JP6812314B2 - Railway system controls and methods - Google Patents
Railway system controls and methods Download PDFInfo
- Publication number
- JP6812314B2 JP6812314B2 JP2017141783A JP2017141783A JP6812314B2 JP 6812314 B2 JP6812314 B2 JP 6812314B2 JP 2017141783 A JP2017141783 A JP 2017141783A JP 2017141783 A JP2017141783 A JP 2017141783A JP 6812314 B2 JP6812314 B2 JP 6812314B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power storage
- storage device
- discharge
- voltage
- ground power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
本発明は、変電所などの電力供給設備からの電力供給を受けて動作する鉄道システムの制御装置及び方法に関する。 The present invention relates to a control device and method for a railway system that operates by receiving electric power from a power supply facility such as a substation.
電力の供給を受けて車両が走行するトロリーバスシステムや鉄道システムにおいて、電力の供給を担う電力供給設備の一部が動作不能になった場合、その他の稼働している電力供給設備の負荷が増大することが考えられる。 In a trolleybus system or railway system in which a vehicle runs under the supply of electric power, if a part of the electric power supply equipment responsible for supplying electric power becomes inoperable, the load on other operating electric power supply equipment increases. It is conceivable to do.
このような場合に、電力供給設備である変電所の過負荷状態を判定し、過負荷状態と判定したときに、同一電力網に存在する地上蓄電装置あるいは車両に備えた蓄電装置から放電を行うことで電力供給設備である変電所の保護動作を抑制し、電力供給設備を安定的に稼働させるシステムが、例えば特許文献１により開示されている。 In such a case, the overload state of the substation, which is the power supply facility, is determined, and when the overload state is determined, discharge is performed from the ground power storage device existing in the same power grid or the power storage device provided in the vehicle. For example, Patent Document 1 discloses a system in which the protection operation of a substation, which is a power supply facility, is suppressed and the power supply facility is operated stably.
しかしながら、特許文献１で述べている手法では、蓄電装置の充電量を見ておらず、蓄電装置の充電量がなくなった場合には、需要を満たせなくなる。特に、稼働している変電所数が、全体の半数以下となる場合には、この可能性は十分にある。その結果として、車両が駅間に停車することとなり、乗客サービスの低下へとつながる。このような事象を避けるために、稼働している電力供給設備および蓄電装置を最大限活用し、同一電力網の駅間に停車している車両全てを隣接の駅まで運ぶことが求められる。 However, in the method described in Patent Document 1, the charge amount of the power storage device is not checked, and when the charge amount of the power storage device is exhausted, the demand cannot be satisfied. This possibility is particularly high when the number of substations in operation is less than half of the total. As a result, the vehicle will stop between stations, leading to a decline in passenger service. In order to avoid such an event, it is required to make maximum use of the power supply equipment and the power storage device in operation and to carry all the vehicles stopped between stations of the same power grid to the adjacent station.
以上のことから本発明においては、電力供給設備の一部が動作不能になった場合に同一路線上の駅間に停車している車両を隣接の駅まで運転することを可能とする鉄道システムの制御装置及び方法を提供することを目的とする。 From the above, in the present invention, when a part of the power supply facility becomes inoperable, a railway system that enables a vehicle stopped between stations on the same line to be driven to an adjacent station. It is an object of the present invention to provide a control device and a method.
以上のことから本発明においては、「複数の変電所と地上蓄電装置から架線を介して車両に給電するための鉄道システムの制御装置であって、複数の変電所の稼働状況と電圧および地上蓄電装置の充電量を管理する電力管理装置と、電力管理装置からの放電電流指令に応じて放電を行う地上蓄電装置を備え、電力管理装置は、複数の変電所の一部が不稼働状態になった時に、地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所を抽出し、当該変電所の電圧に応じて地上蓄電装置に与える放電電流指令を定め、地上蓄電装置の放電量を決定することを特徴とする鉄道システムの制御装置」としたものである。 From the above, in the present invention, "a control device for a railway system for supplying power to a vehicle from a plurality of substations and a ground power storage device via an overhead wire, and the operating status, voltage, and ground power storage of the plurality of substations. Equipped with a power management device that manages the amount of charge of the device and a ground power storage device that discharges according to the discharge current command from the power management device, the power management device has some of the multiple substations in an inactive state. At that time, the operating substation closest to the ground power storage device is extracted, the discharge current command given to the ground power storage device is set according to the voltage of the substation, and the discharge amount of the ground power storage device is determined. It is a control device for a railway system characterized by the above.
また本発明においては、「複数の変電所と地上蓄電装置から架線を介して車両に給電するための鉄道システムの制御方法であって、地上蓄電装置は、通常運転状態において架線との間で電力の授受を行うとともに、複数の変電所の一部が不稼働状態になった時に、地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所における端子電圧に応じて放電量が決定されることを特徴とする鉄道システムの制御方法。」としたものである。 Further, in the present invention, "a control method for a railway system for supplying power to a vehicle from a plurality of substations and a ground power storage device via an overhead wire, and the ground power storage device is a method for supplying electric power to and from the overhead wire in a normal operation state. And when a part of multiple substations goes out of operation, the amount of discharge is determined according to the terminal voltage of the operating substation closest to the ground power storage device. It is a characteristic railway system control method. "
本発明によれば、同一路線上の駅間に停車している車両を隣接の駅まで運転することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to drive a vehicle stopped between stations on the same line to an adjacent station.
以下本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は本発明を実現するための鉄道システムの制御装置の構成例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a control device of a railway system for realizing the present invention.
図１の鉄道システムの制御装置は、同一電力網を走行する複数の車両１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ（以下、車両１０１と記載したものはこれらの総称とする）に対して架線１０２を経由して電力を供給する変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ（以下、変電所１０３と記載したものはこれらの総称とする）および電力の授受を行う地上蓄電装置１０４と、変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄの状態情報１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、１５１Ｄ（以下、状態情報１５１と記載したものはこれらの総称とする）、地上蓄電装置１０４の電圧および充電量情報１５２を基に、地上蓄電装置１０４に対する放電電流１５３を決定する電力管理装置１０５で構成される。状態情報１５１には、各変電所１０３の稼働状態と電圧が含まれる。
The control device of the railway system of FIG. 1 supplies electric power to a plurality of
なお、図１において、本来は全ての変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄにより複数の車両１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃに対して架線１０２を経由して電力を供給しているが、ここでは電力網内の何らかの事故により、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄは停止されて不稼働状態であり、変電所１０３Ａ、１０３Ｂおよび地上蓄電装置１０４で車両１０１に対して電力の供給を行う状態を示している。このように鉄道システムでは、架線１０２の延長上に沿って、架線１０２の適宜箇所に変電所１０３が設けられて、架線１０２に電力供給を行っている。
In FIG. 1, all the
また図１において、地上蓄電装置１０４は、架線１０２に接続されて架線１０２との間で電力の授受を行う。通常状態における地上蓄電装置１０４の制御は、電力管理装置１０５からの指令により、あるいは地上蓄電装置１０４内の制御装置により、適宜、架線１０２との間で電力の授受を行うものであるが、先に述べた変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態では、電力管理装置１０５から不稼働状態に移行したことの指令を受け、以降の制御は電力管理装置１０５からの制御指令に従う。
Further, in FIG. 1, the ground
図２は、電力管理装置１０５の機能について示している。電力管理装置１０５は変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生前後でその処理内容が相違していてもよいが、少なくとも発生後は以下のように作動する。図２は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生後における処理機能を示している。
FIG. 2 shows the function of the
図２の電力管理装置１０５は、変電所１０３の状態情報１５１と地上蓄電装置１０４の充電量１５２を基に、稼働している変電所の中で最も地上蓄電装置１０４に近い変電所の電圧ＶＳと、地上蓄電装置１０４から放電するかどうかを判定するための電圧である放電開始電圧ＶＸと、放電開始後、放電を継続するかどうかを判定する電圧である放電継続判定電圧ＶＣと、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４を決定する放電判定部２０１と、変電所１０３の電圧ＶＳと記放電開始電圧ＶＸと放電指令２５４とから地上蓄電装置１０４に対する放電電流指令１５３を決定する放電電流指令決定部２０２とで構成される。
The
図３は、電力管理装置１０５内の放電判定部２０１の処理フローについて示している。放電判定部２０１の処理フローの開始を指示する処理ステップＳ３００は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生を基準として行われる。なお変電所の１０３の不稼働状態の発生は、変電所１０３からの通信を介しての変電所停止の連絡による検知、変電所停止に伴う通信途絶による検知、変電所１０３の架線１０２側端子電圧の低下による検知などにより電力管理装置１０５での確認が可能であり、この不稼働状態の発生は、そのまま地上蓄電装置１０４にも転送されるのがよい。
FIG. 3 shows the processing flow of the
図３に示す電力管理装置１０５内の放電判定部２０１の処理フローにおける次の処理ステップＳ３０１では、状態情報１５１を基に、同一電力網上で稼働しつつ地上蓄電装置１０４に最も近い変電所１０３Ｂを選択し、変電所１０３Ｂの端子電圧ＶＳを抽出する。なお図３の処理フローの開始条件は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生の確認であることから、地上蓄電装置１０４に最も近い変電所１０３として１０３Ｂを特定することが可能である。次に処理ステップＳ３０２に進む。
In the next processing step S301 in the processing flow of the
なお地上蓄電装置１０４は、一般的には変電所１０３内に併設されて設けられることが多く、この場合に併設する変電所自体が不稼働状態である場合と、稼働状態である場合が想定されるが、ここではそのいずれであってもよく、併設する変電所以外の最も近い位置の稼働変電所の端子電圧を監視対象とするものとする。
In general, the ground
処理ステップＳ３０２では、地上蓄電装置１０４の充電量１５２を基に、放電開始電圧ＶＸと放電開始後、放電を継続するかどうかを判定する電圧である放電継続判定電圧ＶＣを決定する。なお、放電開始電圧ＶＸ≦放電継続判定電圧ＶＣが必ず成立する。放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣの決定手法について、図４を用いて後述する。次に処理ステップＳ３０３に進む。
In the process step S302, the discharge start voltage VX and the discharge continuation determination voltage VC, which are the voltages for determining whether or not to continue the discharge after the start of the discharge, are determined based on the
処理ステップＳ３０３では、処理ステップＳ３０１で得られた変電所１０３Ｂの電圧ＶＳと処理ステップＳ３０２で算出した放電開始電圧ＶＸとを比較し、変電所電圧ＶＳ≦放電開始電圧ＶＸを満たしたならば、処理ステップＳ３０４に進む。満たさなければ処理ステップＳ３０５に進む。
In the processing step S303, the voltage VS of the
処理ステップＳ３０４では、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４として放電指令を与える。処理ステップＳ３０４の処理後は、放電判定部２０１における一連の処理は以上で終了となる。
In the process step S304, a discharge command is given as a
処理ステップＳ３０５では、処理ステップＳ３０１で得られた変電所１０３Ｂの電圧ＶＳと処理ステップＳ３０２で算出した電圧ＶＣとを比較し、電圧ＶＳ≧放電継続判定電圧ＶＣを満たしたならば、処理ステップＳ３０６に進む。満たさなければ、処理ステップＳ３０７に進む。
In the processing step S305, the voltage VS of the
処理ステップＳ３０６では、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４として放電中止を与える。処理ステップＳ３０６の処理後は、放電判定部２０１における一連の処理は以上で終了となる。
In the process step S306, the discharge stop is given as the
処理ステップＳ３０７では、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４として前回と同じ指令を用いる。処理ステップＳ３０７の処理後は、放電判定部２０１における一連の処理は以上で終了となる。
In the process step S307, the same command as the previous one is used as the
なお、図３における地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４の初期状態は、放電中止とする。
The initial state of the
図４は、図３の処理ステップＳ３０２で使用する地上蓄電装置１０４の充電量１５２（以下ＳＯＣと表記する）に対する放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣのグラフの例である。放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣは充電量ＳＯＣが小さくなるほど低くすることで充電量ＳＯＣに応じた制御が可能となる。放電開始電圧ＶＸの設定方法としては、地上蓄電装置１０４の使用充電量範囲をＳＯＣａ〜ＳＯＣｂ（ＳＯＣａ＜ＳＯＣｂ）とし、変電所の定格出力時の電圧をＨＶ、変電所の２００％出力時の電圧をＨＶ２とした場合、以下の（１）（２）（３）式のように設定する方法が考えられる。
［数１］
ＶＸ＝（ＨＶ−ＨＶ２）／（ＳＯＣｂ−ＳＯＣａ）×（充電量−ＳＯＣｂ）＋ＨＶ
・・・（１）
［数２］
ＶＣ＝ＶＸ＋α・・・（２）
［数３］
α＝（ＨＶ−ＨＶ２）／２・・・（３）
なお、ＨＶおよびＨＶ２の値は、駅中間に在線しているすべての車両が隣接駅に到達できるまでの時間、変電所が出力できる領域かつ、ＨＶ＞ＨＶ２であれば任意に変えて良い。例えば、ＨＶを変電所の１５０％出力時の電圧、ＨＶ２を変電所の２５０％出力時の電圧のようにしても良い。また、連続ではなく所定の充電量刻みに段階的に放電開始電圧ＶＸを変更することでも良い。放電継続判定電圧ＶＣの値を算出するために用いるαに関しても０よりも大きな値であれば任意に設定して良く、また、充電量に応じて変化させても良い。
FIG. 4 is an example of a graph of the discharge start voltage VX and the discharge continuation determination voltage VC with respect to the charge amount 152 (hereinafter referred to as SOC) of the ground
[Number 1]
VX = (HV-HV2) / (SOCb-SOCa) × (charge amount-SOCb) + HV
... (1)
[Number 2]
VC = VX + α ... (2)
[Number 3]
α = (HV-HV2) / 2 ... (3)
The values of HV and HV2 may be arbitrarily changed if the time until all the vehicles in the middle of the station can reach the adjacent station, the area where the substation can output, and HV> HV2. For example, the HV may be the voltage at 150% output of the substation, and the HV2 may be the voltage at 250% output of the substation. Further, the discharge start voltage VX may be changed stepwise in steps of a predetermined charge amount instead of continuously. The α used for calculating the value of the discharge continuation determination voltage VC may be arbitrarily set as long as it is a value larger than 0, or may be changed according to the charge amount.
図５は、図２の放電電力指令決定部２０２で使用する放電電流設定テーブルの一例である。マトリクス上のテーブルの横軸には、今回および前回の放電指令２５４、電圧ＶＳ＞放電開始電圧ＶＸ、放電電流指令１５３が示され、マトリクス上のテーブルの縦軸には、４つのケース（ケース１からケース４）ごとに、今回および前回の放電指令２５４に対応して放電中止および放電指令の区別、電圧ＶＳ＞放電開始電圧ＶＸに対応してｙｅｓ、ｎｏの区別、放電電流指令１５３に対応して具体的な大きさを決定する考え方が示されている。
FIG. 5 is an example of a discharge current setting table used by the discharge power
図５に示す放電電流設定テーブルでは、地上蓄電装置１０４の充電量と電圧補償を両立することを目的としているため、放電電流指令１５３を制御して電圧ＶＳが放電開始電圧ＶＸ近辺となるように作成している。
Since the purpose of the discharge current setting table shown in FIG. 5 is to achieve both the charge amount of the
具体的に言うと、ケース１では、前回放電指令の状態に係わらず、今回放電指令が放電中止となった状態であり、この時放電指令電流は０とされる。起動当初の状態での制御を表している。 Specifically, in case 1, regardless of the state of the previous discharge command, the discharge command is in the state of being stopped this time, and the discharge command current is set to 0 at this time. Represents control in the initial state of startup.
ケース２では、前回放電指令と今回放電指令２５４から、今回の放電指令２５４が初めてＯＮとなった場合、電圧補償が必要となることから放電を行うことになる。この時、地上蓄電装置１０４からどの程度放電したら効果が分からないため、放電電流指令１５３を最大放電電流とする。
In
またケース３では、前回と今回とで放電指令２５４がＯＮを継続していて、電圧ＶＳが放電開始電圧ＶＸよりも大きい場合には、放電電流指令１５３を小さくしても、放電開始電圧ＶＸ近辺に保てる可能性があることから放電電流を小さくする。図５に示すテーブルでは、前回の放電電流×０．５倍にしている。
Further, in case 3, when the
ケース４では、前回と今回とで放電指令２５４がＯＮを継続していて、電圧ＶＳが放電開始電圧ＶＸよりも小さい場合には、放電電流指令１５３が小さいことから放電電流を可能な限り増大する。図５に示すテーブルでは、ｍｉｎ（最大放電電流、前回の放電電流×１．５倍）にしている。なお、電流がある一定未満（例えば１０Ａ未満）となった場合に０Ａとしても良い。
In case 4, when the
図１に示した鉄道システムの状態において、本制御を適用した場合の時々刻々の状態を図６に示す。 In the state of the railway system shown in FIG. 1, the state from moment to moment when this control is applied is shown in FIG.
図６は、４つの状態量を示すグラフであり、横軸は時間である。縦軸の状態量は、上から地上蓄電装置１０４の充電量、電圧、放電指令の有無、放電電流指令である。上から２番目の電圧では、制御対象とする変電所１０３Ｂの電圧、放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣを示す。なおすべての列車が隣接駅まで移動を完了した時刻をＴ１１とする。以下、時間経過とともに説明を行う。なお図６では、時刻Ｔ０で変電所１０３Ｃ、１０３Ｄが停止して不稼働状態となり、変電所１０３Ｂの端子電圧が停止し始めた状態から記載している。
FIG. 6 is a graph showing four state quantities, and the horizontal axis is time. The state quantities on the vertical axis are the charge amount, voltage, presence / absence of discharge command, and discharge current command of the ground
時刻Ｔ０からＴ１までは、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所１０３Ｂの電圧ＶＳが高いことから、地上蓄電装置１０４への放電指令は行われず、放電電流指令は０となる。また、地上蓄電装置１０４の充電量は初期値から変動しない。図５に示したテーブルのケース１がこの状態に対応する。
From time T0 to T1, since the voltage VS of the
時刻Ｔ１において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧ＶＳが低くなったことから、地上蓄電装置１０４への放電指令が行われる。図５に示したテーブルのケース２から、地上蓄電装置１０４への放電電流は最大放電電流となる。その結果、地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
At time T1, since the voltage VS of the substation B is lower than the discharge start voltage VX determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ２において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
At time T2, since the voltage of the substation B is lower than the discharge continuation determination voltage VC determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ３において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図５に示したテーブルのケース４から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも１．５倍に増加する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
At time T3, since the voltage of the substation B is lower than the discharge continuation determination voltage VC determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ４において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
At time T4, since the voltage of the substation B is lower than the discharge continuation determination voltage VC determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ５において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が中止となる。これに伴い、図５に示したテーブルのケース１から、地上蓄電装置１０４への放電電流が０となる。以下、状況が変わる時刻Ｔ６までは、この状態が継続され、地上蓄電装置１０４の充電量は時刻Ｔ５からＴ６までの間で変動しない。
At time T5, since the voltage of the substation B is higher than the discharge continuation determination voltage VC determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ６において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が低くなったことから、地上蓄電装置１０４への放電指令が行われる。図５に示したテーブルのケース２から、地上蓄電装置１０４への放電電流は最大放電電流となる。その結果、地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
At time T6, since the voltage of the substation B became lower than the discharge start voltage VX determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ７において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
At time T7, since the voltage of the substation B is lower than the discharge continuation determination voltage VC determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ８において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
At time T8, since the voltage of the substation B is lower than the discharge continuation determination voltage VC determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ９において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
At time T9, since the voltage of the substation B is lower than the discharge continuation determination voltage VC determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ１０において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
At time T10, since the voltage of the substation B is lower than the discharge continuation determination voltage VC determined from the charge amount of the ground
時刻Ｔ１１において、すべての車両が隣接駅まで移動し終えたため、変電所Ｂの電圧が無負荷状態の電圧まで上昇する。この結果、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が中止となる。これに伴い、図５に示したテーブルのケース１から、地上蓄電装置１０４への放電電流が０となる。
At time T11, since all the vehicles have finished moving to the adjacent station, the voltage of the substation B rises to the voltage in the no-load state. As a result, since the voltage of the substation B is higher than the discharge continuation determination voltage VC determined from the charge amount of the ground
以上述べたように、稼働している中で最も近い変電所の電圧と地上蓄電装置１０４の充電量を考慮しながら地上蓄電装置１０４の放電を行うことで、地上蓄電装置１０４の充電量を使用範囲内に保った状態ですべての車両を隣接駅まで運ぶことが可能となる。
As described above, the charge amount of the ground
実施例１では、電力管理装置１０５内で自動的に制御する処理を示したが、各種パラメータを電力管理装置の画面にて示し、その結果を基に指令員が、地上蓄電装置へ放電指令を行う構成でも良い。例えば、図６に示した４つのグラフのうち、上部にある２つのグラフを電力管理装置の画面に出力し、指令員が放電指令を行う構成でも良い。
In the first embodiment, the process of automatically controlling in the
実施例２では、実施例１の構成にさらに運行管理装置７０１を含めて鉄道システムの制御装置を構成している。
In the second embodiment, the control device of the railway system is configured by further including the
図７の鉄道システムの制御装置は、同一電力網を走行する複数の車両１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ（以下、車両１０１と記載したものはこれらの総称とする）に対して架線１０２を経由して電力を供給する変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ（以下、変電所１０３と記載したものはこれらの総称とする）および電力の授受を行う地上蓄電装置１０４と、車両１０１の在線状況７５１を管理する運行管理装置７０１と、変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄの状態情報１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、１５１Ｄ（以下、状態情報１５１と記載したものはこれらの総称とする）、地上蓄電装置１０４の電圧および充電量情報１５２と前記運行管理装置７０１が有する在線状況７５１を基に、地上蓄電装置１０４に対する放電電流指令１５３を決定する電力管理装置１０５で構成される。状態情報１５１には、各変電所１０３の稼働状態と電圧が含まれる。
The control device of the railway system of FIG. 7 supplies electric power to a plurality of
なお、図７において、本来は全ての変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄにより複数の車両１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃに対して架線１０２を経由して電力を供給しているが、ここでは電力網内の何らかの事故により、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄは不稼働状態であり、変電所１０３Ａ、１０３Ｂおよび地上蓄電装置１０４で車両１０１に対して電力の供給を行う状態を示している。
In FIG. 7, originally, all the
また図７において、地上蓄電装置１０４は、架線１０２に接続されて架線１０２との間で電力の授受を行う。通常状態における地上蓄電装置１０４の制御は、電力管理装置１０５からの指令により、あるいは地上蓄電装置１０４内の制御装置により、適宜、架線１０２との間で電力の授受を行うものであるが、先に述べた変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態では、電力管理装置１０５から不稼働状態に移行したことの指令を受け、以降の制御は電力管理装置１０５からの制御指令に従う。なお、図１と同じものについては番号を同一としているため詳細な説明は省略する。
Further, in FIG. 7, the ground
図８は、実施例２に係る電力管理装置１０５の機能について示している。電力管理装置１０５は変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生前後でその処理内容が相違していてもよいが、少なくとも発生後は以下のように作動する。図８は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生後における処理機能を示している。
FIG. 8 shows the function of the
図８の電力管理装置１０５は、変電所１０３の状態情報１５１と地上蓄電装置１０４の充電量１５２を基に、稼働している変電所の中で最も地上蓄電装置１０４に近い変電所の電圧ＶＳと地上蓄電装置１０４と在線状況７５１から放電するかどうかを判定するための電圧である放電開始電圧ＶＸと、放電開始後、放電を継続するかどうかを判定する電圧である放電継続判定電圧ＶＣと、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４を決定する放電判定部８０１と、変電所１０３の電圧ＶＳと前記放電開始電圧ＶＸと放電指令２５４とから地上蓄電装置１０４に対する放電電流指令１５３を決定する放電電流指令決定部２０２とで構成される。
The
図９は、電力管理装置１０５内の放電判定部８０１の処理フローについて示している。放電判定部８０１の処理フローの開始は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生を基準として行われる。なお変電所の１０３の不稼働状態の発生は、変電所１０３からの通信を介しての変電所停止の連絡による検知、変電所停止に伴う通信途絶による検知、変電所１０３の架線１０２側端子電圧の低下による検知などにより電力管理装置１０５での確認が可能であり、この不稼働状態の発生は、そのまま地上蓄電装置１０４にも転送されるのがよい。
FIG. 9 shows the processing flow of the discharge determination unit 801 in the
なお図９では、処理ステップＳ３０２が処理ステップＳ９０１に置き換わる以外は、図３と同一であるため、同一のステップについては番号を統一するとともに説明を省略する。 Note that FIG. 9 is the same as FIG. 3 except that the processing step S302 is replaced with the processing step S901. Therefore, the numbers of the same steps are unified and the description thereof will be omitted.
図９に示す電力管理装置１０５内の放電判定部８０１の処理フローにおける処理ステップＳ９０１では、地上蓄電装置１０４の充電量１５２と在線状況７５１を基に、放電開始電圧ＶＸと放電開始後、放電を継続するかどうかを判定する電圧である放電継続判定電圧ＶＣを決定する。なお、放電開始電圧ＶＸ≦放電継続判定電圧ＶＣが必ず成立する。処理ステップＳ９０１では、放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣを決定するために、図１０および実施例で使用した図４に示すデータを用いて行う。
In the processing step S901 in the processing flow of the discharge determination unit 801 in the
図１０では、在線状況数に対する放電開始電圧ＶＸ２および放電継続判定電圧ＶＣ２を示している。放電開始電圧ＶＸ２および放電継続判定電圧ＶＣ２は在線車両数が小さくなるほど高くすることで在線車両数が多い場合は使用頻度を抑制し、在線車両数が少なくなるほど使用頻度を増やし速やかに移動させる制御が可能となる。放電開始電圧ＶＸ２の設定方法としては、在線車両数を０〜ＭＡＸＴｒａｉｎ（ＭＡＸＴｒａｉｎ＞０）とし、変電所の定格出力時の電圧をＨＶ、変電所の２００％出力時の電圧をＨＶ２とした場合、以下の（４）（５）（６）式ように設定する方法が考えられる。
［数４］
ＶＸ２＝（ＨＶ−ＨＶ２）／（０−ＭＡＸＴｒａｉｎ）×（在線車両数−０）＋ＨＶ
・・・（４）
［数５］
ＶＣ２＝ＶＸ２＋α・・・（５）
［数６］
α＝（ＨＶ−ＨＶ２）／２・・・（６）
なお、ＨＶおよびＨＶ２の値は、駅中間に在線しているすべての車両が隣接駅に到達できるまでの時間、変電所が出力できる領域かつ、ＨＶ＞ＨＶ２であれば任意に変えて良い。例えば、ＨＶを変電所の１５０％出力時の電圧、ＨＶ２を変電所の２５０％出力時の電圧のようにしても良い。また、連続ではなく所定の在線車両数刻みに段階的にＶＸ２を変更するでも良い。ＶＣ２の値を算出するために用いるαに関しても０よりも大きな値であれば任意に設定して良く、また、在線車両数に応じて異なる値を設定しても良い。
FIG. 10 shows the discharge start voltage VX2 and the discharge continuation determination voltage VC2 with respect to the number of existing lines. The discharge start voltage VX2 and the discharge continuation judgment voltage VC2 are increased as the number of vehicles on the line decreases, so that the frequency of use is suppressed when the number of vehicles on the line is large, and the frequency of use is increased as the number of vehicles on the line decreases. It will be possible. As a method of setting the discharge start voltage VX2, when the number of vehicles on the line is 0 to MAXTrain (MAXTrain> 0), the voltage at the rated output of the substation is HV, and the voltage at 200% output of the substation is HV2. A method of setting as shown in the following equations (4), (5) and (6) can be considered.
[Number 4]
VX2 = (HV-HV2) / (0-MAXTrain) x (number of vehicles on line-0) + HV
... (4)
[Number 5]
VC2 = VX2 + α ... (5)
[Number 6]
α = (HV-HV2) / 2 ... (6)
The values of HV and HV2 may be arbitrarily changed if the time until all the vehicles in the middle of the station can reach the adjacent station, the area where the substation can output, and HV> HV2. For example, the HV may be the voltage at 150% output of the substation, and the HV2 may be the voltage at 250% output of the substation. Further, the VX2 may be changed stepwise in steps of the number of vehicles on the line instead of continuously. The α used to calculate the value of VC2 may be arbitrarily set as long as it is a value larger than 0, or may be set differently depending on the number of vehicles on the line.
上記のように定めたＶＸ２、ＶＣ２と図４で述べたＶＸ、ＶＸの小さい方の値を用いることで、在線車両数および蓄電装置の充電量を考慮した制御が可能となり、この構成においても、実施例１の図６で述べたような効果が得られることとなる。 By using the smaller values of VX2 and VC2 defined as described above and VX and VX described in FIG. 4, control can be performed in consideration of the number of vehicles on the line and the charge amount of the power storage device, and even in this configuration, The effect as described in FIG. 6 of Example 1 can be obtained.
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ：車両
１０２：架線
１０３、１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ：変電所
１０４：地上蓄電装置
１０５：電力管理装置
１５１、１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、１５１Ｄ：変電所の状態情報
１５２：地上蓄電装置の電圧および充電量情報
１５３：地上蓄電装置の放電電流
２０１，８０１：放電判定部
２０２：放電電流指令決定部
ＶＳ：変電所の電圧
ＶＸ：放電開始電圧
２５４：放電指令
７０１：運行管理装置
７５１：在線状況
101, 101A, 101B, 101C: Vehicle 102:
Claims (7)
複数の前記変電所の稼働状況と電圧および前記地上蓄電装置の充電量を管理する電力管理装置と、電力管理装置からの放電電流指令に応じて放電を行う地上蓄電装置を備え、
前記電力管理装置は、複数の前記変電所の一部が不稼働状態になった時に、前記地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所を抽出し、抽出した変電所の電圧に応じて前記地上蓄電装置に与える放電電流指令を定め、前記地上蓄電装置の放電量を決定することを特徴とする鉄道システムの制御装置。 It is a control device for a railway system for supplying power to rolling stock from multiple substations and ground power storage devices via overhead lines.
It is equipped with a power management device that manages the operating status and voltage of the plurality of substations and the charge amount of the ground power storage device, and a ground power storage device that discharges according to a discharge current command from the power management device.
The power management device extracts an operating substation closest to the ground power storage device when a part of the plurality of substations becomes inactive, and responds to the voltage of the extracted substation. A control device for a railway system, characterized in that a discharge current command to be given to the ground power storage device is determined, and the discharge amount of the ground power storage device is determined.
前記変電所からの電力を受けて走行する複数の車両の在線状況を管理する運行管理装置を備え、前記電力管理装置は、複数の前記変電所の一部が不稼働状態になった時に、前記地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所を抽出し、当該変電所の電圧と前記運行管理装置が有する車両在線状況に応じて前記地上蓄電装置に与える放電電流指令を定め、前記地上蓄電装置の放電量を調整することを特徴とする鉄道システムの制御装置。 The control device for the railway system according to claim 1.
The operation management device is provided for managing the presence status of a plurality of vehicles traveling by receiving power from the substation, and the power management device is said to be used when a part of the plurality of substations becomes inactive. The operating substation closest to the terrestrial power storage device is extracted, and the discharge current command to be given to the terrestrial power storage device is determined according to the voltage of the substation and the vehicle presence status of the operation management device. A control device for a railway system characterized by adjusting the discharge amount of a power storage device.
前記電力管理装置は、複数の変電所の中で稼働かつ前記地上蓄電装置に最も近い変電所の電圧と、前記運行管理装置が有する車両在線状況と、地上蓄電装置の充電量を用いて地上蓄電装置の放電量を調整することを特徴とする鉄道システムの制御装置。 The control device for the railway system according to claim 2.
The power management device uses the voltage of the substation operating in a plurality of substations and closest to the ground power storage device, the vehicle presence status of the operation management device, and the charge amount of the ground power storage device. A control device for a railway system, which is characterized by adjusting the discharge amount of the device.
前記電力管理装置は、前記地上蓄電装置が放電を行う閾値である放電開始電圧と、放電を継続するかどうかを判定する放電継続判定電圧を充電量が小さくなるほど低くするように定めることを特徴とする鉄道システムの制御装置。 The control device for a railway system according to any one of claims 1 to 3.
The power management device is characterized in that the discharge start voltage, which is the threshold value at which the ground power storage device discharges, and the discharge continuation determination voltage, which determines whether or not to continue discharging, are set to be lowered as the charge amount becomes smaller. The control device of the railway system.
記電力管理装置は、前記地上蓄電装置が放電を行う閾値である放電開始電圧と、放電を継続するかどうかを判定する放電継続判定電圧を在線する車両数が少なくなるほど高くするように定めることを特徴とする鉄道システムの制御装置。 The control device for the railway system according to claim 2 or 3.
The power management device sets the discharge start voltage, which is the threshold value at which the ground power storage device discharges, and the discharge continuation determination voltage, which determines whether or not to continue discharging, to be increased as the number of vehicles on the line decreases. A characteristic rail system control device.
放電開始電圧および放電継続判定電圧は、駅中間に在線しているすべての車両が隣接駅に到達できるまでの時間、蓄電装置が稼働するように定めることを特徴とする鉄道システムの制御装置。 The control device for the railway system according to claim 4 or 5.
A control device for a railway system, characterized in that a discharge start voltage and a discharge continuation determination voltage are set so that a power storage device operates for a period of time until all vehicles in the middle of a station can reach an adjacent station.
前記地上蓄電装置は、通常運転状態において前記架線との間で電力の授受を行うとともに、複数の前記変電所の一部が不稼働状態になった時に、前記地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所における端子電圧に応じて放電量が決定されることを特徴とする鉄道システムの制御方法。 It is a control method of a railway system for supplying power to rolling stock from multiple substations and ground power storage devices via overhead lines.
The terrestrial power storage device transfers power to and from the overhead wire in a normal operation state, and operates at a position closest to the terrestrial power storage device when a part of the plurality of substations becomes inactive. A method for controlling a railway system, characterized in that the amount of discharge is determined according to the terminal voltage at a substation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017141783A JP6812314B2 (en) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Railway system controls and methods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017141783A JP6812314B2 (en) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Railway system controls and methods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019018824A JP2019018824A (en) | 2019-02-07 |
| JP6812314B2 true JP6812314B2 (en) | 2021-01-13 |
Family
ID=65355119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017141783A Active JP6812314B2 (en) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Railway system controls and methods |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6812314B2 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008154355A (en) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Hitachi Ltd | Accumulation equipment |
| JP2012105407A (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Toshiba Corp | Power storage system |
| JP5735061B2 (en) * | 2013-08-12 | 2015-06-17 | 株式会社東芝 | Train power supply system |
| JP6293467B2 (en) * | 2013-12-03 | 2018-03-14 | 株式会社東芝 | DC power supply system |
-
2017
- 2017-07-21 JP JP2017141783A patent/JP6812314B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019018824A (en) | 2019-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6552796B2 (en) | Power storage control device | |
| EP1591299B1 (en) | Auxiliary power supply for vehicle | |
| CN109378879B (en) | Charging station power control method and system | |
| US9707862B2 (en) | Power management apparatus and power management system | |
| US10144615B2 (en) | Jolt-free elevator power transition | |
| JP2016208761A (en) | Driving control device having power storage device | |
| JP2008154355A (en) | Accumulation equipment | |
| JP6812314B2 (en) | Railway system controls and methods | |
| JP2021016243A (en) | Charging and discharging system | |
| KR20150015832A (en) | Energy storage system for high speed railroad substation | |
| CN114506239A (en) | Power distribution method, system, medium and device of charging equipment and charging and replacing power station | |
| KR101877181B1 (en) | Elevator operation apparatus including an emergency escape apparatus that transformers used both as control panel and escape apparatus and Control method thereof | |
| WO2013021550A1 (en) | Electric vehicle charging system and electric vehicle charging apparatus | |
| JP2008074180A (en) | Power storage system | |
| JP2016116428A (en) | Autonomous operation system for distributed power source | |
| CN106629298A (en) | Elevator emergency control method, device and system | |
| JP2008074183A (en) | Regenerative power absorption system for direct current electric railroad system | |
| JP6944388B2 (en) | Power coordination control system at multiple stations | |
| JP2012040955A (en) | Power system for electric railway | |
| JP6690962B2 (en) | Power supply adjustment system for station electrical equipment | |
| JP5952174B2 (en) | Mobile power management system | |
| EP2899055A1 (en) | Method and a device for controlling the voltage of a catenary supplying electric power to rolling stock | |
| JP2020037321A (en) | Power supply system and power supply method | |
| CN112124359B (en) | Train control method and device and automatic train monitoring system | |
| JP2015101448A (en) | Elevator control system and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200131 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201111 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201215 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201216 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6812314 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |