切替決定・指令部132は、基本的には、すなわち、開閉器切替計画が「開閉器Aを閉じる」である場合で(図5:ステップS201でYesと判定される場合)かつ蓄電装置情報から電池残量データを参照し電池残量がある場合(図5:ステップS202でYesと判定される場合)、または、開閉器切替計画が「開閉器Aを閉じる」でない場合(図5:ステップS201でNoと判定される場合)は、開閉器切替計画作成部131から出力された開閉器切替計画通りに、開閉器A・104および開閉器B・106に対する切替指令を出す(図5:ステップS203)。
Information that the power management apparatus 101 has acquired the power storage device information from the
しかし、開閉器切替計画が「開閉器Aを閉じる」場合で(図5:ステップS201でYesと判定される場合)かつ蓄電装置情報から電池残量データを参照し、電池残量がない場合(図5:ステップS202でNoと判定される場合)には、開閉器切替決定・指令部132は、開閉器切替計画に依らず、指令を「開閉器Bを閉じる」に変更する(図5:ステップS204)。このようにするは、蓄電装置105の電池残量がない状態で、開閉器A・104を閉じているのは無意味であるからである。なお、本実施形態では、開閉器A・104と開閉器B・106はどちらか一方のみ閉じることができる構成としており、「開閉器Bを閉じる」指令により、開閉器A・104は開くように制御される。
However, when the switch switching plan is “close switch A” (FIG. 5: Yes in step S201), and referring to the remaining battery level data from the power storage device information, the remaining battery level is not present ( FIG. 5: When it is determined No in step S202, the switch switching determination / command unit 132 changes the command to “close switch B” regardless of the switch switching plan (FIG. 5: Step S204). This is because it is meaningless to close the switch A · 104 when the battery of the
以上の開閉器切替制御の処理(136)を、開閉器切替決定・指令部132は、営業終了時まで行う(図5:ステップS205の判断にてYesで終了/NoでステップS201に戻る)。 The switch switching determination / commanding unit 132 performs the above switch switching control process (136) until the end of business (FIG. 5: YES at step S205, NO / return to step S201).
制御結果保存部133は、一日の制御結果の実績を単位時間ごとに保存する処理(137)を行う。保存する内容は、一例として図6−1に示す、開閉器切替計画作成部131からの開閉器切替計画と、開閉器切替決定・指令部132からの開閉部切替指令と、蓄電装置105から得られる単位時間開始時の蓄電装置残量、蓄電装置105へ蓄積された回生電力量、蓄電装置105から放電された電力量である。また、あらかじめ保存しておいた形式種別ごとの回生電力量データと蓄電装置105へ蓄積された回生電力量を比較して求めた係数αも保存する。
The control
また、回生電力量を過去のデータから予測するために、駅に停車した列車102の、到着時間、方面、形式称号とその主電動機、主電動機から得られる理想回生電力量をデータベース121へ保存する(図6−2参照)。これらのデータは、前述のように、開閉器切替計画を作成する際に、利用することが可能である。
Further, in order to predict the regenerative power amount from past data, the arrival time, direction, model name, main motor, and ideal regenerative power amount obtained from the main motor of the
以上のように構成される電力管理装置101によれば、回生電力の融通の有無を判断し、開閉器切替計画を作成し、2つの開閉器に対し切り替えの指令をすることで、列車102間で融通されなかった回生電力を蓄電装置105に蓄電し、蓄電した回生電力を力行車や駅設備109へ放電することができるので、駅システムと電気鉄道システムにおけるエネルギーの効率利用が可能となる。
According to the power management apparatus 101 configured as described above, it is determined whether or not the regenerative power is available, a switch switching plan is created, and switching between the two switches is instructed between the
本実施形態では、回生電力等の電力を蓄電し、き電線または配電系統に放電する蓄電装置105に対し、有効的な充放電を行わせることが可能となる。
In the present embodiment, it is possible to charge / discharge effectively the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を説明する。本実施形態は、第1の実施形態に対し、列車事故等のアクシデントに対応できるようにした実施形態である。図7に、本実施形態の電力管理装置101aと、関連機器と、やりとりされるデータおよび信号の流れ(点線の矢印)および電力供給の流れ(実線の矢印)を示し、図8に、本実施形態の電力管理装置101aの構成を示す。図7および図8に示すように、基本的な構成は、第1の実施形態のものと同様であり、共通する事項については、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The present embodiment is an embodiment that can cope with an accident such as a train accident with respect to the first embodiment. FIG. 7 shows the flow of data and signals (dotted arrows) and the flow of power supply (solid arrows) exchanged with the power management apparatus 101a of this embodiment and related devices, and FIG. The structure of the power management apparatus 101a of a form is shown. As shown in FIGS. 7 and 8, the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the description of common items is omitted.
本実施形態では、運行情報を開閉器切替決定・指令部132aにて利用する点が、第1の実施形態のものと異なっている。ここで、運行情報とは、列車運転見合わせ時間を含む情報である。 This embodiment is different from the first embodiment in that the operation information is used by the switch switching determination / command unit 132a. Here, the operation information is information including the train operation postponement time.
開閉器切替決定・指令部132aは、取得した運行情報から、アクシデント発生の有無を判断する(ステップS301)。アクシデントが発生した際には(ステップS301でYes)、運転見合わせ時間に関する閾値(図9では、n分;nの値は、例えば経験的に決定することができる)よりも運転見合わせ時間が長い場合(ステップS302でNo)、この場合列車が動かず架線側では電力を使用しないので、「開閉器Aを閉じる」指令を出す(ステップS303)。 The switch switching determination / command unit 132a determines whether or not an accident has occurred from the acquired operation information (step S301). When an accident occurs (Yes in step S301), when the driving stoppage time is longer than a threshold value related to the driving stoppage time (in FIG. 9, n minutes; the value of n can be determined empirically, for example) (No in step S302) In this case, since the train does not move and no electric power is used on the overhead line side, a command to “close switch A” is issued (step S303).
一方、上記閾値よりも運転見合わせ時間が短い場合(ステップS302でYes)、開閉器切替決定・指令部132aは、「開閉器Bを閉じる」指令を出す(ステップS304)。これは、列車102が通常運行となった場合に、回生電力があるのにそれを消費、吸収するものがないと、回生失効が発生するため開閉器B・106を閉じ、き電線111側からの回生電力を蓄電装置105に蓄電するようにする。しかし、もし蓄電装置105の容量(SOC(State Of Charge))いっぱいまで蓄電されてしまった場合には(ステップS305でYes)、開閉器A・104を閉じ、蓄電された電力を駅設備109側で使用し、蓄電装置105に蓄電するための空きができた場合には再度開閉器B・106を閉じて、蓄電装置105をき電線111側で利用するようにする(ステップS306)。一方、ステップS305でNoの場合は、そのままステップS307へ移行する。
On the other hand, when the operation postponement time is shorter than the above threshold value (Yes in step S302), the switch switching determination / command unit 132a issues a “close switch B” command (step S304). This means that when the
また、アクシデントの発生後、運転整理が実行され、元の運行ダイヤに戻り、通常の運行ダイヤに戻ったという情報が、運行情報から得られた場合には(この場合、ステップS301でNoと判定される)、元の開閉器切替計画を用いて2つの開閉器の切替制御(実施形態1の処理)を行なう(ステップS308)。 In addition, after the occurrence of the accident, the driving arrangement is executed, the information returns to the original operation schedule, and information indicating that the operation schedule is returned is obtained from the operation information (in this case, No is determined in step S301). The switching control of the two switches (the process of the first embodiment) is performed using the original switch switching plan (step S308).
そして、以上の開閉器切替制御の処理(136)を、開閉器切替決定・指令部132aは、営業終了時まで行う(図9:ステップS307の判断にてYesで終了/NoでステップS301に戻る)。 Then, the switch switching determination / command unit 132a performs the above-described switch switching control process (136) until the end of business (FIG. 9: Yes at the determination in step S307 / No returns to step S301). ).
図10に、アクシデント時の制御結果の保存内容の一例を示す。第1の実施形態にて図6−1に例示した制御結果の内容に対し、アクシデントの内容、アクシデント発生時間、および運転見合わせ時間も制御結果として保存している。図10の例では、時刻8:00〜9:00の開閉器切替計画が「A」すなわち「Aを閉じる」が、開閉器切替指令では、「A」(すなわち「Aを閉じる」)から「B」(すなわち「Bを閉じる」)に変更されたことを示している。なお、本実施形態において、係数αの平均を求めるときには、アクシデント時の制御結果は除外するようにする。 FIG. 10 shows an example of the saved contents of the control result at the time of accident. In contrast to the contents of the control result illustrated in FIG. 6A in the first embodiment, the contents of the accident, the accident occurrence time, and the operation stop time are also stored as control results. In the example of FIG. 10, the switch switching plan at time 8:00 to 9:00 is “A”, that is, “A is closed”, but the switch switching command is “A” (that is, “A is closed”) to “ B ”(ie,“ Close B ”). In the present embodiment, when the average of the coefficient α is obtained, the control result at the time of the accident is excluded.
本実施形態では、回生電力等の電力を蓄電し、き電線または配電系統に放電する蓄電装置105に対し、アクシデント発生時にも有効的な充放電を行わせることが可能となる。
In the present embodiment, it is possible to cause the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態を説明する。本実施形態は、前述の第2の実施形態と同様の構成をとるが、開閉器切替決定・指令部132aによる開閉器切替制御の処理(136)が、下記のSOC幅を考慮したものとなっている点が異なっている。前述の実施形態と共通する事項については、その説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. This embodiment has the same configuration as that of the second embodiment described above, but the switch switching control processing (136) by the switch switching determination / command unit 132a takes into account the following SOC width. Is different. Description of matters common to the above-described embodiment is omitted.
一般的に、蓄電装置105の満充電時における電池の容量に対しての充電残量の比率を、SOCと言う。蓄電装置105の種類によって、SOCの適切な範囲があり、SOCを適切な範囲に保つことによって蓄電装置105の性能劣化を防ぐことができると言われている。ここでは、蓄電装置105の適切なSOCの範囲のことをSOC幅と呼ぶこととする。
Generally, the ratio of the remaining charge to the battery capacity when the
本実施形態では、開閉器切替決定・指令部132aが、図11のフローチャートに示す処理を行う。同図に示すステップS401〜S404は、第2の実施形態におけるステップS301〜S304と同様のものとなっており、ここでは、ステップS405以降の処理について説明する。 In the present embodiment, the switch switching determination / command unit 132a performs the processing shown in the flowchart of FIG. Steps S401 to S404 shown in the figure are the same as steps S301 to S304 in the second embodiment, and here, the processes after step S405 will be described.
ステップS405では、「開閉器Aを閉じる」を実施したか判断する。この判断の際「開閉器Aを閉じる」を実施している場合(ステップS405でYes)、および、開閉器Aを閉じる」を実施していない場合で(ステップS405でNo)蓄電装置105の充電量がSOC幅の上限を上回らない場合(ステップS409でNo)には、さらに、取得した蓄電池装置情報から蓄電装置105の充電量がSOC幅の下限を下回っているか判断し、下限を下回っている場合には(ステップS406でYes)、開閉器A・104および開閉器B・106の両方を開ける指令を出す(ステップS407)。そして、回生電力が蓄電装置105に入ってくるタイミングで開閉器Bを閉じる指令を出す(ステップS408)。また、ステップS406の判断において、蓄電装置105の充電量がSOC幅の下限を下回っていない場合は(ステップS406でNo)、特に処理をせずステップS412へ移行する。
In step S405, it is determined whether or not “close switch A” has been performed. Charging of
一方、「開閉器Aを閉じる」を実施していない場合で(ステップS405でNo)蓄電装置105の充電量がSOC幅の上限を上回っている場合(ステップS409でYes)は、開閉器Aを閉じる指令を出す(ステップS410)、これにより開閉器A・104が閉じ、開閉器B・106が開く。その後、蓄電装置105の充電量がSOC幅の中間値まで減ったとき、再び開閉器Bを閉じる指令を出す(ステップS411)。これにより開閉器B・106が閉じ、開閉器A・104が開く。
On the other hand, when “close switch A” is not implemented (No in step S405), if the charge amount of
開閉器切替決定・指令部132aは、以上の開閉器切替制御の処理(136)を、営業終了時まで行う(図11:ステップS412の判断にてYesで終了/NoでステップS401に戻る)。 The switch switching determination / command unit 132a performs the above-described switch switching control process (136) until the end of business (FIG. 11: Yes in the determination of step S412 / No returns to step S401).
本実施形態では、回生電力等の電力を蓄電し、き電線または配電系統に放電する蓄電装置105に対し、アクシデント発生時にも有効的な充放電を行わせることが可能となるだけでなく、蓄電装置105の充電量をSOC幅の範囲に収める制御により、蓄電装置105の性能劣化を防ぐことができる。
In the present embodiment, not only the
以上説明したとおり、第1から第3の実施形態によれば、回生電力等の電力を蓄電し、き電線または配電系統に放電する蓄電装置105に対し、有効的な充放電を行わせることが可能となる。
As described above, according to the first to third embodiments, the
なお、以上に説明した諸実施形態の電力管理装置101/101aは、一般的な情報処理装置を用いて、その中央演算装置およびその制御プログラムにより構成される制御手段を、開閉器切替計画作成部131と、開閉器切替決定・指令部132/132aと、制御結果保存部133として機能させることで実現することが可能である。また、データベース121は、この情報処理装置に備わる記憶装置を用いて実現できる。その他、諸実施形態の電力管理装置101を、専用の装置(ハードウェア)として実現することも可能である。
In addition, the power management apparatus 101 / 101a of the embodiments described above uses a general information processing apparatus, and controls the central processing unit and the control means configured by the control program as a switch switching plan creation unit. It can be realized by functioning as 131, switch switching determination / command unit 132 / 132a, and control
また、以上の説明では電力管理装置が開閉器Aと開閉器Bの開閉制御を行うことで蓄電装置105への充放電を制御していたが、例えば、電力管理装置の動作を停止させるスイッチ、及び開閉器Aと開閉器Bそれぞれを操作するための開閉器スイッチを監視室などに設け、電力管理装置の動作を停止した後、ユーザが開閉器スイッチを操作することで強制的に蓄電装置105の充放電を制御するようにしてもよい。なお、この場合、一方の開閉器スイッチにが開閉器を閉じるように指示しているときは、他方の開閉器スイッチが開閉器を閉じるように指示できないように設定されている必要がある。
In the above description, the power management device controls the charging / discharging of the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
101 電力管理装置
102 列車
103 PCS
104 開閉器A
105 蓄電装置
106 開閉器B
109 駅設備
121 データベース
131 開閉器切替計画作成部
132 開閉器切替決定・指令部
133 制御結果保存部
101
104 Switch A
105
109 Station equipment 121 Database 131 Switch switching plan creation section 132 Switch switching determination /
Claims (8)
前記切替計画作成手段により作成された切替計画に従い、前記第1の開閉器および前記第2の開閉器に対する切替制御内容を決定し、前記第1の開閉器および前記第2の開閉器に対し、決定された指令を出す切替決定・指令手段と、を備え、
前記切替計画作成手段は、運行ダイヤを含む列車情報を基に、任意の単位時間後までの回生電力の列車間融通の有無を判定し、回生電力の列車間融通が有る場合は、単位時間前記第1の開閉器を閉じるとする前記切替計画を作成し、回生電力の列車間融通が無い場合は、単位時間前記第2の開閉器を閉じるとする前記切替計画を作成する、
電力管理装置。 Create a switching plan for open / close switching control for the first switch provided between the power storage device and the distribution system side and the second switch provided between the power storage device and the electric wire side. Switching plan creation means to
According to the switching plan created by the switching plan creation means, the switching control content for the first switch and the second switch is determined, and for the first switch and the second switch, Switching decision / command means for issuing the decided command,
The switching plan creation means, based on train information including operation schedule, determines the presence or absence of inter-train regenerative power until after any unit time, and if there is inter-train interchange of regenerative power, unit time Create the switching plan to close the first switch, and create the switching plan to close the second switch per unit time when there is no interchange between trains of regenerative power,
Power management device.
前記切替計画作成手段は、前記保存手段に保存された制御結果を参照して前記切替計画を作成する、
請求項1または請求項2に記載の電力管理装置。 A storage means for storing a control result by the switching determination / command means;
The switching plan creation means creates the switching plan with reference to the control result stored in the storage means.
The power management apparatus according to claim 1 or 2.
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