JP6444633B2 - Power facility capacity control system - Google Patents
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Description
本発明は、電力施設容量の制御システムに係り、特に、電力施設の同一饋電区間を走行する列車によるピーク電力を抑制制御する電力施設容量の制御システムに関する。なお、本明細書で「電力施設」とは、例えば、変電所や発電所などの電力を供給するための施設をいう。 The present invention relates to a power facility capacity control system, and more particularly to a power facility capacity control system that suppresses and controls peak power due to a train traveling in the same power feeding section of a power facility. In the present specification, “electric power facility” refers to a facility for supplying electric power, such as a substation or a power plant.
近年、列車の高密度化運転により、列車に対する電力供給量が増加している。各鉄道事業者は、通勤ラッシュ時に発生するピーク電力が所有する電力施設の容量を超えないように対策を講じているが、一時的な電力量の増加により過電流による保護遮断が発生することにより電力供給がダウンしてしまうという潜在的なリスクを抱えている。 In recent years, the amount of electric power supplied to trains has increased due to high-density operation of trains. Each railway company is taking measures to ensure that the peak power generated during commuting rush does not exceed the capacity of the power facility owned by the railway. There is a potential risk that the power supply will go down.
そこで、鉄道における電力エネルギーを削減する省エネルギー対策が提案されている。例えば、減速時に制動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生ブレーキ機構を有し、減速時に発生する回生電力を有効利用する回生ブレーキ車の提案である。この鉄道における電力エネルギーの削減については、各種の検討が行われている。 Therefore, energy saving measures for reducing electric power energy in railways have been proposed. For example, there is a proposal of a regenerative brake vehicle that has a regenerative brake mechanism that converts braking energy into electric energy during deceleration and that effectively uses regenerative power generated during deceleration. Various studies have been conducted on the reduction of electric power energy in this railway.
例えば、特許文献1には、省エネルギーのための設備を設けずに、列車運転を適切に制御することで省エネルギー化を図る列車運転制御装置が開示されている。ここでは、列車軌道上のチェックポイントの通過時刻、位置、制限速度等の各データを記憶する記憶装置、列車位置検知装置、列車速度検知装置、及び検出された現在の列車位置とチェックポイント位置データからチェックポイントまでの距離を算出し、算出値に基づきチェックポイント予測通過時刻を算出し、算出した予測通過時刻と運転ダイヤ上の通過時刻データとを比較し、予測通過時刻が通過時刻より早い時に電力消費を抑制する適切な速度パターンを作成する処理装置等を備えた車上装置を各列車に設け、作成された速度パターンで列車速度検知装置で検知される速度を照査して列車を運転制御する、ことが記載されている。
For example,
一方、自動列車制御装置(ATC)が普及している。このATCとは、列車車両が自動的に超過速度の減速を行うシステムのことである。すなわち、規定の速度を超えている場合に、運転士がいなくても自動的に規定速度範囲まで減速を行い、先行車両への追突を防ぐとともに、乗り心地を損なわない安定したブレーキ制御を実現する装置である。このATCに関しては、各種の技術が提案されている。 On the other hand, automatic train control devices (ATC) have become widespread. The ATC is a system in which the train vehicle automatically decelerates the overspeed. In other words, when the speed exceeds the specified speed, the vehicle automatically decelerates to the specified speed range without a driver, preventing rear-end collision with the preceding vehicle and realizing stable brake control without impairing the ride comfort. Device. Various techniques have been proposed for this ATC.
例えば、特許文献2には、車両の速度及び位置を、地上装置側でリアルタイム、かつ高精度に検知するのに適した車上装置及びこれを用いた車両制御装置が開示されている。ここでは、車軸回転検出器は、車両の車輪の回転速度に比例するパルス信号を生成する。車上信号処理装置は、車軸回転検出器より供給されたパルス信号から自車両の車両情報信号を生成し、その信号を地上装置へ送信する。地上装置はその信号により、リアルタイムで列車の位置および速度を計算し、その結果を後方の車両へ列車制御情報として送信することが記載されている。
For example,
例えば、通勤ラッシュ時において、災害や交通事故などによりダイヤが乱れ、路線を運転する列車が一時的に停車した後、災害や交通事故の復旧により列車が一斉に力行した場合には瞬間的に電力が消費され、設定されたピーク電力を超えてしまうという虞がある。そして、これにより、電力施設などで過電流による保護遮断が行われてしまう。すなわち、予期せぬ事態により電力供給が停止してしまうというリスクがある。 For example, during commuting rush hours, when the schedule is disrupted due to a disaster or traffic accident, the train driving the route temporarily stops, and when the trains simultaneously power up due to the recovery of the disaster or traffic accident, May be consumed and the set peak power may be exceeded. And thereby, the protection interruption | blocking by overcurrent will be performed in electric power facilities etc. That is, there is a risk that the power supply is stopped due to an unexpected situation.
一方、このリスクを見越して電力施設の容量を単純に増強させることは可能であるが、電力施設などにおける膨大な設備投資が必要となり経済的ではない。また、電力の消費量が嵩むことは二酸化炭素の排出量を増加させるという結果を招き、地球環境の破壊に繋がるという問題がある。 On the other hand, it is possible to simply increase the capacity of an electric power facility in anticipation of this risk, but it is not economical because a huge investment in the electric power facility is required. In addition, the increase in power consumption results in an increase in carbon dioxide emissions, leading to the problem of destruction of the global environment.
本願の目的は、かかる課題を解決し、電力施設の同一饋電区間を最大数の列車が走行する場合に発生するピーク電力を迅速で確実な手段により抑制制御し、電力施設容量を低減させる電力施設容量の制御システムを提供することである。 The purpose of the present application is to solve such problems, and to suppress and control the peak power generated when the maximum number of trains travels in the same power train section of the power facility by a quick and reliable means, thereby reducing the power facility capacity. It is to provide a facility capacity control system.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力施設容量の制御システムは、同一信号制御区間を走行する列車の制御装置と、前記区間と重複した饋電区分における帰線電流量を監視する電力施設と、前記制御装置と信号システムを経由して送受信するATC装置と、を備え、ATC装置は、前記帰線電流量の変動に対し、列車の速度に関する指令を発信する
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a power facility capacity control system according to the present invention includes a control device for a train that runs in the same signal control section, and a power facility that monitors the amount of retrace current in a feeder section that overlaps the section. And an ATC device that transmits and receives via the control device and a signal system, and the ATC device transmits a command related to a train speed in response to the variation in the return current.
上記構成により、電力施設容量の制御システムは、ATC装置が電力施設帰還電流検知により検知した電流の変化から、電力施設の饋電区分を走行する列車に対し、列車の速度に関する指令を発信する。これにより、電力施設の同一饋電区間を最大数の列車が走行する場合に発生するピーク電力を抑制制御することができ、電力施設の最大電気容量を低減することができる。 With the above configuration, the power facility capacity control system transmits a command related to the speed of the train to the train traveling in the power distribution section of the power facility from the change in the current detected by the ATC device by detecting the power facility return current. Thereby, the peak power generated when the maximum number of trains travels in the same power feeding section of the power facility can be controlled and the maximum electric capacity of the power facility can be reduced.
さらに、電力施設容量の制御システムは、既設のATCの信号システムを活用して電力施設の同一饋電区間を走行する列車に指令を送信する。これにより、迅速で確実な手段により電力施設の同一饋電区間を最大数の列車が走行する場合に発生するピーク電力を抑制制御することができる。 Further, the power facility capacity control system transmits a command to a train traveling in the same power transmission section of the power facility by utilizing an existing ATC signal system. Thereby, it is possible to suppress and control the peak power generated when the maximum number of trains travels in the same power transmission section of the power facility by quick and reliable means.
また、電力施設容量の制御システムは、電力施設が帰線電流量が予め設定された設定値に達した場合には、前記制御装置に対して信号システムを経由し、一斉起動を防止するために力行禁止の指令を送信することが好ましい。これにより、例えば、通勤ラッシュ時において、災害や交通事故などによりダイヤが乱れ、路線を運転する列車が一時的に停車した後、災害や交通事故が復旧した場合に、力行禁止の指令を送信することで、列車が一斉に力行して瞬間的に電力が消費され、設定されたピーク電力を超える状況が回避できる。さらに、本指令はATCの信号システムを経由させて迅速にかつ確実に指令を発信できる。 In addition, the power facility capacity control system is configured to prevent simultaneous start-up of the control facility via the signal system when the amount of return current reaches a preset value. It is preferable to transmit a command to prohibit power running. As a result, for example, during a commuting rush, the schedule will be disrupted due to a disaster or traffic accident, etc., and the train that drives the route will stop temporarily, and then the powering prohibition command will be sent if the disaster or traffic accident recovers In this way, the trains can simultaneously power up and power is consumed instantaneously, and a situation where the set peak power is exceeded can be avoided. Furthermore, this command can be transmitted quickly and reliably via the ATC signal system.
また、電力施設容量の制御システムは、電力施設が、帰線電流量が予め設定された設定値に達した場合には、前記制御装置に対して信号システムを経由し、一斉起動を防止するために起動可能時間帯の指令、又は列車制御の力行限流値の抑制指令を送信することが好ましい。これにより、例えば、通勤ラッシュ時において、災害や交通事故などによりダイヤが乱れ、路線を運転する列車が一時的に停車した後、災害や交通事故が復旧した場合に、起動可能時間帯の指令を送信すること、或いは、列車制御の力行限流値の抑制指令を送信することで、列車が一斉に力行して瞬間的に電力が消費され、設定されたピーク電力を超える状況を回避できる。さらに、本指令はATCの信号システムを経由させて簡易な手段により発信できる。 In addition, the power facility capacity control system prevents the simultaneous start-up of the power facility via the signal system to the control device when the amount of return current reaches a preset value. It is preferable to transmit a command for a startable time zone or a command for suppressing a power running current limit value for train control. Thus, for example, during a commuting rush, when the schedule is disrupted due to a disaster or traffic accident, the train driving the route temporarily stops, and the disaster or traffic accident recovers, a command for the startable time zone is issued. By transmitting or transmitting a control command for the train running power limit value, it is possible to avoid a situation where the trains simultaneously power and consume power instantaneously and exceed the set peak power. Further, this command can be transmitted by simple means via the ATC signal system.
また、電力施設容量の制御システムは、電力施設が、アナログ式ATC装置の場合には変調周波数を1波割り当てることで、デジタル式ATC装置の場合にはビット情報として割り当てることで、前記指令を前記制御装置に送信することが好ましい。これにより、既設のATCシステムを活用し、アナログ式ATC装置又はデジタルATC装置のいずれであっても簡易にかつ高精度に情報伝達することができる。 Further, the power facility capacity control system assigns the modulation frequency to one wave when the power facility is an analog ATC device, and assigns the command as bit information when the power facility is a digital ATC device. It is preferable to transmit to the control device. This makes it possible to transmit information easily and with high accuracy using either an existing ATC system or a digital ATC system by utilizing an existing ATC system.
また、電力施設容量の制御システムは、無線式信号システムを介して前記制御装置と送受信する地上無線基地局を備え、地上無線基地局の処理部は、帰線電流量の変動から同一信号制御区間内の列車に対し、信号システムを経由して各列車の速度に関する指令を発信することが好ましい。これにより、無線式信号システムの場合には、地上無線基地局の処理部と各列車の制御装置とが信号システムにより双方向の伝送が可能であるため、従来型の信号システムの場合における、電力施設の電力監視及び列車運転管理システムとの連携を省略して各列車に対して速度に関する指令を発信することができる。 The control system of the power facility capacity has a terrestrial base station for transmitting and receiving said control device via a wireless signal system, processor terrestrial radio base stations, the same signal control from the fluctuation of the return current amount It is preferable to send a command regarding the speed of each train to the trains in the section via the signal system. As a result, in the case of a wireless signal system, the processing unit of the terrestrial radio base station and the control device of each train can be bidirectionally transmitted by the signal system. Coordination with the facility power monitoring and train operation management system can be omitted, and a speed-related command can be transmitted to each train .
また、電力施設容量の制御システムは、処理部が同一信号制御区間を起動した複数の列車の車上装置から無線式信号システムにより受信した電力の負荷を積算し、前記車上装置に対し、無線式信号システムを介して、起動可能時間帯の指令又は力行限流値の抑制指令を発信することが好ましい。これにより、列車が一斉に力行して瞬間的に電力が消費され、設定されたピーク電力を超える状況が回避できる。 In addition, the power facility capacity control system integrates the load of power received by the wireless signal system from the on-board devices of a plurality of trains for which the processing unit has activated the same signal control section, and wirelessly transmits to the on-board device. It is preferable to transmit a command for a startable time zone or a command for suppressing a power running limit value through an expression signal system. As a result, it is possible to avoid a situation where the trains simultaneously power up and power is instantaneously consumed, and the set peak power is exceeded.
また、電力施設容量の制御システムは、地上無線基地局が、最初に起動した列車には規定された力行限流値で起動を継続させ、その後に起動した列車には、起動した列車の編成量に応じて順次力行限流値を低減させる指令を発信することが好ましい。これにより、列車が一斉に力行して瞬間的に電力が消費され、設定されたピーク電力を超える状況が回避できる。 In addition, the power facility capacity control system allows the terrestrial radio base station to continue starting at the specified power running limit value for the train that was first started, and for the train that was started after that, It is preferable to send a command to sequentially reduce the power running limit value in accordance with. As a result, it is possible to avoid a situation where the trains simultaneously power up and power is instantaneously consumed, and the set peak power is exceeded.
さらに、電力施設容量の制御システムは,地上無線基地局が、同一信号制御区間を起動した列車から力行ノッチオフ情報を受信すると低減した力行限流値を回復させる指令を発信することが好ましい。このように、各列車の消費電力の経過に応じて指示を発信することで、よりきめ細かく使用電力の低減を行うことができる。 Further, the power facility capacity control system preferably transmits a command to recover the reduced power running limit value when the ground radio base station receives the power running notch-off information from the train that has activated the same signal control section. In this way, the power consumption can be reduced more finely by sending instructions according to the progress of the power consumption of each train.
以上のように、本発明に係る電力施設容量の制御システムによれば、電力施設の同一饋電区間を最大数の列車が走行する場合に発生するピーク電力を迅速で確実な手段により抑制制御し、電力施設容量を低減させる電力施設容量の制御システムを提供することができる。 As described above, according to the power facility capacity control system according to the present invention, the peak power generated when the maximum number of trains travels in the same power transmission section of the power facility is controlled and controlled by a quick and reliable means. It is possible to provide a power facility capacity control system that reduces the power facility capacity.
(従来型信号システムにおける方式)
以下に、図面を用いて本発明に係る電力施設容量の制御システムの実施形態につき、詳細に説明する。図1に、本発明に係る電力施設容量の制御システム1の1つの実施形態として、従来型信号システムの場合の概略構成を示す。また、図2に、図1に対応した車上装置及び車上側の構成例を示す。本発明は、従来型の信号システムの場合、及び無線式の信号システムのいずれにも適用されるため、それぞれについて説明する。
(Method in conventional signal system)
Hereinafter, an embodiment of a power facility capacity control system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration in the case of a conventional signal system as one embodiment of a power facility
図1に示すように、電力施設容量の制御システム1は、同一信号制御区間を走行する列車18,19の列車制御装置7a,7bと、この区間と重複した饋電区分における帰線電流量を監視する電力施設2と、列車18,19の制御装置7a,7bと信号システムを経由して送受信するATC装置10と、を備える。本実施形態では、ATC装置10の同一信号制御区間(同一機器制御範囲)と饋電区分とは重複した範囲としているが、それらが重複しない範囲があっても適用される。また、本実施形態では、説明のため饋電区分内を走行する列車は、A列車18とB列車19の2台とするが、本システムは、列車の台数には限定されない。
As shown in FIG. 1, the power facility
電力施設2は、例えば、変電所や発電所などの電力を供給する施設をいう。この電力施設2は、架線11とレール12に接続して電力施設2への帰還電流を電流検知機3などにより饋電電流量を検知して監視する。そして、この帰線電流量の変動をATC装置10に報知する。
The
ATC装置10は、ATCシステムの列車検知により各列車18,19がどの区間を走行しているかを検知できる。実施例として、図1に示すような、同一信号制御区間(同一機器制御範囲)におけるA列車18及びB列車19の走行状態、及び位置関係を設定する。なお、図1中に示す電流の変化はVVVF制御による誘導電動機駆動車輛などの場合であり、起動抵抗を有する直流電動機の場合にはユニットステップ状に変化する。
The
先行するA列車18が力行をした後に続いて後続のB列車19が力行を行うと、電力施設2のCEU(ATC経済運転制御部)はその電流量の変動を検知する。そして、各列車18,19の速度に関する指令を各列車18,19の制御装置7a,7bに発信する。この指令には、例えば、力行禁止の指令、起動可能時間帯の指令、列車制御の力行限流値の抑制指令などが含まれる。これらの各列車18,19の速度に関する指令は、図1にグラフと共に説明する。このグラフは、横軸が時間(t)であり、縦軸が電流(i)である。グラフにはA列車18の時間ごとの力行ノッチ状況(ia)、B列車19の時間ごとの力行ノッチ状況(ib)及びA列車18及びB列車19の時間ごとの力行ノッチ状況の合計値(ia+ib)が示されている。また、縦軸の電流値には、最大電流設定値(A0)及び力行遮断設定値(A1)が示されている。
When the succeeding
電力施設2は、帰線電流量が予め設定された力行遮断設定値(A1)に達した場合には、信号システムを経由し、一斉起動を防止するために図1中(1)に示す力行禁止の指令を地上ATC送信部4を経由してA列車18の制御装置7aに送信する。また、B列車19に対しては、地上ATC送信部4から(1)の信号を70km/hの走行許可信号に重畳して送信する。B列車19の車上装置側では、(1)の信号を受信すると、図1及び図2に示すように、車上ATC受信部5はこの力行遮断の信号を車上ATC制御部6に解読させる。そして、(1)の力行遮断指令が解読されると、マスターコントローラ14から主制御装置9への力行指令をリレー13により遮断し、惰行走行に強制移行させる。CEUでは、強制ノッチオフで一度電流が引き下げられるが、一定の時間は(1)を出力し続ける。この一定時間の経過中にA列車18がノッチオフすると、電流が大幅に低下するので、CEUではこの変化点を強制ノッチオフ解除の指令が生成される。そして、図1中に示す(2)の信号で強制ノッチオフを解除する。そして、図1中に示す(3)のタイミングに示すように、B列車19は力行が可能となる。
The
これらの一連の動作により、列車18,19により使用される電流量は電力施設2が最大電流設定値(A0)を超えることを防止できる。なお、検出した初期電流がどの列車のものかはATCの列車検知による追跡と電流比較により適宜判明する。
With these series of operations, the amount of current used by the
また、電力施設2は、帰線電流量が予め設定された力行遮断設定値(A1)に達した場合には、A列車18又はB列車19の制御装置7a,7bに対して信号システムを経由し、一斉起動を防止するために起動可能時間帯の指令、又は列車制御の力行限流値の抑制指令を送信する。
Moreover, when the amount of return current reaches the preset powering cutoff value (A 1 ), the
ここで、電力施設2は、アナログ式ATC装置の場合には変調周波数を1波割り当てることで、デジタル式ATC装置の場合にはビット情報として割り当てることで、上述した指令をA列車18又はB列車19の制御装置7a,7bに送信する。
Here, the
(無線式信号システムにおける方式)
図3に、本発明に係る電力施設容量の制御システム1の1つの実施形態として、無線式信号システムの場合の概略構成を示す。無線式信号システムの場合でも従来型無線システムと同様に電力施設容量の制御システム1を構成できる。
(Method in wireless signal system)
FIG. 3 shows a schematic configuration in the case of a wireless signal system as one embodiment of the power facility
無線式信号システムにおける電力施設容量の制御システム1は、電力施設2、同一信号制御区間を走行する列車18,19の制御装置7a,7b、及び無線式信号システムを介して制御装置7a,7bと送受信する地上無線基地局15の処理部16から構成される。
The power facility
電力施設2は、例えば、変電所や発電所などの電力を供給する施設をいう。この電力施設2は、架線11とレール12に接続して電力施設2への帰還電流を電流検知機3などにより饋電電流量を図1に示すように検知して監視する。そして、この帰線電流量の変動を地上無線基地局15の処理部16に報知する。
The
同一信号制御区間内のA列車18及びB列車19が起動したことがA列車18及びB列車19の車上装置から無線式信号システムの処理部16に伝送される。この信号を受信した処理部16は、電力の負荷を積算して負荷情報として同一通信エリア内のA列車18及びB列車19に伝送する。そして、処理部16は、各車上装置に対し、無線式信号システムを介して、以下に示す、各列車18,19の速度に関する指令を発信する。これにより、列車18,19により使用される電流量は電力施設2が最大電流設定値(A0)を超えることを防止できる。
The fact that the
図3に示すように、地上無線基地局15は、最初に起動したA列車18には規定された力行限流値で起動を継続させる(図3中の(1))。その後に起動したB列車19により想定起動電流が規定値を上回る(図3中の(2))。すると、起動した列車の編成量に応じて順次力行限流値を低減させる指令を発信する(図3中の(3))。
As shown in FIG. 3, the terrestrial
さらに、地上無線基地局15は、同一信号制御区間を起動したA列車18から力行ノッチオフ情報を受信する(図3中の(4))。すると、低減した力行限流値を回復させる指令をB列車19に発信する(図3中の(5))。そして、B列車19は強制ノッチオフが解除される(図3中の(6))
Furthermore, the ground
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさ、及び配置関係については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。 The configuration, shape, size, and arrangement relationship described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.
1 電力施設容量の制御システム、2 電力施設、3 電流検出器、4 地上ATC送信部、5 車上ATC受信部、6 車上ATC制御部、7,7a,7b 列車制御装置、8 受電器、9 主制御装置、10 ATC装置、11 架線、12 レール、13 リレー、14 マスターコントローラ、15 地上無線基地局、16 処理部、18 A列車、19 B列車、20 電力制御部。 1 power facility capacity control system, 2 power facility, 3 current detector, 4 ground ATC transmitter, 5 on-vehicle ATC receiver, 6 on-vehicle ATC controller, 7, 7a, 7b train control device, 8 power receiver, 9 main control device, 10 ATC device, 11 overhead wire, 12 rail, 13 relay, 14 master controller, 15 ground radio base station, 16 processing unit, 18 A train, 19 B train, 20 power control unit.
Claims (8)
前記同一信号制御区間と重複した饋電区分における帰線電流量を監視する電力施設と、
前記制御装置と信号システムを経由して送受信するATC装置と、を備え、
前記ATC装置は、前記帰線電流量の変動に対し、列車の速度に関する指令を前記列車の前記制御装置に発信することを特徴とする電力施設容量の制御システム。 A control device for trains traveling in the same signal control section;
A power facility for monitoring the amount of retrace current in the power transmission section overlapped with the same signal control section;
An ATC device that transmits and receives via the control device and a signaling system,
The said ATC apparatus transmits the command regarding the speed of a train with respect to the fluctuation | variation of the said return current amount to the said control apparatus of the said train, The control system of the electric power facility capacity | capacitance characterized by the above-mentioned .
無線式信号システムを介して前記制御装置と送受信する地上無線基地局を備え、
前記地上無線基地局の処理部は、前記帰線電流量の変動から同一信号制御区間内の列車に対し、前記信号システムを経由して前記各列車の速度に関する指令を発信することを特徴とする電力施設容量の制御システム。 The power facility capacity control system according to claim 1,
A terrestrial radio base station that transmits and receives with the control device via a wireless signal system,
Processing unit of the ground radio base station, the relative return current amount train same signal controlling the interval from changes in, characterized by transmitting a command related to the velocity of each train via the signal system Power facility capacity control system.
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