CN104136270A - 直流馈电电压控制装置以及直流馈电电压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明得到一种不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力的直流馈电电压控制装置。具备：模型信息储存部1，储存在控制区间行驶的各列车的每一个的列车模型信息、各变电站的每一个的变电站模型信息、以及控制区间的馈电网模型信息；固定电压值储存部2，储存针对每个变电站而决定的变电站电压的固定电压值；列车运转状态信息取得部6，取得在控制区间行驶的各列车的位置以及运转状态信息；第1变电站电压固定部3，将固定电压值分别输出到位于控制区间的两端部的两个第1变电站4；以及第2变电站电压计算部5，根据列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息、运转状态信息、以及第1变电站4的变电站电压以及变电站电流，计算位于两个第1变电站4之间的至少1个第2变电站7的变电站电压的设定电压值并输出到第2变电站7。

Description

直流馈电电压控制装置以及直流馈电电压控制系统

技术领域

本发明涉及控制铁路变电站的直流馈电电压的直流馈电电压控制装置以及直流馈电电压控制系统。

背景技术

近年来，以节能等为目的而用于有效活用由在列车中具备的再生制动器所产生的再生电力的研究开发正在兴起。

作为在直流电气化区间中有效活用再生电力的技术，例如，公开了如下技术：通过列车状况掌握单元掌握动力运行车(power runningtrain)、再生车的在线状况以及运行状况，根据由制约条件设定单元设定的制约条件，通过最佳馈电分担决定单元决定使由评价函数设定单元设定的评价函数成为最佳的各变电站的馈电分担，根据该馈电分担，通过送出电压设定单元设定针对各变电站的整流器的送出电压值(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-304353号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在上述以往技术中，虽无需能够调整所有变电站的电压，但即使在调整一部分的变电站的电压的情况下，也需要掌握在路线、馈电网上在线的所有列车的状况，所以存在如下的问题：在馈电网跨越多个路线的情况、在铁路公司之间进行列车的相互过轨的情况等在路线、馈电网上在线的列车的数量变多的情况下，应用困难。

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力的直流馈电电压控制装置。

解决技术问题的技术方案

为了解决上述课题并达成目的，本发明的直流馈电电压控制装置控制与电气铁路的直流电气化区间中的规定的控制区间内的变电站的架线的连接点的电压即变电站电压，其特征在于，具备：模型信息储存部，储存在所述控制区间行驶的各列车的每一个的列车模型信息、所述各变电站的每一个的变电站模型信息、以及所述控制区间的馈电网模型信息；固定电压值储存部，储存针对每个所述变电站而决定的所述变电站电压的固定电压值；列车运转状态信息取得部，取得在所述控制区间行驶的各列车的位置、以及包括该列车是在动力运行中还是在再生中的各列车的运转状态信息；第1变电站电压固定部，将所述固定电压值分别输出到位于所述控制区间的两端部的两个第1变电站；以及第2变电站电压计算部，根据所述列车模型信息、所述变电站模型信息、所述馈电网模型信息、所述运转状态信息、以及所述第1变电站的所述变电站电压及从所述第1变电站流出到架线的变电站电流，计算位于两个所述第1变电站之间的至少1个第2变电站的所述变电站电压的设定电压值而输出到所述第2变电站。

发明效果

根据本发明，起到不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力这样的效果。

附图说明

图1是示出实施方式1的直流馈电电压控制装置的一个结构例的图。

图2是示出实施方式1的直流馈电电压控制装置系统的一个结构例的图。

图3是示出实施方式1的直流馈电电压控制装置系统的其它结构例的图。

图4是示出再生车中的再生限制控制(regeneration limitingcontrol)的一个例子的图。

图5是示出实施方式1的直流馈电电压控制装置中的直流馈电电压控制处理的一个例子的流程图。

图6是示出实施方式2的直流馈电电压控制装置的动作例的图。

图7是示出实施方式3的直流馈电电压控制装置的动作例的图。

图8是示出实施方式4的直流馈电电压控制装置的一个结构例的图。

图9是示出使用整流器的变电站的电流-电压特性的一个例子的图。

图10是示出由使用晶闸管元件、PWM控制的变电站固定变电站电压时的电流-电压特性的一个例子的图。

图11是示出实施方式2的直流馈电电压控制装置中的直流馈电电压控制处理的一个例子的流程图。

图12是示出实施方式4的直流馈电电压控制装置中的直流馈电电压控制处理的一个例子的流程图。

图13是示出实施方式5的直流馈电电压控制装置系统的一个结构例的图。

图14是示出实施方式5的直流馈电电压控制装置中的由控制区间决定部决定的控制区间的一个例子的图。

图15是示出实施方式5的直流馈电电压控制装置中的直流馈电电压控制处理的一个例子的流程图。

(符号说明)

1、1a：模型信息储存部；2、2a：固定电压值储存部；3、3a：第1变电站电压固定部；4：第1变电站；5、5a：第2变电站电压计算部；6、6a：列车运转状态信息取得部；7：第2变电站；8：行驶曲线储存部；9：列车运转状态信息预测部；10：网络；11：控制区间决定部；100、100a、100b：直流馈电电压控制装置。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式的直流馈电电压控制装置以及直流馈电电压控制系统。另外，本发明不限于以下所示的实施方式。

实施方式1.

图1是示出实施方式1的直流馈电电压控制装置的一个结构例的图。如图1所示，实施方式1的直流馈电电压控制装置100具备模型信息储存部1、固定电压值储存部2、第1变电站电压固定部3、列车运转状态信息取得部6、以及第2变电站电压计算部5。另外，在图1所示的例子中，将模型信息储存部1和固定电压值储存部2作为不同的结构部，但也能够合并模型信息储存部1以及固定电压值储存部2的功能，而成为具备任意一方的结构。

图2是示出实施方式1的直流馈电电压控制系统的一个结构例的图。另外，图3是示出实施方式1的直流馈电电压控制系统的其它结构例的图。实施方式1的直流馈电电压控制装置100在电气铁路的直流电气化区间中，将夹着至少1个变电站的规定的两个各变电站之间作为控制区间。另外，如图2以及图3所示，实施方式1的直流馈电电压控制系统构成为将位于控制区间的两端的两个变电站作为第1变电站4，将位于该两个第1变电站4之间的变电站作为第2变电站7，包括直流馈电电压控制装置100、第1变电站4、以及第2变电站7。直流馈电电压控制装置100例如配置于指令站(未图示)等，经由LAN等网络10，与第1变电站4以及第2变电站7连接。在图2所示的例子中，示出将直流电气化区间内的两个第1变电站4之间作为控制区间的例子，在图3所示的例子中，示出将直流电气化区间的架线末端部的第1变电站4与直流电气化区间内的第1变电站4之间作为控制区间的例子。多个实施方式1的直流馈电电压控制系统以各自的控制区间不重叠的方式被构成在直流电气化区间的全部区间、或者部分区间内。另外，在图2以及图3所示的例子中，示出了第2变电站7是1个的例子，但第2变电站7的数量不限于此，也可以是两个以上的多个的结构。

此处，对本实施方式的直流馈电电压控制装置100中的直流馈电电压控制概念进行说明。

在直流电气化区间中行驶的列车在该列车的制动时，由再生制动器进行电力再生。以下，将进行该电力再生的列车称为“再生车”。由再生车所产生的再生电力通过架线被供给至进行动力运行的列车。以下，将进行该动力运行的列车称为“动力运行车”。

图4是示出再生车中的再生限制控制的一个例子的图。在图4中，横轴表示再生车的受电弓与架线相接的点的电压(受电弓点电压)，纵轴表示再生电力。如果再生车将再生电力供给到架线，则受电弓点电压上升。此时，如果相对再生电力量，动力运行车少，则再生电力变得过多而架线电压变得过大。为了避免该问题，如图4所示，进行如下的控制：在受电弓点电压小于图中所示的再生限制开始电压阈值的区域中，再生车将可再生的可再生电力全部供给到架线，但在受电弓点电压成为再生限制开始电压阈值以上的区域中，使再生电力减少。将该使再生电力减少的控制称为再生限制控制。另外，再生限制开始电压阈值一般在1500V系统的直流电气化区间中，被设定为例如约1650V～约1780V左右，将上限电压值设为例如约1700V～约1800V左右，进行再生限制控制。

在实施了再生限制控制的情况下，实际上可再生的可再生电力在再生车中被白白地消耗，无法实现可再生电力的有效活用。为了有效活用由该再生车产生的可再生电力，需要实施使各变电站与架线的连接点的电压即变电站电压动态地变化的控制，但在将直流电气化区间内的全部变电站作为控制对象的情况下，需要掌握在路线、馈电网上在线的所有列车的位置、各列车的状况(动力运行或者再生)等，所以在馈电网跨越多个路线的情况、在进行铁路公司之间的列车的相互过轨的情况等在路线、馈电网上在线的列车的数量变多的情况下，难以应用。另外，即使在决定了特定的区间、仅使用该区间内的各列车的状况来控制变电站的情况下，如果为了向区间内的动力运行列车供给电力而提高电压，则在再生列车处于区间外的情况下，也有可能架线电压上升且引起再生限制控制而无法有效活用再生电力。另外，如果为了有效活用区间内的再生列车的再生电力而降低变电站的电压，则在动力运行列车处于区间外的情况下，有可能架线电压下降超过预期，而无法向该动力运行列车供给电力。

因此，在本实施方式中，也可以将夹着至少1个变电站的规定的两个变电站之间作为控制区间，以使控制区间的两端的第1变电站4的变电站电压分别成为恒定的方式进行控制，以使各第1变电站4之间的第2变电站7的变电站电压动态地变化的方式进行控制。由此，不会受到在控制区间外在线的列车的位置、状况等所致的影响，能够仅使用在控制区间中在线的列车的位置、各列车的状况等来进行控制，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

接下来，返回到图1，对本实施方式的直流馈电电压控制装置100中的各结构部进行说明。

模型信息储存部1储存在控制区间行驶的各列车的每一个的列车模型信息、控制区间内的各变电站的每一个的变电站模型信息、以及控制区间的馈电网模型信息。作为列车模型信息，包括例如各列车的再生限制开始电压阈值、再生限制的斜率等。另外，作为变电站模型信息，包括例如各变电站的内部电阻、变电站电压的最大值等。另外，作为馈电网模型信息，包括例如表示架线之间、或者架线与变电站之间的连接状态的信息、架线的长度、电阻率等。

固定电压值储存部2储存针对控制区间内的各变电站的每一个所决定的变电站电压的固定电压值。该固定电压值是针对各变电站的每一个所预先设定的规定值，但也可以是例如在控制区间内的各变电站中统一的值。

第1变电站电压固定部3将固定电压值储存部2中储存的固定电压值分别输出到第1变电站4。第1变电站4以使变电站电压按照从第1变电站电压固定部3输出的固定电压值而成为恒定的方式进行控制。另外，在专利文献1记载那样的使用通常的整流器的变电站中，通过变电站固有的内部电阻，依赖于从变电站流出到架线的电流即变电站电流的大小，变电站电压变化，变电站电流越增加，变电站电压越下降，所以无法将变电站电压固定为恒定。因此，在本实施方式中，作为第1变电站4以及第2变电站7，需要是使用了不论变电站电流如何都能够将变电站电压控制为固定电压值的晶闸管元件、脉冲宽度调制(PWM)控制的变电站。

图9是使用了整流器的变电站的电流-电压特性。另外，图10是由使用了晶闸管元件、PWM控制的变电站固定变电站电压时的电流-电压特性。在图9、图10中，横轴表示变电站电流、纵轴表示变电站电压。如图9所示，在使用了整流器的变电站中，随着变电站电流变大，送出电压下降，但如图10所示，在使用了晶闸管元件、PWM控制的变电站中，不论变电站电流的大小如何都能够将送出电压控制为恒定。

列车运转状态信息取得部6取得包括在控制区间行驶的各列车的位置、以及包括该列车是在动力运行中还是在再生中的各列车的运转状态的运转状态信息。该列车运转状态信息取得部6既可以从例如列车运行管理系统、列车信息管理系统等其它系统取得上述运转状态信息，也可以从在控制区间行驶的各列车通过无线通信等直接取得运转状态信息。本发明不限于这些运转状态信息的取得手法。

第2变电站电压计算部5根据模型信息储存部1中储存的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息、列车运转状态信息取得部6所取得的运转状态信息、以及各第1变电站4的变电站电压及变电站电流，计算第2变电站7中的变电站电压的设定电压值，输出到第2变电站7。第2变电站7以使变电站电压成为从第2变电站电压计算部5输出的设定电压值的方式进行控制。另外，关于第2变电站7的变电站电压的设定电压值的计算方法，能够使用上述各种信息通过已知的计算手法计算。本发明不限于该变电站电压的设定电压值的计算手法。

接下来，参照图1以及图5，对本实施方式的直流馈电电压控制装置100中的直流馈电电压控制处理进行说明。图5是示出实施方式1的直流馈电电压控制装置中的直流馈电电压控制处理的一个例子的流程图。

第1变电站电压固定部3取得固定电压值储存部2中储存的各第1变电站4的固定电压值(步骤ST101)，将取得的各第1变电站4的固定电压值分别输出到各第1变电站4(步骤ST102)。

第2变电站电压计算部5取得模型信息储存部1中储存的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息(步骤ST103)，取得列车运转状态信息取得部6所取得的运转状态信息(步骤ST104)，进而，从各第1变电站4取得各自的变电站电压以及变电站电流(步骤ST105)，根据取得的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息、运转状态信息、以及各第1变电站4的变电站电压以及变电站电流，计算第2变电站7的设定电压值(步骤ST106)，输出到第2变电站7(步骤ST107)。

然后，返回到步骤ST101的处理，反复实施步骤ST101～步骤ST108的处理。

通过实施上述处理，不会受到在控制区间外在线的列车的位置、状况等所致的影响，能够仅使用在控制区间中在线的列车的位置、各列车的状况等来进行控制，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

如以上说明，根据实施方式1的直流馈电电压控制装置以及直流馈电电压控制系统，将夹着至少1个变电站的规定的两个变电站之间作为控制区间，以使控制区间的两端的第1变电站的变电站电压按照固定电压值储存部2中储存的固定电压值而成为恒定的方式进行控制，根据模型信息储存部中储存的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息、列车运转状态信息取得部6所取得的运转状态信息、以及各第1变电站4的变电站电压及变电站电流，计算各第1变电站之间的第2变电站的设定电压值，以使第2变电站的变电站电压成为从第2变电站电压计算部5输出的设定电压值的方式进行控制，所以不会受到在控制区间外在线的列车的位置、状况等所致的影响，能够仅使用在控制区间中在线的列车的位置、各列车的状况等来进行控制，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

实施方式2.

图6是示出实施方式2的直流馈电电压控制装置的动作例的图。另外，实施方式2的直流馈电电压控制装置的结构与实施方式1的直流馈电电压控制装置相同，所以此处省略说明。

如图6所示，如果再生车接近控制区间外的第1变电站4的周边而架线电压上升，则即使第1变电站4是使用了晶闸管元件、PWM控制的变电站，仍无法将变电站电压控制为固定电压值(图中的虚线圆圈)。在该情况下，如果使控制区间内的架线电压下降，则控制区间外的架线电压变动。即，如果实施了使第2变电站7的变电站电压下降的控制，则有时会无法向在控制区间外行驶的列车供给所需的电力。因此，在本实施方式中，在再生车接近控制区间外的第1变电站4的周边，架线电压上升而无法将第1变电站4的变电站电压按固定电压值控制为恒定的情况下，以使第2变电站7的变电站电压成为充分高的值的方式进行控制。由此，能够向在控制区间外行驶的列车供给所需的电力。

因此，在本实施方式中，第2变电站电压计算部5在从各第1变电站4取得了各自的变电站电压以及变电站电流时，在探测到各第1变电站4的变电站电压中的至少一方超过了各自的固定电压值规定量以上、或者各第1变电站4的变电站电流中的至少一方成为大致0的情况下，判断为第1变电站4无法将变电站电压控制为固定电压值，将第2变电站7的设定电压值设定为充分高的值。

通过这样控制，在再生车接近控制区间外的第1变电站4的周边而架线电压上升、无法将第1变电站4的变电站电压控制为固定电压值的情况下，能够防止发生控制区间内的架线电压下降而控制区间外的架线电压变动、无法向在控制区间外行驶的列车供给所需的电力的情况。

接下来，参照图1以及图11，对本实施方式的直流馈电电压控制装置100中的直流馈电电压控制处理进行说明。图11是示出实施方式2的直流馈电电压控制装置中的直流馈电电压控制处理的一个例子的流程图。

第1变电站电压固定部3取得固定电压值储存部2中储存的各第1变电站4的固定电压值(Vf)(步骤ST201)，将取得的各第1变电站4的固定电压值(Vf)分别输出到各第1变电站4(步骤ST202)。

第2变电站电压计算部5从各第1变电站4取得各自的变电站电压以及变电站电流(I1)(步骤ST203)，检查各第1变电站4的变电站电压中的至少一方是否超过了各自的固定电压值规定量(α)以上(V1≥Vf+α)、或者各第1变电站4的变电站电流中的至少一方是否成为大致0(I1≈0)(步骤ST204)。

在满足V1≥Vf+α、或者I1≈0的情况下(步骤ST204；“是”)，将第2变电站7的设定电压值设定为充分高的值(步骤ST205)，输出到第2变电站7(步骤ST209)。另一方面，在不满足V1≥Vf+α、或者I1≈0的情况下(步骤ST204；“否”)，取得模型信息储存部1中储存的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息(步骤ST206)，取得列车运转状态信息取得部6所取得的运转状态信息(步骤ST207)，进而，根据所取得的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息、运转状态信息、以及各第1变电站4的变电站电压以及变电站电流，计算第2变电站7的设定电压值(步骤ST208)，输出到第2变电站7(步骤ST209)。

然后，返回到步骤ST201的处理，反复实施步骤ST201～步骤ST209的处理。

通过实施上述处理，即使在再生车接近控制区间外的第1变电站4的周边而架线电压上升、无法将第1变电站4的变电站电压控制为固定电压值的情况下，也能够防止发生控制区间内的架线电压下降而控制区间外的架线电压变动、无法向在控制区间外行驶的列车供给所需的电力的情况。

如以上说明，根据实施方式2的直流馈电电压控制装置以及直流馈电电压控制系统，在探测到各第1变电站的变电站电压中的至少一方超过了固定电压值规定量以上、或者各第1变电站的变电站电流中的至少一方大致成为0的情况下，判断为第1变电站无法将变电站电压控制为固定电压值，以使第2变电站的变电站电压成为充分高的值的方式进行控制，所以即使在再生车接近控制区间外的第1变电站的周边而架线电压上升、无法将第1变电站的变电站电压控制为固定电压值的情况下，也能够防止发生控制区间内的架线电压下降而控制区间外的架线电压变动、无法向在控制区间外行驶的列车供给所需的电力的情况。

实施方式3.

在实施方式2中，对第1变电站具备再生逆变器、具有吸收向第1变电站的流入电流的功能(以下称为“电力再生功能”)的情况进行说明。

图7是示出实施方式3的直流馈电电压控制装置的动作例的图。另外，实施方式2的直流馈电电压控制装置的结构与实施方式1以及实施方式2的直流馈电电压控制装置相同，所以此处省略说明。

在第1变电站4具有电力再生功能的情况下，如图7所示，在再生车接近了控制区间外的第1变电站4的周边的情况下，通过第1变电站4吸收该再生车的再生电力，能够将第1变电站4的变电站电压控制为固定电压值。即，通过第1变电站4具有电力再生功能，即使在再生车接近了控制区间外的第1变电站4的周边的情况下，也与实施方式1同样地，不会受到在控制区间外在线的列车的位置、状况等所致的影响，能够仅使用在控制区间中在线的列车的位置、各列车的状况等来进行控制，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

如以上说明，根据实施方式3的直流馈电电压控制装置以及直流馈电电压控制系统，通过第1变电站具有电力再生功能，即使在再生车接近了控制区间外的第1变电站的周边的情况下，也与实施方式1同样地，不会受到在控制区间外在线的列车的位置、状况等所致的影响，能够仅使用在控制区间中在线的列车的位置、各列车的状况等来进行控制，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

实施方式4.

图8是示出实施方式4的直流馈电电压控制装置的一个结构例的图。另外，对与实施方式1～3相同或者等同的结构部附加相同符号，其详细的说明省略。

实施方式4的直流馈电电压控制装置100a除了在实施方式1中说明了的图1所示的结构以外，还具备：行驶曲线储存部8，储存在控制区间行驶的各列车的每一个的行驶曲线；以及列车运转状态信息预测部9，根据其行驶曲线，预测在控制区间行驶的各列车的位置、以及包括该列车是在动力运行中还是在再生中的各列车的运转状态。

第2变电站电压计算部5使用列车运转状态信息预测部9所预测的各列车的运转状态，补充列车运转状态信息取得部6所取得的运转状态信息，计算第2变电站7的设定电压值。通过像这样构成，即使在列车运转状态信息取得部6对运转状态信息的一部分的取得失败了的情况、所取得的运转状态信息异常的情况下，也能够使用补充了的运转状态信息，仅使用在控制区间上在线的列车的位置、各列车的状况等来控制第2变电站7的变电站电压，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

接下来，参照图1以及图12，对本实施方式的直流馈电电压控制装置100a中的直流馈电电压控制处理进行说明。图12是示出实施方式4的直流馈电电压控制装置中的直流馈电电压控制处理的一个例子的流程图。

第1变电站电压固定部3取得固定电压值储存部2中储存的各第1变电站4的固定电压值(步骤ST301)，将所取得的各第1变电站4的固定电压值分别输出到各第1变电站4(步骤ST302)。

列车运转状态信息预测部9从行驶曲线储存部8取得行驶曲线(步骤303)，将各列车的列车运转状态的预测信息输出到第2变电站电压计算部5(步骤304)。

第2变电站电压计算部5取得模型信息储存部1中储存的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息(步骤ST305)，取得列车运转状态信息取得部6所取得的运转状态信息(步骤ST306)，从列车运转状态信息预测部9取得运转状态预测信息(步骤ST307)，进而，从各第1变电站4取得各自的变电站电压以及变电站电流(步骤ST308)，根据所取得的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息、运转状态信息、运转状态预测信息、以及各第1变电站4的变电站电压以及变电站电流，计算第2变电站7的设定电压值(步骤ST309)，输出到第2变电站7(步骤ST310)。

然后，返回到步骤ST301的处理，反复实施步骤ST301～步骤ST310的处理。

通过实施上述处理，即使在列车运转状态信息取得部对运转状态信息的一部分的取得失败了的情况、所取得的运转状态信息是异常的情况下，也能够使用补充了的运转状态信息，仅使用在控制区间上在线的列车的位置、各列车的状况等来控制第2变电站的变电站电压，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

如以上说明，根据实施方式4的直流馈电电压控制装置以及直流馈电电压控制系统，除了在实施方式1中所说明的结构以外，还具备：行驶曲线储存部，储存在控制区间行驶的各列车的每一个的行驶曲线；以及列车运转状态信息预测部，根据其行驶曲线，预测在控制区间行驶的各列车的位置、以及包括该列车是在动力运行中还是在再生中的各列车的运转状态，使用列车运转状态信息预测部所预测的各列车的运转状态，补充列车运转状态信息取得部所取得的运转状态信息，控制第2变电站的变电站电压，所以即使在列车运转状态信息取得部对运转状态信息的一部分的取得失败了的情况、所取得的运转状态信息是异常的情况下，也能够使用补充了的运转状态信息，仅使用在控制区间上在线的列车的位置、各列车的状况等来控制第2变电站的变电站电压，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

实施方式5.

图13是示出实施方式5的直流馈电电压控制装置的一个结构例的图。另外，对与实施方式1～3相同或者等同的结构部附加相同符号，其详细的说明省略。

实施方式5的直流馈电电压控制装置100b除了在实施方式1中说明了的图1所示的结构以外，还具备控制区间决定部11，根据列车运转状态信息取得部6a所取得的运转状态信息，动态地决定包括固定变电站电压的第1变电站4和控制变电站电压的第2变电站7的控制区间。

模型信息储存部1a储存在1个路线或者跨越多个路线的规定区间行驶的各列车的每一个的列车模型信息、规定区间内的各变电站的每一个的变电站模型信息、以及规定区间的馈电网模型信息。

固定电压值储存部2a储存针对规定区间内的各变电站的每一个决定的变电站电压的固定电压值。

列车运转状态信息取得部6a取得包括在规定区间行驶的各列车的位置、以及包括该列车是在动力运行中还是在再生中的各列车的运转状态的运转状态信息。

在规定区间内，列车运转状态信息取得部6a无法正常地取得一部分的列车的运转状态信息的情况下，控制区间决定部11将该列车在线的变电站之间作为非控制区间，将非控制区间以外的区间、即能够取得在各变电站之间在线的全部列车的运转状态信息的区间作为控制区间。另外，即使在无法正常地取得运转状态信息的情况下，通过使用运行管理系统等，也能够容易地取得列车是否在各变电站之间在线的信息。

图14是示出由实施方式5的直流馈电电压控制装置中的控制区间决定部11所决定的控制区间的一个例子的图。在图14中，虚线所包围的列车是无法正常取得运转状态信息的列车。在该图14所示的例子中，将变电站A-D之间的列车作为成为运转状态信息取得对象的规定区间，由于无法正常地取得变电站C-D之间的列车的运转状态信息，所以将变电站C-D之间作为非控制区间，将能够取得全部列车的运转状态信息的变电站A-C之间作为控制区间。在该情况下，变电站A以及C被分配为第1变电站4，变电站B被分配为第2变电站7。通过这样动态地决定控制区间，即使在列车运转状态信息取得部6a对规定区间内的一部分的列车的运转状态信息的取得失败了的情况、所取得的运转状态信息是异常的情况下，也能够恰当地决定控制区间来控制第2变电站7的变电站电压，能够有效活用再生电力。

返回到图13，第1变电站电压固定部3a对由控制区间决定部11所分配的第1变电站4，输出控制区间固定电压值储存部2a中储存的固定电压值。

第2变电站电压计算部5a针对由控制区间决定部11分配的第2变电站7，根据模型信息储存部1中储存的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息、列车运转状态信息取得部6所取得的运转状态信息、以及各第1变电站4的变电站电压及变电站电流，计算并输出第2变电站7中的变电站电压的设定电压值。

接下来，参照图13以及图15，对本实施方式的直流馈电电压控制装置100b中的直流馈电电压控制处理进行说明。图15是示出实施方式5的直流馈电电压控制装置中的直流馈电电压控制处理的一个例子的流程图。

控制区间决定部11取得列车运转状态信息取得部6a所取得的运转状态信息(步骤ST401)，根据该运转状态信息，决定规定区间内的控制区间，分配第1变电站4以及第2变电站7，将该分配的信息分别输出到第1变电站电压固定部3a以及第2变电站电压固定部5a(步骤ST402)。

第1变电站电压固定部3a从控制区间决定部11取得第1变电站4的分配信息(步骤ST403)，取得固定电压值储存部2中储存的各第1变电站4的固定电压值(步骤ST404)，将所取得的各第1变电站4的固定电压值分别输出到各第1变电站4(步骤ST405)。

第2变电站电压计算部5a从控制区间决定部11取得第2变电站7的分配信息(步骤ST406)，取得模型信息储存部1中储存的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息(步骤ST407)，取得列车运转状态信息取得部6所取得的运转状态信息(步骤ST408)，进而，从各第1变电站4取得各自的变电站电压以及变电站电流(步骤ST409)，根据所取得的列车模型信息、变电站模型信息、馈电网模型信息、运转状态信息、以及各第1变电站4的变电站电压及变电站电流，计算第2变电站7的设定电压值(步骤ST410)，输出到第2变电站7(步骤ST411)。

然后，返回到步骤ST401的处理，反复实施步骤ST401～步骤ST411的处理。

通过实施上述处理，即使在列车运转状态信息取得部对运转状态信息的一部分的取得失败了的情况、所取得的运转状态信息是异常的情况下，也能够恰当地决定控制区间来控制第2变电站的变电站电压，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

如以上说明，根据实施方式5的直流馈电电压控制装置以及直流馈电电压控制系统，除了在实施方式1中说明的结构以外，还具备控制区间决定部，根据列车运转状态信息取得部所取得的运转状态信息，动态地决定包括固定变电站电压的第1变电站和控制变电站电压的第2变电站的控制区间，在列车运转状态信息取得部无法正常地取得1个路线、或者跨越多个路线的规定区间内的一部分的列车的运转状态信息的情况下，进行将该列车在线的变电站之间作为非控制区间、将非控制区间以外的区间作为控制区间的处理，所以即使在列车运转状态信息取得部对规定区间内的一部分的列车的运转状态信息的取得失败了的情况、所取得的运转状态信息是异常的情况下，也能够恰当地决定控制区间来控制第2变电站的变电站电压，不论路线、馈电网的规模如何都能够有效活用再生电力。

另外，针对上述实施方式5，当然也可以如在实施方式2中说明的那样，在探测到各第1变电站的变电站电压中的至少一方超过了固定电压值规定量以上、或者各第1变电站的变电站电流中的至少一方大致成为0的情况下，判断为第1变电站无法将变电站电压控制为固定电压值，以使第2变电站的变电站电压的成为充分高的值的方式进行控制，与实施方式2同样地，即使在再生车接近控制区间外的第1变电站的周边而架线电压上升、无法将第1变电站的变电站电压控制为固定电压值的情况下，也能够防止发生控制区间内的架线电压下降而控制区间外的架线电压变动、无法向在控制区间外行驶的列车供给所需的电力的情况。

另外，针对上述实施方式5，当然也可以如在实施方式3中说明的那样，第1变电站具有电力再生功能，即使在再生车接近了控制区间外的第1变电站的周边的情况下，与实施方式3同样地，能够不受到在控制区间外在线的列车的位置、状况等所致的影响，而仅使用在控制区间上在线的列车的位置、各列车的状况等来进行控制。

另外，以上的实施方式所示的结构是本发明的结构的一个例子，既能够与其它公知的技术组合，当然也能够在不脱离本发明的要旨的范围内将一部分省略等变更而构成。

Claims (12)

1.一种直流馈电电压控制装置，控制与电气铁路的直流电气化区间中的规定的控制区间内的变电站的架线连接的连接点的电压即变电站电压，其特征在于，具备：

模型信息储存部，储存在所述控制区间行驶的各列车的每一个的列车模型信息、所述各变电站的每一个的变电站模型信息、以及所述控制区间的馈电网模型信息；

固定电压值储存部，储存针对每个所述变电站而决定的所述变电站电压的固定电压值；

列车运转状态信息取得部，取得在所述控制区间行驶的各列车的位置、以及包括该列车是在动力运行中还是在再生中的各列车的运转状态信息；

第1变电站电压固定部，将所述固定电压值分别输出到位于所述控制区间的两端部的两个第1变电站；以及

第2变电站电压计算部，根据所述列车模型信息、所述变电站模型信息、所述馈电网模型信息、所述运转状态信息、以及所述第1变电站的所述变电站电压及从所述第1变电站流出到架线的变电站电流，计算位于两个所述第1变电站之间的至少1个第2变电站的所述变电站电压的设定电压值并输出到所述第2变电站。

2.根据权利要求1所述的直流馈电电压控制装置，其特征在于，

所述第2变电站电压计算部在探测到两个所述第1变电站中的至少一方无法将所述变电站电压控制为所述固定电压值的情况下，将所述设定电压值设定为充分高的值。

3.根据权利要求2所述的直流馈电电压控制装置，其特征在于，

所述第2变电站电压计算部在所述第1变电站的所述变电站电压超过了所述固定电压值规定量以上的情况下，判断为所述第1变电站无法将所述变电站电压控制为所述固定电压值。

4.根据权利要求2所述的直流馈电电压控制装置，其特征在于，

所述第2变电站电压计算部在所述第1变电站的所述变电站电流大致成为0的情况下，判断为所述第1变电站无法将所述变电站电压控制为所述固定电压值。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的直流馈电电压控制装置，其特征在于，还具备：

行驶曲线储存部，储存在所述控制区间行驶的各列车的每一个的行驶曲线；以及

列车运转状态信息预测部，根据所述行驶曲线，预测在所述控制区间行驶的各列车的位置、以及包括该列车是在动力运行中还是在再生中的各列车的运转状态，

所述第2变电站电压计算部使用所述列车运转状态信息预测部所预测的各列车的运转状态来补充所述运转状态信息，计算所述设定电压值。

6.一种直流馈电电压控制装置，控制与电气铁路的直流电气化区间中的规定区间内的变电站连接的架线的连接点的电压即变电站电压，其特征在于，具备：

模型信息储存部，储存在所述规定区间行驶的各列车的每一个的列车模型信息、所述各变电站的每一个的变电站模型信息、以及所述规定区间的馈电网模型信息；

固定电压值储存部，储存针对每个所述变电站而决定的所述变电站电压的固定电压值；

列车运转状态信息取得部，取得在所述规定区间行驶的各列车的位置、以及包括该列车是在动力运行中还是在再生中的各列车的运转状态信息；

控制区间决定部，根据所述运转状态信息，动态地决定所述规定区间内的控制区间；

第1变电站电压固定部，将所述固定电压值分别输出到位于所述控制区间的两端部的两个第1变电站；以及

第2变电站电压计算部，根据所述列车模型信息、所述变电站模型信息、所述馈电网模型信息、所述运转状态信息、以及所述第1变电站的所述变电站电压及从所述第1变电站流出到架线的变电站电流，计算位于两个所述第1变电站之间的至少1个第2变电站的所述变电站电压的设定电压值并输出到所述第2变电站。

7.根据权利要求6所述的直流馈电电压控制装置，其特征在于，

所述控制区间决定部将在所述规定区间内所述列车运转状态信息取得部无法取得所述运转状态信息的列车所存在的区间以外的区间决定为所述控制区间。

8.根据权利要求6所述的直流馈电电压控制装置，其特征在于，

所述第2变电站电压计算部在探测到两个所述第1变电站中的至少一方无法将所述变电站电压控制为所述固定电压值的情况下，将所述设定电压值设定为充分高的值。

9.根据权利要求8所述的直流馈电电压控制装置，其特征在于，

所述第2变电站电压计算部在所述第1变电站的所述变电站电压超过了所述固定电压值规定量以上的情况下，判断为所述第1变电站无法将所述变电站电压控制为所述固定电压值。

10.根据权利要求8所述的直流馈电电压控制装置，其特征在于，

所述第2变电站电压计算部在所述第1变电站的所述变电站电流大致成为0的情况下，判断为所述第1变电站无法将所述变电站电压控制为所述固定电压值。

11.一种直流馈电电压控制系统，其特征在于，包括：

权利要求1～10中的任意一项所述的直流馈电电压控制装置；

两个所述第1变电站；以及

至少1个所述第2变电站。

12.根据权利要求11所述的直流馈电电压控制系统，其特征在于，

所述第1变电站为了不使所述变电站电压超过所述固定电压值，吸收向该第1变电站的流入电流。