JP5752562B2 - Control system for power storage device for DC electric railway - Google Patents
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Description
本発明は、直流電気鉄道における省エネルギー化と電力供給の安定化を達成可能な電力貯蔵装置の制御システムに関するものである。 The present invention relates to a control system for a power storage device capable of achieving energy saving and stabilization of power supply in a DC electric railway.
従来、直流電気鉄道では、三相交流をシリコン整流器で直流に順変換して電力供給するケースがほとんどを占める。シリコン整流器は逆変換能力を持たないため、電車が電力回生を行う際、付近に力行する電車が存在しないと電力回生エネルギーの行き場がなく、回生失効（電気制動不能）となるケースがある。これを防ぐため、電力貯蔵装置を適用して、その充電により回生失効を回避し、かつ電力回生エネルギーを有効に活用することができる。また、電力貯蔵装置から適宜放電を行うことで、電車線電圧の変動を抑制し、より安定した電力供給が可能となる。 Conventionally, in DC electric railways, the case where power is supplied by converting three-phase alternating current into direct current with a silicon rectifier has been occupied. Since the silicon rectifier does not have reverse conversion capability, when the train performs power regeneration, there is a case where there is no place for power regenerative energy and there is no regenerative energy (electric braking is impossible) if there is no power train nearby. In order to prevent this, it is possible to apply a power storage device, avoid regenerative revocation by charging, and use power regenerative energy effectively. In addition, by appropriately discharging from the power storage device, fluctuations in the train line voltage can be suppressed, and more stable power supply can be achieved.
このような電力貯蔵システムとしては、例えば、変電所から遠隔した駅の近傍に、電気二重層コンデンサを貯蔵媒体とする電力貯蔵装置として、電車の制動による回生エネルギーで電圧が上昇したときにコンデンサへの急速充電で回生電力を吸収し、電車の起動によってき電電圧が降下したときにコンデンサからの急速放電で電圧の降下を防止する電力貯蔵システムがある（例えば特許文献１）。 As such a power storage system, for example, as a power storage device using an electric double layer capacitor as a storage medium in the vicinity of a station remote from a substation, when the voltage rises due to regenerative energy due to braking of the train, the capacitor is used. There is an electric power storage system that absorbs regenerative power by rapid charging and prevents voltage drop by rapid discharge from a capacitor when the feeding voltage drops due to the start of a train (for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の電力貯蔵装置を用いた方法では、電力貯蔵装置が最高充電状態付近にある場合に電車が近傍で電力回生した場合、電力貯蔵装置は充電できず、回生失効を回避できなくなる。また、電力貯蔵装置が最低充電状態付近にある場合に電車が近傍で力行した場合、電力貯蔵装置は放電できず、電圧降下を補償できなくなる。すなわち、その電力貯蔵装置の容量が十分に大きいものであっても、待機充電状態によっては、その効果を発揮できないこともあり得る。 However, in the method using the conventional power storage device, when the power storage device is in the vicinity of the maximum charge state and the train regenerates power in the vicinity, the power storage device cannot be charged, and regeneration invalidation cannot be avoided. In addition, when the power storage device is in the vicinity of the minimum charge state and the train is powered near, the power storage device cannot be discharged and the voltage drop cannot be compensated. That is, even if the capacity of the power storage device is sufficiently large, the effect may not be exhibited depending on the standby charging state.
したがって、このような事象を回避するためには、充電と放電の両者に対応できるように電力貯蔵装置を制御する必要がある。なお、電力貯蔵装置の容量を更に大きくするシステムが考えられるが、経済性に劣り現実的ではない。 Therefore, in order to avoid such an event, it is necessary to control the power storage device so as to cope with both charging and discharging. In addition, although the system which enlarges the capacity | capacitance of an electric power storage apparatus can be considered, it is inferior to economical efficiency and is not realistic.
一方、省エネルギーの観点から、太陽光発電システムや風力発電システムなどの自然エネルギーを有効に利用した発電システムがある。しかし、このような発電システムは、気象条件や時間帯によって発電量を安定させることが困難である。このため、安定した電力供給のためには、発電電力の平準化が必要である。 On the other hand, from the viewpoint of energy saving, there are power generation systems that effectively use natural energy such as a solar power generation system and a wind power generation system. However, it is difficult for such a power generation system to stabilize the power generation amount depending on weather conditions and time zones. For this reason, it is necessary to level the generated power for stable power supply.
本発明は、このような課題を鑑みてなされたもので、自然エネルギー発電システムで得たエネルギーを常に活用することができ、また、１台の電力貯蔵装置であっても、常に充電と放電の両者に対応可能であり、その充電により回生失効を回避するとともに、その放電により電車線電圧の変動を抑制することが可能な直流電気鉄道用電力貯蔵装置の制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and can always use the energy obtained by the natural energy power generation system. Moreover, even with one power storage device, charging and discharging are always performed. An object of the present invention is to provide a control system for a DC electric railway power storage device that can cope with both, avoid regenerative invalidation by charging, and suppress fluctuations in train line voltage by discharging. .
前述した目的を達成するために、本発明は、直流電気鉄道用電力貯蔵装置の制御システムであって、直流電気鉄道に設置され、電力変換器を有する電力貯蔵装置と、前記電力貯蔵装置と接続され、配電線路との間に設置される第１の電力変換装置と、前記直流電気鉄道の電車線電圧に応じて、前記電力貯蔵装置内の前記電力変換器のスイッチング動作を制御する第１の制御部と、前記電力貯蔵装置の待機時充電量を監視し、前記電力貯蔵装置の待機時充電量に応じて、前記第１の電力変換装置のスイッチング動作を制御する第２の制御部と、を具備し、前記第１の制御部は、電車が電力回生を行う際には、回生電力を前記電力貯蔵装置に充電し、電車の力行による電車線電圧の電圧降下が生じた際には、前記電力貯蔵装置からの放電により電力補償を行い、前記第２の制御部は、前記電力貯蔵装置の待機時充電量が所定値以上であれば、前記配電線路に放電し、前記電力貯蔵装置の待機時充電量が所定値以下であれば、前記配電線路からの充電を可能にし、前記電力貯蔵装置と接続され、自然エネルギー発電システムとの間に設置される第２の電力変換装置をさらに備え、前記自然エネルギー発電システムによって発電された電力が前記第２の電力変換装置を介して直接に前記電力貯蔵装置に接続されて、前記電力貯蔵装置は、前記自然エネルギー発電システムにより常に充電され、前記第２の制御部は、前記電力貯蔵装置の待機時充電量が所定値以下であり、かつ前記自然エネルギー発電システムによる発電量が所定値以下である場合に、前記配電線路から前記電力貯蔵装置へ電力を供給して前記電力貯蔵装置の充電を行うことを特徴とする直流電気鉄道用電力貯蔵装置の制御システムである。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a control system for a DC electric railway power storage device, which is installed in the DC electric railway and has a power converter, and is connected to the power storage device. And a first power conversion device installed between the distribution line and a first power converter that controls a switching operation of the power converter in the power storage device according to a train line voltage of the DC electric railway. A control unit, a second control unit that monitors a standby charge amount of the power storage device, and controls a switching operation of the first power conversion device according to the standby charge amount of the power storage device; The first control unit charges the regenerative power to the power storage device when the train performs power regeneration, and when a voltage drop of the train line voltage occurs due to power running of the train, Electricity is discharged by discharge from the power storage device. The second control unit discharges to the distribution line if the standby charge amount of the power storage device is equal to or greater than a predetermined value, and the standby charge amount of the power storage device is equal to or less than the predetermined value. If there is, a second power conversion device that enables charging from the distribution line, is connected to the power storage device, and is installed between the natural energy power generation system and generates power by the natural energy power generation system. The generated power is directly connected to the power storage device via the second power conversion device, the power storage device is always charged by the natural energy power generation system, and the second control unit When the standby charge amount of the power storage device is equal to or less than a predetermined value and the power generation amount by the natural energy power generation system is equal to or less than the predetermined value, power is transferred from the distribution line to the power storage device. The supplies a control system of the charging DC electric railway power storage unit and performs the power storage device.
前記第２の制御部は、前記電力貯蔵装置の待機時充電量が、全容量の３０〜７０％の間となるように管理することが望ましい。 The second control unit may manage the power storage device so that the standby charging amount is between 30% and 70% of the total capacity.
本発明によれば、電力貯蔵装置の待機時充電量が所定範囲になるように制御を行うため、電力貯蔵装置が最高充電付近で待機することがなく、これにより回生失効を回避できなくなることがない。また、電力貯蔵装置が最低充電状態付近で待機することがなく、必要時に電力貯蔵装置が放電できなくなることがない。 According to the present invention, control is performed so that the standby charging amount of the power storage device falls within a predetermined range, so that the power storage device does not wait near the maximum charge, and thus regenerative invalidation cannot be avoided. Absent. In addition, the power storage device does not stand by in the vicinity of the minimum charging state, and the power storage device cannot be discharged when necessary.
また、電力貯蔵装置の待機時充電量が所定値以上となると、配電線路に放電することで、充電された電力を有効に活用することができる。また、電力貯蔵装置の待機時充電量が所定値以下かつ、自然エネルギー発電システムによる発電量が所定値以下であれば、配電線路からの充電が可能であるため、待機時充電量が低くなり過ぎることがない。また、回生電力によって電力貯蔵装置を効果的に充電することができる。 In addition, when the standby charging amount of the power storage device is equal to or greater than a predetermined value, the charged power can be effectively utilized by discharging to the distribution line. Also, if the standby charge amount of the power storage device is less than or equal to a predetermined value and the amount of power generated by the natural energy power generation system is less than or equal to a predetermined value, charging from the distribution line is possible, so the standby charge amount is too low. There is nothing. In addition, the power storage device can be effectively charged with regenerative power.
また、電力貯蔵装置を自然エネルギー発電システムと接続することで、電力貯蔵装置を常に自然エネルギーによって充電することができる。また、電力貯蔵装置から電車負荷または配電線路に対して安定して電力を供給することができ、自然エネルギー発電システムで得たエネルギーを常に活用することができる。 Further, by connecting the power storage device to the natural energy power generation system, the power storage device can always be charged with natural energy. In addition, power can be stably supplied from the power storage device to the train load or the distribution line, and the energy obtained by the natural energy power generation system can always be used.
また、電力貯蔵装置の待機時充電量が所定値以下となった場合に、配電線路からも電力貯蔵装置を充電可能とすることで、例えば回生電力のみでは十分な待機時充電量を確保することができず、また前述した自然エネルギー発電システムからの発電電力が十分でないような場合であっても、電力貯蔵装置の待機時充電量が低くなり過ぎることがない。なお、このような効果を効率良く得るためには、例えば、電力貯蔵装置の待機時充電量が、全容量の３０〜７０％の間となるように管理することが望ましい。 In addition, when the standby charge amount of the power storage device becomes equal to or less than a predetermined value, it is possible to charge the power storage device also from the distribution line, for example, to ensure a sufficient standby charge amount only with regenerative power Even when the generated power from the above-described natural energy power generation system is not sufficient, the standby charging amount of the power storage device does not become too low. In order to obtain such an effect efficiently, for example, it is desirable to manage the power storage device so that the standby charging amount is between 30% and 70% of the total capacity.
本発明によれば、自然エネルギー発電システムで得たエネルギーを常に活用することができ、また、１台の電力貯蔵装置であっても、常に充電と放電の両者に対応可能であり、その充電により回生失効を回避するとともに、その放電により電車線電圧の変動を抑制することが可能な直流電気鉄道用電力貯蔵装置の制御システムを提供することができる。 According to the present invention, the energy obtained by the natural energy power generation system can always be utilized, and even one power storage device can always cope with both charging and discharging. It is possible to provide a control system for a DC electric railway power storage device that can avoid regenerative expiration and can suppress fluctuations in the voltage of the train line due to the discharge.
以下、図面に基づいて本発明に係る電力貯蔵装置制御システムの実施形態を詳細に説明する。図１は、電力貯蔵装置制御システム１の概略構成図である。電力貯蔵装置制御システム１は、主に電力貯蔵装置９、電力変換装置１１、１７、制御部２３、２５等から構成される。
Hereinafter, embodiments of a power storage device control system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power storage
図１に示すように、電車線３およびレール５には直流変電所７が接続される。電車線３およびレール５には、電車線３およびレール５間の電車線電圧を監視する電圧監視部２１が設けられる。なお、電圧監視部２１は、電車線電圧を直接測定するものでなくてもよく、例えば、電流等を監視することによって間接的に電車線電圧を監視しても良い。
As shown in FIG. 1, a
電車線３およびレール５には、電力貯蔵装置９が接続される。図２は、電力貯蔵装置９の一例を示す図である。電力貯蔵装置９は、例えば電気二重層コンデンサや電池等の電力貯蔵媒体へチョッパ回路を介して電力を貯蔵することが可能なものである。電力貯蔵装置９は、電力を貯蔵する電力貯蔵媒体２７が電力変換器２９に接続されている。電力変換器２９を動作させることで、電力貯蔵媒体２７に電力を充電することができ、または電力貯蔵媒体２７から電力を放電させることが可能である。
A power storage device 9 is connected to the
また、電力貯蔵装置９は、電力変換装置１１を介して配電線路１３に接続される。配電線路１３は照明やエスカレータ等の駅設備や信号機器である電力消費設備１５に電力供給するために、例えば軌道と平行して設けられ、三相高圧で供給される。 The power storage device 9 is connected to the distribution line 13 through the power conversion device 11. The distribution line 13 is provided in parallel with the track, for example, in order to supply power to station equipment such as lighting and escalators and power consumption equipment 15 that is signal equipment, and is supplied with three-phase high voltage.
図３（ａ）は、電力変換装置１１の構成の一例を示す図である。図中矢印Ｃ方向が電力貯蔵装置９側であり、図中矢印Ｄ方向が配電線路１３側である。すなわち、電力変換装置１１は、電力変換器３１ａを動作することで、直流である電力貯蔵装置９と交流である配電線路１３との直流／交流を変換することが可能な変換装置（コンバータ）である。 FIG. 3A is a diagram illustrating an example of the configuration of the power conversion device 11. The arrow C direction in the figure is the power storage device 9 side, and the arrow D direction in the figure is the distribution line 13 side. That is, the power conversion device 11 is a conversion device (converter) capable of converting DC / AC between the power storage device 9 that is DC and the distribution line 13 that is AC by operating the power converter 31a. is there.
また、電力貯蔵装置９には、電力変換装置１７を介して自然エネルギー発電システム１９が接続される。自然エネルギー発電システム１９は、太陽光発電システムや風力発電システム等の発電システムである。なお、自然エネルギー発電システム１９が風力発電システムのように交流出力の場合には、電力変換装置１７は、図３（ａ）に示す構成とすればよい。この場合には、図３（ａ）における矢印Ｄ方向は自然エネルギー発電システム１９側となる。
In addition, a natural energy
また、自然エネルギー発電システム１９が太陽光発電システムのように直流出力の場合には、図３（ｂ）に示す電力変換装置１７ａを用いればよい。電力変換装置１７ａは、図中矢印Ｅ方向が電力貯蔵装置９側であり、図中矢印Ｆ方向が自然エネルギー発電システム１９側である。すなわち、電力変換装置１７ａは、電力変換器３１ｂを動作することで、直流／直流を変換することが可能な変換装置（昇降圧チョッパ）である。
Moreover, when the natural energy
電圧監視部２１と電力貯蔵装置９との間には、第１の制御部である制御部２３が設けられる。制御部２３は、電車線電圧を監視することで、近傍の電車の在線状況等を把握することができる。制御部２３は、電車線電圧に応じて、電力変換器２９に動作信号を送る（図２矢印Ｂ方向）。 A control unit 23 that is a first control unit is provided between the voltage monitoring unit 21 and the power storage device 9. The control unit 23 can grasp the status of a nearby train and the like by monitoring the train line voltage. The control unit 23 sends an operation signal to the power converter 29 according to the train line voltage (in the direction of arrow B in FIG. 2).
例えば、近傍を走行する電車が電力回生を行う際には、電車線電圧が上昇するため、制御部２３は、電力貯蔵装置９の電力変換器２９を動作させて回生電力を電力貯蔵媒体２７に充電する。したがって回生失効を防止することができる。一方、近傍を電車が力行する場合には、電車線電圧が降下する。このため、制御部２３は、電力貯蔵装置９の電力変換器２９を動作させて電力を電力貯蔵媒体２７から放電させる。したがって、電車線電圧の電圧降下を補償することができる。 For example, when a train traveling in the vicinity performs power regeneration, the train line voltage rises. Therefore, the control unit 23 operates the power converter 29 of the power storage device 9 to supply the regenerative power to the power storage medium 27. Charge. Therefore, regeneration revocation can be prevented. On the other hand, when the train is powered near, the train line voltage drops. Therefore, the control unit 23 operates the power converter 29 of the power storage device 9 to discharge power from the power storage medium 27. Therefore, the voltage drop of the train line voltage can be compensated.
また、電力貯蔵装置９と電力変換装置１１との間には、第２の制御部である制御部２５が設けられる。制御部２５は、電力貯蔵媒体２７の電圧等を監視することで、その待機時充電量を監視することができる。制御部２５は、電力貯蔵媒体２７の待機時充電量に応じて、電力変換装置１１に動作信号を送る（図２矢印Ａ方向）。 Further, a control unit 25 that is a second control unit is provided between the power storage device 9 and the power conversion device 11. The control unit 25 can monitor the standby charge amount by monitoring the voltage of the power storage medium 27 and the like. The control unit 25 sends an operation signal to the power conversion device 11 according to the standby charge amount of the power storage medium 27 (in the direction of arrow A in FIG. 2).
制御部２５は、電力貯蔵媒体２７の待機時充電量が、所定範囲内になるように監視する。例えば、自然エネルギー発電システム１９からの発電電力や、回生電力の充電により、電力貯蔵媒体２７の待機時充電量が所定値を超えると、制御部２５は、電力貯蔵装置９から配電線路１３に電力を放電する。すなわち、電力貯蔵装置９の電力を電力消費設備１５に供給することで、配電線路１３の消費電力を抑制する。
The controller 25 monitors the standby charge amount of the power storage medium 27 to be within a predetermined range. For example, when the standby charge amount of the power storage medium 27 exceeds a predetermined value due to the generated power from the natural energy
電力貯蔵媒体２７を放電させることで、待機時充電量が所定値以下となるように制御することで、近傍を走行する電車が電力回生を行う際に、回生失効を防止することができる。 By discharging the power storage medium 27, the standby charge amount is controlled to be equal to or less than a predetermined value, so that regeneration invalidation can be prevented when a train traveling in the vicinity performs power regeneration.
配電線路１３側での利用のために電力を放電することで、電力貯蔵媒体２７の待機時充電量が所定値を下回ると、制御部２５は、電力貯蔵装置９から配電線路１３への放電を停止する。 If the standby charge amount of the power storage medium 27 falls below a predetermined value by discharging power for use on the distribution line path 13 side, the control unit 25 discharges from the power storage device 9 to the distribution line 13. Stop.
電力貯蔵媒体２７からの放電を停止させ、かつ配電線路からの充電を可能にすることで、待機時充電量がある程度以上になるように制御することにより、近傍を力行する電車による電車線電圧の降下を補償することができる。 By stopping the discharge from the power storage medium 27 and enabling charging from the distribution line, the control of the standby charge amount to a certain level or more allows the train line voltage of the train to power nearby Can compensate for the descent.
次に、電力貯蔵装置制御システム１の制御フローについて説明する。図４は、電力貯蔵装置制御システム１の制御部２３の処理を示すフローチャートである。まず、制御部２３は、周囲の電車が電力回生を実施しているかどうかを判定する（ステップ１０１）。制御部２３は、電圧監視部２１による電車線電圧を検知し、電力回生を実施しているかどうかを判定する。
Next, the control flow of the power storage
電力回生が行われている場合には、制御部２３は、電力貯蔵装置９の電力変換器２９のスイッチング動作を制御して、回生電力を電力貯蔵媒体に充電することで、回生電力を吸収し、回生失効を防止する（ステップ１０２）。 When power regeneration is performed, the control unit 23 controls the switching operation of the power converter 29 of the power storage device 9 to charge the regenerative power to the power storage medium, thereby absorbing the regenerative power. Then, regenerative revocation is prevented (step 102).
制御部２３によって、電力回生が行われていないと判定されると、次に、制御部２３は、周囲の電車の力行によって、電車線電圧が低下していないかどうかを判定する（ステップ１０３）。 If it is determined by the control unit 23 that power regeneration is not being performed, then the control unit 23 determines whether or not the train line voltage has decreased due to powering of the surrounding train (step 103). .
電車線電圧が低下している場合には、制御部２３は、電力貯蔵装置９の電力変換器２９のスイッチング動作を制御して、電力貯蔵媒体に充電されている電力を電車線３およびレール５間に放電して、電車線電圧の低下を補償する（ステップ１０４）。
When the train line voltage is lowered, the control unit 23 controls the switching operation of the power converter 29 of the power storage device 9 so that the power stored in the power storage medium is supplied to the
以上の処理を繰り返し、電力貯蔵装置９の充電および放電を、電車線電圧に応じて切り替えることで、回生失効の防止および電車線電圧降下に対する補償を行うことができる。 By repeating the above processing and switching the charging and discharging of the power storage device 9 according to the train line voltage, it is possible to prevent regeneration invalidity and compensate for the train line voltage drop.
図５は、電力貯蔵装置制御システム１の制御部２５の処理を示すフローチャートである。まず、制御部２５は、電力貯蔵装置９の電力貯蔵媒体２７に充電される待機時充電量が所定値以上であるか判定する（ステップ２０１）。例えば、電力貯蔵媒体２７の最大充電容量に対して、７０％以上の待機時充電量であるかを判定する。なお、待機時充電量の判定は、例えば電力貯蔵媒体２７の端子間電圧を検出し、事前に求められた電力貯蔵媒体の充電量と端子間電圧との関係から、待機時充電量（％）を算出する。
FIG. 5 is a flowchart showing processing of the control unit 25 of the power storage
電力貯蔵媒体２７の待機時充電量が所定値以上（例えば最大電気容量の７０％以上）であれば、制御部２５は、電力変換装置１１のスイッチング動作を制御して、電力貯蔵媒体２７を配電線路１３に放電する（ステップ２０２）。配電線路１３に電力を放電することで、電力貯蔵装置９に貯蔵された電力を、電力消費設備１５に利用することができる。したがって、全体として、省エネルギー化に貢献することができる。 If the standby charging amount of the power storage medium 27 is equal to or greater than a predetermined value (for example, 70% or more of the maximum electric capacity), the control unit 25 controls the switching operation of the power converter 11 to distribute the power storage medium 27. The line 13 is discharged (step 202). By discharging power to the distribution line 13, the power stored in the power storage device 9 can be used for the power consuming equipment 15. Therefore, it can contribute to energy saving as a whole.
電力貯蔵装置９の電力貯蔵媒体２７に充電される待機時充電量が所定値以上でないと判定されると、制御部２５は、電力貯蔵装置９の電力貯蔵媒体２７に充電される待機時充電量が所定値以下であるか判定する（ステップ２０３）。例えば、電力貯蔵媒体２７の最大電気容量に対して、３０％以下の待機時充電量であるかを判定する。なお、待機時充電量の判定は、前述と同様の方法で算出することができる。 When it is determined that the standby charging amount charged in the power storage medium 27 of the power storage device 9 is not equal to or greater than a predetermined value, the control unit 25 sets the standby charging amount charged in the power storage medium 27 of the power storage device 9. Is less than or equal to a predetermined value (step 203). For example, it is determined whether the standby charging amount is 30% or less with respect to the maximum electric capacity of the power storage medium 27. The determination of the standby charging amount can be calculated by the same method as described above.
電力貯蔵媒体２７の待機時充電量が所定値以下（例えば最大電気容量の３０％以下）であれば、制御部２５は、電力変換装置１１のスイッチング動作を制御して、配電線路１３側から、電力貯蔵媒体２７の充電を行う（ステップ２０４）。電力貯蔵媒体２７の待機時充電量が所定値以下の場合には、回生電力と自然エネルギー発電による充電のみでは、電車線電圧降下の補償が賄いきれない状態となるためである。 If the standby charging amount of the power storage medium 27 is equal to or less than a predetermined value (for example, 30% or less of the maximum electric capacity), the control unit 25 controls the switching operation of the power conversion device 11 and from the distribution line 13 side, The power storage medium 27 is charged (step 204). This is because, when the standby charge amount of the power storage medium 27 is equal to or less than a predetermined value, it is not possible to compensate for the voltage drop of the train line only by charging with regenerative power and natural energy power generation.
なお、自然エネルギー発電システム１９からの充電量が十分である場合には、必ずしも配電線路１３から電力貯蔵媒体２７への充電を行う必要はなく、例えば、電力貯蔵媒体２７の待機時充電量が所定値以下であり、かつ自然エネルギー発電システム１９からの充電量が所定値以下である場合に、制御部２５が、電力変換装置１１のスイッチング動作を制御して、配電線路１３側から、電力貯蔵媒体２７の充電を行うようにしてもよい。
When the amount of charge from the natural energy
電力貯蔵媒体の待機時充電量が所定範囲内である場合には、制御部２５は、その状態を保持すべく、電力変換装置１１による電力変換の動作を停止する（ステップ２０５）。すなわち、電力貯蔵装置９から配電線路１３への放電または、配電線路１３から電力貯蔵装置９への充電を停止する。 When the standby charging amount of the power storage medium is within the predetermined range, the control unit 25 stops the power conversion operation by the power conversion device 11 in order to maintain the state (step 205). That is, the discharging from the power storage device 9 to the distribution line 13 or the charging from the distribution line 13 to the power storage device 9 is stopped.
以上の制御を行うことで、電力貯蔵装置９の電力貯蔵媒体２７の待機時充電量を常に所定の範囲に保持することができる。 By performing the above control, the standby charging amount of the power storage medium 27 of the power storage device 9 can always be kept within a predetermined range.
以上説明したように、本実施の形態の電力貯蔵装置制御システム１によれば、電力貯蔵装置９に貯蔵される電力量が、満充電または空充電となることがない。したがって、常に電力貯蔵装置９の充電容量に余裕があるため、電力回生を行う場合に、電力回生エネルギーを確実に電力貯蔵媒体に充電して吸収することができる。このため、回生失効の恐れがない。
As described above, according to the power storage
また、常に電力貯蔵装置９の待機時充電量が所定値以上確保されるため、付近を電車が力行する際の電車線電圧降下に対しても、確実に電力補償を行うことができる。 In addition, since the standby charging amount of the power storage device 9 is always secured to a predetermined value or more, it is possible to reliably perform power compensation even for a train line voltage drop when the train is powering in the vicinity.
また、電力貯蔵装置９の待機時充電量を監視し、待機時充電量が多くなり過ぎる場合には、配電線路１３に放電することで、電力を電力消費設備１５で利用することができる。したがって、無駄に電力を放電することがない。また、自然エネルギー発電システム１９による発電電力を、状況に応じて電力貯蔵装置９に貯蔵し、または、電車負荷や配電線路の電力として消費することができる。したがって、電力貯蔵装置を自然エネルギー発電システムと接続することで、自然エネルギー発電システムで得たエネルギーを常に活用することができる。
In addition, when the standby charging amount of the power storage device 9 is monitored and the standby charging amount becomes excessive, the power can be used by the power consuming equipment 15 by discharging the distribution line 13. Therefore, power is not discharged unnecessarily. Moreover, the electric power generated by the natural energy
以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs.
１………電力貯蔵装置制御システム
３………電車線
５………レール
７………直流変電所
９………電力貯蔵装置
１１………電力変換装置
１３………配電線路
１５………電力消費設備
１７、 １７ａ………電力変換装置
１９………自然エネルギー発電システム
２１………電圧監視部
２３………制御部
２５………制御部
２７………電力貯蔵媒体
２９………電力変換器
３１ａ、３１ｂ………電力変換器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
直流電気鉄道に設置され、電力変換器を有する電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置と接続され、配電線路との間に設置される第１の電力変換装置と、
前記直流電気鉄道の電車線電圧に応じて、前記電力貯蔵装置内の前記電力変換器のスイッチング動作を制御する第１の制御部と、
前記電力貯蔵装置の待機時充電量を監視し、前記電力貯蔵装置の待機時充電量に応じて、前記第１の電力変換装置のスイッチング動作を制御する第２の制御部と、
を具備し、
前記第１の制御部は、電車が電力回生を行う際には、回生電力を前記電力貯蔵装置に充電し、電車の力行による電車線電圧の電圧降下が生じた際には、前記電力貯蔵装置からの放電により電力補償を行い、
前記第２の制御部は、前記電力貯蔵装置の待機時充電量が所定値以上であれば、前記配電線路に放電し、前記電力貯蔵装置の待機時充電量が所定値以下であれば、前記配電線路からの充電を可能にし、
前記電力貯蔵装置と接続され、自然エネルギー発電システムとの間に設置される第２の電力変換装置をさらに備え、
前記自然エネルギー発電システムによって発電された電力が前記第２の電力変換装置を介して直接に前記電力貯蔵装置に接続されて、前記電力貯蔵装置は、前記自然エネルギー発電システムにより常に充電され、
前記第２の制御部は、前記電力貯蔵装置の待機時充電量が所定値以下であり、かつ前記自然エネルギー発電システムによる発電量が所定値以下である場合に、前記配電線路から前記電力貯蔵装置へ電力を供給して前記電力貯蔵装置の充電を行うことを特徴とする直流電気鉄道用電力貯蔵装置の制御システム。 A control system for a power storage device for a DC electric railway,
A power storage device installed in a DC electric railway and having a power converter;
A first power conversion device connected to the power storage device and installed between the power distribution line,
A first control unit that controls a switching operation of the power converter in the power storage device according to a train line voltage of the DC electric railway;
A second control unit that monitors a standby charge amount of the power storage device and controls a switching operation of the first power conversion device according to the standby charge amount of the power storage device;
Comprising
The first control unit charges the power storage device with regenerative power when the train performs power regeneration, and the power storage device when a voltage drop of the train line voltage occurs due to power running of the train. Compensate power by discharging from
If the standby charge amount of the power storage device is greater than or equal to a predetermined value, the second controller discharges to the distribution line, and if the standby charge amount of the power storage device is less than or equal to a predetermined value, Enables charging from the distribution line ,
A second power conversion device connected to the power storage device and installed between the natural energy power generation system;
The electric power generated by the natural energy power generation system is directly connected to the power storage device via the second power converter, and the power storage device is always charged by the natural energy power generation system,
When the standby charging amount of the power storage device is equal to or less than a predetermined value and the amount of power generated by the natural energy power generation system is equal to or less than a predetermined value, the second controller is configured to supply power from the distribution line to the power storage device. A power storage device control system for a DC electric railway, wherein the power storage device is charged by supplying power to the power storage device.
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