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Gebiet der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung, welche elektrische Einrichtungen, wie beispielsweise eine Klimaanlage, ein Beleuchtungssystem und ein Fahrstuhl, in einem Stationsgebäude (im Folgenden als ”Stationsgebäude-Einrichtungen” bezeichnet) unter Verwendung von sowohl einer Energie, welche von einem Wechselstromsystem zugeführt wird, als auch einer Energie, welche von einer Oberleitung zugeführt wird, mit Energie versorgt, und auf ein Verfahren zu deren Steuerung.
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Hintergrund
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In den jüngsten Jahren wird in einem Gleichstrom-Speisesystem, eine regenerative Energie, welche durch ein regeneratives Bremsen von einem Zug erzeugt wird, als eine Fahrkraft-Elektroenergie (engl.: power-running electric power) für weitere Züge über eine Oberleitung verwendet. Bei einem solchen Gleichstrom-Speisesystem wird eine überschüssige regenerative Energie periodisch in einer gleichen Energietransformationszone erzeugt, wenn die regenerative Energie die Fahrkraft-Elektroenergie übersteigt, und wird durch einen Energie-Regeneration-Inverter, welcher in einer Umspannstation installiert ist, wirksam wiedergenutzt.
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Es ist eine Technik offenbart, bei welcher, wenn die Versorgung einer frequenzbasierten kommerziellen Energie an eine Wechselstrom-Sammelschiene der Umspannstation für elektrische Eisenbahnen abgeriegelt ist, der Betrieb des Energie-Regeneration-Inverters gestoppt wird, und der Energie-Regeneration-Inverter als ein selbstanregender Inverter betrieben wird; und wobei eine Energie, welche von einer angrenzenden Gleichstrom-Umspannstation über das Gleichstrom-Speisesystem zugeführt wird, in eine Wechselstromenergie umgewandelt wird. Demgemäß wird die Notstromenergie an Stationsgebäude-Einrichtungen von einem Stationsgebäude über ein Hochspannungs- oder Höchstspannungs-Verteilungssystem zugeführt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung-Offenlegungsschrift Nr. S61-251437
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Die zuvor beschriebene herkömmliche Technik hat jedoch die folgenden Probleme. Die Notstromenergie wird den Stationsgebäude-Einrichtungen einer Mehrzahl von Stationsgebäuden über das Hochspannungs- oder Höchstspannungs-Verteilungssystem zugeführt, indem der Energie-Regeneration-Inverter in der Umspannstation von elektrischen Eisenbahnen als der selbstanregende Inverter betrieben wird, wenn die Stationsgebäude mit der Notstromenergie versorgt werden. Daher sind Installation und Handhabung davon schwierig. Ferner ist es schwierig, jedes Stationsgebäude mit der jeweils erforderlichen Energiemenge zu versorgen.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der zuvor genannten Probleme gemacht. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung bereitzustellen, deren Installation und Handhabung einfach sind, und welche sowohl zur wirksamen Verwendung von überschüssiger regenerativer Energie als auch zur Zuführung von Notstromenergie an das Stationsgebäude gemäß der für jedes Stationsgebäude erforderlichen Energiemenge in der Lage ist, als auch ein Verfahren zum Steuern dieser Vorrichtung bereitzustellen.
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Lösung des Problems
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Um das Problem zu lösen und die zuvor beschriebene Aufgabe zu erzielen, ist eine Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt, welche in jedem von Stationsgebäuden von elektrischen Eisenbahnen bereitgestellt ist und Stationsgebäude-Einrichtungen in jedem der Stationsgebäude mit einer Niederspannungs-Wechselstromenergie versorgt. Die Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung umfasst: einen regenerativen Modus, in welchem, wenn eine regenerative Energie, welche durch einen Zug regeneriert wird und einer Oberleitung zugeführt wird, überschüssig wird, die über die Oberleitung zugeführte überschüssige regenerative Energie und eine von einer Hochspannungs-Verteilungsleitung zugeführte Energie gemeinsam verwendet werden, um somit die Niederspannungs-Wechselstromenergie in Ansprechen auf einen Bedarf eines normalen Energieverbrauchs von dem Stationsgebäude zuzuführen; und einen Bereitschaft-Energieversorgungsmodus, in welchem die Niederspannungs-Wechselstromenergie in Ansprechen auf einen Bedarf an Notstromenergie des Stationsgebäudes unter Verwendung einer von der Oberleitung zugeführten Energie zugeführt wird, sobald ein Energieausfall der Hochspannungs-Verteilungsleitung auftritt.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Eisenbahnstation sowohl zur wirksamen Verwendung einer überschüssigen regenerativen Energie in der Lage, als auch in der Lage, gemäß des benötigen Bedarfs an Energie, welche für jedes Stationsgebäude erforderlich ist, mit Notstromenergie versorgt zu werden, bei einfacher Installation und Handhabung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist ein Schaubild, in welchem ein Anwendungsbeispiel einer Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dargestellt ist.
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2 zeigt Schaubilder, welche Betriebsmodi der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellen.
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3 zeigt ein Schaubild, in welchem ein Konfigurationsbeispiel der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform dargestellt ist.
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4 zeigt ein Steuer-Ablaufdiagramm, in welchem ein Beispiel eines Steuerablaufes der in 3 dargestellten Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung dargestellt ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden werden eine Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung und ein Steuerverfahren hierfür gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen eingeschränkt.
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Ausführungsformen
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1 zeigt ein Schaubild, in welchem ein Anwendungsbeispiel einer Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dargestellt ist. Wie in 1 dargestellt, ist eine Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform in jedem Stationsgebäude 2 installiert, und ist dazu ausgebildet, elektrische Einrichtungen 3-1, 3-2, ..., 3-n, wie beispielsweise eine Klimaanlage, ein Beleuchtungssystem und ein Fahrstuhl, in einem Stationsumfeld (im Folgenden ”Stationsgebäude-Einrichtungen 3”) mit einer Niederspannungs-Wechselstromenergie (hier ein AC210 V System) zu versorgen.
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Hochspannungs-Wechselstromenergie (hier ein AC6600 V System) wird von einer Umspannstation 4 über eine Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 zugeführt; wird durch einen Transformator 6, welcher in einem Station-Elektroraum (nicht dargestellt) und dergleichen in dem Stationsgebäude 2 installiert ist, auf die Niederspannungs-Wechselstromenergie (hier das AC210 V System) transformiert; und wird der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform zugeführt. Es wird ebenso eine Gleichstromenergie (hier ein DC1500 V System) von der Umspannstation 4 oder einem Zug 7 über eine Oberleitung 8 an die Stationsgebäude-Energieversorungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform zugeführt.
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Die Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform umfasst: eine Energieumwandlungseinheit 9, welche die von der Oberleitung 8 zugeführte Gleichstromenergie in die Niederspannungs-Wechselstromenergie (hier das AC210 V System) umwandelt, um den Stationsgebäude-Einrichtungen 3 zugeführt zu werden; einen ersten Schalter 10, welcher die Zufuhr der Niederspannungs-Wechselstromenergie von der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 über den Transformator 6 an die Stationsgebäude-Einrichtungen 3 einschaltet oder ausschaltet; einen zweiten Schalter 11, welcher die Zufuhr der Niederspannungs-Wechselstromenergie von der Oberleitung 8 über die Energieumwandlungseinheit 9 an die Stationsgebäude-Einrichtungen 3 einschaltet oder ausschaltet; und eine Steuereinheit 12, welche die Energieumwandlungseinheit 9, den ersten Schalter 10 und den zweiten Schalter 11 steuert.
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2 zeigt Schaubilder, welche Betriebsmodi der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellen. Die Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform hat einen regenerativen Modus, wie in 2(a) dargestellt, und einen Bereitschafts-Energieversorgungsmodus, wie in 2(b) dargestellt, als die Betriebsmodi.
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In dem in 2(a) dargestellten regenerativen Modus stellt die Steuereinheit 12 den ersten Schalter 10 und den zweiten Schalter 11 in einen eingeschalteten Zustand ein. Der regenerative Modus wird betrieben, wenn die regenerative Energie des Zuges 7, welcher in der gleichen Energietransformationszone fährt, eine Fahrkraft-Elektroenergie im Verlaufe einer normalen Betriebssituation, bei welcher kein Energieausfall oder dergleichen von der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 auftritt, übersteigt. In diesem Fall werden sowohl die überschüssige regenerative Energie, welche über die Oberleitung 8 zugeführt wird, als auch die Energie, welche von der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 zugeführt wird, gemeinsam verwendet, um die Stationsgebäude-Einrichtungen 3 mit Niederspannungs-Wechselstromenergie entsprechend eines Bedarfs an Energieverbrauch, welcher normalerweise in dem Stationsgebäude 2 verbraucht wird, zu versorgen. Daher wird die überschüssige regenerative Energie wirksam verwendet. Demgemäß steuert die Steuereinheit 12 im regenerativen Modus die Energieumwandlungseinheit 9 derart, dass sie eine Niederspannungs-Wechselstromenergie erzeugt, welche einem Teil des Bedarfs an normalem Energieverbrauch entspricht, gemäß der überschüssigen regenerativen Energie.
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Bei dem in 2(b) dargestellten Bereitschaft-Energieversorgungsmodus stellt die Steuereinheit 12 den ersten Schalter 10 in einen ausgeschalteten Zustand ein und stellt sie den zweiten Schalter 11 in den eingeschalteten Zustand ein. Im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus wird, wenn die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 an Energie verliert, die elektrische Energie von der Oberleitung 8 dazu verwendet, die Stationsgebäude-Einrichtungen 3 mit der Niederspannungs-Wechselstromenergie entsprechend eines Bedarfs an Notstromenergie zu versorgen, welche beim Energieausfall der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 minimal im Stationsgebäude 2 erforderlich ist. Demgemäß wirkt der Bereitschaft-Energieversorgungsmodus als Notstromenergie. Daher steuert die Steuereinheit 12 die Energieumwandlungseinheit 9 im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus derart, dass sie die Niederspannungs-Wechselstromenergie entsprechend des gesamten zuvor beschriebenen Bedarfs an Notstromenergie kontinuierlich erzeugt.
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Gemäß der Ausführungsform ist die Energieumwandlungseinheit 9 zumindest derart konfiguriert, dass sie dazu in der Lage ist, die überschüssige regenerative Energie des Zugs 7, welche periodisch im regenerativen Modus erzeugt wird, wirksam zu verwenden; und dazu in der Lage ist, die Niederspannungs-Wechselstromenergie entsprechend des zuvor beschriebenen gesamten Bedarfs an Notstromenergie im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus kontinuierlich zu erzeugen. Es wird hier beispielsweise angenommen, dass die Energieumwandlungseinheit 9 im regenerativen Modus 30 Sekunden lang 200 Kilowatt liefern kann und im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus kontinuierlich 50 Kilowatt erzeugen kann. Indem die Energieumwandlungseinheit 9 auf diese Art und Weise konfiguriert wird, kann die Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform wenigstens derart konfiguriert sein, dass sie sowohl den regenerativen Modus als auch den Bereitschaft-Energieversorgungsmodus umfasst.
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3 zeigt ein Schaubild, in welchem ein Konfigurationsbeispiel der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform dargestellt ist. In dem in 3 dargestellten Beispiel umfasst die Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 eine Oberleitungspannung-Erfassungseinheit 13, welche eine Oberleitungspannung erfasst, und eine Transformator-Ausgangsspannung-Erfassungseinheit 14, welche eine Ausgangspannung des Transformators 6 erfasst, zusätzlich zu der Energieumwandlungseinheit 9, den ersten Schalter 10, den zweiten Schalter 11 und die Steuereinheit 12, wie zuvor beschrieben. Die Energieumwandlungseinheit 9 umfasst einen Inverter 15, welcher die von der Oberleitung 8 zugeführte Gleichstromenergie in eine Wechselstromenergie umwandelt, und einen Transformator 16, welcher eine Ausgabe des Inverters 15 in eine Niederspannungs-Wechselstromenergie (hier das AC210 V System), welche den Stationsgebäude-Einrichtungen 3 zuzuführen ist, umwandelt.
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In dem in 3 dargestellten Beispiel bestimmt die Steuereinheit 12, wenn die Oberleitungspannung, welche durch die Oberleitungspannung-Erfassungseinheit 13 erfasst wird, einen vorbestimmten Spannungs-Schwellwert (beispielsweise eine Gleichspannung von 1700 V) im Verlaufe des Betriebes im regenerativen Modus übersteigt, dass die überschüssige regenerative Energie erzeugt wird, so dass der Antrieb des Inverters 15 gesteuert wird. Die Steuereinheit 12 umfasst eine Steuersoftware zum Steuern des Inverters 15 im regenerativen Modus und führt eine Steuerung des Inverters 15 durch. Es ist zu erwähnen, dass das Verfahren zum Erfassen der Erzeugung von der überschüssigen regenerativen Energie nicht auf das zuvor beschriebene Verfahren eingeschränkt ist, und dass das zuvor beschriebene Verfahren zum Erfassen der Erzeugung der überschüssigen regenerativen Energie die vorliegende Erfindung nicht einschränkt.
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Ferner wird bei dem in 3 dargestellten Beispiel, wenn die Energiezufuhr von der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 im Verlaufe des Betriebes im regenerativen Modus abgesperrt ist, ein Individuell-Betrieb-Erfassungssignal, welches anzeigt, dass die Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 individuell arbeitet, der Steuereinheit 12 eingegeben. Nach Eingabe des Individuell-Betrieb-Erfassungssignals bestimmt die Steuereinheit 12, dass die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 einen Energieverlust aufweist, und beendet die Antriebssteuerung des Inverters 15 durch die Steuersoftware für den regenerativen Modus und deaktiviert die Energieumwandlungseinheit 9. Es ist zu erwähnen, dass das Verfahren um zu erfassen, dass die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 einen Energieverlust hat, nicht auf das vorbeschriebene Verfahren eingeschränkt ist, und dass das Verfahren zum Erfassen des Energieausfalls der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 nicht die vorliegende Erfindung einschränkt.
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Bei dem in 3 gezeigten Beispiel bestimmt die Steuereinheit 12, wenn die Ausgangsspannung des Transformators 6, welche durch die Transformator-Ausgangsspannung-Erfassungseinheit 14 erfasst wird, im Verlaufe des Betriebes im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus einen vorbestimmten Spannungswert (beispielsweise 210 V Wechselspannung) annimmt, dass sich die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 von einem Energieausfall erholt hat, und steuert den Antrieb des Inverters 15. Die Steuereinheit 12 umfasst eine Steuersoftware, welche den Inverter 15 entsprechend dem Bereitschaft-Energieversorgungsmodus steuert, und steuert den Antrieb des Inverters 15 im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus durch die Steuersoftware für den Bereitschaft-Energieversorgungsmodus. Es ist zu erwähnen, dass das Verfahren zum Erfassen, dass sich die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 vom Energieausfall erholt hat, nicht auf das zuvor beschriebene Verfahren eingeschränkt ist, und dass das Verfahren zum Erfassen, dass sich die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 von einem Energieverlust erholt hat, die vorliegende Erfindung nicht einschränkt.
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Als Nächstes wird ein Steuerverfahren der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform beschrieben. Es wird ein Steuerbeispiel der in 3 dargestellten Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 zeigt ein Steuer-Ablaufdiagramm, in welchem ein Beispiel eines Steuerablaufs der in 3 dargestellten Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung dargestellt ist.
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Bei einem in 4 dargestellten Steuerablauf werden der erste Schalter 10 und der zweite Schalter 11 im eingeschalteten Zustand gesteuert; und wird der Inverter 15 in einem Betriebszustand im regenerativen Modus eingestellt, antriebsgesteuert durch die Steuersoftware für den regenerativen Modus als Anfangszustand.
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Während des Betriebes im regenerativen Modus überwacht die Steuereinheit 12 das Individual-Betrieb-Erfassungssignal, um somit zu bestimmen, ob die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 Energie verloren hat (Schritt ST101). Die Steuereinheit 12 führt den Ablauf bei Schritt ST101 wiederholt durch und bestimmt, dass die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 keine Energie verloren hat (NEIN bei Schritt ST101), bis das Individual-Betrieb-Erfassungssignal eingegeben wird. Bei Eingabe des Individual-Betrieb-Erfassungssignals, bestimmt die Steuereinheit 12, dass die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 Energie verloren hat (JA bei Schritt ST101) und beendet die Antriebssteuerung des Inverters 15 durch die Steuersoftware für den regenerativen Modus, wodurch die Energieumwandlungseinheit 9 deaktiviert wird (Schritt ST102). Demgemäß wird der Betrieb im regenerativen Modus von der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 beendet.
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Nachfolgend schaltet die Steuereinheit 12 den ersten Schalter 10 aus (Schritt ST103) und schaltet die Steuersoftware des Inverters 15 von der Steuersoftware für den regenerativen Modus auf die Steuersoftware für den Bereitschaft-Energieversorgungsmodus um (Schritt ST104). Die Steuereinheit 12 beginnt eine Antriebssteuerung des Inverters 15 durch die Steuersoftware für den Bereitschaft-Energieversorgungsmodus, um somit die Energieumwandlungseinheit 9 zu aktivieren (ST105). Demgemäß beginnt der Betrieb im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1. Wenn der erste Schalter 10 ausgeschaltet wird, ohne dass die Energieumwandlungseinheit 9 deaktiviert wird, kann in der Energieumwandlungseinheit 9 ein hoher Überlaststrom fließen, wenn der erste Schalter 10 ausgeschaltet wird, und zwar in Abhängigkeit von einem Energieverlustzustand der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5.
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Daher wird die Energieumwandlungseinheit 9 vor dem Ausschalten des ersten Schalters 10 deaktiviert, wodurch verhindert wird, dass ein hoher Überlaststrom in der Energieumwandlungseinheit 9 fließt, wenn der erste Schalter 10 ausgeschaltet wird.
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Während des Betriebes im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus überwacht die Steuereinheit 12 die Ausgangsspannung des Transformators 6, um somit zu bestimmen, ob sich die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 von einem Energieausfall erholt hat (Schritt ST106). Die Steuereinheit 12 führt den Ablauf bei Schritt ST106 wiederholt durch, wenn bestimmt wird, dass sich die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 nicht vom Energieausfall erholt hat (NEIN bei Schritt ST106). Wenn die Ausgangsspannung des Transformators 6 einen vorbestimmten Spannungswert (beispielsweise 210 Volt Wechselspannung) annimmt, bestimmt die Steuereinheit 12, dass sich die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 von einem Energieausfall erholt hat (JA bei Schritt ST106), und beendet die Antriebssteuerung des Inverters 15 durch die Steuersoftware für den Bereitschaft-Energieversorgungsmodus, wodurch die Energieumwandlungseinheit 9 deaktiviert wird (Schritt ST107). Somit wird der Betrieb im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus von der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1 beendet.
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Nachfolgend schaltet die Steuereinheit 12 den zweiten Schalter 11 aus (Schritt ST108) und schaltet dann den ersten Schalter 10 ein (Schritt ST109). Wenn der erste Schalter 10 eingeschaltet wird, ohne dass der zweite Schalter 11 ausgeschaltet ist, fließt die Energie, welche über den Transformator 6 von der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 zuzuführen ist, in die Energieumwandlungseinheit 9 zurück. Daher wird der zweite Schalter 11 ausgeschaltet bevor der erste Schalter 10 eingeschaltet wird, um zu verhindern, dass die Energie, welche über den Transformator 6 an die Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 zuzuführen ist, über die Energieumwandlungseinheit 9 zurückfließt.
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Nachfolgend schaltet die Steuereinheit 12 die Steuersoftware des Inverters 15 von der Steuersoftware für den Bereitschaft-Energieversorgungsmodus auf die Steuersoftware für den regenerativen Modus um (Schritt ST110). Die Steuereinheit 12 beginnt eine Antriebssteuerung des Inverters 15 durch die Steuersoftware für den regenerativen Modus, um die Energieumwandlungseinheit 9 zu aktivieren (Schritt ST111); schaltet den zweiten Schalter 11 ein (Schritt ST112); und führt den Ablauf zurück auf Schritt ST101. Demgemäß beginnt der Betrieb im regenerativen Modus der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung 1. Wenn der zweite Schalter 11 eingeschaltet wird bevor die Antriebssteuerung des Inverters 15 durch die Steuersoftware für den regenerativen Modus beginnt, fließt Energie, welche über den Transformator 6 von der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 zuzuführen ist, über die Energieumwandlungseinheit 9 zurück. Daher beginnt die Antriebssteuerung des Inverters 15 durch die Steuersoftware für den regenerativen Modus bevor der zweite Schalter 11 eingeschaltet wird, wodurch verhindert wird, dass die Energie, welche über den Transformator 6 von der Hochspannungs-Verteilungsleitung 5 zuzuführen ist, über die Energieumwandlungseinheit 9 zurückfließt.
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Wie zuvor beschrieben, ist die Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform bei jedem Stationsgebäude bereitgestellt und versorgt die Stationsgebäude-Einrichtungen mit der Niederspannungs-Wechselstromenergie. Die Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung realisiert die folgenden Modi: Den regenerativen Modus, bei welchem die Niederspannungs-Wechselstromenergie entsprechend des Bedarfs eines normalen Energieverbrauchs, welcher normalerweise im Stationsgebäude verbraucht wird, den Stationsgebäude-Einrichtungen zugeführt wird, indem sowohl die überschüssige regenerative Energie, welche über die Oberleitung zugeführt wird, als auch die Energie, welche von der Hochspannungs-Verteilungsleitung zugeführt wird, verwendet werden, wenn die regenerative Energie, welche vom Zug an die Oberleitung regeneriert wird, überschüssig ist; und den Bereitschaft-Energieversorgungsmodus, bei welchem die Niederspannungs-Wechselstromenergie, welche dem Bedarf an Notstromenergie entspricht, welche durch das Stationsgebäude minimal erforderlich ist, wenn die Hochspannungs-Verteilungsleitung abgesperrt ist, den Stationsgebäude-Einrichtungen zugeführt wird, indem eine Energie, welche von der Oberleitung zugeführt wird, verwendet wird, wenn die Hochspannungs-Verteilungsleitung abgesperrt ist. Demgemäß ist die Konfiguration gemäß der Ausführungsform einfacher zu installieren und zu betreiben als jene Konfiguration, bei welcher, wenn dem Stationsgebäude die Notstromenergie zugeführt wird, der Energie-Regeneration-Inverter in der Umspannstation als ein selbstanregender Inverter betrieben wird und eine Notstromenergie an eine Mehrzahl von Stationsgebäuden über das Hochspannungs- oder Höchstspannung-Verteilungssystem zuführt. Ferner ist der Konfigurationszustand der Energieumwandlungseinheit auf die minimale Konfiguration eingestellt, welche die Niederspannungs-Wechselstromenergie entsprechend des gesamten Bedarfs an Notstromenergie im Bereitschaft-Energieversorgungsmodus kontinuierlich erzeugen kann, während die überschüssige regenerative Energie des Zuges, welche im regenerativen Modus periodisch erzeugt wird, wirksam gebraucht wird. Daher kann die Konfiguration der Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung eine minimale Konfiguration sein, welche sowohl den regenerativen Modus als auch den Bereitschaft-Energieversorgungsmodus realisieren kann. Somit basiert diese Konfiguration auf dem Bedarf an Energie, welche für jedes Stationsgebäude erforderlich ist, und kann sowohl die wirksame Nutzung der überschüssigen regenerativen Energie als auch die Zufuhr von Notstromenergie an das Stationsgebäude bereitstellen.
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Gemäß dem Steuerverfahren für die Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung der Ausführungsform wird, wenn die Hochspannungs-Verteilungsleitung an Energie verliert, die Energieumwandlungseinheit deaktiviert bevor der erste Schalter ausgeschaltet wird. Somit kann verhindert werden, dass ein hoher Überlaststrom in die Energieumwandlungseinheit fließt, wenn der erste Schalter ausgeschaltet wird.
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Sobald sich die Hochspannungs-Verteilungsleitung von einem Energieausfall erholt hat, wird der zweite Schalter ausgeschaltet bevor der erste Schalter eingeschaltet wird; und wenn der Betrieb im regenerativen Modus begonnen wird, wird die Antriebssteuerung des Inverters durch die Steuersoftware für den regenerativen Modus begonnen bevor der zweite Schalter eingeschaltet wird, wodurch die Energieumwandlungseinheit aktiviert wird. Demgemäß kann verhindert werden, dass Energie, welche von der Hochspannungs-Verteilungsleitung über den Transformator zuzuführen ist, in die Energieumwandlungseinheit zurückfließt, nachdem sich die Hochspannungs-Verteilungsleitung von einem Energieverlust erholt hat.
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Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wurde jenes Beispiel beschrieben, bei welchem die Steuereinheit einen Energieausfall der Hochspannungs-Verteilungsleitung erfasst oder erfasst, dass sich die Hochspannungs-Verteilungsleitung von einem Energieausfall erholt hat, so dass die Deaktivierung bzw. Aktivierung der Energieumwandlungseinheit, das Umschalten der Steuersoftware des Inverters, und das Einschalten bzw. Ausschalten des ersten und zweiten Schalters automatisch ausgeführt werden. Jedoch können die in 4 dargestellten Schritte manuell durchgeführt werden, indem ein Schalter oder dergleichen, welcher an einer Überwachungskontrolltafel oder dergleichen (nicht dargestellt) bereitgestellt ist, bedient wird. In diesem Fall wird vorausgesetzt, dass der zweite Schalter ausgeschaltet wird nachdem die Energieumwandlungseinheit bei Schritt ST102 deaktiviert ist und bevor der erste Schalter bei Schritt ST103 ausgeschaltet wird; und der zweite Schalter eingeschaltet wird, nachdem die Energieumwandlungseinheit bei Schritt ST105 aktiviert ist. Dann kann Sicherheit sichergestellt werden, wenn der erste Schalter bei Schritt ST103 ausgeschaltet wird.
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Die in der zuvor genannten Ausführungsform beschriebene Konfiguration ist lediglich ein Beispiel der Konfiguration der vorliegenden Erfindung, und es ist möglich, die Konfiguration mit weiteren allgemein bekannten Techniken zu kombinieren. Es erübrigt sich zu erwähnen, dass die vorliegende Erfindung modifiziert werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, indem zum Beispiel ein Teil hiervon ausgelassen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stationsgebäude-Energieversorgungsvorrichtung
- 2
- Stationsgebäude
- 3, 3-1, 3-2, ... 3-n
- Stationsgebäude-Einrichtung
- 4
- Umspannstation
- 5
- Hochspannungs-Verteilungsleitung
- 6
- Transformator
- 7
- Zug
- 8
- Oberleitung
- 9
- Energieumwandlungseinheit
- 10
- erster Schalter
- 11
- zweiter Schalter
- 12
- Steuereinheit
- 13
- Oberleitungspannung-Erfassungseinheit
- 14
- Transformator-Ausgangsspannung-Erfassungseinheit
- 15
- Inverter
- 16
- Transformator
