JP6998236B2 - Power supply system and control method of the system - Google Patents

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Description

特許法第３０条第２項適用 １．平成２９年８月２９日～３１日に平成２９年電気学会産業応用部門大会にて公開 ２．平成２９年１０月１０日にウェブサイトにて公開 ３．平成２９年１０月２４日にウェブサイトにて公開 ４．平成３０年１月２４日にウェブサイトにて公開Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law 1. Published at the 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan Industrial Application Division Conference from August 29th to 31st, 2017. Published on the website on October 10, 2017 3. Published on the website on October 24, 2017 4. Published on the website on January 24, 2018

本発明は、概して、蓄電装置の充放電の制御に関し、特に、架線に電力を供給する変電所の代替としての蓄電装置の充放電の制御に関する。 The present invention generally relates to the control of charge / discharge of the power storage device, and more particularly to the control of charge / discharge of the power storage device as an alternative to the substation that supplies electric power to the overhead wire.

電力供給を行うための設備である変電所を設置するためには、その近くの受電変電所から電力線を引くなどのコストがかかるとともに、電力線のメンテナンスが必要となる。このメンテナンスをなくすため、変電所の代替として蓄電装置を用いたバッテリーポストが考えられる。この制御方法の例として、特許文献１に開示の手法は、蓄電装置の充電量とその両隣にある変電所からバッテリーポスト方面に流れる電流値を基に充放電を制御する。 In order to install a substation, which is a facility for supplying power, it is costly to draw a power line from a nearby power receiving substation, and maintenance of the power line is required. In order to eliminate this maintenance, a battery post using a power storage device can be considered as an alternative to the substation. As an example of this control method, the method disclosed in Patent Document 1 controls charge / discharge based on the charge amount of the power storage device and the current value flowing from the substations on both sides thereof toward the battery post.

特開２００９－０６７２０５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-06720

しかしながら、特許文献１で述べている手法は、両隣にある変電所の電流値を基に蓄電装置の充放電を制御しているため、バッテリーポストから離れた場所に対してもバッテリーポストから電力を供給することがある。バッテリーポストからの供給範囲が広ければ広いほど必要とする蓄電装置の容量は増大することとなる。 However, in the method described in Patent Document 1, since the charging / discharging of the power storage device is controlled based on the current values of the substations on both sides, power is supplied from the battery post even to a place away from the battery post. May be supplied. The wider the supply range from the battery post, the larger the capacity of the power storage device required.

本発明の目的は、最低架線電圧を補償しつつ、変電所の代替とされる蓄電装置の容量を抑えることである。 An object of the present invention is to suppress the capacity of a power storage device as an alternative to a substation while compensating for the minimum overhead line voltage.

本発明は上記目的を達成するために、同一架線に電力を供給する隣り合う第１および第２の変電所の間のいずれかに設置され蓄電装置と当該蓄電装置を制御する電力変換装置とで構成される電力供給システムにおいて、電力変換装置は、架線から電力供給を受けて走行する１以上の列車のいずれかの前記架線上の列車位置と当該電力変換装置の前記架線上の位置との距離である列車距離が、当該電力変換装置の前記架線上の位置から所定の距離である放電判定距離以下となった場合に、前記蓄電装置から放電をし、前記１以上の列車のすべての前記列車距離が前記放電判定距離より長く、かつ、当該電力変換装置が接続されている位置での前記架線の電圧が、前記蓄電装置の充電量から定まる充電開始の基準電圧である充電開始電圧以上となった場合に、前記蓄電装置に充電をするように、蓄電装置の充放電を制御する。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a power storage device installed between adjacent first and second substations that supply power to the same overhead line, and a power conversion device that controls the power storage device. In the configured power supply system, the power conversion device is a distance between the train position on the overhead line of any one or more trains traveling by receiving power from the overhead line and the position on the overhead line of the power conversion device. When the train distance is equal to or less than the discharge determination distance, which is a predetermined distance from the position on the overhead line of the power conversion device, the power storage device discharges and all the trains of the one or more trains. The distance is longer than the discharge determination distance, and the voltage of the overhead wire at the position where the power conversion device is connected is equal to or higher than the charge start voltage, which is the reference voltage for charging start determined from the charge amount of the power storage device. In this case, the charging / discharging of the power storage device is controlled so as to charge the power storage device.

最低架線電圧を補償するとともに、変電所の代替とされる蓄電装置の容量を抑えることが可能となる。 It is possible to compensate for the minimum overhead line voltage and reduce the capacity of the power storage device that is an alternative to the substation.

実施例１における電力供給システムを含んだ鉄道システムの概要図。The schematic diagram of the railroad system including the power supply system in Example 1. 実施例１における電力変換装置１０３の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the power conversion apparatus 103 in Example 1. FIG. 実施例１における充放電判定部２０３の処理フローを示す図。The figure which shows the processing flow of the charge / discharge determination part 203 in Example 1. FIG. 蓄電装置と充電開始電圧の関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the relationship between a power storage device and a charge start voltage. 実施例１における電力変換動作部２０４の処理テーブルを示す図。The figure which shows the processing table of the power conversion operation part 204 in Example 1. FIG. 実施例２における電力変換装置６０３の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the power conversion apparatus 603 in Example 2. FIG. 実施例２における充放電判定部６０１の処理フローを示す図。The figure which shows the processing flow of the charge / discharge determination part 601 in Example 2. FIG. 電力変換装置６０３からの距離と放電開始電圧との関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the relationship between the distance from a power conversion device 603 and a discharge start voltage. 実施例２における電力変換動作部６０２の処理テーブルを示す図。The figure which shows the processing table of the power conversion operation part 602 in Example 2. FIG. 実施例３における電力変換装置１０１３の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the power conversion apparatus 1013 in Example 3. FIG. 実施例３における充放電判定部１００２の処理フローを示す図。The figure which shows the processing flow of the charge / discharge determination part 1002 in Example 3. FIG. 実施例３における充放電判定部１００２の処理の領域マップの一例を示す図。The figure which shows an example of the area map of the processing of the charge / discharge determination unit 1002 in Example 3. FIG. 実施例３における電力変換動作部１００３の処理テーブルを示す図。The figure which shows the processing table of the power conversion operation part 1003 in Example 3. FIG. 当該区間における列車１０５Ａ、変電所１０２Ａおよび１０２Ｂ、電力変換装置１０１３の電圧の関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the relationship of the voltage of a train 105A, a substation 102A and 102B, and a power conversion apparatus 1013 in the said section. 当該区間における列車１０５Ａ、変電所１０２Ａおよび１０２Ｂ、電力変換装置１０１３の電気回路の一例を示す図。The figure which shows an example of the electric circuit of a train 105A, a substation 102A and 102B, and a power conversion apparatus 1013 in the said section. 実施例４における電力変換装置１６０３の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the power conversion apparatus 1603 in Example 4. FIG. 実施例４における走行パターン１６５１の一例を示す図。The figure which shows an example of the running pattern 1651 in Example 4. FIG. 実施例４における充放電判定部１６０２の処理フローを示す図。The figure which shows the processing flow of the charge / discharge determination part 1602 in Example 4. FIG.

以下の説明において、「記憶部」は、１以上のメモリを含む。記憶部における少なくとも１つのメモリは、揮発性メモリであってもよいし不揮発性メモリであってもよい。 In the following description, the "storage unit" includes one or more memories. At least one memory in the storage unit may be a volatile memory or a non-volatile memory.

また、以下の説明において、「プロセッサ部」は、１以上のプロセッサである。少なくとも１つのプロセッサは、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサであるが、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）のような他種のプロセッサでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、処理の一部または全部を行うハードウェア回路（たとえばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））といった広義のプロセッサでもよい。 Further, in the following description, the "processor unit" is one or more processors. The at least one processor is typically a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit), but may be another type of processor such as a GPU (Graphics Processing Unit). The at least one processor may be a processor in a broad sense such as a hardware circuit (for example, FPGA (Field-Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit)) that performs a part or all of the processing.

また、以下の説明において、「ｋｋｋ部」（記憶部およびプロセッサ部を除く）の表現にて機能を説明することがあるが、機能は、１以上のコンピュータプログラムがプロセッサ部によって実行されることで実現されてもよいし、１以上のハードウェア回路によって実現されてもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が１つの機能にまとめられたり、１つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。 Further, in the following description, the function may be described by the expression of "kkk part" (excluding the storage part and the processor part), but the function is that one or more computer programs are executed by the processor part. It may be realized or it may be realized by one or more hardware circuits. The description of each function is an example, and a plurality of functions may be combined into one function, or one function may be divided into a plurality of functions.

また、以下の説明において、「列車」は、編成された１以上の鉄道車両（以下、車両）で構成される。 Further, in the following description, the "train" is composed of one or more trained railcars (hereinafter referred to as vehicles).

図１は、本発明の実施例１における電力供給システムを含んだ鉄道システムの概要を示す。 FIG. 1 shows an outline of a railway system including a power supply system according to the first embodiment of the present invention.

同一架線１０１に電力を供給する隣り合う変電所１０２Ａと変電所１０２Ｂの間に電力供給システム１００が設けられる。電力供給システム１００は、回生電力貯蔵装置と呼ばれてもよいし、バッテリーポストと呼ばれてもよい。電力供給システム１００は、架線１０１との間で電力の授受を行う電力変換装置１０３と、電力変換装置１０３の制御の下で電力変換装置１０３を介して充放電を行う蓄電装置１０４とで構成される。また、架線１０１から電力供給を受けて走行する列車１０５Ａおよび１０５Ｂ（１以上の列車の一例）がいる。 A power supply system 100 is provided between the adjacent substations 102A and 102B that supply power to the same overhead line 101. The power supply system 100 may be referred to as a regenerative power storage device or a battery post. The power supply system 100 includes a power conversion device 103 that transfers power to and from the overhead wire 101, and a power storage device 104 that charges and discharges via the power conversion device 103 under the control of the power conversion device 103. To. In addition, there are trains 105A and 105B (an example of one or more trains) that travel by receiving electric power from the overhead line 101.

電力変換装置１０３は、列車１０５Ａの架線１０１上の列車位置Taおよび列車１０５Ｂの架線１０１上の列車位置Tbおよび蓄電装置１０４の充電量Qbを基に蓄電装置１０４の充放電を制御する。たとえば、電力変換装置１０３は、変電所１０２Ａ（第１の変電所の一例）の架線１０１上の位置Paと、変電所１０２Ｂ（第２の変電所の一例）の架線１０１上の位置Pbと、電力変換装置１０３の架線１０１上の位置Pcとに対する、相対的な、列車１０５Ａおよび１０５Ｂの架線１０１上の列車位置TaおよびTbを基に、蓄電装置１０４の充放電を制御する。 The power conversion device 103 controls charging / discharging of the power storage device 104 based on the train position Ta on the overhead line 101 of the train 105A, the train position Tb on the overhead line 101 of the train 105B, and the charge amount Qb of the power storage device 104. For example, the power conversion device 103 has a position Pa on the overhead wire 101 of the substation 102A (an example of the first substation) and a position Pb on the overhead wire 101 of the substation 102B (an example of the second substation). The charge / discharge of the power storage device 104 is controlled based on the train positions Ta and Tb on the overhead line 101 of the trains 105A and 105B relative to the position Pc on the overhead line 101 of the power conversion device 103.

電力変換装置１０３の構成例について図２を用いて説明する。 A configuration example of the power conversion device 103 will be described with reference to FIG.

電力変換装置１０３は、電力変換装置１０３の架線１０１上の位置Pcを示す情報のソースであるデータソース２０１と、蓄電装置１０４の充電量Qbを基に放電判定指標である放電判定距離Lxを決定する充放電指標決定部２０２と、列車位置TaおよびTbと、充電量Qbと、電力変換装置の位置Pcと、放電判定距離Lxとを基に、蓄電装置１０４の充放電指令２５３を決定する充放電判定部２０３と、充放電指令２５３を基に当該電力変換装置１０３の動作を決定する電力変換動作部２０４とで構成されている。 The power conversion device 103 determines the discharge determination distance Lx, which is a discharge determination index, based on the data source 201, which is a source of information indicating the position Pc on the overhead wire 101 of the power conversion device 103, and the charge amount Qb of the power storage device 104. The charge / discharge index determination unit 202, the train positions Ta and Tb, the charge amount Qb, the position Pc of the power conversion device, and the discharge determination distance Lx are used to determine the charge / discharge command 253 of the power storage device 104. It is composed of a discharge determination unit 203 and a power conversion operation unit 204 that determines the operation of the power conversion device 103 based on the charge / discharge command 253.

データソース２０１は、記憶部の一部でもよいし、外部の装置と通信する通信インターフェースでもよい。データソース２０１から電力変換装置１０３の位置Pcを表す情報が充放電判定部２０３に入力される。また、本発明ではデータソースに替わりデータベースを用いても良い。 The data source 201 may be a part of a storage unit or a communication interface for communicating with an external device. Information representing the position Pc of the power conversion device 103 is input from the data source 201 to the charge / discharge determination unit 203. Further, in the present invention, a database may be used instead of the data source.

充放電指標決定部２０２で決定される放電判定距離Lxは、走行する列車１０５Ａおよび１０５Ｂの電圧を予め規定した値以上に維持する区間であって、電力変換装置１０３の位置Pcからの距離と定義する。放電判定距離Lxは、たとえば、電力変換装置１０３の両隣にある変電所１０２Ａおよび１０２Ｂの性能から決まる。充放電指標決定部２０２は、変電所１０２Ａおよび変電所１０２Ｂの整流器容量IaおよびIbと、電力変換装置１０３の出力可能な電流Ixと、電力変換装置１０３の位置Pcと変電所１０２Ａの位置Paと間の距離Laと、電力変換装置１０３の位置Pcと変電所１０２Ｂの位置Pbとの間の距離Lbとを基に、数１を用いて計算する。なお、数１における変数は、データソース２０１から充放電指標決定部２０２に入力されてよい。

Figure 0006998236000001
The discharge determination distance Lx determined by the charge / discharge index determination unit 202 is a section in which the voltages of the traveling trains 105A and 105B are maintained above a predetermined value, and is defined as a distance from the position Pc of the power conversion device 103. do. The discharge determination distance Lx is determined, for example, by the performance of the substations 102A and 102B located on both sides of the power conversion device 103. The charge / discharge index determination unit 202 includes the rectifier capacities Ia and Ib of the substation 102A and the substation 102B, the output current Ix of the power conversion device 103, the position Pc of the power conversion device 103, and the position Pa of the substation 102A. Calculation is performed using Equation 1 based on the distance La between the distances and the distance Lb between the position Pc of the power conversion device 103 and the position Pb of the substation 102B. The variable in Equation 1 may be input from the data source 201 to the charge / discharge index determination unit 202.
Figure 0006998236000001

距離Laを、位置Paと位置Pc間の抵抗とみなし、距離Lbを、位置Pbと位置Pc間の抵抗値とみなすことができる。数１によれば、変電所１０２Ａ側の電圧配分と変電所１０２Ｂ側の電圧配分とのうち大きい方が採用される。結果として、電力変換装置位置Pcからの放電判定距離Lxは、変電所１０２Ａ側についても変電所１０２Ｂ側についても共通である。なお、放電判定距離Lxは、変電所１０２Ａ側と変電所１０２Ｂ側とで異なっていてもよい。放電判定距離Lxは、数１が示す定義に代えて、たとえば、変電所１０２Ａ側については数１の左側、変電所１０２Ｂ側については数１の右側が採用されてもよい。また、たとえば、放電判定距離Lxは、変電所１０２Ａ側については電力変換装置１０３の位置Pcと変電所１０２Ａの位置Paとの間の距離の半分、変電所１０２Ｂ側については電力変換装置１０３の位置Pcと変電所１０２Ｂの位置Pbと間の距離の半分であってもよい（なお、このように、放電判定距離Lxが予め定められている場合、充放電指標決定部２０２は、放電判定距離Lxのデータソースであってよい）。また、路線のこれまでの走行履歴から放電判定距離Lxが定められてもよい。 The distance La can be regarded as the resistance between the position Pa and the position Pc, and the distance Lb can be regarded as the resistance value between the position Pb and the position Pc. According to Equation 1, the larger of the voltage distribution on the substation 102A side and the voltage distribution on the substation 102B side is adopted. As a result, the discharge determination distance Lx from the power converter position Pc is common to both the substation 102A side and the substation 102B side. The discharge determination distance Lx may be different between the substation 102A side and the substation 102B side. For the discharge determination distance Lx, for example, the left side of the number 1 may be adopted for the substation 102A side, and the right side of the number 1 may be adopted for the substation 102B side, instead of the definition indicated by the number 1. Further, for example, the discharge determination distance Lx is half the distance between the position Pc of the power conversion device 103 on the substation 102A side and the position Pa of the substation 102A, and the position of the power conversion device 103 on the substation 102B side. It may be half the distance between Pc and the position Pb of the substation 102B (in this way, when the discharge determination distance Lx is predetermined, the charge / discharge index determination unit 202 may use the discharge determination distance Lx. Data source). Further, the discharge determination distance Lx may be determined from the travel history of the route so far.

次に、充放電判定部２０３の処理について図３を用いて説明する。図３の処理は、周期的に（たとえば５秒間隔で）行われる。 Next, the processing of the charge / discharge determination unit 203 will be described with reference to FIG. The process of FIG. 3 is performed periodically (eg, at 5 second intervals).

ステップ３０１では、充放電判定部２０３は、架線１０１上の列車位置と電力変換装置１０３の架線１０１上の位置Pcとの距離である列車距離Xを算出する。なお、列車が複数ある場合には、複数の列車距離（たとえば、列車位置Taと位置Pc間の距離と、列車位置Tbと位置Pc間の距離）の中で最も小さい値が、ステップ３０１で算出された列車距離Xとされる。次に処理がステップ３０２に進む。なお、列車位置は、列車の進行方向に関わらず列車における所定の車両の位置（架線１０１上の位置）とされてもよいし、列車の進行方向に応じた車両の位置とされてもよい。また、列車位置の検出は、既知の方法により検出可能である。たとえば、列車位置は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を基に検出されてもよいし、速度発電機を基に検出されてもよい。 In step 301, the charge / discharge determination unit 203 calculates the train distance X, which is the distance between the train position on the overhead wire 101 and the position Pc on the overhead wire 101 of the power conversion device 103. When there are a plurality of trains, the smallest value among the plurality of train distances (for example, the distance between the train position Ta and the position Pc and the distance between the train position Tb and the position Pc) is calculated in step 301. It is said that the train distance is X. Next, the process proceeds to step 302. The train position may be a predetermined vehicle position (position on the overhead line 101) on the train regardless of the traveling direction of the train, or may be a vehicle position according to the traveling direction of the train. Further, the train position can be detected by a known method. For example, the train position may be detected based on GPS (Global Positioning System) or may be detected based on a speed generator.

ステップ３０２では、充放電判定部２０３は、電力変換装置１０３の電圧Vxを求める（検出する）。次に処理がステップ３０３に進む。 In step 302, the charge / discharge determination unit 203 obtains (detects) the voltage Vx of the power conversion device 103. Next, the process proceeds to step 303.

ステップ３０３では、充放電判定部２０３は、ステップ３０１で算出した列車距離Xが放電判定距離Lx以下かを判定する。この判定結果が真（Ｙｅｓ）であれば処理がステップ３０４に進む。この判定結果が偽（Ｎｏ）であれば処理がステップ３０５に進む。 In step 303, the charge / discharge determination unit 203 determines whether the train distance X calculated in step 301 is equal to or less than the discharge determination distance Lx. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step 304. If this determination result is false (No), the process proceeds to step 305.

ステップ３０４では、充放電判定部２０３は、充放電指令２５３を放電指令とし、放電指令を出力する。以上で処理が終了となる。 In step 304, the charge / discharge determination unit 203 uses the charge / discharge command 253 as a discharge command and outputs a discharge command. This completes the process.

ステップ３０５では、充放電判定部２０３は、充電量Qbに応じた電圧であり充電開始の基準電圧である充電開始電圧Vcを算出する。この算出方法は後述する。次に処理がステップ３０６に進む。 In step 305, the charge / discharge determination unit 203 calculates the charge start voltage Vc, which is the voltage corresponding to the charge amount Qb and is the reference voltage for the start of charging. This calculation method will be described later. The process then proceeds to step 306.

ステップ３０６では、充放電判定部２０３は、ステップ３０２で求めた電圧Vxがステップ３０５で算出した充電開始電圧Vc以上かを判定する。この判定結果がＹｅｓであれば処理がステップ３０７に進む。この判定結果がＮｏであれば処理がステップ３０８に進む。 In step 306, the charge / discharge determination unit 203 determines whether the voltage Vx obtained in step 302 is equal to or higher than the charge start voltage Vc calculated in step 305. If the determination result is Yes, the process proceeds to step 307. If the determination result is No, the process proceeds to step 308.

ステップ３０７では、充放電判定部２０３は、充放電指令２５３を充電指令とし、充電指令を出力する。以上で処理が終了となる。 In step 307, the charge / discharge determination unit 203 uses the charge / discharge command 253 as a charge command and outputs a charge command. This completes the process.

ステップ３０８では、充放電判定部２０３は、充放電指令２５３を充放電しないとする（充放電しない指令である非充放電指令を出力する）。以上で処理が終了となる。 In step 308, the charge / discharge determination unit 203 does not charge / discharge the charge / discharge command 253 (outputs a non-charge / discharge command which is a command not to charge / discharge). This completes the process.

図４は、図３のステップ３０５の処理で用いられる特性の例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the characteristics used in the process of step 305 of FIG.

蓄電装置１０４の使用範囲の最小値と最大値の中にあるSOC_a、SOC_bに対しての充電開始電圧VcをVc_a、Vc_bとした時、SOC_a<SOC_bの場合、Vc_a≦Vc_bとなるようにVcが設定される。なお、本図では、Vc_a<Vc_bとなっているが、Vc_a=Vc_bとしても問題はない。ステップ３０５では、充放電判定部２０３は、この特性を用いて蓄電装置１０４の充電量Qbから充電開始電圧Vcを算出する。 When the charging start voltage Vc for SOC_a and SOC_b within the minimum and maximum values of the power storage device 104 is Vc_a and Vc_b, if SOC_a <SOC_b, Vc becomes Vc_a ≤ Vc_b. Set. In this figure, Vc_a <Vc_b, but there is no problem even if Vc_a = Vc_b. In step 305, the charge / discharge determination unit 203 calculates the charge start voltage Vc from the charge amount Qb of the power storage device 104 using this characteristic.

次に電力変換動作部２０４の処理について図５を用いて説明する。 Next, the processing of the power conversion operation unit 204 will be described with reference to FIG.

充放電指令２５３が放電指令の場合、電力変換動作部２０４は、蓄電装置１０４から電流Aを放電するように制御する。電流Aは、最大放電電流でよい。あるいは、充放電指標決定部２０２において決定された放電判定距離Lxの間、最低電圧を補償できるように電流Aが設定すればよく、たとえば、数１を用いて放電判定距離Lxを算出したのならば、電力変換装置１０３の出力可能な電流Ixが電流Aでもよい。なお、列車位置は時々刻々と変化し、図３の処理は周期的に行われるので、やがてステップ３０３の判断結果がＮｏとなり、放電が止まることになる。 When the charge / discharge command 253 is a discharge command, the power conversion operation unit 204 controls to discharge the current A from the power storage device 104. The current A may be the maximum discharge current. Alternatively, the current A may be set so that the minimum voltage can be compensated for the discharge determination distance Lx determined by the charge / discharge index determination unit 202. For example, if the discharge determination distance Lx is calculated using Equation 1. For example, the outputable current Ix of the power converter 103 may be the current A. Since the train position changes from moment to moment and the process of FIG. 3 is periodically performed, the determination result of step 303 becomes No, and the discharge is stopped.

充放電指令２５３が充電指令の場合、電力変換動作部２０４は、電力変換装置１０３の電圧Vxを充電開始電圧Vcになるように充電電流を制御する。 When the charge / discharge command 253 is a charge command, the power conversion operation unit 204 controls the charge current so that the voltage Vx of the power conversion device 103 becomes the charge start voltage Vc.

充放電指令２５３が何もしない（非充放電指令）の場合、電力変換動作部２０４は、動作しない。 When the charge / discharge command 253 does nothing (non-charge / discharge command), the power conversion operation unit 204 does not operate.

以上、実施例１によれば、列車距離Xが放電判定距離Lx以下の場合に、蓄電装置１０４から放電がされる。すなわち、蓄電装置１０４からの放電は、電力変換装置１０３の位置Pcから近い位置に列車がいるときに限定される。このように、蓄電装置１０４の放電範囲を、架線電圧として最低補償しなければならない範囲に限定しつつ、蓄電装置１０４の容量低減およびスリム化を図ることができる。また、スリム化により狭隘な地域においても設置することが可能になるという効果を生み出すこともできる。 As described above, according to the first embodiment, when the train distance X is equal to or less than the discharge determination distance Lx, the power storage device 104 discharges. That is, the discharge from the power storage device 104 is limited to the time when the train is in a position close to the position Pc of the power conversion device 103. In this way, the capacity of the power storage device 104 can be reduced and slimmed down while limiting the discharge range of the power storage device 104 to the range in which the overhead wire voltage must be compensated at the minimum. In addition, slimming can produce the effect that it can be installed even in a narrow area.

また、実施例１によれば、列車距離Xとして、複数の列車位置のうちの最小値が採用される。これにより、いずれかの列車に対応した列車距離が放電判定距離Lx以下となれば、列車距離が放電判定距離Lxより大きい（放電範囲の外にいる）列車も、蓄電装置１０４の放電電力の供給を受け得る。 Further, according to the first embodiment, the minimum value among the plurality of train positions is adopted as the train distance X. As a result, if the train distance corresponding to any of the trains is equal to or less than the discharge determination distance Lx, the trains whose train distance is larger than the discharge determination distance Lx (outside the discharge range) also supply the discharge power of the power storage device 104. Can receive.

また、実施例１によれば、蓄電装置１０４の充電が、蓄電装置１０４の充電量Qbを基に制御される。これにより、適切な充電量を蓄電装置１０４の使用範囲内で維持できる。具体的には、実施例１によれば、全ての列車が放電範囲の外にいて、電力変換装置１０３の電圧Vxが、充電開始電圧Vc以上となった場合に、VxがVcになるように充電電流が制御される。これにより、いずれかの列車が放電範囲に入るときに備えて適切な充電を行うことができる。 Further, according to the first embodiment, the charging of the power storage device 104 is controlled based on the charge amount Qb of the power storage device 104. As a result, an appropriate amount of charge can be maintained within the range of use of the power storage device 104. Specifically, according to the first embodiment, when all the trains are out of the discharge range and the voltage Vx of the power conversion device 103 becomes equal to or higher than the charge start voltage Vc, Vx becomes Vc. The charging current is controlled. This allows proper charging in case any train enters the discharge range.

実施例２を説明する。その際、実施例１との相違点を主に説明し、実施例１との共通点については説明を簡略または省略する。 The second embodiment will be described. At that time, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points with the first embodiment will be simplified or omitted.

図６は、実施例２における電力変換装置６０３の構成例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the power conversion device 603 in the second embodiment.

電力変換装置６０３は、充放電判定部２０３に代えて充放電判定部６０１を有し、電力変換動作部２０４に代えて電力変換動作部６０２を有する。 The power conversion device 603 has a charge / discharge determination unit 601 instead of the charge / discharge determination unit 203, and has a power conversion operation unit 602 instead of the power conversion operation unit 204.

充放電判定部６０１の処理フローを図７に示す。なお、ステップ７０１～７０３、ステップ７０８～７１１については、ステップ３０１～３０３、ステップ３０５～３０８と同一処理のため、説明を省略する。 The processing flow of the charge / discharge determination unit 601 is shown in FIG. Since steps 701 to 703 and steps 708 to 711 are the same processes as steps 301 to 303 and steps 305 to 308, the description thereof will be omitted.

ステップ７０３の判定結果がＹｅｓであれば処理がステップ７０４に進む。 If the determination result in step 703 is Yes, the process proceeds to step 704.

ステップ７０４では、充放電判定部６０１は、列車距離Xに応じた放電開始電圧Vdを算出する。この算出方法は後述する。次に処理がステップ７０５に進む。なお、複数の列車がいる場合、列車距離Xは、複数の列車位置のうちの最小値である。 In step 704, the charge / discharge determination unit 601 calculates the discharge start voltage Vd according to the train distance X. This calculation method will be described later. The process then proceeds to step 705. When there are a plurality of trains, the train distance X is the minimum value among the plurality of train positions.

ステップ７０５では、充放電判定部６０１は、電力変換装置１０３の電圧Vxがステップ７０４で算出した放電開始電圧Vd以下かを判定する。この判定結果がＹｅｓであれば処理がステップ７０６に進む。この判定結果がＮｏであれば処理がステップ７０７に進む。 In step 705, the charge / discharge determination unit 601 determines whether the voltage Vx of the power conversion device 103 is equal to or less than the discharge start voltage Vd calculated in step 704. If the determination result is Yes, the process proceeds to step 706. If the determination result is No, the process proceeds to step 707.

ステップ７０６では、充放電判定部６０１は、充放電指令２５３を放電指令とし、放電指令を出力する。以上で処理が終了となる。 In step 706, the charge / discharge determination unit 601 uses the charge / discharge command 253 as the discharge command and outputs the discharge command. This completes the process.

ステップ７０７では、充放電判定部６０１は、充放電指令２５３を充放電しないとする。以上で処理が終了となる。 In step 707, the charge / discharge determination unit 601 does not charge / discharge the charge / discharge command 253. This completes the process.

図８は、図７のステップ７０５の処理で用いられる特性の例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the characteristics used in the process of step 705 of FIG.

この特性は、き電抵抗に依存する形で決めることができ、蓄電装置１０４（電力変換装置１０３）と列車との距離である列車距離に応じて放電開始電圧Vdを変更することを意味している。放電範囲（位置Pcから、システムとして最低電圧補償したい距離である放電判定距離Lxまでの範囲）内に列車が存在し、最低電圧を維持するために必要な放電開始電圧Vdを定める。この特性で放電することで最低電圧を必ず補償できるとともに、電力変換装置１０３の電圧VxがVdよりも高い場合には放電をせず充電量を保つことが可能となる。この特性によれば、列車位置が電力変換装置１０３の位置Pcと重なっている（つまり列車距離が０である）場合の放電開始電圧を補償する最低電圧とし、位置Pcから離れるにつれ放電開始電圧が高くなる。ステップ７０５では、この特性を用いて、充放電判定部６０１は、列車距離Xを基に、放電開始電圧Vdを算出する。たとえば、この特性を表す情報がデータソース２０１から充放電判定部６０１に入力されてよい。 This characteristic can be determined depending on the feeder resistance, and means that the discharge start voltage Vd is changed according to the train distance, which is the distance between the power storage device 104 (power conversion device 103) and the train. There is. The train exists within the discharge range (the range from the position Pc to the discharge determination distance Lx, which is the distance that the system wants to compensate for the minimum voltage), and the discharge start voltage Vd required to maintain the minimum voltage is determined. By discharging with this characteristic, the minimum voltage can be surely compensated, and when the voltage Vx of the power conversion device 103 is higher than Vd, it is possible to maintain the charge amount without discharging. According to this characteristic, the minimum voltage is used to compensate for the discharge start voltage when the train position overlaps with the position Pc of the power converter 103 (that is, the train distance is 0), and the discharge start voltage increases as the distance from the position Pc increases. It gets higher. In step 705, using this characteristic, the charge / discharge determination unit 601 calculates the discharge start voltage Vd based on the train distance X. For example, information representing this characteristic may be input from the data source 201 to the charge / discharge determination unit 601.

次に、電力変換動作部６０２の処理について図９を用いて説明する。 Next, the processing of the power conversion operation unit 602 will be described with reference to FIG.

充放電指令２５３が放電指令の場合、電力変換動作部６０２は、電力変換装置６０３の電圧Vxを放電開始電圧Vdになるように放電電流を制御する。 When the charge / discharge command 253 is a discharge command, the power conversion operation unit 602 controls the discharge current so that the voltage Vx of the power conversion device 603 becomes the discharge start voltage Vd.

充放電指令２５３が充電指令の場合、電力変換動作部６０２は、電力変換装置６０３の電圧Vxを充電開始電圧Vcになるように充電電流を制御する。 When the charge / discharge command 253 is a charge command, the power conversion operation unit 602 controls the charge current so that the voltage Vx of the power conversion device 603 becomes the charge start voltage Vc.

充放電指令２５３が何もしないの場合、電力変換動作部６０２は動作しない。 When the charge / discharge command 253 does nothing, the power conversion operation unit 602 does not operate.

以上、実施例２によれば、蓄電装置１０４の放電範囲を、架線電圧として最低補償しなければならない範囲に限定するとともに、当該区間の電圧状態を考慮して本当に必要な時のみに限定することが可能となり、蓄電装置１０４の更なる容量低減およびスリム化を図ることができる。また、スリム化により狭隘な地域においても設置することが可能になるという効果を生み出すこともできる。 As described above, according to the second embodiment, the discharge range of the power storage device 104 is limited to the range in which the minimum compensation is required as the overhead wire voltage, and is limited to the time when it is really necessary in consideration of the voltage state in the section. This makes it possible to further reduce the capacity and slim down the power storage device 104. In addition, slimming can produce the effect that it can be installed even in a narrow area.

実施例３を説明する。その際、実施例２との相違点を主に説明し、実施例２との共通点については説明を簡略または省略する。 Example 3 will be described. At that time, the differences from the second embodiment will be mainly described, and the common points with the second embodiment will be simplified or omitted.

図１０は、実施例３における電力変換装置１０１３の構成例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the power conversion device 1013 in the third embodiment.

電力変換装置１０１３は、データソース２０１に代えてデータソース１００１を有し、充放電判定部６０１に代えて充放電判定部１００２を有し、電力変換動作部６０２に代えて電力変換動作部１００３を有する。 The power conversion device 1013 has a data source 1001 instead of the data source 201, a charge / discharge determination unit 1002 instead of the charge / discharge determination unit 601 and a power conversion operation unit 1003 instead of the power conversion operation unit 602. Have.

データソース１００１は、電力変換装置１０１３の位置Pcを示す情報に加えて、変電所１０２Ａおよび１０２Ｂの位置PaおよびPbを示す情報と、当該区間のき電抵抗R（たとえば、PaとPc間のき電抵抗R1、および、PcとPb間のき電抵抗Rx）を示す情報と、列車走行時に供給する予定の電力量Qtを示す情報とを出力する。充放電判定部１００２は、列車位置TaおよびTbと、充電量Qbと、電力変換装置１０１３の位置Pcと、放電判定距離Lxとを基に、蓄電装置１０４の充放電指令２５３を決定する。電力変換動作部１００３は、列車位置TaおよびTbと、電力変換装置１０１３の位置Pcと、充放電指令２５３と、変電所１０２Ａおよび１０２Ｂの位置PaおよびPbと、該区間のき電抵抗Rとを基に、電力変換装置１０１３の動作を決定する。 In the data source 1001, in addition to the information indicating the position Pc of the power converter 1013, the information indicating the positions Pa and Pb of the substations 102A and 102B and the feeder resistance R (for example, between Pa and Pc) in the section concerned are used. It outputs information indicating the electric resistance R1 and the feeder resistance Rx) between Pc and Pb, and information indicating the amount of electric power Qt to be supplied when the train is running. The charge / discharge determination unit 1002 determines the charge / discharge command 253 of the power storage device 104 based on the train positions Ta and Tb, the charge amount Qb, the position Pc of the power conversion device 1013, and the discharge determination distance Lx. The power conversion operation unit 1003 sets the train positions Ta and Tb, the position Pc of the power conversion device 1013, the charge / discharge command 253, the positions Pa and Pb of the substations 102A and 102B, and the electric resistance R in the section. Based on this, the operation of the power conversion device 1013 is determined.

充放電判定部１００２の処理を図１１に示す。なお、ステップ１１０１～１１０７については、７０１～７０７と同一処理であるため、説明を省略する。 FIG. 11 shows the processing of the charge / discharge determination unit 1002. Since steps 1101 to 1107 are the same processes as 701 to 707, the description thereof will be omitted.

ステップ１１０３の判定結果がＮｏであれば処理がステップ１１０８に進む。 If the determination result in step 1103 is No, the process proceeds to step 1108.

ステップ１１０８では、充放電判定部１００２は、列車が走行している間に蓄電装置１０４から供給する電力量Qtをデータソース１００１から読み出し、（蓄電装置１０４の使用範囲の最小値）＋電力量Qt＝必要な目標充電量Qc、を算出する。次に処理がステップ１１０９に進む。 In step 1108, the charge / discharge determination unit 1002 reads out the electric energy Qt supplied from the electric energy storage device 104 while the train is running from the data source 1001 (minimum value of the usage range of the electric energy storage device 104) + electric energy Qt. = Calculate the required target charge Qc. The process then proceeds to step 1109.

ステップ１１０９では、充放電判定部１００２は、現在の充電量Qbがステップ１１０８で算出した目標充電量Qc未満かを判定する。この判定結果がＹｅｓであれば処理がステップ１１１０に進む。この判定結果がＮｏであれば処理がステップ１１１１に進む。 In step 1109, the charge / discharge determination unit 1002 determines whether the current charge amount Qb is less than the target charge amount Qc calculated in step 1108. If the determination result is Yes, the process proceeds to step 1110. If the determination result is No, the process proceeds to step 1111.

ステップ１１１０では、充放電判定部１００２は、充放電指令２５３を強制充電指令とし、強制充電指令を出力する。この強制充電を行うことにより、次の放電タイミングで放電を行えるように蓄電装置の充電量を制御することが可能となる。以上で処理が終了となる。 In step 1110, the charge / discharge determination unit 1002 sets the charge / discharge command 253 as a forced charge command and outputs a forced charge command. By performing this forced charging, it becomes possible to control the charge amount of the power storage device so that the discharge can be performed at the next discharge timing. This completes the process.

ステップ１１１１では、充放電判定部１００２は、充電量Qbに応じた充電開始電圧Vcを算出する。この処理は、図３のステップ３０５と同一である。次に処理がステップ１１１２に進む。 In step 1111, the charge / discharge determination unit 1002 calculates the charge start voltage Vc according to the charge amount Qb. This process is the same as step 305 in FIG. The process then proceeds to step 1112.

ステップ１１１２では、充放電判定部１００２は、現在の充電量Qbが蓄電装置１０４の使用範囲の最大値未満、かつ、電力変換装置１０１３の電圧Vxがステップ１１１１で算出した充電開始電圧Vc以上かを判定する。この判定結果がＹｅｓであれば処理がステップ１１１３に進む。この判定結果がＮｏであれば処理がステップ１１１４に進む。 In step 1112, the charge / discharge determination unit 1002 determines whether the current charge amount Qb is less than the maximum value of the usage range of the power storage device 104 and the voltage Vx of the power conversion device 1013 is equal to or higher than the charge start voltage Vc calculated in step 1111. judge. If the determination result is Yes, the process proceeds to step 1113. If the determination result is No, the process proceeds to step 1114.

ステップ１１１３では、充放電判定部１００２は、充放電指令２５３を充電指令とし、充電指令を出力する。以上で処理が終了となる。 In step 1113, the charge / discharge determination unit 1002 uses the charge / discharge command 253 as a charge command and outputs a charge command. This completes the process.

ステップ１１１４では、充放電判定部１００２は、充放電指令２５３を充放電しないとする。以上で処理が終了となる。 In step 1114, the charge / discharge determination unit 1002 does not charge / discharge the charge / discharge command 253. This completes the process.

なお、充放電判定部１００２の処理は図１２に示すような領域マップに基づいて制御することでもよい。たとえば、図１２に示すような領域マップを示す情報がデータソース１００１から充放電判定部１００２に読み出されてもよい。図１２によれば、充電量と列車距離と充放電指令との関係が定義されている。列車距離Xが放電判定距離Lx以下の場合、蓄電装置１０４の使用範囲（充電量の範囲）で、放電が行われる。列車距離Xが放電判定距離Lxより長く、蓄電装置１０４の充電量Qbが目標充電量Qc未満の場合、強制充電が行われる。列車距離Xが放電判定距離Lxより長く、蓄電装置１０４の充電量Qbが目標充電量Qc以上の場合（つまり、即座に充電を必要としない場合）、回生充電（車両の回生により電圧が上昇した際に充電）が行われる。 The processing of the charge / discharge determination unit 1002 may be controlled based on the area map as shown in FIG. For example, information indicating the area map as shown in FIG. 12 may be read from the data source 1001 to the charge / discharge determination unit 1002. According to FIG. 12, the relationship between the charge amount, the train distance, and the charge / discharge command is defined. When the train distance X is equal to or less than the discharge determination distance Lx, discharge is performed within the range of use (charge amount range) of the power storage device 104. When the train distance X is longer than the discharge determination distance Lx and the charge amount Qb of the power storage device 104 is less than the target charge amount Qc, forced charging is performed. When the train distance X is longer than the discharge determination distance Lx and the charge amount Qb of the power storage device 104 is equal to or greater than the target charge amount Qc (that is, when immediate charging is not required), regenerative charging (voltage rises due to vehicle regeneration). Charging) is performed.

次に、電力変換動作部１００３の処理について図１３を用いて説明する。 Next, the processing of the power conversion operation unit 1003 will be described with reference to FIG.

充放電指令２５３が放電指令の場合、電力変換動作部１００３は、電力変換装置１０１３の電圧Vxを放電開始電圧Vdになるように放電電流を制御する。 When the charge / discharge command 253 is a discharge command, the power conversion operation unit 1003 controls the discharge current so that the voltage Vx of the power conversion device 1013 becomes the discharge start voltage Vd.

充放電指令２５３が充電指令の場合、電力変換動作部１００３は、電力変換装置１０１３の電圧Vxを充電開始電圧Vcになるように充電電流を制御する。 When the charge / discharge command 253 is a charge command, the power conversion operation unit 1003 controls the charge current so that the voltage Vx of the power conversion device 1013 becomes the charge start voltage Vc.

充放電指令２５３が何もしないの場合、電力変換動作部１００３は、動作しない。 When the charge / discharge command 253 does nothing, the power conversion operation unit 1003 does not operate.

充放電指令２５３が強制充電指令の場合、電力変換動作部１００３は、電力変換装置１０１３あるいは当該区間に存在する列車の電圧が最低電圧以上となるように充電電流Ieを制御する。この方法について図１４を用いて説明する。 When the charge / discharge command 253 is a forced charge command, the power conversion operation unit 1003 controls the charge current Ie so that the voltage of the power conversion device 1013 or the train existing in the section becomes equal to or higher than the minimum voltage. This method will be described with reference to FIG.

図１４は、当該区間における変電所１０２Ａ、変電所１０２Ｂ、電力変換装置１０１３および列車１０５Ａの電圧の関係の一例を示している。なお、左から変電所１０２Ａ、電力変換装置１０１３、列車１０５Ａ、変電所１０２Ｂの順に配置あるいは存在している。通常、当該区間（変電所１０２Ａと変電所１０２Ｂ間）における最低電圧は、電力供給を受けている電力変換装置１０１３および列車１０５Ａのいずれかとなる。図１４では、列車１０５Ａが変電所１０２Ａおよび変電所１０２Ｂから電力供給を受けており、電力変換装置１０１３は未動作の状態をあらわしているため、列車１０５Ａが最も電圧が低くなる。この状態において、電力変換装置１０１３を動作させ蓄電装置１０４に充電を行おうとすると、電力変換装置１０１３に対して変電所１０２Ａおよび変電所１０２Ｂから電力供給されることになるため、列車１０５Ａおよび電力変換装置１０１３の電圧状態を考慮して充電電流Ieを制御する必要がある。 FIG. 14 shows an example of the relationship between the voltages of the substation 102A, the substation 102B, the power conversion device 1013, and the train 105A in the section. From the left, the substation 102A, the power conversion device 1013, the train 105A, and the substation 102B are arranged or exist in this order. Normally, the lowest voltage in the section (between the substation 102A and the substation 102B) is either the power conversion device 1013 or the train 105A that is receiving power. In FIG. 14, the train 105A receives power from the substation 102A and the substation 102B, and the power conversion device 1013 represents a non-operating state, so that the train 105A has the lowest voltage. In this state, when the power conversion device 1013 is operated to charge the power storage device 104, power is supplied to the power conversion device 1013 from the substation 102A and the substation 102B, so that the train 105A and the power conversion It is necessary to control the charging current Ie in consideration of the voltage state of the device 1013.

図１５に図１４を電気回路として記述したものを示す。なお、変電所１０２Ａの電圧をV0、変電所１０２Ｂの電圧をV1、電力変換装置１０１３の電圧をVb、列車１０５Ａの電圧をVtとする。また、変電所１０２Ａの位置Paと電力変換装置１０１３の位置Pcとの間の距離を基に算出したき電抵抗をR1、電力変換装置１０１３の位置Pcと列車１０５Ａの位置Taとの距離を基に算出したき電抵抗をR2、列車１０５Ａの位置Taと変電所１０２Ｂの位置Pbとの距離を基に算出したき電抵抗をR3とする。さらに、電力変換装置１０１３に流れる電流をIe、列車１０５Ａに流れる電流をI2、変電所１０２Ｂから流れる電流をI3とする。この時、変電所１０２Ａから流れる電流Ikは、数２の通りとなる。

Figure 0006998236000002
FIG. 15 shows a description of FIG. 14 as an electric circuit. The voltage of the substation 102A is V0, the voltage of the substation 102B is V1, the voltage of the power conversion device 1013 is Vb, and the voltage of the train 105A is Vt. Further, the electric resistance calculated based on the distance between the position Pa of the substation 102A and the position Pc of the power conversion device 1013 is R1, and the distance between the position Pc of the power conversion device 1013 and the position Ta of the train 105A is used. Let R2 be the power resistance calculated in 1 and R3 be the power resistance calculated based on the distance between the position Ta of the train 105A and the position Pb of the substation 102B. Further, the current flowing through the power conversion device 1013 is Ie, the current flowing through the train 105A is I2, and the current flowing from the substation 102B is I3. At this time, the current Ik flowing from the substation 102A is as shown in Equation 2.
Figure 0006998236000002

また、以下の数３～数５が成立する。

Figure 0006998236000003
Figure 0006998236000004
Figure 0006998236000005
 Further, the following numbers 3 to 5 are established.
Figure 0006998236000003
Figure 0006998236000004
Figure 0006998236000005

本実施例で観測している値は、R1、R2、R3、Ib、Vbである。従って、Ie、Vbの履歴情報を用いてVb、Vtを予測する（つまり、数３～数５に関わる値が履歴情報（電圧履歴および電流履歴）に相当する）。IeをIe_newに変更した際のVb、VtをVb_new、Vt_newとした場合、以下の数６～数８が成立する。

Figure 0006998236000006
Figure 0006998236000007
Figure 0006998236000008
 The values observed in this example are R1, R2, R3, Ib, and Vb. Therefore, Vb and Vt are predicted using the history information of Ie and Vb (that is, the values related to the number 3 to the number 5 correspond to the history information (voltage history and current history)). When Vb and Vt are Vb_new and Vt_new when Ie is changed to Ie_new, the following numbers 6 to 8 are satisfied.
Figure 0006998236000006
Figure 0006998236000007
Figure 0006998236000008

なお、実際にはI2、R2、R3は列車が走行中のため変動するが、瞬時的であれば、その影響は、ほとんどない。 Actually, I2, R2, and R3 fluctuate because the train is running, but if it is instantaneous, there is almost no effect.

数３～数８を変形すると、数９および数１０となる。

Figure 0006998236000009
Figure 0006998236000010
 When the number 3 to the number 8 are modified, the number 9 and the number 10 are obtained.
Figure 0006998236000009
Figure 0006998236000010

数９及び数１０で、Vt_new、Vb_newが最低電圧以上となるように電力変換装置１０１３に流す充電電流Ieを決定すればよい。なお、V0を想定できる大きな値、たとえば無負荷時電圧とすることでVt_new、Vb_newどちらも最も悪い評価が可能となる。 In equations 9 and 10, the charging current Ie to be passed through the power conversion device 1013 may be determined so that Vt_new and Vb_new are equal to or higher than the minimum voltage. In addition, by setting a large value that can assume V0, for example, a voltage at no load, both Vt_new and Vb_new can be evaluated at the worst.

なお、図示していないが、変電所１０２Ａおよび変電所１０２Ｂの電圧状態を外部の装置との通信により入手して数９及び数１０に使用する方法でもよい。 Although not shown, a method may be used in which the voltage states of the substation 102A and the substation 102B are obtained by communication with an external device and used for the number 9 and the number 10.

また、強制充電指令の場合に、図１３から図１５に示した架線を経由するのではなく、より上位の変電設備から直接充電することでもよい。 Further, in the case of a forced charging command, charging may be performed directly from a higher-level substation facility instead of passing through the overhead wire shown in FIGS. 13 to 15.

以上、実施例３によれば、蓄電装置１０４の放電範囲を、架線電圧として最低補償しなければならない範囲に限定するとともに、当該区間の電圧状態を考慮して本当に必要な時のみに限定することが可能となる。さらに、蓄電装置１０４の充電をスムーズに行うことが可能となり、更なる容量低減およびスリム化を図ることができる。また、スリム化により狭隘な地域においても設置することが可能になるという効果を生み出すこともできる。 As described above, according to the third embodiment, the discharge range of the power storage device 104 is limited to the range in which the minimum compensation is required as the overhead line voltage, and is limited to the time when it is really necessary in consideration of the voltage state in the section. Is possible. Further, the power storage device 104 can be smoothly charged, and the capacity can be further reduced and slimmed down. In addition, slimming can produce the effect that it can be installed even in a narrow area.

実施例４を説明する。その際、実施例１との相違点を主に説明し、実施例１との共通点については説明を簡略または省略する。 Example 4 will be described. At that time, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points with the first embodiment will be simplified or omitted.

図１６は、実施例４における電力変換装置１６０３の構成例を示すである。 FIG. 16 shows a configuration example of the power conversion device 1603 in the fourth embodiment.

電力変換装置１６０３は、区間走行パターンソース１６０１をさらに有し、かつ、充放電判定部２０３に代えて充放電判定部１６０２を有する。 The power conversion device 1603 further includes a section traveling pattern source 1601 and has a charge / discharge determination unit 1602 in place of the charge / discharge determination unit 203.

区間走行パターンソース１６０１は、当該区間を走行する列車の走行パターン１６５１を示す情報のソースである。区間走行パターンソース１６０１は、たとえば、記憶部の一部でもよいし、外部の装置と通信する通信インターフェースでもよい。 The section travel pattern source 1601 is a source of information indicating the travel pattern 1651 of the train traveling in the section. The section travel pattern source 1601 may be, for example, a part of a storage unit or a communication interface for communicating with an external device.

充放電判定部１６０２は、列車位置TaおよびTbと、充電量Qbと、電力変換装置１６０３の位置Pcと、放電判定距離Lxと、走行パターン１６５１とを基に、蓄電装置１０４の充放電指令２５３を決定する。 The charge / discharge determination unit 1602 uses the charge / discharge command 253 of the power storage device 104 based on the train positions Ta and Tb, the charge amount Qb, the position Pc of the power conversion device 1603, the discharge determination distance Lx, and the traveling pattern 1651. To determine.

図１７に走行パターン１６５１の一例を示す。 FIG. 17 shows an example of the traveling pattern 1651.

走行パターン１６５１は、電力変換装置１６０３の両隣にある変電所１０２Ａから変電所１０２Ｂまでの走行パターンである。この走行パターン１６５１では、変電所１０２Ａの位置Paから位置P1までが力行、位置P1から位置P2までが惰行、位置P2から位置P3までが力行、位置P3から駅がある位置P4までが制動、駅がある位置P4から位置P5までが力行、位置P5から変電所Ｂの位置Pbまでが惰行となっている。 The traveling pattern 1651 is a traveling pattern from the substation 102A to the substation 102B on both sides of the power conversion device 1603. In this traveling pattern 1651, the substation 102A is powered from position Pa to position P1, coasted from position P1 to position P2, powered from position P2 to position P3, braking from position P3 to position P4 where the station is located, and station. There is power running from position P4 to position P5, and coasting from position P5 to position Pb of substation B.

なお、走行パターン１６５１は、図示していないダイヤを管理しているシステムからの情報を基に適時変更されてもよい。また、電力変換装置１６０３は、区間走行パターンソース１６０１の代わりに路線データソースを備え、路線データソースから入力される路線データを用いて、駅から離れるあるいは制限速度が上位に転じる付近で列車が加速、駅付近から駅に向かうあるいは制限速度が下位に転じる付近で列車が減速するという想定をした走行パターンを想定して用いてもよい。 The traveling pattern 1651 may be changed in a timely manner based on information from a system that manages diamonds (not shown). Further, the power conversion device 1603 includes a route data source instead of the section travel pattern source 1601, and uses the route data input from the route data source to accelerate the train near the station away from the station or when the speed limit changes to a higher position. , You may use it assuming a running pattern assuming that the train decelerates from the vicinity of the station toward the station or near the point where the speed limit changes to a lower speed.

充放電判定部１６０２の処理を図１８に示す。なお、ステップ１８０１～１８０３、ステップ１８０７～１８１０については、ステップ３０１～３０３、ステップ３０５～３０８と同一処理であるため、説明を省略する。 FIG. 18 shows the processing of the charge / discharge determination unit 1602. Since steps 1801 to 1803 and steps 1807 to 1810 are the same processes as steps 301 to 303 and steps 305 to 308, the description thereof will be omitted.

ステップ１８０３の判定結果がＹｅｓであれば処理がステップ１８０４に進む。 If the determination result in step 1803 is Yes, the process proceeds to step 1804.

ステップ１８０４では、充放電判定部１６０２は、放電判定距離Lx以下の列車距離Xに対応した列車位置での走行が力行（走行状態が力行状態）かどうかを判定する。この判定は、本実施例では上述の走行パターン１６５１を基に行われるが、当該列車位置にいる列車からの情報（走行状態を示す情報）を基にするといった他の方法で判定が行われてもよい。この判定結果がＹｅｓであれば処理がステップ１８０５に進む。この判定結果がＮｏであれば処理がステップ１８０６に進む。 In step 1804, the charge / discharge determination unit 1602 determines whether or not the train is running at the train position corresponding to the train distance X equal to or less than the discharge determination distance Lx (the running state is the power running state). In this embodiment, this determination is made based on the above-mentioned traveling pattern 1651, but the determination is made by another method such as based on the information (information indicating the traveling state) from the train at the train position. May be good. If the determination result is Yes, the process proceeds to step 1805. If the determination result is No, the process proceeds to step 1806.

ステップ１８０５では、充放電判定部１６０２は、充放電指令２５３を放電指令とし、放電指令を出力する。以上で処理が終了となる。 In step 1805, the charge / discharge determination unit 1602 uses the charge / discharge command 253 as a discharge command and outputs a discharge command. This completes the process.

ステップ１８０６では、充放電判定部１６０２は、充放電指令２５３を充放電しないとする。以上で処理が終了となる。 In step 1806, the charge / discharge determination unit 1602 does not charge / discharge the charge / discharge command 253. This completes the process.

以上、実施例４によれば、列車距離Xが放電判定距離Lx以下であり更に当該列車が力行の場合に放電が行われる。このため、蓄電装置１０４の更なる容量低減およびスリム化を図ることができる。また、スリム化により狭隘な地域においても設置することが可能になるという効果を生み出すこともできる。 As described above, according to the fourth embodiment, the discharge is performed when the train distance X is equal to or less than the discharge determination distance Lx and the train is power running. Therefore, the capacity of the power storage device 104 can be further reduced and slimmed down. In addition, slimming can produce the effect that it can be installed even in a narrow area.

以上、幾つかの実施例を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施例にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実行することが可能である。例えば、実施例４は、実施例１に代えてまたは加えて、実施例２および実施例３のいずれの実施例と組み合わせても問題はない。 Although some examples have been described above, these are examples for the purpose of explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples. The present invention can also be practiced in various other forms. For example, Example 4 may be combined with any of Examples 2 and 3 in place of or in addition to Example 1.

１００：電力供給システム、１０３：電力変換装置、１０４：蓄電装置 100: Power supply system, 103: Power conversion device, 104: Power storage device

Claims (8)

同一架線に電力を供給する隣り合う第１および第２の変電所の間のいずれかに設置され蓄電装置と前記蓄電装置を制御する電力変換装置とで構成される電力供給システムにおいて、
前記電力変換装置は、
前記架線から電力供給を受けて走行する１以上の列車のいずれかの前記架線上の列車位置と当該電力変換装置の前記架線上の位置との距離である列車距離が、当該電力変換装置の前記架線上の位置から所定の距離である放電判定距離以下となった場合に、前記蓄電装置から放電をし、
前記１以上の列車のすべての前記列車距離が前記放電判定距離より長く、かつ、当該電力変換装置が接続されている位置での前記架線の電圧が、前記蓄電装置の充電量から定まる充電開始の基準電圧である充電開始電圧以上となった場合に、前記蓄電装置に充電をするように、前記蓄電装置の充放電を制御する
ことを特徴とする電力供給システム。 In a power supply system composed of a power storage device installed between adjacent first and second substations that supply power to the same overhead line and a power conversion device that controls the power storage device.
The power converter is
The train distance, which is the distance between the train position on the overhead line of any one or more trains traveling by receiving power from the overhead line and the position on the overhead line of the power conversion device, is the said of the power conversion device. When the distance is equal to or less than the discharge determination distance, which is a predetermined distance from the position on the overhead wire, the power is discharged from the power storage device.
Charging start in which the voltage of the overhead wire at the position where the train distance of all the one or more trains is longer than the discharge determination distance and the power conversion device is connected is determined by the charge amount of the power storage device. A power supply system characterized in that the charging / discharging of the power storage device is controlled so that the power storage device is charged when the charging start voltage is equal to or higher than the reference voltage. 請求項１に記載の電力供給システムにおいて、
前記電力変換装置は、さらに、前記１以上の列車の前記列車距離のうち最小距離に応じて放電開始の基準となる電圧である放電開始電圧を決定し、
当該電力変換装置が接続されている位置での前記架線の電圧が前記放電開始電圧以下の場合に、前記電力変換装置は、前記蓄電装置から放電をする
ことを特徴とする電力供給システム。 In the power supply system according to claim 1,
The power conversion device further determines a discharge start voltage, which is a reference voltage for discharge start, according to the minimum distance among the train distances of the one or more trains.
A power supply system, characterized in that, when the voltage of the overhead wire at a position to which the power conversion device is connected is equal to or lower than the discharge start voltage, the power conversion device discharges from the power storage device. 請求項１または２に記載の電力供給システムにおいて、
前記電力変換装置は、前記第１の変電所の前記架線上の位置である第１の位置と、前記第２の変電所の前記架線上の位置である第２の位置と、当該電力変換装置の前記架線上の位置である第３の位置とに対する、前記１以上の列車の前記架線上の列車位置を基に、前記蓄電装置の充放電を制御する
ことを特徴とする電力供給システム。 In the power supply system according to claim 1 or 2.
The power conversion device includes a first position, which is a position on the overhead wire of the first substation, a second position, which is a position on the overhead wire of the second substation, and the power conversion device. A power supply system characterized in that charging / discharging of the power storage device is controlled based on a train position on the overhead line of one or more trains with respect to a third position which is a position on the overhead line. 請求項３に記載の電力供給システムにおいて、
前記電力変換装置は、前記１以上の列車のすべての前記列車距離が前記放電判定距離より長く、かつ、前記蓄電装置の充電量が目標充電量未満の場合に、前記蓄電装置の充電量が前記目標充電量以上となるまで前記蓄電装置に充電をするように、前記蓄電装置の充放電を制御する
ことを特徴とする電力供給システム。 In the power supply system according to claim 3,
In the power conversion device, when all the train distances of the one or more trains are longer than the discharge determination distance and the charge amount of the power storage device is less than the target charge amount, the charge amount of the power storage device is said. A power supply system characterized in that the charging / discharging of the power storage device is controlled so that the power storage device is charged until the target charge amount or more is reached. 請求項４に記載の電力供給システムにおいて、
前記電力変換装置は、前記充電のための電流値を、前記第１乃至第３の位置と、前記第１乃至第３の位置に対する相対的な前記１以上の列車の前記架線上の列車位置と、当該電力変換装置が接続されている位置での前記架線の電圧履歴と、当該電力変換装置に流れる電流履歴とを基に、前記充電のための当該電力変換装置の電流値を決定する
ことを特徴とする電力供給システム。 In the power supply system according to claim 4,
The power conversion device sets the current value for charging to the first to third positions and the train position on the overhead line of the one or more trains relative to the first to third positions. Based on the voltage history of the overhead wire at the position where the power conversion device is connected and the current history flowing through the power conversion device, the current value of the power conversion device for charging is determined. Characterized power supply system. 請求項４または５に記載の電力供給システムにおいて、
前記電力変換装置は、前記１以上の列車のすべての前記距離が前記放電判定距離より長く、前記蓄電装置の充電量が前記目標充電量以上かつ前記蓄電装置の使用範囲の最大値未満であり、かつ、当該電力変換装置が接続されている位置での前記架線の電圧が前記充電開始電圧以上となった場合に、前記蓄電装置に充電をする
ことを特徴とする電力供給システム。 In the power supply system according to claim 4 or 5.
In the power conversion device, all the distances of the one or more trains are longer than the discharge determination distance, the charge amount of the power storage device is equal to or more than the target charge amount, and the charge amount is less than the maximum value of the usage range of the power storage device . A power supply system characterized by charging the power storage device when the voltage of the overhead wire at a position to which the power conversion device is connected becomes equal to or higher than the charging start voltage. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力供給システムにおいて、
前記電力変換装置は、前記列車距離が前記放電判定距離以下である列車が力行状態の場合に、前記蓄電装置から放電をする
ことを特徴とする電力供給システム。 In the power supply system according to any one of claims 1 to 6.
The power conversion device is a power supply system characterized in that when a train whose train distance is equal to or less than the discharge determination distance is in a power running state, it discharges from the power storage device. 同一架線に電力を供給する隣り合う第１および第２の変電所の間のいずれかに設置され蓄電装置と前記蓄電装置を制御する電力変換装置とで構成される電力供給システムの制御方法であって、
前記架線から電力供給を受けて走行する１以上の列車の前記架線上の列車位置を検出し、
前記１以上の列車のいずれかの前記架線上の前記検出された列車位置と当該電力変換装置の前記架線上の位置との距離である列車距離が、当該電力変換装置の前記架線上の位置から所定の距離である放電判定距離以下となった場合に、前記蓄電装置から放電をし、前記１以上の列車のすべての前記列車距離が前記放電判定距離より長く、かつ、当該電力変換装置が接続されている位置での前記架線の電圧が、前記蓄電装置の充電量から定まる充電開始の基準電圧である充電開始電圧以上となった場合に、前記蓄電装置に充電をするように、前記蓄電装置の充放電を制御する
ことを特徴とする制御方法。 It is a control method of a power supply system that is installed between adjacent first and second substations that supply power to the same overhead line and is composed of a power storage device and a power conversion device that controls the power storage device. hand,
Detecting the train position on the overhead line of one or more trains traveling by receiving power from the overhead line,
The train distance, which is the distance between the detected train position on the overhead line of any one or more trains and the position on the overhead line of the power conversion device, is from the position on the overhead line of the power conversion device. When the voltage is equal to or less than the discharge determination distance, which is a predetermined distance, the power storage device is discharged, the train distances of all the one or more trains are longer than the discharge determination distance, and the power conversion device is connected . When the voltage of the overhead wire at the position is equal to or higher than the charging start voltage, which is the reference voltage for charging start determined from the charge amount of the power storage device, the power storage device is charged so as to charge the power storage device. A control method characterized by controlling the charging and discharging of.
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