JP4711917B2 - Power storage device - Google Patents

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Description

本発明は、直流き電系統において、余剰電力が発生したときに充電し、電力不足が発生したときに放電することにより、電力供給設備の負担を軽減する電力貯蔵装置に関し、特に、デマンドピーク削減機能を有する電力貯蔵装置に関するものである。   The present invention relates to a power storage device that reduces the burden on power supply equipment by charging when surplus power is generated and discharging when power shortage occurs in a DC power system, and in particular, demand peak reduction The present invention relates to a power storage device having a function.

直流き電系統において、直流架線を介して供給される電力を蓄積する蓄電素子と、蓄電素子の充放電動作を行う充放電回路と、該充放電回路を制御する制御回路を設け、直流架線の電圧上昇で蓄電素子を充電し、電気車への出力電流で蓄電素子を放電させることで、電気車の回生電力を有効に再利用するようにした直流電力供給装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、大口需要家に対してデマンド契約が採用され、ピーク電力を抑えることが電力料金の節約につながることから、デマンドコントロール(30分単位で積算した電力需要量を一定以下に抑制)が実施されており、直流き電系統においても、電力貯蔵装置を設け、余剰電力が発生したときに電力貯蔵装置の蓄電装置を充電し、電力不足が発生したときに放電することにより、電力供給設備の負担を軽減するとともに、電力デマンドのピークを小さくすることができるものと考えられる。
特開2005−206111号公報
In a DC feeding system, a storage element that accumulates power supplied via a DC overhead line, a charge / discharge circuit that performs a charge / discharge operation of the storage element, and a control circuit that controls the charge / discharge circuit are provided. There has been proposed a DC power supply device that effectively recycles the regenerative power of an electric vehicle by charging the power storage device with a voltage rise and discharging the power storage device with an output current to the electric vehicle (for example, Patent Document 1).
On the other hand, demand contracts are adopted for large-scale customers, and reducing peak power leads to savings in electricity charges, so demand control (suppressing power demand accumulated in 30-minute units below a certain level) is implemented. Even in a DC feeder system, a power storage device is provided, and when the surplus power is generated, the power storage device is charged, and when the power shortage occurs, the power supply facility is charged. It can be considered that the peak of power demand can be reduced.
JP 2005-206111 A

上述したように、直流き電系統に電力貯蔵装置を設け電力不足が発生した際、強制的に放電させることにより電力デマンドのピークを小さくすることができると考えられるが、従来の電力貯蔵装置は、電力デマンドのピークを積極的に低減する制御をしておらず、効果は限定的であった。
前記特許文献1に記載のものでは、直流架線の電圧上昇で蓄電素子を充電し、電気車への出力電流で蓄電素子を放電させるようにしており、電気車の回生電力を有効に再利用することはできるものの、積極的に電力デマンドを検出し、電力デマンドのピークを積極的に低減するものではなかった。
また、電力貯蔵装置は変電所等の電力供給源から離れた場所に設置することが想定されるため、電力検出器を設置し電力デマンドを検出することが難しく、電力デマンドの増加を必ずしも適切に検出できないという問題もあった。
As described above, when a power storage device is provided in a DC feeder system and power shortage occurs, it is considered that the peak of power demand can be reduced by forcibly discharging, but conventional power storage devices There was no control to actively reduce the peak of power demand, and the effect was limited.
In the device described in Patent Document 1, the storage element is charged by the voltage rise of the DC overhead line, and the storage element is discharged by the output current to the electric vehicle, and the regenerative power of the electric vehicle is effectively reused. Although it was possible, it did not actively detect power demand and actively reduce power demand peaks.
In addition, since it is assumed that the power storage device is installed in a place away from a power supply source such as a substation, it is difficult to detect a power demand by installing a power detector, and the increase in power demand is not always appropriate. There was also a problem that it could not be detected.

さらに架線電圧に応じて蓄電装置の充放電を制御する装置の場合、デマンドのピークが発生した場合に、蓄電装置を放電させずに蓄電装置の補充電動作を行ってしまう場合も生じ、かえってデマンドのピークを大きくしてしまう可能性があるという問題もあった。
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであって、電力検出器を必要とすることなく、デマンドのピークを予測し、自律的に充放電を行い、デマンドピーク電力の削減を行うことができる直流電鉄用の電力貯蔵装置を提供することを目的とする。
Furthermore, in the case of a device that controls charging / discharging of a power storage device in accordance with the overhead line voltage, when a demand peak occurs, a supplementary charging operation of the power storage device may be performed without discharging the power storage device. There was also a problem that there was a possibility of increasing the peak of.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can predict demand peaks, autonomously charge and discharge, and reduce demand peak power without requiring a power detector. An object of the present invention is to provide a power storage device for direct current railway.

上記課題を本発明においては、次のように解決する。
(1)単位時間当たりの電力需要量の積算値である電力デマンドのピークを抑制するための直流電鉄用の電力貯蔵装置において、蓄電装置と、直流電力を供給する架線と該蓄電装置との間に接続されたDC−DCコンバータと、上記架線電圧を検出する第1の電圧検出器と、上記蓄電装置の電圧を検出する第2の電圧検出器と、上記蓄電装置の充放電電流を検出する電流検出器と、上記第1、第2の電圧検出器により検出された架線電圧、蓄電装置電圧、および上記電流検出器により検出された充放電電流に基づき、上記DC−DCコンバータを制御して、上記蓄電装置の充電、放電を制御する制御部とを設ける。
上記制御部は、架線における電力損失および/または架線電圧が所定値より低下した時間の割合に基づき、電力デマンドの増加と、電力デマンドのピークを検出するデマンド検出手段と、充放電電流指令値生成手段と、この充放電電流指令値生成手段により生成された電流指令値に応じて、上記DC−DCコンバータを制御して蓄電装置の充放電電流を制御する制御手段を備え、充放電電流指令値生成手段は、電力デマンド増加およびデマンドピークが共に検出されないとき、架線電圧と蓄電装置電圧に応じた通常時蓄電装置電流指令値を出力し、上記デマンド検出手段によりデマンドの増加が検出されたとき、上記蓄電装置を充電して蓄電装置の蓄電量を上昇させるためのデマンド増加時蓄電装置電流指令値を出力し、上記デマンド検出手段によりデマンドのピークが検出されたとき、上記蓄電装置を放電させ、電力デマンドのピークを抑制するためのデマンドピークカット蓄電装置電流指令値を出力する。
(2)上記(1)において、電力需要量を積算し電力デマンドを求める上記単位時間を、第1の時間帯と第2の時間帯に分割し、上記デマンド検出手段は、上記第1の時間帯に、電力デマンドの増加もしくは電力デマンドのピークを検出する。
そして、上記充放電電流指令値生成手段は、上記第1の時間帯に電力デマンドの増加が検出されたとき、少なくとも上記第2の時間帯以降に、蓄電装置の蓄電量を上昇させるためのデマンド増加時蓄電装置電流指令値を出力し、上記第1の時間帯に電力デマンドのピークが検出されたとき、少なくとも上記第2の時間帯に、電力デマンドのピークを抑制するためのデマンドピークカット蓄電装置電流指令値を出力する。
(3)上記(2)において、上記蓄電装置の放電を抑制するため、デマンドピークカット動作を抑制する放電記憶制御手段を設け、放電記憶制御手段は、上記充放電電流指令値生成手段からデマンドピークカット蓄電装置電流指令値を出力した後の、次の単位時間における少なくとも第1の時間帯には、蓄電装置の放電を休止させる。
(4)上記(1)(2)(3)の電力貯蔵装置において、上記デマンド検出手段を、直流架線での電力損失が第1の閾値a1を上回ったとき第1のデマンド増加検出信号c1を出力し、上記電力損失が第2の閾値a2(a1<a2)を上回ったとき第1のデマンドピーク検出信号c2を出力する第1のデマンド演算手段と、架線電圧が所定値を下回った時間の割合が、第1の閾値b1を上回ったとき第2のデマンド増加検出信号d1を出力し、上記架線電圧が所定値を下回った時間の割合が第2の閾値b2(b1<b2)を上回ったとき第2のデマンドピーク検出信号d2を出力する第2のデマンド演算手段と、上記第1および第2のデマンド増加検出信号c1,d1が出力されたとき、デマンド増加を検出し、上記第1および第2のデマンドピーク検出信号c2,d2が出力されたとき、デマンドピークを検出する手段から構成する。
(5)上記(1)(2)(3)(4)の電力貯蔵装置において、充放電電流指令値生成手段を、架線電圧に応じた通常時架線電圧補償電流指令値を出力する第1の手段と、蓄電装置電圧に応じた通常時蓄電容量調整電流指令値を出力する第2の手段と、架線電圧に応じたデマンド増加時架線電圧補償電流指令値を出力する第3の手段と、蓄電装置電圧に応じたデマンド増加時蓄電容量調整電流指令値を出力する第4の手段と、電池電圧に応じたピークカット電流指令値を出力する第5の手段と、デマンド増加もデマンドピークも検出されない通常時、上記第1、第2の手段から出力された電流指令値を合成して通常時における蓄電装置の充放電電流指令値を生成し、デマンド増加が検出されたとき上記第3、第4の手段から出力された電流指令値を合成して、デマンド増加時における蓄電装置の充放電電流指令値を生成し、デマンドピークが検出されたとき上記第3、第5の手段から出力された電流指令値を合成して、デマンドピークを抑制するための充放電電流指令値を生成する、充放電電流指令値演算手段とから構成する。
In the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) In a power storage device for DC railways for suppressing a peak of power demand, which is an integrated value of power demand per unit time, between a power storage device, an overhead line supplying DC power, and the power storage device A DC-DC converter connected to the power supply, a first voltage detector for detecting the overhead line voltage, a second voltage detector for detecting the voltage of the power storage device, and a charge / discharge current of the power storage device. Based on the overhead voltage detected by the current detector and the first and second voltage detectors, the power storage device voltage, and the charge / discharge current detected by the current detector, the DC-DC converter is controlled. And a controller for controlling charging and discharging of the power storage device.
The control unit includes a demand detection means for detecting an increase in power demand, a peak in the power demand, and a charge / discharge current command value generation based on a rate of time when the power loss and / or the overhead line voltage in the overhead line falls below a predetermined value. And a control means for controlling the DC-DC converter to control the charge / discharge current of the power storage device according to the current command value generated by the charge / discharge current command value generating means, and the charge / discharge current command value When the power demand increase and the demand peak are not detected, the generating means outputs a normal power storage device current command value corresponding to the overhead line voltage and the power storage device voltage, and when the demand detection means detects an increase in demand, Outputs a power storage device current command value at the time of an increase in demand for charging the power storage device to increase the amount of power stored in the power storage device. When the peak demand has been detected by, to discharge the power storage device, and outputs a demand peak shaving power storage device current command value for suppressing the peak power demand.
(2) In the above (1), the unit time for integrating the power demand and obtaining the power demand is divided into a first time zone and a second time zone, and the demand detecting means In the band, an increase in power demand or a peak in power demand is detected.
The charge / discharge current command value generating means is configured to increase the power storage amount of the power storage device at least after the second time period when an increase in power demand is detected in the first time period. Demand peak cut power storage for outputting the power storage device current command value at the time of increase and suppressing the peak of the power demand at least in the second time zone when the peak of the power demand is detected in the first time zone. Outputs the device current command value.
(3) In the above (2), in order to suppress the discharge of the power storage device, a discharge memory control means for suppressing a demand peak cut operation is provided, and the discharge memory control means receives a demand peak from the charge / discharge current command value generation means. After the cut power storage device current command value is output, discharging of the power storage device is suspended at least in the first time zone in the next unit time.
(4) In the power storage device according to (1), (2), and (3), the demand detection means outputs a first demand increase detection signal c1 when the power loss in the DC overhead line exceeds the first threshold a1. The first demand calculation means for outputting the first demand peak detection signal c2 when the power loss exceeds the second threshold value a2 (a1 <a2), and the time when the overhead line voltage falls below a predetermined value. When the ratio exceeds the first threshold value b1, the second demand increase detection signal d1 is output, and the ratio of the time when the overhead wire voltage falls below the predetermined value exceeds the second threshold value b2 (b1 <b2). When the second demand calculation means for outputting the second demand peak detection signal d2 and the first and second demand increase detection signals c1 and d1 are output, the demand increase is detected, Second deman When peak detection signal c2, d2 is output, constituting a means for detecting a demand peak.
(5) In the power storage device of the above (1), (2), (3), and (4), the charge / discharge current command value generation means outputs a normal overhead wire voltage compensation current command value corresponding to the overhead wire voltage. Means, second means for outputting a normal-time storage capacity adjustment current command value according to the power storage device voltage, third means for outputting a demand-increasing overhead wire voltage compensation current command value according to the overhead wire voltage, The fourth means for outputting the storage capacity adjustment current command value at the time of demand increase according to the device voltage, the fifth means for outputting the peak cut current command value according to the battery voltage, and neither demand increase nor demand peak is detected. In normal times, the current command values output from the first and second means are combined to generate a charge / discharge current command value for the power storage device in normal times, and when an increase in demand is detected, the third and fourth Current finger output from the means of The value is synthesized to generate a charge / discharge current command value for the power storage device when the demand increases, and when the demand peak is detected, the current command values output from the third and fifth means are synthesized, It comprises charge / discharge current command value calculation means for generating a charge / discharge current command value for suppressing the peak.

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)電力デマンドの増加を検出し、デマンドの増加が検出されたとき、デマンドがピークになることを予測して蓄電装置の蓄電量を上昇させているので、デマンドのピークが検出されたとき蓄電装置に充電された電力によりデマンドのピークを確実に抑制することができる。
すなわち、本発明によれば、デマンドのピークを予測して自律的に充放電を行い、デマンドピーク電力の削減を行うことができる。
また、架線における電力損失および/または架線電圧が所定値より低下した時間の割合に基づき、電力デマンドの増加、デマンドのピークを検出しているので、電力検出器を設けることなく、デマンドの予測、デマンドのピーク検出を行なうことができる。
(2)電力需要量を積算し電力デマンドを求める単位時間を、第1の時間帯と第2の時間帯に分割し、第1の時間帯に電力デマンドの増加もしくは電力デマンドのピークを検出し、少なくとも上記第2の時間帯以降に電力デマンドの増加もしくは電力デマンドのピーク検出に対応した制御を行なうようにしたので、上記単位時間内にデマンドの変化に応じた制御を行なうことができ、デマンドのピークを確実に抑制することができる。
(3)デマンドピークカット蓄電装置電流指令値を出力した後の、次の単位時間における少なくとも第1の時間帯に、蓄電装置の放電を休止させるようにしているので、蓄電装置の過度の放電を抑制することができる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) When an increase in power demand is detected, and when an increase in demand is detected, the amount of power stored in the power storage device is increased by predicting that the demand will peak, so when a peak in demand is detected The peak of demand can be reliably suppressed by the power charged in the power storage device.
That is, according to the present invention, demand peak power can be reduced by predicting demand peaks and autonomously charging and discharging.
Moreover, since the increase in the power demand and the peak of the demand are detected based on the ratio of the time when the power loss in the overhead line and / or the overhead line voltage is lower than the predetermined value, the demand can be predicted without providing the power detector. Demand peak detection can be performed.
(2) The unit time for accumulating power demand and determining the power demand is divided into a first time zone and a second time zone, and an increase in power demand or a peak of power demand is detected in the first time zone. Since the control corresponding to the increase in the power demand or the peak detection of the power demand is performed at least after the second time zone, the control according to the change in the demand can be performed within the unit time. The peak can be reliably suppressed.
(3) Since the discharge of the power storage device is stopped at least in the first time zone in the next unit time after the demand peak cut power storage device current command value is output, excessive discharge of the power storage device is prevented. Can be suppressed.

図1は、本発明の電力貯蔵装置の主回路および制御部を示す図である。
同図において、1はフィルタリアクトル、2はフィルタコンデンサであり、フィルタリアクトル1の一方端側には、直流き電系統の+側が接続され、フィルタコンデンサ2の接地側は、直流き電系統の−側が接続される。また、フィルタリアクトル1の上記一方端側には架線電圧VLを検出するための電圧検出器22が設けられている。
上記フィルタコンデンサ2の両端には、並列に第1のスイッチング素子3、第2のスイッチング素子4の直列回路が接続され、第1のスイッチング素子3、第2のスイッチング素子4の接続点には、スムージングリアクトル5とスムージングコンデンサ6から構成されるスムージングフィルタが接続される。
FIG. 1 is a diagram showing a main circuit and a control unit of the power storage device of the present invention.
In the figure, 1 is a filter reactor, 2 is a filter capacitor, one end of the filter reactor 1 is connected to the + side of the DC feeding system, and the ground side of the filter capacitor 2 is the − of the DC feeding system. The side is connected. A voltage detector 22 for detecting the overhead wire voltage VL is provided on the one end side of the filter reactor 1.
A series circuit of a first switching element 3 and a second switching element 4 is connected in parallel to both ends of the filter capacitor 2, and a connection point between the first switching element 3 and the second switching element 4 is A smoothing filter composed of the smoothing reactor 5 and the smoothing capacitor 6 is connected.

さらに、スムージングコンデンサ6の両端には、電池などから構成される蓄電装置7が接続され、蓄電装置7には、蓄電装置7の電圧VBを検出するための電圧検出器24が設けられる。また、スムージングリアクトル5と第1のスイッチング素子3、第2のスイッチング素子4の接続点間には、蓄電装置7の充放電電流IBを検出する電流検出器23が設けられている。
上記第1、第2のスイッチング素子3,4と、フィルタリアクトル1、フィルタコンデンサ2、スムージングリアクトル5とスムージングコンデンサ6によりDCーDCコンバータを構成しており、第1のスイッチング素子3、第2のスイッチング素子4をスイッチング動作させることにより、蓄電装置7を充放電させることができる。
Furthermore, a power storage device 7 composed of a battery or the like is connected to both ends of the smoothing capacitor 6, and the power storage device 7 is provided with a voltage detector 24 for detecting the voltage VB of the power storage device 7. Further, a current detector 23 that detects the charge / discharge current IB of the power storage device 7 is provided between the connection points of the smoothing reactor 5 and the first switching element 3 and the second switching element 4.
The first and second switching elements 3 and 4, the filter reactor 1, the filter capacitor 2, the smoothing reactor 5 and the smoothing capacitor 6 constitute a DC-DC converter, and the first switching element 3 and the second switching element 3 The power storage device 7 can be charged and discharged by switching the switching element 4.

上記電圧検出手段22により検出された架線電圧VL、電流検出器23により検出された充放電電流(電池電流)IB、電圧検出器24により検出された蓄電装置の電圧VBは、制御部21に送られる。
制御部21は、後述するように、デマンドの平均電力を計算する周期(例えば30分)と同期して、デマンド増加およびデマンドピークを検出する。そして、前記周期の2/3を経過した時点での結果を判定して出力し、判定後は積算データをクリアする。
すなわち、デマンドの平均電力を計算する周期である単位時間(例えば30分、以下この単位時間を30分として説明する)を第1の時間帯(例えば最初の20分)と第2の時間帯(残りの10分)にわけ、第1の時間帯に、架線における電力損失量の積算値を演算するとともに、架線電圧VLが予め設定された設定値より低い時間の割合を求める。
そして、上記電力損失量の積算値と、上記架線電圧が予め設定された設定値より低い時間の割合を、それぞれ閾値と比較し、その結果に基づき、デマンドの増加、デマンドのピークを検出する。
そして、デマンドの増加が検出されると、上記DC−DCコンバータを制御して、蓄電装置7に充電電流を流し、蓄電装置7の蓄電量を上昇させる。また、デマンドのピークが検出されると、上記DC−DCコンバータを制御して、蓄電装置7を放電させ、電力デマンドのピークを抑制させる。
The overhead line voltage VL detected by the voltage detector 22, the charging / discharging current (battery current) IB detected by the current detector 23, and the voltage VB of the power storage device detected by the voltage detector 24 are sent to the control unit 21. It is done.
As will be described later, the control unit 21 detects a demand increase and a demand peak in synchronization with a cycle (for example, 30 minutes) for calculating the average power of the demand. Then, the result at the time when 2/3 of the period has elapsed is determined and output, and the integrated data is cleared after the determination.
That is, a unit time (for example, 30 minutes, which will be described as 30 minutes hereinafter) that is a cycle for calculating the average power of demand is defined as a first time zone (for example, the first 20 minutes) and a second time zone (for example, In the remaining 10 minutes, the integrated value of the power loss amount in the overhead line is calculated in the first time zone, and the ratio of the time when the overhead line voltage VL is lower than the preset value is obtained.
Then, the integrated value of the power loss amount and the proportion of time when the overhead line voltage is lower than a preset set value are respectively compared with threshold values, and based on the result, an increase in demand and a peak of demand are detected.
When an increase in demand is detected, the DC-DC converter is controlled, a charging current is passed through the power storage device 7, and the power storage amount of the power storage device 7 is increased. When a demand peak is detected, the DC-DC converter is controlled to discharge the power storage device 7 and suppress the power demand peak.

図2は上記制御部21の構成を示す図である。なお、以下の説明では、制御部の各部の構成をブロック図等で示すが、制御部は例えばコンピュータにより実行されるソフトウェアで実現することができる。
図2において、11は第1のデマンド演算部、12は第2のデマンド演算部である。
第1のデマンド演算部11は、架線電圧VLと変電所の送出電圧Vo、架線抵抗RLから変電所から本発明の電力貯蔵装置までの送電線(架線)で発生する電力損失を演算して所定時間積分し、以下の式(1)により、電力損失積算値を求め、予め設定された閾値WLLと比較する。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the control unit 21. In the following description, the configuration of each unit of the control unit is shown by a block diagram or the like, but the control unit can be realized by software executed by a computer, for example.
In FIG. 2, 11 is a first demand calculator, and 12 is a second demand calculator.
The first demand calculation unit 11 calculates the power loss generated in the transmission line (overhead line) from the substation to the power storage device of the present invention from the overhead line voltage VL, the transmission voltage Vo of the substation, and the overhead line resistance RL. Time integration is performed, and an integrated power loss value is obtained by the following equation (1) and compared with a preset threshold value WLL.

Figure 0004711917
Figure 0004711917

この積分時間t1〜t2は、例えば電力デマンドを求める単位時間が30分の場合、毎時00〜20分、30分〜50分である。なお、式(1)において、Vo−VL<0の時は積算しない。
そして、デマンドの平均電力を計算する周期(例えば30分毎)の2/3を経過した時点で、上記電力損失の積算値を閾値WLLと比較して、電力損失の積算値が、予め設定された第1の閾値(例えば閾値WLLの90%)を越えると、デマンド増加検出信号a2を出力し、さらに第2の閾値(例えば閾値WLL)を越えると、デマンドピーク検出信号a1を出力する。
For example, when the unit time for obtaining the power demand is 30 minutes, the integration times t1 to t2 are 00 to 20 minutes and 30 to 50 minutes per hour. In Equation (1), no integration is performed when Vo−VL <0.
Then, when 2/3 of the period for calculating the average power of demand (for example, every 30 minutes) has elapsed, the integrated value of power loss is compared with the threshold WLL, and the integrated value of power loss is set in advance. When the first threshold value (for example, 90% of the threshold value WLL) is exceeded, the demand increase detection signal a2 is output, and when the second threshold value (for example, the threshold value WLL) is exceeded, the demand peak detection signal a1 is output.

また、第2のデマンド演算部12は、架線電圧VLが予め設定された値より低下した時間を所定時間積算して電圧低下時間tdを求め、これを所定時間TLで割って、単位時間当たりの電圧低下時間の割合を算出し、この電圧低下割合を閾値VLLRATIOと比較する。
上記演算の周期は、第1のデマンド演算部11と同様、例えば電力デマンドを求める単位時間が30分の場合、毎時00〜20分、30分〜50分である。そして、デマンドの平均電力を計算する周期(例えば30分毎)の2/3を経過した時点で、上記電圧低下割合を、閾値VLLRATIOと比較して、電圧低下割合が、予め設定された第1の閾値(例えば閾値VLLRATIOの90%)を越えると、デマンド増加検出信号b2を出力し、さらに第2の閾値(例えば閾値VLLRATIO)を越えると、デマンドピーク検出信号b1を出力する。
In addition, the second demand calculation unit 12 obtains a voltage drop time td by integrating the time when the overhead line voltage VL is lower than a preset value for a predetermined time, and divides this by the predetermined time TL to obtain a unit time per unit time. The ratio of the voltage drop time is calculated, and this voltage drop ratio is compared with the threshold value VLLRATIO.
Similar to the first demand calculation unit 11, the calculation cycle is 00 to 20 minutes per hour and 30 to 50 minutes when the unit time for obtaining the power demand is 30 minutes, for example. Then, when 2/3 of the period for calculating the average power of demand (for example, every 30 minutes) has elapsed, the voltage drop rate is compared with the threshold value VLLRATIO, and the voltage drop rate is set to the first preset value. When the threshold value (for example, 90% of the threshold value VLL RATIO) is exceeded, the demand increase detection signal b2 is output, and when the second threshold value (for example, the threshold value VLL RATIO) is exceeded, the demand peak detection signal b1 is output.

上記デマンド演算部11で得られたデマンド増加検出信号a2、デマンド演算部12で得られたデマンド増加検出信号b2はアンドゲートG2に入力され、アンドゲートG2は、a2,b2が共に出力されると(a2,b2が共にハイレベルになると)、デマンド増加切換指令信号PC90を出力する。
また、デマンド演算部11で得られたデマンドピーク検出信号a1、デマンド演算部12で得られたデマンドピーク検出信号b1はアンドゲートG1に入力され、アンドゲートG1は、a1,b1が共に出力されると(a1,b1が共にハイレベルになると)、ピークカット要求信号PC100を出力する。
き電系統における電力デマンドが増加すると、架線に接続される列車などの負荷により、送電線路の電力損失は増大するとともに、電圧検出器22で検出される架線電圧は低下する。したがって、上記のように電力損失の積算値、架線の電圧低下割合を検出し、予め設定された閾値と比較することにより、電力デマンドの増加、ピークを検出することができる。
When the demand increase detection signal a2 obtained by the demand calculation unit 11 and the demand increase detection signal b2 obtained by the demand calculation unit 12 are input to the AND gate G2, the AND gate G2 outputs both a2 and b2. (When both a2 and b2 become high level), a demand increase switching command signal PC90 is output.
The demand peak detection signal a1 obtained by the demand computation unit 11 and the demand peak detection signal b1 obtained by the demand computation unit 12 are input to the AND gate G1, and both a1 and b1 are output from the AND gate G1. (When both a1 and b1 are at a high level), the peak cut request signal PC100 is output.
When the power demand in the feeder system increases, the power loss of the transmission line increases due to the load such as a train connected to the overhead line, and the overhead line voltage detected by the voltage detector 22 decreases. Therefore, an increase in power demand and a peak can be detected by detecting the integrated value of power loss and the voltage drop rate of the overhead wire as described above and comparing the detected value with a preset threshold value.

なお、本実施例では、アンドゲートG1,G2を用い、デマンドピーク検出信号a1,b1が共に出力されたとき、ピークカット要求信号PC100を出力し、デマンド増加検出信号a2,b2が共に出力されたときデマンド増加切換指令信号PC90を出力するようにしている。しかし、ピークカット要求信号PC100、デマンド増加切換指令信号PC90を出力する論理は、本発明の電力貯蔵装置の設置状況等に応じて適宜選択することができ、例えばデマンドピーク検出信号a1,b1のいずれかが検出されとき、あるいはデマンド増加検出信号a2,b2のいずれかが検出されたとき、ピークカット要求信号PC100、デマンド増加切換指令信号PC90を出力するようにしてもよい。   In this embodiment, when the demand peak detection signals a1 and b1 are output together using the AND gates G1 and G2, the peak cut request signal PC100 is output and both the demand increase detection signals a2 and b2 are output. At this time, the demand increase switching command signal PC90 is output. However, the logic for outputting the peak cut request signal PC100 and the demand increase switching command signal PC90 can be appropriately selected according to the installation status of the power storage device of the present invention, for example, any of the demand peak detection signals a1 and b1. When either is detected or when either of the demand increase detection signals a2 and b2 is detected, the peak cut request signal PC100 and the demand increase switching command signal PC90 may be output.

図2に示す13,14はそれぞれ通常時架線電圧補償電流演算部、デマンド増加時架線電圧補償電流演算部であり、直流架線電圧VLに応じた、蓄電装置7の充放電電流指令値である通常時架線電圧補償電流指令値Itp、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpを出力する。
また、15,16はそれぞれ通常時蓄電容量調整電流演算部、デマンド増加時蓄電容量調整電流演算部であり、蓄電装置電圧VBに応じた、蓄電装置7の充放電電流指令値である通常時蓄電容量調整電流指令値Itpb、デマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Idpbを出力する。
さらに、17はピークカット放電電流演算部であり、架線電圧VLに応じて、ピークカット時の蓄電装置7の充放電電流指令値であるピークカット放電電流指令値Ippcを出力する。
上記通常時架線電圧補償電流演算部13、デマンド増加時架線電圧補償電流演算部14の出力は、切換スイッチSW1の端子a,bに接続される。
また、通常時蓄電容量調整電流演算部15、デマンド増加時蓄電容量調整電流演算部16の出力は、切換スイッチSW2の端子a,bに接続され、ピークカット放電電流演算部17の出力は切換スイッチSW3の端子bに接続されている。
Reference numerals 13 and 14 shown in FIG. 2 are a normal overhead line voltage compensation current calculation unit and a demand increase overhead line voltage compensation current calculation unit, respectively, which are normal charge / discharge current command values of the power storage device 7 according to the DC overhead line voltage VL. The overhead wire voltage compensation current command value Itp and the demand increase overhead wire voltage compensation current command value Idp are output.
Reference numerals 15 and 16 denote a normal storage capacity adjustment current calculation unit and a demand increase storage capacity adjustment current calculation unit, respectively, which are normal-time storages that are charge / discharge current command values of the storage device 7 according to the storage device voltage VB. The capacity adjustment current command value Itpb and the storage capacity adjustment current command value Idpb at the time of demand increase are output.
Reference numeral 17 denotes a peak cut discharge current calculation unit that outputs a peak cut discharge current command value Ippc, which is a charge / discharge current command value of the power storage device 7 at the time of peak cut, according to the overhead line voltage VL.
The outputs of the normal overhead wire voltage compensation current calculator 13 and the demand increase overhead wire voltage compensation current calculator 14 are connected to the terminals a and b of the changeover switch SW1.
Also, the outputs of the normal storage capacity adjustment current calculation section 15 and the demand increase storage capacity adjustment current calculation section 16 are connected to the terminals a and b of the changeover switch SW2, and the output of the peak cut discharge current calculation section 17 is the changeover switch. It is connected to terminal b of SW3.

上記切換スイッチSW1〜3は切換手段20a.20bにより切換えられる。切換手段20aは通常時は、切換スイッチSW1,SW2のaーc端子間を導通状態とし、前記デマンド増加切換指令PC90が出力されると、切換スイッチSW1,SW2を切換え、b−c間を導通状態とする。
また、切換手段20bは、通常時は、切換スイッチSW3のaーc端子間を導通状態とし、放電指令記憶部18からピークカット放電指令PCDSGが出力されると、切換スイッチSW3を切換え、b−c間を導通状態とする(放電指令記憶部18の動作については後述する)。
したがって、上記切換スイッチSW1, SW3の端子cからは、通常時はそれぞれ通常時架線電圧補償電流指令値Itp、通常時蓄電容量調整電流指令値Itpbが出力され、デマンド増加時は、それぞれデマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idp、デマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Idpbが出力される。
さらに、ピークカット放電指令PCDSGが出力されると(このときはデマンド増加切換指令PC90が出力されている)、上記切換スイッチSW1, SW3の端子cからデマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idp、ピークカット放電電流指令値Ippcが出力される。
The change-over switches SW1 to SW3 are connected to the switching means 20a. It is switched by 20b. Normally, the switching means 20a conducts between the terminals a and c of the selector switches SW1 and SW2, and when the demand increase switching command PC90 is output, switches the selector switches SW1 and SW2 and conducts between b and c. State.
Further, the switching means 20b normally switches between the a and c terminals of the changeover switch SW3, and when the peak cut discharge command PCDSG is output from the discharge command storage unit 18, the changeover switch SW3 is changed to b− The connection between c is set in a conductive state (the operation of the discharge command storage unit 18 will be described later).
Accordingly, the normal time overhead line voltage compensation current command value Itp and the normal storage capacity adjustment current command value Itpb are output from the terminals c of the changeover switches SW1 and SW3, respectively. The overhead line voltage compensation current command value Idp and the demand increasing storage capacity adjustment current command value Idpb are output.
Further, when the peak cut discharge command PCDSG is output (in this case, the demand increase switching command PC90 is output), the overhead line voltage compensation current command value Idp at the time of demand increase from the terminal c of the changeover switches SW1 and SW3, the peak Cut discharge current command value Ippc is output.

19は蓄電装置電流指令値演算部であり、上記切換スイッチSW1, SW3の端子cから出力される電流指令値ItpとItpb、あるいは電流指令値IdpとIdpb、あるいは電流指令値IdpとIppcを合成して、蓄電装置7の充放電電流指令値である蓄電装置電流指令値IPを生成する。
蓄電装置電流指令値演算部19が出力する蓄電装置電流指令値IPは切換スイッチSW4を介して、ゲート制御部30に与えられる。ゲート制御部30は、前記DC−DCコンバータを制御して蓄電装置7の充放電電流が上記蓄電装置電流指令値IPになるように制御する。
なお、放電指令記憶部18から充放電休止指令PAUSEが出力されていないとき切換スイッチSW4は、切換手段20cによりa−c間が導通状態になるように切り換えられており、上記蓄電装置電流指令値IPがゲート制御部30に送られる。また、充放電休止指令PAUSEが出力されると、切換スイッチSW4は、切換手段20cによりb−c間が導通状態になるように切り換えられ、ゲート制御部30には電流指令値として0Aが与えられ、蓄電装置7の充放電動作は停止する。
Reference numeral 19 denotes a power storage device current command value calculation unit which synthesizes the current command values Itp and Itpb, or the current command values Idp and Idpb, or the current command values Idp and Ippc, which are output from the terminals c of the changeover switches SW1 and SW3. Thus, a power storage device current command value IP that is a charge / discharge current command value of the power storage device 7 is generated.
The power storage device current command value IP output from the power storage device current command value calculation unit 19 is given to the gate control unit 30 via the changeover switch SW4. The gate control unit 30 controls the DC-DC converter so that the charge / discharge current of the power storage device 7 becomes the power storage device current command value IP.
When the charge / discharge pause command PAUSE is not output from the discharge command storage unit 18, the changeover switch SW4 is switched by the switching means 20c so as to be in a conductive state between a and c, and the power storage device current command value is The IP is sent to the gate control unit 30. Further, when the charge / discharge pause command PAUSE is output, the changeover switch SW4 is switched by the switching means 20c so as to be in a conductive state between bc and 0A is given to the gate control unit 30 as a current command value. The charging / discharging operation of the power storage device 7 is stopped.

図3は、上記通常時架線電圧補償電流指令値Itp、通常時蓄電容量調整電流指令値Itpb、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idp、デマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Idpb、ピークカット放電電流指令値Ippcのパターンの一例を示す図である。
通常時架線電圧補償電流指令値Itpは同図(a)に示すように、架線電圧VLが第1の電圧d0(例えば1440V)より低下すると、蓄電装置7の放電電流が次第に大きなるように設定し、第2の電圧d1(例えば1340V)より低下すると、放電電流を−300Aに設定し、架線電圧VLが第3の電圧d2(例えば1100V)より低下すると蓄電装置の電流指令値を所定の値(例えば0)に設定する。
また、架線電圧VLが第1の電圧d0より大きくなると、蓄電装置の電流指令値を所定の値(例えば0)に設定し、架線電圧VLが、上記第1の電圧より大きい第4の電圧c0(例えば1630V)より上昇すると、蓄電装置7の充電電流が次第に大きなるように設定し、第5の電圧c1(例えば1730V)より大きくなると、充電電流を570Aに設定し、架線電圧VLが第6の電圧c2(例えば1850V)より大きくなると充電電流の指令値を所定の値(例えば0)に設定する。
FIG. 3 shows the normal overhead line voltage compensation current command value Itp, the normal storage capacity adjustment current command value Itpb, the demand increase overhead line voltage compensation current command value Idp, the demand increase storage capacity adjustment current command value Idpb, and the peak cut discharge. It is a figure which shows an example of the pattern of electric current command value Ippc.
The normal overhead wire voltage compensation current command value Itp is set so that the discharge current of the power storage device 7 gradually increases when the overhead wire voltage VL falls below the first voltage d0 (for example, 1440 V), as shown in FIG. When the voltage drops below the second voltage d1 (eg, 1340V), the discharge current is set to -300A, and when the overhead line voltage VL falls below the third voltage d2 (eg, 1100V), the current command value of the power storage device is set to a predetermined value. (For example, 0).
Further, when the overhead line voltage VL becomes larger than the first voltage d0, the current command value of the power storage device is set to a predetermined value (for example, 0), and the overhead line voltage VL is higher than the first voltage by the fourth voltage c0. When the voltage rises above (for example, 1630 V), the charging current of the power storage device 7 is set to gradually increase. When the voltage becomes larger than the fifth voltage c1 (for example, 1730 V), the charging current is set to 570 A, and the overhead line voltage VL is When the voltage c2 becomes larger than the voltage c2 (for example, 1850 V), the charging current command value is set to a predetermined value (for example, 0).

デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpは、上記と同様のパターンであるが、同図(b)に示すように上記第1の電圧d01が例えば1400V、第2の電圧d11が例えば1300V、第3の電圧d21が例えば1100V、上記第4の電圧c01が例えば1600V、第5の電圧c11が例えば1700V、第6の電圧c21が例えば1850Vである。
すなわち、デマンド増加時には、通常時より、蓄電装置の充電(放電)を開始させる架線電圧を低下させる。これにより、デマンド増加時には、架線電圧が通常時より低い電圧であっても蓄電装置7は充電され、架線電圧が通常時より低い電圧にならないと蓄電装置は放電しない。
The demand increase overhead wire voltage compensation current command value Idp has the same pattern as above, but as shown in FIG. 5B, the first voltage d01 is 1400V, the second voltage d11 is 1300V, for example. For example, the third voltage d21 is 1100V, the fourth voltage c01 is 1600V, the fifth voltage c11 is 1700V, and the sixth voltage c21 is 1850V, for example.
That is, when the demand increases, the overhead line voltage for starting charging (discharging) of the power storage device is reduced from the normal time. Thereby, when the demand increases, the power storage device 7 is charged even if the overhead line voltage is lower than the normal voltage, and the power storage device is not discharged unless the overhead voltage becomes a voltage lower than the normal voltage.

通常時蓄電容量調整電流指令値Itpbは同図(c)に示すように、蓄電装置電圧VBが第1の電圧db0(例えば650V)より低下すると、蓄電装置7の充電電流が次第に大きなるように設定し、第2の電圧db1(例えば645V)より低下すると、充電電流を180Aに設定する。
また、蓄電装置電圧VBが第1の電圧db0より大きくなると、蓄電装置電流指令値を所定の値(例えば0)に設定し、上記第1の電圧より大きい第3の電圧cb0(例えば670V)より上昇すると、蓄電装置7の放電電流が次第に大きなるように設定し、第4の電圧cb1(例えば675V)より大きくなると、放電電流を−180Aに設定する。
デマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Idpbは、上記と同様のパターンであるが、同図(d)に示すように上記第1の電圧db01が例えば725V、第2の電圧db11が例えば720V、第3の電圧cb01が例えば730V、上記第4の電圧cb11が例えば735Vである。
すなわち、デマンド増加時には、通常時より、蓄電装置の充電/放電を開始させる蓄電装置電圧VBを上昇させる。これにより、デマンド増加時には、蓄電装置電圧VBが通常時より高い電圧であっても蓄電装置7は充電され、蓄電装置電圧VBが通常時より高い電圧にならないと放電しない。
As shown in FIG. 5C, the normal-time storage capacity adjustment current command value Itpb is such that when the power storage device voltage VB falls below the first voltage db0 (for example, 650 V), the charging current of the power storage device 7 gradually increases. When the voltage is lower than the second voltage db1 (for example, 645V), the charging current is set to 180A.
Further, when the power storage device voltage VB becomes larger than the first voltage db0, the power storage device current command value is set to a predetermined value (for example, 0), and from a third voltage cb0 (for example, 670 V) that is larger than the first voltage. When the voltage rises, the discharge current of the power storage device 7 is set to gradually increase, and when the voltage becomes higher than the fourth voltage cb1 (for example, 675 V), the discharge current is set to -180A.
The demand increasing storage capacity adjustment current command value Idpb has the same pattern as above, but as shown in FIG. 4D, the first voltage db01 is 725V, the second voltage db11 is 720V, for example, and the like. The third voltage cb01 is, for example, 730V, and the fourth voltage cb11 is, for example, 735V.
That is, when demand increases, the power storage device voltage VB that starts charging / discharging of the power storage device is increased from the normal time. As a result, when the demand increases, the power storage device 7 is charged even if the power storage device voltage VB is higher than the normal time, and is not discharged unless the power storage device voltage VB is higher than the normal time.

ピークカット放電電流指令値Ippcは同図(e)に示すように、架線電圧VLが第1の電圧dp0(例えば1600V)より低下すると、蓄電装置7の放電電流が次第に大きなるように設定し、第2の電圧dp1(例えば1500V)より低下すると、放電電流を−300Aに設定する。   As shown in FIG. 5E, the peak cut discharge current command value Ippc is set so that the discharge current of the power storage device 7 gradually increases when the overhead line voltage VL is lower than the first voltage dp0 (for example, 1600 V). When the voltage drops below the second voltage dp1 (for example, 1500 V), the discharge current is set to -300A.

図4は、蓄電装置電流指令値演算部19における電流指令値の合成を説明する図である。同図(a)は、通常時架線電圧補償電流指令値Itpと通常時蓄電容量調整電流指令値Itpbとを合成する場合を示す。
同図に示すように、蓄電装置電流指令値演算部19は、架線電圧がd1より小さい、あるいは、c1より大きい領域では、通常時架線電圧補償電流指令値Itpの電流指令値を蓄電装置電流指令値IPとして出力する。また、架線電圧がd0より大きく、かつc0より小さいときには、蓄電装置7の電圧VBに応じた通常時蓄電容量調整電流指令値Itpbの値を蓄電装置電流指令値とする。さらに、架線電圧がd0より小さくかつd1より大きい場合、あるいはc0より大きくc1より小さい場合は、通常時架線電圧補償電流指令値Itpと通常時蓄電容量調整電流指令値Itpbの絶対値の大きい方を選択し、蓄電装置電流指令値とする。
すなわち、同図に示すように、d1−c1の領域は基本的に通常時蓄電容量調整電流指令値の値を優先させる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the synthesis of the current command value in the power storage device current command value calculation unit 19. FIG. 5A shows a case where the normal overhead wire voltage compensation current command value Itp and the normal storage capacity adjustment current command value Itpb are combined.
As shown in the figure, the power storage device current command value calculation unit 19 calculates the current command value of the normal overhead wire voltage compensation current command value Itp in the region where the overhead wire voltage is smaller than d1 or larger than c1. Output as value IP. When the overhead line voltage is larger than d0 and smaller than c0, the normal storage capacity adjustment current command value Itpb corresponding to voltage VB of power storage device 7 is set as the power storage device current command value. Further, when the overhead line voltage is smaller than d0 and larger than d1, or larger than c0 and smaller than c1, the larger absolute value of the normal overhead line voltage compensation current command value Itp and the normal storage capacity adjustment current command value Itpb is determined. Select the power storage device current command value.
That is, as shown in the figure, the area d1-c1 basically gives priority to the value of the normal-time storage capacity adjustment current command value.

なお、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpとデマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Idpbの合成についても、上記と同じであり、架線電圧がd11より小さい、あるいは、c11より大きい領域では、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpの電流指令値を蓄電装置電流指令値IPとして出力する。また、架線電圧がd01より大きく、かつc01より小さいときには、蓄電装置7の電圧VBに応じたデマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Idpbの値を蓄電装置電流指令値とする。さらに、架線電圧がd01より小さくかつd11より大きい場合、あるいはc01より大きくc11より小さい場合は、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpとデマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Idpbの絶対値の大きい方を選択し、蓄電装置電流指令値とする。   Note that the composition of the demand increase overhead wire voltage compensation current command value Idp and the demand increase storage capacity adjustment current command value Idpb is the same as described above. In the region where the overhead wire voltage is smaller than d11 or larger than c11, the demand is increased. The current command value of the increase overhead wire voltage compensation current command value Idp is output as the power storage device current command value IP. Further, when the overhead line voltage is larger than d01 and smaller than c01, the value of storage capacity adjustment current command value Idpb at the time of demand increase according to voltage VB of power storage device 7 is set as the power storage device current command value. Further, when the overhead line voltage is smaller than d01 and larger than d11, or larger than c01 and smaller than c11, the absolute values of the demand line overhead line voltage compensation current command value Idp and the demand increase storage capacity adjustment current command value Idpb are large. Is selected as the power storage device current command value.

図4(b)は、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpとピークカット放電電流指令値Ippcとを合成する場合を示す。
同図に示すように、蓄電装置電流指令値演算部19は、架線電圧がd11より小さい、あるいは、c11より大きい領域では、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpの電流指令値を蓄電装置電流指令値IPとして出力する。また、架線電圧がd01より大きく、かつc01より小さいときには、架線電圧VLに応じたピークカット放電電流指令値Ippcの値を蓄電装置電流指令値とする。さらに、架線電圧がd01より小さくかつd11より大きい場合、あるいはc01より大きくc11より小さい場合は、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpとピークカット放電電流指令値Ippcの絶対値の大きい方を選択し、蓄電装置電流指令値とする。
FIG. 4B shows a case where the overhead line voltage compensation current command value Idp and the peak cut discharge current command value Ippc are combined when the demand increases.
As shown in the figure, the power storage device current command value calculation unit 19 calculates the current command value of the demand line overhead wire voltage compensation current command value Idp in the region where the overhead wire voltage is smaller than d11 or larger than c11. Output as command value IP. When the overhead wire voltage is larger than d01 and smaller than c01, the value of the peak cut discharge current command value Ippc corresponding to the overhead wire voltage VL is set as the power storage device current command value. Furthermore, when the overhead line voltage is smaller than d01 and larger than d11, or larger than c01 and smaller than c11, the larger one of the absolute values of the overhead line voltage compensation current command value Idp and the peak cut discharge current command value Ippc at the time of increasing demand is selected. And the power storage device current command value.

図5は、ゲート制御部30の構成例を示す図である。
図2に示す切換スイッチSW4から出力される蓄電装置電流指令値IPは、ローパスフィルタ31を介して比較器32に与えられる。比較器32は、蓄電装置電流指令値IPと電池電流IBとを比較してその偏差を電流制御器33に与える。
電流制御器33は、上記偏差に応じた制御出力Vrを発生し、この制御出力Vrはリミッタ34により上下限値がリミットされ、電圧指令VREFとしてIGBTゲート制御部35に与えられる。IGBTゲート制御部35は、前記図1に示したDC−DCコンバータのスイッチング素子3,4を制御して、蓄電装置電流指令値IPと電池電流IBが等しくなるように蓄電装置7の充放電電流を制御する。
また、上記リミッタ34は、蓄電装置の過充電保護、過放電保護のために設けられたものであり、電圧上限および電圧下限は、上限設定部36、下限設定部37により設定される。上限設定部36は、蓄電装置電圧VBが上限値であるVCMに達するまでは、電圧上限をVCMより大きなVFCに設定し、上限値VCMに達すると上限値であるVCMに設定する。
また、下限設定部37は、蓄電装置電圧VBが下限値であるVDMに達するまでは、電圧下限を0に設定し、下限値に達すると下限値であるVDMに設定する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the gate control unit 30.
The power storage device current command value IP output from the changeover switch SW4 shown in FIG. 2 is given to the comparator 32 via the low-pass filter 31. Comparator 32 compares power storage device current command value IP with battery current IB and provides the deviation to current controller 33.
The current controller 33 generates a control output Vr corresponding to the deviation, and the control output Vr has its upper and lower limits limited by a limiter 34 and is given to the IGBT gate controller 35 as a voltage command VREF. The IGBT gate control unit 35 controls the switching elements 3 and 4 of the DC-DC converter shown in FIG. 1 to charge / discharge current of the power storage device 7 so that the power storage device current command value IP and the battery current IB become equal. To control.
The limiter 34 is provided for overcharge protection and overdischarge protection of the power storage device. The upper limit voltage and the lower limit voltage are set by an upper limit setting unit 36 and a lower limit setting unit 37. The upper limit setting unit 36 sets the voltage upper limit to a VFC larger than the VCM until the power storage device voltage VB reaches the upper limit VCM, and sets the voltage upper limit to the VCM that is the upper limit value when the upper limit value VCM is reached.
Lower limit setting unit 37 sets the voltage lower limit to 0 until power storage device voltage VB reaches VDM, which is the lower limit value, and sets the voltage lower limit to VDM, which is the lower limit value, when the lower limit value is reached.

図6は図2に示した放電指令記憶部18の構成例を示す図である。
図6において、アンドゲートG3には、前記アンドゲートG1,G2の出力であるピークカット要求信号PC100、デマンド増加切換指令信号PC90が入力され、PC100,PC90が共にハイレベルになると、ピークキャッチモード信号PCMODEがハイレベルとなる。
ここで、前周期以前にピークカット放電指令信号が出されておらず、ピークカット放電が記憶されていない場合、フリップフロップFF2はセットされておらず、その出力であるピークカット放電記憶信号DSGMEMはローレベルであり、インバータINV1の出力はハイレベルとなっている。
したがって、ピークキャッチモード信号PCMODEがハイレベルになると、アンドゲートG5の出力がハイレベルとなり、フリップフロップFF1がセットされ、ピークカット放電指令信号PCDSGがハイレベルになる。この信号PCDSGがハイレベルになると、制御部21は前述したように蓄電装置7を放電させ、電力デマンドのピークの抑制動作を行う。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the discharge command storage unit 18 shown in FIG.
In FIG. 6, the peak cut request signal PC100 and the demand increase switching command signal PC90, which are the outputs of the AND gates G1 and G2, are input to the AND gate G3, and when both the PC 100 and PC 90 become high level, the peak catch mode signal PCMODE goes high.
Here, when the peak cut discharge command signal is not issued before the previous cycle and the peak cut discharge is not stored, the flip-flop FF2 is not set, and the peak cut discharge storage signal DSGMEM which is the output thereof is It is at a low level, and the output of the inverter INV1 is at a high level.
Therefore, when the peak catch mode signal PCMODE becomes high level, the output of the AND gate G5 becomes high level, the flip-flop FF1 is set, and the peak cut discharge command signal PCDSG becomes high level. When the signal PCDSG becomes high level, the control unit 21 discharges the power storage device 7 as described above, and performs an operation of suppressing the peak of the power demand.

また、ピークカット放電指令信号PCDSGがハイレベルになると、タイマTM1が計時を開始する。そして例えば10分後にタイマTM1がタイムアップ信号を出力し、フリップフロップFF1をリセットする。このため、ピークカット放電指令信号PCDSGはローレベルとなり、上記蓄電装置7を放電は停止する。
一方、ピークカット放電指令信号PCDSGがハイレベルになると、フリップフロップFF2がセットされ、ピークカット放電指令信号PCDSGが出力されたことが記憶され、ピークカット放電記憶信号DSGMEMがハイレベルとなる。
このフリップフロップFF2がセットされている間は、インバータINV1の出力しローレベルであり、ピークキャッチモード信号PCMODEが出力されても、アンドゲートG5の出力はハイレベルにならず、ピークカット放電指令信号PCDSGは出力されない。
フリップフロップFF2のリセット端子側にはインバータINV2を介してピークキャッチモード信号PCMODEが入力され、次のデマンドを求める周期以降にピークキャッチモード信号PCMODEがローレベルになるとフリップフロップFF2はリセットされ、放電記憶は解除される。
Further, when the peak cut discharge command signal PCDSG becomes high level, the timer TM1 starts measuring time. For example, after 10 minutes, the timer TM1 outputs a time-up signal and resets the flip-flop FF1. For this reason, the peak cut discharge command signal PCDSG becomes a low level, and the discharging of the power storage device 7 is stopped.
On the other hand, when the peak cut discharge command signal PCDSG becomes high level, the flip-flop FF2 is set, the fact that the peak cut discharge command signal PCDSG is output is stored, and the peak cut discharge storage signal DSGMEM becomes high level.
While the flip-flop FF2 is set, the output of the inverter INV1 is low level, and even if the peak catch mode signal PCMODE is output, the output of the AND gate G5 does not become high level, and the peak cut discharge command signal PCDSG is not output.
The peak catch mode signal PCMODE is input to the reset terminal side of the flip-flop FF2 via the inverter INV2. When the peak catch mode signal PCMODE becomes low level after the period for obtaining the next demand, the flip-flop FF2 is reset and discharge memory is stored. Is released.

また、フリップフロップFF2がセットされ、その出力がハイレベルとなり、ピークキャッチモード信号PCMODEがハイレベルであり、さらに、タイマTM1によりフリップフロップFF1がリセットされピークカット放電指令信号PCDSGがローレベルになると、アンドゲートG4の出力であるPAUSE信号がハイレベルとなる。PAUSE信号がハイレベルになると、蓄電装置7を放電は停止する。
すなわち、ピークカット放電指令信号PCDSGはタイマTM1の設定時間(例えば10分)だけ出力され、この間、蓄電装置7の放電によるピークカットの抑制動作が行われ、この設定時間経過後、PAUSE信号が出力されるため、蓄電装置7の放電によるピークカットの抑制動作は停止する。
Further, when the flip-flop FF2 is set and its output becomes high level, the peak catch mode signal PCMODE is high level, and further, when the flip-flop FF1 is reset by the timer TM1 and the peak cut discharge command signal PCDSG becomes low level, The PAUSE signal that is the output of the AND gate G4 becomes high level. When the PAUSE signal becomes high level, discharging of the power storage device 7 is stopped.
That is, the peak cut discharge command signal PCDSG is output for a set time (for example, 10 minutes) of the timer TM1, and during this time, the peak cut suppression operation due to the discharge of the power storage device 7 is performed, and the PAUSE signal is output after the set time has elapsed. Therefore, the peak cut suppression operation due to the discharge of the power storage device 7 is stopped.

図7は本実施例の動作を示すタイムチャートであり、デマンドの平均電力を求める周期と動作モードとの関係、および各動作モードにおける電流指令値の組合せのパターンを示す。以下、同図および前記図1、図2、図5、図6等を参照しながら本実施例の電力貯蔵装置の動作について説明する。
図7に示すように、デマンドの平均電力を計算する周期(例えば30分)と同期して、最初の20分でデマンドのピーク検出動作を行い、この周期の2/3を経過した時点以降で、その判定結果に基づき、蓄電装置7の充放電等の制御を行う。
すなわち、毎時00〜20分の間にピーク監視動作を行い、20分経過した時点で前記ピークカット要求信号PC100、デマンド増加切換指令信号PC90が出力されたかを判定する。また、図6で説明した、ピークカット放電記憶信号DSGMEMが出力されているかを判定する。そして、その判定結果に基づき、残りの10分間以降で、ピークカット動作、休止、蓄電装置容量上昇動作等を行う。
FIG. 7 is a time chart showing the operation of the present embodiment, showing the relationship between the cycle for obtaining the average demand power and the operation mode, and the pattern of combinations of current command values in each operation mode. Hereinafter, the operation of the power storage device of this embodiment will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 1, FIG. 2, FIG. 5, FIG.
As shown in FIG. 7, the demand peak detection operation is performed in the first 20 minutes in synchronization with the period for calculating the average power of the demand (for example, 30 minutes), and after 2/3 of this period has elapsed. Based on the determination result, charge / discharge of the power storage device 7 is controlled.
That is, a peak monitoring operation is performed at 00 to 20 minutes every hour, and it is determined whether the peak cut request signal PC100 and the demand increase switching command signal PC90 have been output when 20 minutes have passed. Further, it is determined whether the peak cut discharge memory signal DSGMEM described in FIG. 6 is output. Then, based on the determination result, a peak cut operation, a pause, a power storage device capacity increase operation, and the like are performed after the remaining 10 minutes.

き電系統における電力デマンドが通常のレベルにあると、図2に示した切換スイッチSW1〜SW4は図示の状態であり、蓄電装置電流指令演算部19は、通常時架線電圧補償電流演算部13が出力する通常時架線電圧補償電流指令値Itpと、通常時蓄電容量調整電流演算部15が出力する通常時蓄電容量調整電流指令値Itpbを合成して、蓄電装置電流指令値Ipを生成する(図7のa+cの動作パターン)。
ゲート制御部30は第一のスイッチング素子3及び第二のスイッチング素子4を操作し、蓄電装置7の電流が、蓄電装置電流指令演算部19で生成した蓄電装置電流指令値Ipとなるように蓄電装置7の電流を制御する(図7のA)。
When the power demand in the feeder system is at a normal level, the change-over switches SW1 to SW4 shown in FIG. 2 are in the state shown in the figure, and the power storage device current command calculation unit 19 has the normal overhead wire voltage compensation current calculation unit 13 The normal overhead line voltage compensation current command value Itp to be output and the normal storage capacity adjustment current command value Itpb output from the normal storage capacity adjustment current calculation unit 15 are combined to generate the storage device current command value Ip (FIG. 7 a + c operation pattern).
The gate control unit 30 operates the first switching element 3 and the second switching element 4 to store the current so that the current of the power storage device 7 becomes the power storage device current command value Ip generated by the power storage device current command calculation unit 19. The current of the device 7 is controlled (A in FIG. 7).

ここで、き電系統における電力デマンドが増加すると、架線に接続される列車などの負荷により、変電所から電力貯蔵装置までの送電線で発生する電力損失が増加し、電圧検出器22で検出される架線電圧は低下する。
その結果、例えば、デマンド増加時切替指令信号PC90と、ピークカット要求信号PC100が同時に出力されるとピークカット放電指令PCDSGが出力される。なお、この時点ではピークカット放電記憶信号DSGMEMが出力されていないとする。
その結果、図2に示したスイッチSW1,SW2,SW3の接点がb側に切り替わり、通常時架線電圧補償電流指令値Itpがデマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpへ、通常時蓄電容量調整電流指令値Itpbがピークカット電流指令値Ippcに切替わる。なお、ピークカット放電指令PCDSGが出力されることで、ピークカット放電記憶信号DSGMEMが出力されるようになる。
蓄電装置電流指令演算部19は、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpと、ピークカット電流指令値Ippcを合成して、蓄電装置電流指令値Ipを生成する(図7のb+eの動作パターン)。
ゲート制御部30は第一のスイッチング素子3及び第二のスイッチング素子4を操作し、蓄電装置7の電流が、蓄電装置電流指令演算部19で生成した蓄電装置電流指令値Ipとなるように制御する。デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpと、ピークカット電流指令値Ippcを合成した電流指令値は、蓄電装置7の蓄電量に関わらず常に蓄電装置が放電するような指令値であるので、蓄電装置7は放電し、デマンドのピークを抑制する(図7のB)。
Here, when the power demand in the feeder system increases, the power loss generated in the transmission line from the substation to the power storage device increases due to a load such as a train connected to the overhead line, and is detected by the voltage detector 22. The overhead line voltage decreases.
As a result, for example, when the demand increase switching command signal PC90 and the peak cut request signal PC100 are simultaneously output, the peak cut discharge command PCDSG is output. At this time, it is assumed that the peak cut discharge memory signal DSGMEM is not output.
As a result, the contacts of the switches SW1, SW2 and SW3 shown in FIG. 2 are switched to the b side, and the normal overhead wire voltage compensation current command value Itp is changed to the overhead wire voltage compensation current command value Idp during demand increase. The command value Itpb is switched to the peak cut current command value Ippc. Note that the peak cut discharge memory signal DSGMEM is output by outputting the peak cut discharge command PCDSG.
The power storage device current command calculation unit 19 generates the power storage device current command value Ip by combining the demand increase overhead wire voltage compensation current command value Idp and the peak cut current command value Ippc (operation pattern b + e in FIG. 7). .
The gate control unit 30 operates the first switching element 3 and the second switching element 4 to control the current of the power storage device 7 to be the power storage device current command value Ip generated by the power storage device current command calculation unit 19. To do. Since the current command value obtained by combining the overhead line voltage compensation current command value Idp and the peak cut current command value Ippc is a command value that always discharges the power storage device regardless of the power storage amount of the power storage device 7, The device 7 discharges and suppresses the demand peak (B in FIG. 7).

図6に示した放電指令記憶部18のタイマTM1は、デマンドの平均電力を計算する周期終了のタイミングでタイムアップし、ピークカット放電指令PCDSGを停止させる。また、前述したように放電指令記憶部18から充放電休止指令PAUSEが出力される。その結果、図2のスイッチSW4がb側に切り替わり、蓄電装置電流指令値Ipは0となり、一切の充放電を休止する。また、放電指令記憶部18は、ピークカット放電記憶信号DSGMEMが出力され、ピークカットキャッチモード信号PCMODEが出力されている間は、引き続き充放電休止指令PAUSEを出力し続け、ピークカット放電指令は出力しない(図7のC)。
一方、図7のCの期間中もピーク監視動作が行われ、その結果、デマンド増加時切替指令信号PC90とピークカット要求信号PC100が同時に出力されても、この時点ではピークカット放電記憶信号DSGMEMが出力されているので、図6に示したアンドゲートG4の出力はハイレベルとなり、引き続き充放電休止指令PAUSEを出力し続ける(図7のD,E)。
The timer TM1 of the discharge command storage unit 18 shown in FIG. 6 is timed up at the end of the cycle for calculating the average power of demand, and stops the peak cut discharge command PCDSG. Further, as described above, the charge / discharge pause command PAUSE is output from the discharge command storage unit 18. As a result, the switch SW4 in FIG. 2 is switched to the b side, the power storage device current command value Ip becomes 0, and all charging / discharging is suspended. The discharge command storage unit 18 continues to output the charge / discharge pause command PAUSE while the peak cut discharge storage signal DSGMEM is output and the peak cut catch mode signal PCMODE is output, and the peak cut discharge command is output. No (C in FIG. 7).
On the other hand, during the period C in FIG. 7, the peak monitoring operation is performed. As a result, even if the demand increase switching command signal PC90 and the peak cut request signal PC100 are output at the same time, the peak cut discharge memory signal DSGMEM is Since it is output, the output of the AND gate G4 shown in FIG. 6 becomes high level, and the charge / discharge pause command PAUSE continues to be output (D and E in FIG. 7).

ここで、電力デマンドが変化し、図7のEの期間の判定により、ピークカット要求信号PC100が出力されず、デマンド増加時切替指令信号PC90が出力される状態となると(ピークカット放電記憶信号DSGMEMは引き続き出力されているとする)、図2のスイッチSW1,SW2はb側に切り替わり、スイッチSW3はa側に切り替わる。また、ピークキャッチモードは解除され、図6のピークキャッチモード信号PCMODEはローレベルとなるので、ピークカット放電休止信号PAUSEはローレベルとなり、図2のスイッチSW4はa側に切り替わる。
その結果、蓄電装置電流指令演算部19へは、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpと、デマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Itpbが入力され、蓄電装置電流指令演算部19はデマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpと、デマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Itpbを合成して、蓄電装置電流指令値Ipを生成する(図7のb+dの動作パターン)。
ゲート制御部30は第一のスイッチング素子3及び第二のスイッチング素子4を操作し、蓄電装置7の電流が、蓄電装置電流指令演算部19で生成した蓄電装置電流指令値Ipとなるように蓄電装置7を充電させ蓄電装置7の蓄電量を上昇させる(図7のF,G)。
Here, when the power demand changes and the peak cut request signal PC100 is not output and the demand increase switching command signal PC90 is output by the determination of the period E in FIG. 7 (peak cut discharge storage signal DSGMEM). 2 is switched to the b side, and the switch SW3 is switched to the a side. Further, since the peak catch mode is canceled and the peak catch mode signal PCMODE in FIG. 6 becomes low level, the peak cut discharge pause signal PAUSE becomes low level, and the switch SW4 in FIG. 2 is switched to the a side.
As a result, the power line device current command calculation unit 19 is input with the demand increase time overhead voltage compensation current command value Idp and the demand increase time storage capacity adjustment current command value Itpb. The overhead line voltage compensation current command value Idp and the demand increase storage capacity adjustment current command value Itpb are combined to generate the storage device current command value Ip (operation pattern b + d in FIG. 7).
The gate control unit 30 operates the first switching element 3 and the second switching element 4 to store the current so that the current of the power storage device 7 becomes the power storage device current command value Ip generated by the power storage device current command calculation unit 19. The device 7 is charged to increase the amount of power stored in the power storage device 7 (F and G in FIG. 7).

図3に示すように、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpは、通常時架線電圧補償電流指令値Itpと比べて、架線電圧がより低い電圧となるまで放電動作を行わないような指令値であり、また、デマンド増加時蓄電容量調整電流指令値Idpbは、通常時蓄電容量調整電流指令値Itpbより、より高い電圧となるまで蓄電容量調整充電を行うような指令値であるので、これを合成した蓄電装置電流指令値Ipにより蓄電装置7の電流を制御することにより、蓄電装置の容量いっぱいまでエネルギーをためることができる。   As shown in FIG. 3, the demand increase overhead wire voltage compensation current command value Idp is a command value that does not perform the discharge operation until the overhead wire voltage becomes lower than the normal overhead wire voltage compensation current command value Itp. In addition, since the storage capacity adjustment current command value Idpb at the time of demand increase is a command value for performing storage capacity adjustment charging until a voltage higher than the normal storage capacity adjustment current command value Itpb, By controlling the current of the power storage device 7 using the synthesized power storage device current command value Ip, energy can be stored up to the full capacity of the power storage device.

図7のGの期間でデマンドが増加し、例えば、デマンド増加時切替指令信号PC90と、ピークカット要求信号PC100が同時に出力されるとピークカット放電指令PCDSGが出力される。なお、期間Eでピークキャッチモードが一旦解除されているので、この時点ではピークカット放電記憶信号DSGMEMは出力されていない。
その結果、図2に示したスイッチSW1,SW2,SW3の接点がb側に切り替わり、通常時架線電圧補償電流指令値Itpがデマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpへ、通常時蓄電容量調整電流指令値Itpbがピークカット電流指令値Ippcに切替わる。蓄電装置電流指令演算部19は、前述したように、デマンド増加時架線電圧補償電流指令値Idpと、ピークカット電流指令値Ippcを合成して、蓄電装置電流指令値Ipを生成する(b+eの動作パターン)。
ゲート制御部30は第一のスイッチング素子3及び第二のスイッチング素子4を操作し、蓄電装置7の電流が、蓄電装置電流指令演算部19で生成した蓄電装置電流指令値Ipとなるように蓄電装置7を放電させ、デマンドのピークを抑制する(図7のH)。
When the demand increases during the period G in FIG. 7, for example, when the demand increase switching command signal PC90 and the peak cut request signal PC100 are output simultaneously, the peak cut discharge command PCDSG is output. In addition, since the peak catch mode is once canceled in the period E, the peak cut discharge memory signal DSGMEM is not output at this time.
As a result, the contacts of the switches SW1, SW2 and SW3 shown in FIG. 2 are switched to the b side, and the normal overhead wire voltage compensation current command value Itp is changed to the overhead wire voltage compensation current command value Idp during demand increase. The command value Itpb is switched to the peak cut current command value Ippc. As described above, the power storage device current command calculation unit 19 generates the power storage device current command value Ip by synthesizing the demand increase overhead wire voltage compensation current command value Idp and the peak cut current command value Ippc (operation b + e). pattern).
The gate control unit 30 operates the first switching element 3 and the second switching element 4 to store the current so that the current of the power storage device 7 becomes the power storage device current command value Ip generated by the power storage device current command calculation unit 19. The device 7 is discharged to suppress the demand peak (H in FIG. 7).

ついで、前記したように、デマンドの平均電力を計算する周期の終了と同時に放電指令記憶部18から充放電休止指令PAUSEが出力される。その結果、図2のスイッチSW4がb側に切り替わり、蓄電装置電流指令値Ipは0となり、一切の充放電を休止する。(図7のI)。
次のデマンド計算周期において、ピークカット要求が出力されなかった場合、放電指令記憶部18は、フリップフロップFF2をリセットし、ピークカット放電指令の記憶を解除し、充放電休止指令をクリアする。以上のシーケンスを繰り返すことでデマンドのピークを削減する。
Next, as described above, the charge / discharge pause command PAUSE is output from the discharge command storage unit 18 simultaneously with the end of the cycle for calculating the average power of the demand. As a result, the switch SW4 in FIG. 2 is switched to the b side, the power storage device current command value Ip becomes 0, and all charging / discharging is suspended. (I in FIG. 7).
If the peak cut request is not output in the next demand calculation cycle, the discharge command storage unit 18 resets the flip-flop FF2, cancels the storage of the peak cut discharge command, and clears the charge / discharge pause command. The peak of demand is reduced by repeating the above sequence.

本発明の電力貯蔵装置の主回路を示す図である。It is a figure which shows the main circuit of the electric power storage apparatus of this invention. 本発明の電力貯蔵装置の制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control part of the electric power storage apparatus of this invention. 通常時架線電圧補償電流指令値等の電流指令値のパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern of current command values, such as a normal time overhead wire voltage compensation current command value. 蓄電装置電流指令値演算部による電流指令値の合成を説明する図である。It is a figure explaining the synthesis | combination of the electric current command value by an electrical storage apparatus electric current command value calculating part. ゲート制御部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a gate control part. 放電指令記憶部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a discharge command memory | storage part. 本発明の実施例の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 フィルタリアクトル
2 フィルタコンデンサ
3 第一のスイッチング素子
4 第二のスイッチング素子
5 スムージングリアクトル
6 スムージングコンデンサ
7 蓄電装置
11 デマンド演算部(電圧低下時間割合)
12 デマンド演算部(送電線電力損失量)
13 通常時架線電圧補償電流演算部
14 デマンド増加時架線電圧補償電流演算部
15 通常時蓄電容量調整電流演算部
16 デマンド増加時蓄電容量調整電流演算部
17 ピークカット放電電流演算部
18 放電指令記憶部
19 蓄電装置電流指令演算部
21 制御部
22 電圧検出器
23 電流検出器
24 電圧検出器
30 ゲート制御部


1 Filter Reactor 2 Filter Capacitor 3 First Switching Element 4 Second Switching Element 5 Smoothing Reactor 6 Smoothing Capacitor 7 Power Storage Device 11 Demand Calculation Unit (Voltage Reduction Time Ratio)
12 Demand calculator (transmission line power loss)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Normal time overhead wire voltage compensation current calculation part 14 Demand increase time overhead voltage compensation current calculation part 15 Normal time storage capacity adjustment current calculation part 16 Demand increase storage capacity adjustment current calculation part 17 Peak cut discharge current calculation part 18 Discharge command storage part 19 power storage device current command calculation unit 21 control unit 22 voltage detector 23 current detector 24 voltage detector 30 gate control unit


Claims (5)

単位時間当たりの電力需要量の積算値である電力デマンドのピークを抑制するための直流電鉄用の電力貯蔵装置であって、
上記電力貯蔵装置は、蓄電装置と、直流電力を供給する架線と該蓄電装置との間に接続されたDC−DCコンバータと、上記架線電圧を検出する第1の電圧検出器と、上記蓄電装置の電圧を検出する第2の電圧検出器と、上記蓄電装置の充放電電流を検出する電流検出器と、
上記第1、第2の電圧検出器により検出された架線電圧、蓄電装置電圧、および上記電流検出器により検出された充放電電流に基づき、上記DC−DCコンバータを制御して、上記蓄電装置の充電、放電を制御する制御部とを備え、
上記制御部は、
架線における電力損失および/または架線電圧が所定値より低下した時間の割合に基づき、電力デマンドの増加と、電力デマンドのピークを検出するデマンド検出手段と、
電力デマンド増加およびデマンドピークが共に検出されないとき、架線電圧と蓄電装置電圧に応じた通常時蓄電装置電流指令値を出力し、
上記デマンド検出手段によりデマンドの増加が検出されたとき、上記蓄電装置を充電して蓄電装置の蓄電量を上昇させるためのデマンド増加時蓄電装置電流指令値を出力し、
上記デマンド検出手段によりデマンドのピークが検出されたとき、上記蓄電装置を放電させ、電力デマンドのピークを抑制するためのデマンドピークカット蓄電装置電流指令値を出力する充放電電流指令値生成手段と、
上記充放電電流指令値生成手段により生成された電流指令値に応じて、上記DC−DCコンバータを制御して蓄電装置の充放電電流を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする電力貯蔵装置。
A power storage device for DC railways for suppressing a peak of power demand, which is an integrated value of power demand per unit time,
The power storage device includes a power storage device, an overhead wire supplying direct current power, a DC-DC converter connected between the power storage device, a first voltage detector that detects the overhead wire voltage, and the power storage device. A second voltage detector for detecting a voltage of the current, a current detector for detecting a charge / discharge current of the power storage device,
Based on the overhead line voltage detected by the first and second voltage detectors, the power storage device voltage, and the charge / discharge current detected by the current detector, the DC-DC converter is controlled to A control unit for controlling charging and discharging,
The control unit
A demand detecting means for detecting an increase in power demand and a peak of the power demand based on a rate of time when the power loss in the overhead line and / or the overhead line voltage falls below a predetermined value;
When neither the power demand increase nor the demand peak is detected, the normal power storage device current command value corresponding to the overhead line voltage and the power storage device voltage is output,
When an increase in demand is detected by the demand detecting means, the power storage device current command value at the time of demand increase for charging the power storage device and increasing the amount of power stored in the power storage device is output.
When a demand peak is detected by the demand detection means, the charge / discharge current command value generating means for discharging the power storage device and outputting a demand peak cut power storage device current command value for suppressing the power demand peak;
And a control unit that controls the DC-DC converter to control the charge / discharge current of the power storage device according to the current command value generated by the charge / discharge current command value generation unit. .
前記電力需要量を積算し電力デマンドを求める上記単位時間は、第1の時間帯と、第2の時間帯に分割されており、
上記デマンド検出手段は、上記第1の時間帯に電力デマンドの増加または電力デマンドのピークを検出し、
上記充放電電流指令値生成手段は、
上記第1の時間帯に電力デマンドの増加が検出されたとき、少なくとも上記第2の時間帯以降に、蓄電装置の蓄電量を上昇させるためのデマンド増加時蓄電装置電流指令値を出力し、上記第1の時間帯に電力デマンドのピークが検出されたとき、少なくとも上記第2の時間帯に、電力デマンドのピークを抑制するためのデマンドピークカット蓄電装置電流指令値を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力貯蔵装置。
The unit time for calculating the power demand by integrating the power demand is divided into a first time zone and a second time zone,
The demand detecting means detects an increase in power demand or a peak of power demand in the first time period,
The charge / discharge current command value generating means includes:
When an increase in power demand is detected in the first time zone, at least after the second time zone, a demand increase power storage device current command value for increasing the power storage amount of the power storage device is output, and When a power demand peak is detected in the first time zone, a demand peak cut power storage device current command value for suppressing the power demand peak is output at least in the second time zone. The power storage device according to claim 1.
上記蓄電装置の放電を抑制するため、デマンドピークカット動作を抑制する放電記憶制御手段を備え、
上記放電記憶制御手段は、上記充放電電流指令値生成手段からデマンドピークカット蓄電装置電流指令値を出力した後の、次の単位時間における少なくとも第1の時間帯には、蓄電装置の放電を休止させる
ことを特徴とする請求項2に記載の電力貯蔵装置。
In order to suppress the discharge of the power storage device, comprising a discharge memory control means for suppressing the demand peak cut operation,
The discharge memory control means pauses the discharge of the power storage device at least in a first time zone in the next unit time after the demand peak cut power storage device current command value is output from the charge / discharge current command value generation means. The power storage device according to claim 2, wherein:
上記デマンド検出手段は、
直流架線での電力損失が第1の閾値a1を上回ったとき第1のデマンド増加検出信号c1を出力し、上記電力損失が第2の閾値a2(a1<a2)を上回ったとき第1のデマンドピーク検出信号c2を出力する第1のデマンド演算手段と、
架線電圧が所定値を下回った時間の割合が、第1の閾値b1を上回ったとき第2のデマンド増加検出信号d1を出力し、上記架線電圧が所定値を下回った時間の割合が第2の閾値b2(b1<b2)を上回ったとき第2のデマンドピーク検出信号d2を出力する第2のデマンド演算手段と、
上記第1および第2のデマンド増加検出信号c1,d1が出力されたとき、デマンド増加を検出し、上記第1および第2のデマンドピーク検出信号c2,d2が出力されたとき、デマンドピークを検出する手段から構成される
ことを特徴とする請求項1,2または請求項3に記載の電力貯蔵装置。
The demand detecting means is
When the power loss in the DC overhead line exceeds the first threshold a1, the first demand increase detection signal c1 is output, and when the power loss exceeds the second threshold a2 (a1 <a2), the first demand is output. First demand calculation means for outputting a peak detection signal c2,
The second demand increase detection signal d1 is output when the proportion of the time when the overhead line voltage falls below the predetermined value exceeds the first threshold value b1, and the proportion of the time when the overhead line voltage falls below the prescribed value is the second percentage. Second demand calculation means for outputting a second demand peak detection signal d2 when a threshold value b2 (b1 <b2) is exceeded;
Demand increase is detected when the first and second demand increase detection signals c1 and d1 are output, and demand peaks are detected when the first and second demand peak detection signals c2 and d2 are output. The power storage device according to claim 1, wherein the power storage device is configured to include:
充放電電流指令値生成手段は、
架線電圧に応じた通常時架線電圧補償電流指令値を出力する第1の手段と、蓄電装置電圧に応じた通常時蓄電容量調整電流指令値を出力する第2の手段と、
架線電圧に応じたデマンド増加時架線電圧補償電流指令値を出力する第3の手段と、蓄電装置電圧に応じたデマンド増加時蓄電容量調整電流指令値を出力する第4の手段と、
電池電圧に応じたピークカット電流指令値を出力する第5の手段と、
デマンド増加もデマンドピークも検出されない通常時、上記第1、第2の手段から出力された電流指令値を合成して通常時における蓄電装置の充放電電流指令値を生成し、デマンド増加が検出されたとき上記第3、第4の手段から出力された電流指令値を合成して、デマンド増加時における蓄電装置の充放電電流指令値を生成し、デマンドピークが検出されたとき上記第3、第5の手段から出力された電流指令値を合成して、デマンドピークを抑制するための充放電電流指令値を生成する、充放電電流指令値演算手段を有する
ことを特徴とする請求項1,2,3または請求項4に記載の電力貯蔵装置。


The charge / discharge current command value generating means is:
A first means for outputting a normal overhead wire voltage compensation current command value according to the overhead line voltage; a second means for outputting a normal storage capacity adjustment current command value according to the power storage device voltage;
A third means for outputting a demand increase overhead wire voltage compensation current command value according to the overhead line voltage; a fourth means for outputting a demand increase storage capacity adjustment current command value according to the power storage device voltage;
A fifth means for outputting a peak cut current command value corresponding to the battery voltage;
During normal times when no demand increase or demand peak is detected, the current command values output from the first and second means are combined to generate a charge / discharge current command value for the power storage device during normal times, and an increase in demand is detected. When the demand peak is detected, the current command values output from the third and fourth means are combined to generate a charge / discharge current command value for the power storage device when demand increases. 5. Charge / discharge current command value calculation means for generating a charge / discharge current command value for suppressing a demand peak by synthesizing the current command values output from the means of claim 5; , 3 or claim 4.


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