JP2015030406A - き電システム及び電力供給方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】異なる電気方式の路線で同時に生じた回生電力を有効活用する。【解決手段】き電システムは、第1のき電回路1に接続された第1の電力変換器7と、第1のき電回路1と異なる電気方式の第2のき電回路2に接続された第2の電力変換器8と、第1の電力変換器7と第2の電力変換器8とに並列に接続された蓄電装置9と、第1の電力変換器7から蓄電装置9に出力される電流を第1の電流指令により制御し、第2の電力変換器8から蓄電装置9に出力される電流を第2の電流指令により制御する電力管理装置10と、を備え、電力管理装置10は、第1のき電回路1のき電電圧13と蓄電装置9の充電率12とから第1の電流指令を決定し、第2のき電回路2のき電電圧14と蓄電装置9の充電率12とから第2の電流指令を決定する。【選択図】図1
Description
本発明は、き電システム及び電力供給方法に関し、蓄電型回生吸収システムを備えたき電システム及び電力供給方法に適用して好適なるものである。
近年のエネルギー環境問題の深刻化から、鉄道の省エネ技術が重要視されている。省エネ技術のうち、列車の制動時に発生する回生電力を有効活用する技術が注目されている。列車の制動時に発生する回生電力は、架線を通じ、力行中の列車に供給される。一方、制動時に力行中の列車が不在の場合には、回生電力を利用することができない。このため、蓄電装置を活用して、常時、回生電力を有効活用することが可能な蓄電型回生吸収システムが導入されている。
蓄電装置を用いた蓄電型回生吸収システムでは、電力変換装置による蓄電装置への充放電を制御することにより、回生電力の有効活用を実現している。具体的に、列車の制動時に発生した回生電力を一時的に蓄電装置に充電し、列車が力行する際に蓄電装置から放電することにより回生電力を利用している。一方、蓄電装置導入時のコスト削減の観点から、蓄電型回生吸収システムを複数の路線で共有することにより、コストに対する導入効果を向上させることが求められている。
特許文献1では、交流電気鉄道と直流電気鉄道が並行している区間において、交流電気鉄道と直流電気鉄道との間で電力を相互に融通する技術が開示されている。しかし、特許文献1では、交流側の電力を一度直流き電の電圧に変換し、さらに、蓄電装置の電圧に変換する必要がある。このため、交流路線に対して電力を充放電する場合に、二重に電力を変換しなければならず、電力変換による損失が大きいという問題があった。
また、特許文献2では、2つの電力変換器と蓄電装置を用いて受電系統の異なる2つのき電用変電所からのき電区間に対して、並列き電を行う技術が開示されている。しかし、特許文献2では、2つの電力変換器は路線間の負荷を均衡にするために設けられており、2つの路線で同時に回生電力が発生した場合に、この回生電力を吸収することができないという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、異なる電気方式の路線で同時間帯に生じた回生電力を有効活用することが可能なき電システム及び電力供給方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するために本発明においては、第1のき電回路に接続された第1の電力変換器と、前記第1のき電回路と異なる電気方式の第2のき電回路に接続された第2の電力変換器と、前記第1の電力変換器と前記第2の電力変換器とに並列に接続された蓄電装置と、前記第1の電力変換器から前記蓄電装置に出力される第1の電流を第1の電流指令により制御し、前記第2の電力変換器から前記蓄電装置に出力される第2の電流を第2の電流指令により制御する電力管理装置と、を備え、前記電力管理装置は、前記第1のき電回路のき電電圧、及び前記第1のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第1の目標電圧に基づいて前記第1の電流指令を決定し、前記第2のき電回路のき電電圧、及び前記第2のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第2の目標電圧に基づいて前記第2の電流指令を決定することを特徴とする、鉄道き電システムが提供される。
かかる構成によれば、鉄道き電システムにおいて、電力管理装置は、第1のき電回路のき電電圧、及び前記第1のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第1の目標電圧に基づいて前記第1の電流指令を決定し、電力管理装置が、第2のき電回路のき電電圧、及び前記第2のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第2の目標電圧に基づいて前記第2の電流指令を決定し、前記第1の電力変換器から前記蓄電装置に出力される第1の電流を前記第1の電流指令により制御し、前記第2の電力変換器から前記蓄電装置に出力される第2の電流を前記第2の電流指令により制御する。これにより、2つの路線の架線電圧を監視し、電力変換器を通過する電流を協調制御することで、異なる電気方式の路線で同時に生じた回生電力をそれぞれ1回の電力変換で蓄電装置に充電可能とすることができる。
本発明によれば、異なる電気方式の路線で同時間帯に生じた回生電力を有効活用して、蓄電型回生吸収システム導入による消費エネルギー削減効果を向上する。
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)第1の実施の形態
(1−1)き電システムの構成
まず、図1を参照して、本実施の形態にかかるき電システムの構成について説明する。図1に示すように、き電システムは、第1の路線のき電線1と、第2の路線のき電線2と、電気車a3と、電気車b4と、電力変換装置a7と、電力変換装置b8、蓄電装置9及び電力管理システム10から構成される。
(1−1)き電システムの構成
まず、図1を参照して、本実施の形態にかかるき電システムの構成について説明する。図1に示すように、き電システムは、第1の路線のき電線1と、第2の路線のき電線2と、電気車a3と、電気車b4と、電力変換装置a7と、電力変換装置b8、蓄電装置9及び電力管理システム10から構成される。
き電線a1は、第1の路線を走行する電気車a3に接続される。電気車a3が力行する際にき電線a1から電気車a3に電力が供給され、回生する際に電気車a3からき電線a1に電力が供給される。
き電線b2は、第2の路線を走行する電気車b4に接続される。電気車b4が力行する際にき電線b2から電気車b4に電力が供給され、回生する際に電気車b4からき電線b2に電力が供給される。
蓄電装置9は、電力を充電したり放電したりする蓄電池であり、電力変換装置a7を介してき電線a1に接続され、電力変換装置b8を介してき電線b2に接続される。つまり、蓄電池9は、電力変換器である電力変換装置a7と電力変換装置b8とに並列に接続される。
電力管理システム10は、電力変換装置a7、電力変換装置b8及び蓄電装置9を制御する装置である。具体的に、電力管理システム10は、電力変換装置a7のき電線a1電圧情報13と、電力変換装置b8のき電線b2電圧情報14と、蓄電装置9の充電率12に基づいて、電力変換装置a7に対する電流指令aIt1*と電力変換装置b8に対する電流指令aIt2*を出力する。
電力変換装置a7は、電力管理システム10から出力された電流指令aIt1*に基づいて、き電線a1から蓄電装置9側に向けて流れる電流を制御する。
電力変換装置b8は、電力管理システム10から出力された電流指令aIt2*に基づいて、き電線b2から蓄電装置9側に向けて流れる電流を制御する。
電力変換器a7および電力変換器b8は、接続されているき電線の電気方式に応じて、昇降圧チョッパまたはAC/DCコンバータを用いて電力を変換する。
また、蓄電装置9としては、二次電池、電気二重層キャパシタ、あるいはフライホイールなどを例示できる。
(1−2)電力管理システムの構成
次に、図2を参照して、電力管理システム10の構成を説明する。電力管理システム10は、目標電圧決定装置a20、目標電流決定装置a22、目標電圧決定装置b21、目標電流決定装置b23及びリミッタ28から構成される。
次に、図2を参照して、電力管理システム10の構成を説明する。電力管理システム10は、目標電圧決定装置a20、目標電流決定装置a22、目標電圧決定装置b21、目標電流決定装置b23及びリミッタ28から構成される。
目標電圧決定装置a20は、電力変換装置a7の電圧情報13及び蓄電装置9の充電率12を入力とし、目標架線電圧a2022を出力する。目標電圧決定装置b21は、電力変換装置b8の電圧情報14及び蓄電装置09の充電率12を入力とし、目標架線電圧b2123を出力する。
目標電流決定装置a22は、電力変換装置a7の電圧情報13と目標電圧決定装置a20から出力された目標架線電圧a2022を入力とし、電圧情報13と目標架線電圧a2022の差分に応じた比例積分制御により架線目標電流aIt1を出力する。同様に、目標電流決定装置b23は、電力変換装置b8の電圧情報14と目標電圧決定装置b21から出力された目標架線電圧b2123を入力とし、電圧情報14と目標架線電圧a2022の差分に応じた比例積分制御により架線目標電流bIt2を出力する。以降の説明では、架線目標電流aIt1、架線目標電流bIt2がともに蓄電装置9側に流れる場合を正とする。
リミッタ28は、架線目標電流aIt1及び架線目標電流bIt2を入力とし、電流指令aIt1*及びbIt2*を出力する。
目標電圧決定装置a20は、図3に示すように、横軸を充電率、縦軸を架線電圧とする電圧マップに基づいて、架線電圧が流入開始電圧203と流出開始電圧204の間に収まるように目標架線電圧a2022を決定する。流入開始電圧203と流出開始電圧204は各々、目標電圧である目標架線電圧を決定する際の基準電圧となるものである。
例えば、電圧情報13が、流入開始電圧203よりも高い場合、流入開始電圧203を目標架線電圧a2022として出力する。また、電圧情報13が、流出開始電圧204よりも低い場合、流出開始電圧204を目標架線電圧a2022として出力する。また、電圧情報13が、流入開始電圧203より低く、流出開始電圧204より高い場合には、電圧情報13を目標架線電圧a2022として出力する。
また、蓄電装置9の過充電を防ぐために、流入開始電圧203は、充電率の高い領域では充電率の上昇と共に増加する特性として設定する。また、蓄電装置9の過放電を防ぐために、流出開始電圧204は充電率の低い領域では充電率の低下と共に減少する特性として設定する。このように、基準電圧となる流入開始電圧203または流出開始電圧204に対する電圧情報13の偏差、及び充電率に基づいて目標架線電圧a2022を算出できる。
目標電圧決定装置b21は、目標電圧決定装置a20と同様に、図3に示す電圧マップに基づいて、架線電圧が流入開始電圧203と流出開始電圧204の間に収まるように目標電圧2123を出力する。
次に、図4を参照して、リミッタ28の動作について説明する。図4に示すように、リミッタ28は、まず、式(1)により、蓄電装置9に流れる電流の総和が正か負かを判定する(S101)。
ステップS101において、蓄電装置9に流れる電流の総和が正であると判定された場合には、リミッタ28は、式(2)により、蓄電装置9の電流が定格充電電流Ibtchより大きいか否かを判定する(S102)。
ステップS102において、蓄電装置9の電流が定格充電電流Ibtchより大きいと判定された場合には、リミッタ28は、後述する処理1により、電流指令aIt1*および電流指令bIt2*を決定する。
一方、ステップS102において、蓄電装置9の電流が定格充電電流Ibtch以下であると判定された場合には、リミッタ28は、後述する処理2により、電流指令aIt1*および電流指令bIt2*を決定する。
また、ステップS101において、蓄電装置9に流れる電流の総和が負であると判定された場合には、リミッタ28は、式(3)により、蓄電装置9の電流が定格放電電流Ibtdchより大きいか否かを判定する(S103)。
ステップS103において、蓄電装置9の電流が定格放電電流Ibtdchより大きいと判定された場合には、リミッタ28は、後述する処理3により、電流指令aIt1*および電流指令bIt2*を決定する。
一方、ステップS103において、蓄電装置9の電流が定格放電電流Ibtdch以下であると判定された場合には、リミッタ28は、後述する処理2により、電流指令aIt1*および電流指令bIt2*を決定する。
上記処理1では、リミッタ28は、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtchを超えないように、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する。電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決める方法は、たとえば式(4)と式(5)から決定する。あるいは電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決める方法として式(4)’と(5)’から決定する方法も挙げられる。
また、上記処理2では、リミッタ28は、式(6)または式(7)から、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する。
また、上記処理3では、リミッタ28は、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtdchを超えないように、たとえば式(8)と式(9)を用いて、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する。電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する方法は他にも、It1_a<IbtdchとなるIt1_aをあらかじめ設定し、式(8)’と式(9)’を用いて決定することも挙げられる。
リミッタ28によって出力された電流指令aIt1*は、電力変換装置a7に指令値として伝達される。そして、電力変換装置a7は、電流指令aIt1*に基づいて、き電線a1から蓄電装置9側に向けて流れるから電流を制御する。同様に、リミッタ28によって出力された電流指令bIt2*は、電力変換装置b8に指令値として伝達される。そして、電力変換装置b8は、電流指令bIt2*に基づいて、き電線b2から蓄電装置9側に向けて流れる電流を制御する。
(1−3)本実施の形態の効果
このように、本実施の形態では、図1に示したき電システムの構成を備え、図2に示した電力管理システム10で2つの路線の架線電圧を監視し、電力変換器を通過する電流を協調制御することで、異なる電気方式の路線で同時に生じた回生電力をそれぞれ1回の電力変換で蓄電装置に充電可能とすることができる。これにより、回生失効の頻度を低減するとともに、充放電に伴う電力変換損失を低減し、回生吸収システム導入による消費エネルギー削減効果を向上させることができる。
このように、本実施の形態では、図1に示したき電システムの構成を備え、図2に示した電力管理システム10で2つの路線の架線電圧を監視し、電力変換器を通過する電流を協調制御することで、異なる電気方式の路線で同時に生じた回生電力をそれぞれ1回の電力変換で蓄電装置に充電可能とすることができる。これにより、回生失効の頻度を低減するとともに、充放電に伴う電力変換損失を低減し、回生吸収システム導入による消費エネルギー削減効果を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、2路線を接続した場合について説明したが、かかる例に限定されず、3路線以上を接続してもよい。3路線以上を接続した場合でも、2路線を接続した場合と同様に、各路線に対応する電力変換器を備えることにより、3つ以上の路線の架線電圧を監視し、電力変換器を通過する電流を協調制御することで、異なる電気方式の路線で同時に生じた回生電力をそれぞれ1回の電力変換で蓄電装置に充電可能とすることができる。また、異なる電気方式とは、例えば直流方式と交流方式、異なる電圧の直流方式同士、異なる電圧の交流方式同士などが挙げられる。
(2)第2の実施の形態
本実施の形態は、第1の実施の形態と同様に、リミッタ28によって出力される電流指令に基づいて電力変換装置を制御する点で共通するが、蓄電装置9を共有する路線の電力需要の変化に応じて、リミッタ28におけるリミッタ値を設定する点で第1の実施の形態と異なる構成となっている。以下では、第1の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について詳細に説明する。
本実施の形態は、第1の実施の形態と同様に、リミッタ28によって出力される電流指令に基づいて電力変換装置を制御する点で共通するが、蓄電装置9を共有する路線の電力需要の変化に応じて、リミッタ28におけるリミッタ値を設定する点で第1の実施の形態と異なる構成となっている。以下では、第1の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について詳細に説明する。
(2−1)き電システムの構成
本実施の形態にかかるき電システムの構成は、第1の実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
本実施の形態にかかるき電システムの構成は、第1の実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
(2−2)電力管理システムの構成
本実施の形態にかかる電力管理システム10Lは、リミッタ28以外は第1の実施の形態と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。本実施の形態におけるリミッタ28は、時間帯制御装置40Xから出力されるリミッタ値をもとに制御される。
本実施の形態にかかる電力管理システム10Lは、リミッタ28以外は第1の実施の形態と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。本実施の形態におけるリミッタ28は、時間帯制御装置40Xから出力されるリミッタ値をもとに制御される。
図5を参照して、本実施形態の時間帯制御装置40X及びリミッタ28について説明する。図5に示すように、時間帯制御装置40Xは、記憶装置40、リミッタスケジューラ41及びタイマ42から構成される。
記憶装置40は、リミッタスケジューラ41に接続され、時刻に対応して設定されているリミッタ値を蓄積している。
リミッタスケジューラ41は、タイマ42から出力された時刻情報4241に対応するリミッタ値を記憶装置40から取得して、取得したリミッタ値4041をリミッタパラメータ4128としてリミッタ28に出力する。
時間帯制御装置40Xからリミッタ28に出力されるリミッタパラメータ4128は、蓄電装置9を共有する路線の電力需要の変化に応じて任意に設定するようにしてもよい。例えば、上記した処理1及び処理3で電流指令を算出する際に、時間に応じて値が変わる重み付け項α(t)を乗じて、電流指令を算出する。あるいは、時間に応じて値が変わる値It1_a(t)を用いて電流指令を算出する。
路線の電力需要の変化とは、例えば、通勤ラッシュ時と昼間の時間帯による電力需要の変化、平日や休日といった日による電力需要の変化、その他、お盆などの帰省ラッシュといった繁忙期と閑散期での時期・季節による電力需要の変化、突発的な列車遅延や天候変化によるダイヤの変更による電力需要の変化や、き電システムのトラブルによる電力需要の変化などが挙げられる。また、運行状況や電力供給状況から路線間での電力需要の変化に応じてリミッタパラメータ4128を設定するようにしてもよい。
本実施形態におけるリミッタ28の制御アルゴリズムが第1の実施の形態と同様であるとした場合、具体的に、電力変換器a7及び電力変換器b8への電流指令は以下の数式により算出される。
リミッタ28の動作は、図4に示すステップS101〜ステップS103と同様であるが、処理1及び処理3の電流指令の算出において、時間に応じて値が変わる重み付け項α(t)、あるいは値It1_a(t)を利用する点で異なっている。
具体的に、処理1では、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtchを超えないように、電力変換器a7への電流指令a15及び電力変換器b8への電流指令b16が出力される。電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtchを超えないために、たとえば、重み付け項α(t)を用いて式(10)と式(11)から電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を算出する。あるいは、あらかじめ決めたIt1_a(t)を用いて式(10)’と式(11)’から電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を算出する。
また、処理2では、リミッタ28は、式(6)または式(7)から、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する。
また、処理3では、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtdchを超えないように、たとえば、時間に応じて値が変わる重み付け項α(t)を用いて式(12)または式(13)よって、電力変換器a7への電流指令a15と電力変換器b8への電流指令b16が出力される。あるいは、時間に応じて値の変わるIt1_a(t)を用いて、式(12)’または式(13)’よって、電力変換器a7への電流指令a15と電力変換器b8への電流指令b16が出力される。
なお、時間帯制御装置40Xは、図5では電力管理システム10Lの外部に設置されているが、電力管理システム10Lの内部に設置するようにしてもよい。
(2−3)本実施の形態の効果
本実施の形態によれば、蓄電装置9を共有する路線の電力需要の変化に応じてリミッタ値を任意に設定して、特定の路線に優先的に電力を供給あるいは吸収をさせることが可能となる。これにより、ラッシュ時の電力の使用量ピークを削減するように電力を調整することが可能となる。
本実施の形態によれば、蓄電装置9を共有する路線の電力需要の変化に応じてリミッタ値を任意に設定して、特定の路線に優先的に電力を供給あるいは吸収をさせることが可能となる。これにより、ラッシュ時の電力の使用量ピークを削減するように電力を調整することが可能となる。
(3)第3の実施の形態
本実施の形態は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様に、リミッタ28によって出力される電流指令に基づいて電力変換装置を制御する点で共通するが、蓄電装置9を共有する路線の電力需要の変化に応じて、目標電圧の設定を変更する点で第1の実施の形態及び第2の実施の形態と異なる構成となっている。以下では、第1の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について詳細に説明する。
本実施の形態は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様に、リミッタ28によって出力される電流指令に基づいて電力変換装置を制御する点で共通するが、蓄電装置9を共有する路線の電力需要の変化に応じて、目標電圧の設定を変更する点で第1の実施の形態及び第2の実施の形態と異なる構成となっている。以下では、第1の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について詳細に説明する。
(3−1)き電システムの構成
本実施の形態にかかるき電システムの構成は、第1の実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
本実施の形態にかかるき電システムの構成は、第1の実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
(3−2)電力管理システムの構成
本実施の形態にかかる電力管理システム10Sは、リミッタ28以外は第1の実施の形態と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。本実施の形態におけるリミッタ28は、時間帯制御装置50X及び53Xから出力される制御値をもとに制御される。この制御値は、例えば、目標電圧決定装置で利用される流入開始電圧、流出開始電圧及び充電率に対する設定値である。
本実施の形態にかかる電力管理システム10Sは、リミッタ28以外は第1の実施の形態と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。本実施の形態におけるリミッタ28は、時間帯制御装置50X及び53Xから出力される制御値をもとに制御される。この制御値は、例えば、目標電圧決定装置で利用される流入開始電圧、流出開始電圧及び充電率に対する設定値である。
図6に示すように、時間帯制御装置50Xは、記憶装置50、基準電圧スケジューラ51及びタイマ52から構成される。
記憶装置50は、基準電圧スケジューラ51に接続され、時刻に対応して設定されている流入開始電圧、流出開始電圧及び充電率を含む制御値を蓄積している。
基準電圧スケジューラ51は、タイマ52から出力された時刻情報5251に対応する制御値を記憶装置50から取得して、取得した制御値5051を制御パラメータ5120として目標電圧決定装置a20に出力する。
時間帯制御装置53Xも時間帯制御装置50Xと同様に、記憶装置53、基準電圧スケジューラ54及びタイマ55から構成される。
記憶装置53は、基準電圧スケジューラ54に接続され、時刻に対応して設定されている流入開始電圧、流出開始電圧及び充電率を含む制御値を蓄積している。
基準電圧スケジューラ54は、タイマ55から出力された時刻情報5554に対応する制御値を記憶装置53から取得して、取得した制御値5354を制御パラメータ5421として目標電圧決定装置b21に出力する。
例えば、記憶装置50または53には、時間や運行状況などに応じて設定された目標電圧決定装置の制御パラメータが蓄積するようにしてもよい。また、第1の路線または第2の路線のいずれかが運休となった場合に、いずれか一方の路線に優先的に電力を供給または吸収させるように制御パラメータを設定するようにしてもよい。
また、上述したように、ラッシュ時や繁忙期など、路線に多くの電車が運行する場合には、充電を開始する流入開始電圧203を上げるように制御値を設定するようにしてもよい。これにより、電圧が多少上昇しただけで蓄電装置9が充電状態となることを防止することができる。また、放電を開始する流出開始電圧204を下げるように制御値を設定してもよい。これにより、電圧が多少下降しただけで蓄電装置9が放電状態となることを防止することができる。これらにより、蓄電装置9が過剰に充電したり放電したりして、蓄電装置9の寿命が低下するのを防ぐことができる。
なお、時間帯制御装置50X及び53Xは、図6では電力管理システム10Sの外部に設置されているが、電力管理システム10Sの内部に設置するようにしてもよい。
(3−3)本実施の形態の効果
本実施の形態によれば、蓄電装置9を共有する路線の電力需要の変化に応じて目標電圧を設定するための制御値を任意に設定して、特定の路線に優先的に電力を供給あるいは吸収させたり、蓄電装置9への充放電を制御したりすることが可能となる。これにより、ラッシュ時の電力の使用量ピークを削減するように電力を調整することが可能となる。
本実施の形態によれば、蓄電装置9を共有する路線の電力需要の変化に応じて目標電圧を設定するための制御値を任意に設定して、特定の路線に優先的に電力を供給あるいは吸収させたり、蓄電装置9への充放電を制御したりすることが可能となる。これにより、ラッシュ時の電力の使用量ピークを削減するように電力を調整することが可能となる。
1 き電線a
2 き電線b
3 電気車a
4 電気車b
7 電力変換装置a
8 電力変換装置b
9 蓄電装置
10 電力管理システム
20 目標電圧決定装置a
21 目標電圧決定装置b
22 目標電流決定装置a
23 目標電流決定装置b
28 リミッタ
2 き電線b
3 電気車a
4 電気車b
7 電力変換装置a
8 電力変換装置b
9 蓄電装置
10 電力管理システム
20 目標電圧決定装置a
21 目標電圧決定装置b
22 目標電流決定装置a
23 目標電流決定装置b
28 リミッタ
Claims (8)
- 第1のき電回路に接続された第1の電力変換器と、
前記第1のき電回路と異なる電気方式の第2のき電回路に接続された第2の電力変換器と、
前記第1の電力変換器と前記第2の電力変換器とに並列に接続された蓄電装置と、
前記第1の電力変換器から前記蓄電装置に出力される電流を第1の電流指令により制御し、前記第2の電力変換器から前記蓄電装置に出力される電流を第2の電流指令により制御する電力管理装置と、
を備え、
前記電力管理装置は、
前記第1のき電回路のき電電圧、及び前記第1のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第1の目標電圧に基づいて前記第1の電流指令を決定し、
前記第2のき電回路のき電電圧、及び前記第2のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第2の目標電圧に基づいて前記第2の電流指令を決定する
ことを特徴とする、き電システム。 - 前記第1の目標電圧は、第1の基準電圧に対する前記第1のき電回路のき電電圧の偏差、及び前記蓄電装置の充電率に基づいて算出され、
前記第2の目標電圧は、第2の基準電圧に対する前記第2のき電回路のき電電圧の偏差、及び前記蓄電装置の充電率に基づいて算出される
ことを特徴とする、請求項1に記載のき電システム。 - 前記第1の電流指令は、前記第1の目標電圧と前記第1の基準電圧の差分に応じた比例積分制御により算出され、
前記第2の電流指令は、前記第2の目標電圧と前記第2の基準電圧の差分に応じた比例積分制御により算出される
ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のき電システム。 - 前記電力管理装置は、
前記第1の電流指令と前記第2の電流指令との和を所定の基準値以下とするリミッタを備える
ことを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載のき電システム。 - 前記電力管理装置は、
前記リミッタにより前記第1の電流指令と前記第2の電流指令に所定の重み付けをして、前記第1の電流指令及び前記第2の電流指令を決定する
ことを特徴とする、請求項4に記載のき電システム。 - 前記リミッタは、所定の重み付けを電力需要の変化に応じて変更する
ことを特徴とする、請求項5に記載のき電システム。 - 前記電力管理装置は、
前記第1の基準電圧及び前記第2の基準電圧を、時間帯、または前記蓄電装置の充電率、またはその両方に応じて変更する
ことを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれかに記載のき電システム。 - 第1のき電回路に接続された第1の電力変換器と、前記第1のき電回路と異なる電気方式の第2のき電回路に接続された第2の電力変換器と、前記第1の電力変換器と前記第2の電力変換器とに並列に接続された蓄電装置と、前記第1の電力変換器及び前記第2の電力変換器の出力を制御する電力管理装置と、を備えた電力供給方法において、
前記電力管理装置が、前記第1のき電回路のき電電圧、及び前記第1のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第1の基準電圧に基づいて第1の電流指令を決定する第1のステップと、
前記電力管理装置が、前記第2のき電回路のき電電圧、及び前記第2のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第2の基準電圧に基づいて第2の電流指令を決定する第2のステップと、
前記第1の電力変換器から前記蓄電装置に出力される電流を前記第1の電流指令により制御する第3のステップと、
前記第2の電力変換器から前記蓄電装置に出力される電流を前記第2の電流指令により制御する第4のステップと、
を含むことを特徴とする、電力供給方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013162475A JP2015030406A (ja) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | き電システム及び電力供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013162475A JP2015030406A (ja) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | き電システム及び電力供給方法 |
Publications (1)
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---|---|
JP2015030406A true JP2015030406A (ja) | 2015-02-16 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015030406A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015047893A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 三菱電機株式会社 | 地上蓄電池制御装置およびその制御方法、鉄道用地上蓄電池制御システム |
CN107196324A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-22 | 国家电网公司 | 一种带有储能型功率调节器的牵引变电站 |
WO2022153776A1 (ja) * | 2021-01-14 | 2022-07-21 | 株式会社日立製作所 | 変電システムおよび変電システムの制御方法、電気鉄道システム |
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2013
- 2013-08-05 JP JP2013162475A patent/JP2015030406A/ja active Pending
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