JP6589222B2 - Voltage estimation device, voltage estimation method and program - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電圧推定装置、電圧推定方法及びプログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a voltage estimation device, a voltage estimation method, and a program.
モータにより駆動する車両は、減速時に回生電力を発生させる。車両が発生させた回生電力は、有効に利用されている。例えば、鉄道の車両（以下、「鉄道車両」と記載）が発生させた回生電力は、高圧配電線路に戻され、有効に利用されている。 A vehicle driven by a motor generates regenerative power during deceleration. The regenerative power generated by the vehicle is effectively used. For example, regenerative electric power generated by a railway vehicle (hereinafter referred to as “railway vehicle”) is returned to the high-voltage distribution line and used effectively.
ところで、鉄道車両が発生させた回生電力を吸収する場合、鉄道用の直流変電所（以下、「鉄道用直流変電所」と記載）に設けられた回生インバータを動作させて高圧配電線路へ戻したり、電力貯蔵装置を動作させて蓄電媒体（例えば、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、フライホイールなど）を充電したりする必要がある。
回生インバータや電力貯蔵装置には、動作開始電圧が設定され、直流母線電圧が動作開始電圧を超えると動作を開始する。
回生インバータや電力貯蔵装置の動作開始電圧は、鉄道用直流変電所における無負荷時の直流電圧（（ＪＥＣ−２４１０規格においては「規約無負荷直流電圧」、以下、「無負荷直流電圧」と記載）の値に応じて設定される。しかしながら、鉄道用直流変電所の多くは、敷地面積やコストなどの理由により計器用変圧器ＶＴ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を備えていない。そのため、鉄道用直流変電所では、無負荷直流電圧を直接計測することができない場合が多く、回生インバータや電力貯蔵装置の動作開始電圧を適切に設定することが困難である。
そのため、変電所が計器用変圧器を備えていない場合であっても、変電所における無負荷直流電圧を推定することのできる技術が求められていた。
By the way, when absorbing the regenerative power generated by a railway vehicle, the regenerative inverter provided in the railway DC substation (hereinafter referred to as “railway DC substation”) is operated to return to the high-voltage distribution line. It is necessary to operate the power storage device to charge a power storage medium (for example, a lithium ion battery, an electric double layer capacitor, a flywheel, etc.).
An operation start voltage is set in the regenerative inverter and the power storage device, and the operation starts when the DC bus voltage exceeds the operation start voltage.
The operation start voltage of the regenerative inverter or the power storage device is the DC voltage at no load in the railway DC substation (in the JEC-2410 standard, referred to as “no-load DC voltage”, hereinafter referred to as “no-load DC voltage”. However, most of the railway DC substations are not equipped with an instrument transformer VT (Voltage Transformer) for reasons such as site area and cost. In many cases, it is difficult to directly measure the no-load DC voltage, and it is difficult to appropriately set the operation start voltage of the regenerative inverter or the power storage device.
Therefore, there is a need for a technique that can estimate a no-load DC voltage at a substation even when the substation does not include an instrument transformer.
そこで、この発明は、上記の課題を解決することのできる電圧推定装置、電圧推定方法及びプログラムを提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a voltage estimation device, a voltage estimation method, and a program that can solve the above-described problems.
本発明の第１の態様によれば、電圧推定装置は、車両へ電力を供給する母線における電
圧をサンプリングする電圧サンプリング部と、前記電圧サンプリング部が前記電圧をサン
プリングするタイミングと同一のタイミングに変電所から前記母線へ流れる電流をサンプ
リングする電流サンプリング部と、前記電圧サンプリング部がサンプリングした電圧と、
前記電流サンプリング部がサンプリングした電流とに基づいて、前記サンプリングを行う
時間間隔以上の所定のシフト時間が経過する毎に、現在時刻からシフト時間よりも長い時
間だけさかのぼった時刻から前記現在時刻までの期間である算出期間に対して、前記変電
所における無負荷時の直流電圧を推定する無負荷直流電圧推定部であって、前記サンプリングを行う全体の対象期間において推定された直流母線電圧と直流統括電流とに対して回帰分析を行い、前記回帰分析の結果が示す相関係数Ｒの２乗が所定値未満である場合、対応するサンプリングを行った時刻に推定した前記無負荷時の直流電圧を直近のタイミングにおける無負荷直流電圧に置き換える無負荷直流電圧推定部と、を備える。
According to the first aspect of the present invention, the voltage estimation device includes a voltage sampling unit that samples a voltage on a bus that supplies power to a vehicle, and a substation at a timing that is the same as the timing at which the voltage sampling unit samples the voltage. A current sampling unit that samples the current flowing from the location to the bus, and the voltage sampled by the voltage sampling unit;
Based on the current sampled by the current sampling unit, every time a predetermined shift time equal to or greater than the time interval for performing the sampling elapses, the time from the current time to a time longer than the shift time until the current time A no-load DC voltage estimation unit for estimating a no-load DC voltage in the substation with respect to a calculation period, which is a period, and a DC bus voltage and a DC control estimated in an entire target period for performing the sampling When the square of the correlation coefficient R indicated by the result of the regression analysis is less than a predetermined value, the DC voltage at the time of no load estimated at the time when the corresponding sampling is performed is performed. A no-load DC voltage estimator that replaces the no-load DC voltage at the latest timing .
本発明の第２の態様によれば、第１の態様における電圧推定装置において、前記無負荷直流電圧推定部は、前記算出期間毎に、前記同一のタイミングにサンプリングされた前記電圧と前記電流との組み合わせから成るデータの集合に基づいて、前記電圧と前記電流との関係を示す近似式を特定し、前記近似式の電流にゼロを代入して前記変電所における無負荷時の直流電圧を推定してもよい。 According to a second aspect of the present invention, in the voltage estimation device according to the first aspect, the no-load DC voltage estimation unit includes the voltage and the current sampled at the same timing for each calculation period. Based on a set of data consisting of a combination of the above, an approximate expression indicating the relationship between the voltage and the current is specified, and zero is substituted into the current of the approximate expression to estimate the DC voltage at no load in the substation May be.
本発明の第３の態様によれば、第２の態様における電圧推定装置において、前記無負荷直流電圧推定部は、最小二乗法を用いて前記近似式を特定してもよい。 According to the third aspect of the present invention, in the voltage estimation device according to the second aspect, the no-load DC voltage estimation unit may specify the approximate expression using a least square method.
本発明の第４の態様によれば、第２の態様または第３の態様における電圧推定装置において、前記近似式は、前記電圧と前記電流との関係を一次関数で示す式であってもよい。 According to the fourth aspect of the present invention, in the voltage estimation device according to the second aspect or the third aspect, the approximate expression may be an expression indicating a relationship between the voltage and the current as a linear function. .
本発明の第５の態様によれば、第１の態様から第４の態様の何れかにおける電圧推定装置は、前記電圧サンプリング部がサンプリングした電圧と、前記電流サンプリング部がサンプリングした電流とを記憶し、記憶領域のすべてが記憶に使用された場合には、古い記憶データの順に上書きして前記記憶を継続するリングバッファ、を備え、前記無負荷直流電圧推定部は、前記リングバッファが記憶している前記電圧と、前記電流とに基づいて、前記算出期間毎に、前記変電所における無負荷時の直流電圧を推定してもよい。 According to the fifth aspect of the present invention, the voltage estimation device according to any one of the first to fourth aspects stores the voltage sampled by the voltage sampling unit and the current sampled by the current sampling unit. When the entire storage area is used for storage, a ring buffer that overwrites the old storage data in order and continues the storage, and the no-load DC voltage estimation unit stores the ring buffer The DC voltage at the time of no load at the substation may be estimated for each calculation period based on the voltage and the current.
本発明の第６の態様によれば、電圧推定方法は、車両へ電力を供給する母線における電
圧をサンプリングすることと、前記電圧をサンプリングするタイミングと同一のタイミン
グに変電所から前記母線へ流れる電流をサンプリングすることと、前記サンプリングした
電圧と、前記サンプリングした電流とに基づいて、前記サンプリングを行う時間間隔以上
の所定のシフト時間が経過する毎に、現在時刻からシフト時間よりも長い時間だけさかの
ぼった時刻から前記現在時刻までの期間である算出期間に対して、前記変電所における無
負荷時の直流電圧を推定することと、前記サンプリングを行う全体の対象期間において推定された直流母線電圧と直流統括電流とに対して回帰分析を行い、前記回帰分析の結果が示す相関係数Ｒの２乗が所定値未満である場合、対応するサンプリングを行った時刻に推定した前記無負荷時の直流電圧を直近のタイミングにおける無負荷直流電圧に置き換えることと、を含む。
According to the sixth aspect of the present invention, the voltage estimation method samples the voltage at the bus that supplies power to the vehicle, and the current that flows from the substation to the bus at the same timing as when the voltage is sampled. Each time a predetermined shift time equal to or greater than the sampling time interval elapses based on the sampled voltage, the sampled voltage, and the sampled current. For the calculation period that is the period from the current time to the current time, the DC voltage at no load in the substation is estimated, and the DC bus voltage and the DC that are estimated in the entire target period in which the sampling is performed The regression analysis is performed on the overall current, and the square of the correlation coefficient R indicated by the result of the regression analysis is a predetermined value. If it is full, comprising a replacing the DC voltage at the no-load estimated time of performing the corresponding sampling the no-load direct voltage at the last timing, the.
本発明の第７の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、車両へ電力を供給する
母線における電圧をサンプリングすることと、前記電圧をサンプリングするタイミングと
同一のタイミングに変電所から前記母線へ流れる電流をサンプリングすることと、前記サ
ンプリングした電圧と、前記サンプリングした電流とに基づいて、前記サンプリングを行
う時間間隔以上の所定のシフト時間が経過する毎に、現在時刻からシフト時間よりも長い
時間だけさかのぼった時刻から前記現在時刻までの期間である算出期間に対して、前記変
電所における無負荷時の直流電圧を推定することと、前記サンプリングを行う全体の対象期間において推定された直流母線電圧と直流統括電流とに対して回帰分析を行い、前記回帰分析の結果が示す相関係数Ｒの２乗が所定値未満である場合、対応するサンプリングを行った時刻に推定した前記無負荷時の直流電圧を直近のタイミングにおける無負荷直流電圧に置き換えることと、を実行させる。
According to the seventh aspect of the present invention, the program samples the voltage at the bus that supplies power to the vehicle to the computer, and flows from the substation to the bus at the same timing as the voltage is sampled. Based on the sampling of current, the sampled voltage, and the sampled current, every time a predetermined shift time equal to or greater than the time interval for performing the sampling elapses, the current time is longer than the shift time. For a calculation period that is a period from the retroactive time to the current time, estimating a no-load DC voltage in the substation, and a DC bus voltage estimated in the entire target period for performing the sampling, Regression analysis is performed on the DC current and the correlation coefficient R indicated by the result of the regression analysis If the square is smaller than the predetermined value, to execute and to replace the DC voltage of the no-load estimated time of performing the corresponding sampling the no-load direct voltage at the last timing, the.
本発明の実施形態による電圧推定装置によれば、変電所が計器用変圧器を備えていない場合であっても、変電所における無負荷直流電圧を推定することができる。 According to the voltage estimation apparatus according to the embodiment of the present invention, it is possible to estimate a no-load DC voltage at a substation even when the substation does not include an instrument transformer.
以下、実施形態による電圧推定装置について図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に共通の変電所１の等価回路について説明する。
本発明の実施形態による変電所１は、図１に示すように、トランス１０と、整流器２０と、電圧センサ３０と、電流センサ４０と、電圧推定装置５０と、回生電力吸収装置６０と、端子Ａと、端子Ｂと、端子Ｃと、を備える。
Hereinafter, a voltage estimation apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
An equivalent circuit of the substation 1 common to the embodiments of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the substation 1 according to the embodiment of the present invention includes a transformer 10, a rectifier 20, a voltage sensor 30, a current sensor 40, a voltage estimation device 50, a regenerative power absorption device 60, and a terminal. A, terminal B, and terminal C are provided.
端子Ａは、電力会社からの電力を受電する端子である。
端子Ｂは、各回線のき電線に接続される端子である。き電線は、架線を介して車両に接続されている。
端子Ｃは、レール（帰線）に接続される端子である。
The terminal A is a terminal that receives power from the power company.
Terminal B is a terminal connected to the feeder of each line. The feeder is connected to the vehicle via an overhead line.
The terminal C is a terminal connected to the rail (return line).
トランス１０は、端子Ａと整流器２０との間に備えられる。トランス１０は、電力会社から端子Ａを介して供給された電力の受電電圧Ｖを整流器２０が扱う電圧まで低下させる。 The transformer 10 is provided between the terminal A and the rectifier 20. The transformer 10 reduces the received voltage V of the power supplied from the power company through the terminal A to a voltage handled by the rectifier 20.
整流器２０は、トランス１０と端子Ｃとの間に備えられる。整流器２０は、トランス１０から電圧を受ける。整流器２０は、受けた電圧を整流する。 The rectifier 20 is provided between the transformer 10 and the terminal C. The rectifier 20 receives a voltage from the transformer 10. The rectifier 20 rectifies the received voltage.
電圧センサ３０は、端子Ｂと端子Ｃとの間に備えられる。電圧センサ３０は、直流母線電圧Ｖｄｃを検出する。直流母線電圧Ｖｄｃは、端子Ｃの電位に対する端子Ｂの電位を表す電圧である。 The voltage sensor 30 is provided between the terminal B and the terminal C. Voltage sensor 30 detects DC bus voltage Vdc. The DC bus voltage Vdc is a voltage representing the potential of the terminal B with respect to the potential of the terminal C.
電流センサ４０は、例えば、直流変流器（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）である。電流センサ４０は、整流器２０と端子Ｃとの間に備えられる。電流センサ４０は、直流統括電流Ｉｄｃを検出する。直流統括電流Ｉｄｃは、変電所１の負荷（車両）に供給される電流の総和を表す電流である。 The current sensor 40 is, for example, a direct current transformer (Direct Current Transformer). The current sensor 40 is provided between the rectifier 20 and the terminal C. The current sensor 40 detects a direct current integrated current Idc. The DC integrated current Idc is a current that represents the sum of currents supplied to the load (vehicle) of the substation 1.
電圧推定装置５０は、電圧センサ３０と、電流センサ４０と、回生電力吸収装置６０とに接続される。電圧推定装置５０は、無負荷直流電圧Ｖ０を算出する。また、電圧推定装置５０は、回生電力吸収装置６０を制御する。なお、無負荷直流電圧Ｖ０は、直流統括電流Ｉｄｃがゼロであるときの直流母線電圧Ｖｄｃである。 Voltage estimation device 50 is connected to voltage sensor 30, current sensor 40, and regenerative power absorption device 60. Voltage estimation unit 50 calculates the no-load DC voltage V 0. In addition, the voltage estimation device 50 controls the regenerative power absorption device 60. The no-load DC voltage V 0 is the DC bus voltage Vdc when the DC overall current Idc is zero.
ところで、トランス１０の漏れリアクタンスをＸｓとすると、変電所１の出力インピーダンスＺｏは、Ｚｏ＝（ｐ・Ｘｓ）／（２π）と表される。ｐは相数である。
また、変電所１は、図２に示す等価回路によって表される。
図２に示す等価回路から、直流母線電圧Ｖｄｃは、無負荷直流電圧Ｖ０、変電所１の出力インピーダンスＺｏ、直流統括電流Ｉｄｃを用いて、Ｖｄｃ＝Ｖ０−Ｚｏ・Ｉｄｃと表すことができる。
したがって、電圧推定装置５０は、直流母線電圧Ｖｄｃを表す式を求め、その式の直流統括電流Ｉｄｃにゼロを代入したときの直流母線電圧Ｖｄｃを算出することにより、無負荷直流電圧Ｖ０を推定することができる。
このように、電圧推定装置５０は、変電所１が計器用変圧器を備えていない場合であっても、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定することができる。
電圧推定装置５０は、推定した無負荷直流電圧Ｖ０に基づいて、回生電力吸収装置６０を動作させる動作信号を生成する。
電圧推定装置５０は、生成した動作信号を回生電力吸収装置６０に送信する。
By the way, if the leakage reactance of the transformer 10 is Xs, the output impedance Zo of the substation 1 is expressed as Zo = (p · Xs) / (2π). p is the number of phases.
Moreover, the substation 1 is represented by the equivalent circuit shown in FIG.
From the equivalent circuit shown in FIG. 2, the DC bus voltage Vdc can be expressed as Vdc = V 0 −Zo · Idc using the no-load DC voltage V 0 , the output impedance Zo of the substation 1, and the DC overall current Idc. .
Therefore, the voltage estimation device 50 estimates the no-load DC voltage V 0 by obtaining an expression representing the DC bus voltage Vdc and calculating the DC bus voltage Vdc when zero is substituted for the DC overall current Idc of the expression. can do.
Thus, the voltage estimation device 50 can estimate the no-load DC voltage V 0 at the substation 1 even when the substation 1 does not include the instrument transformer.
The voltage estimation device 50 generates an operation signal for operating the regenerative power absorption device 60 based on the estimated no-load DC voltage V 0 .
The voltage estimation device 50 transmits the generated operation signal to the regenerative power absorption device 60.
回生電力吸収装置６０は、電圧推定装置５０から動作信号を受信した場合、動作信号に基づいて動作を開始する。
回生電力吸収装置６０は、動作を開始すると、車両からの回生電力を受電する。
回生電力吸収装置６０は、受電した回生電力を他装置に供給する。
回生電力吸収装置６０は、例えば、回生インバータや電力貯蔵装置などである。
When the regenerative power absorption device 60 receives an operation signal from the voltage estimation device 50, the regenerative power absorption device 60 starts an operation based on the operation signal.
When the regenerative power absorbing device 60 starts operating, it receives regenerative power from the vehicle.
The regenerative power absorbing device 60 supplies the received regenerative power to other devices.
The regenerative power absorbing device 60 is, for example, a regenerative inverter or a power storage device.
下記の実施形態では、電圧推定装置５０が無負荷直流電圧Ｖ０を推定する方法を詳細に説明する。 In the following embodiment, a method in which the voltage estimation device 50 estimates the no-load DC voltage V 0 will be described in detail.
＜第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態による電圧推定装置５０は、図３に示すように、電圧サンプリング部５０１と、電流サンプリング部５０２と、無負荷直流電圧推定部５０３と、記憶部５０４と、制御部５０５と、を備える。
<First embodiment>
As shown in FIG. 3, the voltage estimation apparatus 50 according to the first embodiment of the present invention includes a voltage sampling unit 501, a current sampling unit 502, a no-load DC voltage estimation unit 503, a storage unit 504, and a control unit. 505.
電圧サンプリング部５０１は、車両へ電力を供給する母線における電圧（すなわち、直流母線電圧Ｖｄｃ）をサンプリングする。
具体的には、電圧サンプリング部５０１は、電圧センサ３０が検出している直流母線電圧Ｖｄｃを、例えば１秒毎にサンプリングする。
Voltage sampling unit 501 samples the voltage (that is, DC bus voltage Vdc) at the bus that supplies power to the vehicle.
Specifically, the voltage sampling unit 501 samples the DC bus voltage Vdc detected by the voltage sensor 30, for example, every second.
電流サンプリング部５０２は、電圧サンプリング部５０１が直流母線電圧Ｖｄｃをサンプリングするタイミングと同一のタイミングに変電所１から母線へ流れる電流（すなわち、直流統括電流Ｉｄｃ）をサンプリングする。
具体的には、電圧サンプリング部５０１が１秒毎にサンプリングする場合には、電流サンプリング部５０２は、電流センサ４０が検出した直流統括電流Ｉｄｃを、同一のタイミングに１秒毎にサンプリングする。
The current sampling unit 502 samples the current flowing from the substation 1 to the bus (that is, the DC overall current Idc) at the same timing as when the voltage sampling unit 501 samples the DC bus voltage Vdc.
Specifically, when the voltage sampling unit 501 samples every second, the current sampling unit 502 samples the DC integrated current Idc detected by the current sensor 40 every second at the same timing.
無負荷直流電圧推定部５０３は、電圧サンプリング部５０１がサンプリングした電圧と、電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流とを取得する。
無負荷直流電圧推定部５０３は、サンプリングを行う時間間隔以上の所定のシフト時間が経過する毎に、取得した最新の電圧と電流と、過去に取得した電圧と電流とに基づいて、それぞれの算出期間に対して、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する。なお、それぞれの算出期間は、所定のシフト時間に基づいて決定される期間であって、所定のシフト時間よりも長い期間である。
The no-load DC voltage estimation unit 503 acquires the voltage sampled by the voltage sampling unit 501 and the current sampled by the current sampling unit 502.
The no-load DC voltage estimation unit 503 calculates each time based on the acquired latest voltage and current and the previously acquired voltage and current every time a predetermined shift time equal to or greater than the sampling time interval elapses. The no-load DC voltage V 0 at the substation 1 is estimated for the period. Each calculation period is a period determined based on a predetermined shift time, and is longer than the predetermined shift time.
記憶部５０４は、電圧推定装置５０が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
例えば、記憶部５０４は、電圧サンプリング部５０１が直流母線電圧Ｖｄｃをサンプリングした電圧の値と、電流サンプリング部５０２が直流統括電流Ｉｄｃをサンプリングした電流の値とを記憶する。
The storage unit 504 stores various information necessary for processing performed by the voltage estimation device 50.
For example, the storage unit 504 stores the voltage value obtained by sampling the DC bus voltage Vdc by the voltage sampling unit 501 and the current value obtained by sampling the DC integrated current Idc by the current sampling unit 502.
制御部５０５は、電圧推定装置５０が行う処理に必要な種々の制御を行う。
例えば、制御部５０５は、回生電力吸収装置６０を動作させる動作信号を生成する。制御部５０５は、生成した動作信号を回生電力吸収装置６０に送信し、回生電力吸収装置６０の動作を開始させる。
The control unit 505 performs various controls necessary for processing performed by the voltage estimation device 50.
For example, the control unit 505 generates an operation signal that operates the regenerative power absorption device 60. The control unit 505 transmits the generated operation signal to the regenerative power absorbing device 60 and starts the operation of the regenerative power absorbing device 60.
次に、図４に示す本発明の第一の実施形態による電圧推定装置５０の処理フローについて説明する。
ここでは、変電所１における本発明の第一の実施形態による電圧推定装置５０の処理について説明する。
なお、電圧推定装置５０の処理の初期段階では、車両は回生電力を発生させておらず、回生電力吸収装置６０は動作していないものとする。
Next, the processing flow of the voltage estimation apparatus 50 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4 will be described.
Here, the process of the voltage estimation apparatus 50 according to the first embodiment of the present invention in the substation 1 will be described.
In the initial stage of processing of voltage estimating device 50, it is assumed that the vehicle does not generate regenerative power and regenerative power absorbing device 60 is not operating.
変電所１において、トランス１０は、電力会社から端子Ａを介して受電電圧Ｖの電力を受電する。
トランス１０は、受電した電力の受電電圧Ｖを整流器２０が扱う電圧まで低下させる。
トランス１０は、低下させた電圧を整流器２０に供給する。
In the substation 1, the transformer 10 receives power of the received voltage V from the power company via the terminal A.
The transformer 10 reduces the received voltage V of the received power to a voltage handled by the rectifier 20.
The transformer 10 supplies the reduced voltage to the rectifier 20.
整流器２０は、トランス１０から供給された電圧を整流する。
整流器２０から供給される整流後の電力は、端子Ｂを介して負荷に供給される。
具体的には、整流器２０から供給される整流後の電力は、直流母線電圧Ｖｄｃと、直流統括電流Ｉｄｃとにより表される電力である。
The rectifier 20 rectifies the voltage supplied from the transformer 10.
The rectified power supplied from the rectifier 20 is supplied to the load via the terminal B.
Specifically, the rectified power supplied from the rectifier 20 is power represented by the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc.
電圧サンプリング部５０１は、電圧センサ３０が検出した直流母線電圧Ｖｄｃを、例えば１秒毎にサンプリングする（ステップＳ１）。
電圧サンプリング部５０１は、サンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃを記憶部５０４に記憶させる。
The voltage sampling unit 501 samples the DC bus voltage Vdc detected by the voltage sensor 30, for example, every second (step S1).
The voltage sampling unit 501 stores the sampled DC bus voltage Vdc in the storage unit 504.
電流サンプリング部５０２は、電圧サンプリング部５０１が直流母線電圧Ｖｄｃをサンプリングするタイミングと同一のタイミング（例えば１秒毎）に電流センサ４０が検出した直流統括電流Ｉｄｃをサンプリングする（ステップＳ２）。
電流サンプリング部５０２は、サンプリングした直流統括電流Ｉｄｃを同一のタイミングにサンプリングされた直流母線電圧Ｖｄｃと対応付けて記憶部５０４に記憶させる。
The current sampling unit 502 samples the DC integrated current Idc detected by the current sensor 40 at the same timing (for example, every second) as when the voltage sampling unit 501 samples the DC bus voltage Vdc (step S2).
The current sampling unit 502 stores the sampled DC integrated current Idc in the storage unit 504 in association with the DC bus voltage Vdc sampled at the same timing.
無負荷直流電圧推定部５０３は、記憶部５０４が記憶する電圧サンプリング部５０１がサンプリングした電圧と、電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流とに基づいて、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する（ステップＳ３）。 The no-load DC voltage estimation unit 503 estimates the no-load DC voltage V 0 at the substation 1 based on the voltage sampled by the voltage sampling unit 501 stored in the storage unit 504 and the current sampled by the current sampling unit 502. (Step S3).
例えば、無負荷直流電圧推定部５０３は、サンプリングを行う時間間隔以上の所定のシフト時間が経過する毎に、シフト時間に基づいて決定されシフト時間よりも長い算出期間に対して直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの関係を示す近似式を特定する。なお、サンプリングを行う時間間隔は、例えば１秒である。また、算出期間は、例えば１分であり、図５において「Ｕ１」で示される期間である。また、シフト時間は、例えば１秒であり、図５において算出期間が「Ｕ１」となる時刻からシフト時間が経過した時刻における算出期間は、図５において「Ｕ２」で示される期間である。
この近似式は、同一のタイミングにサンプリングされた直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータの集合に基づいて特定される。具体的には、無負荷直流電圧推定部５０３は、図６に示すように、直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせＤ１〜Ｄ９から成るデータの集合に対して、最小二乗法を用いて直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの関係を示す一次関数の式Ｖｄｃ＝Ｖ０−Ｚｏ・Ｉｄｃを特定する。無負荷直流電圧推定部５０３は、特定した直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの関係を示す近似式の直流統括電流Ｉｄｃにゼロを代入して変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する。無負荷直流電圧推定部５０３は、特定した近似式がＶｄｃ＝Ｖ０−Ｚｏ・Ｉｄｃである場合、直流統括電流Ｉｄｃにゼロを代入して算出された直流母線電圧Ｖｄｃを無負荷直流電圧Ｖ０と推定する。
For example, the no-load DC voltage estimation unit 503 determines the DC bus voltage Vdc for a calculation period that is determined based on the shift time and is longer than the shift time every time a predetermined shift time equal to or greater than the sampling time interval elapses. An approximate expression indicating the relationship with the DC overall current Idc is specified. Note that the time interval for sampling is, for example, 1 second. The calculation period is, for example, 1 minute, and is a period indicated by “U1” in FIG. The shift time is, for example, 1 second, and the calculation period at the time when the shift time has elapsed from the time when the calculation period becomes “U1” in FIG. 5 is the period indicated by “U2” in FIG.
This approximate expression is specified based on a data set composed of a combination of the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc sampled at the same timing. Specifically, as shown in FIG. 6, the no-load DC voltage estimation unit 503 uses a least square method for a data set composed of combinations D1 to D9 of the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc. Then, a linear function expression Vdc = V 0 −Zo · Idc indicating the relationship between the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc is specified. The no-load DC voltage estimation unit 503 estimates the no-load DC voltage V 0 at the substation 1 by substituting zero into the DC overall current Idc of the approximate expression indicating the relationship between the specified DC bus voltage Vdc and the DC overall current Idc. To do. When the specified approximate expression is Vdc = V 0 −Zo · Idc, the no-load DC voltage estimation unit 503 uses the DC bus voltage Vdc calculated by substituting zero for the DC overall current Idc to the no-load DC voltage V 0. Estimated.
制御部５０５は、予め設定された判定しきい値Ｖｔｈと、無負荷直流電圧推定部５０３が特定した無負荷直流電圧Ｖ０とを比較する。そして、制御部５０５は、無負荷直流電圧Ｖ０が判定しきい値Ｖｔｈを超えている否かを判定する（ステップＳ４）。
制御部５０５は、無負荷直流電圧Ｖ０が判定しきい値Ｖｔｈを超えていると判定した場合、車両が回生電力を発生させていると推定する。
また、制御部５０５は、無負荷直流電圧Ｖ０が判定しきい値Ｖｔｈ以下であると判定した場合、車両が回生電力を発生させていないと推定する。なお、判定しきい値Ｖｔｈは、無負荷直流電圧Ｖ０よりも少し高い電圧（例えば、無負荷直流電圧Ｖ０が１６２０ボルトの場合、無負荷直流電圧Ｖ０よりも１５ボルト高い１６３５ボルト）に設定される。
Control unit 505 compares determination threshold value Vth set in advance with no-load DC voltage V 0 specified by no-load DC voltage estimation unit 503. Then, the control unit 505 determines whether or not the no-load DC voltage V 0 exceeds the determination threshold value Vth (step S4).
Control unit 505 estimates that the vehicle is generating regenerative power when it is determined that no-load DC voltage V 0 exceeds determination threshold value Vth.
Control unit 505 also estimates that the vehicle is not generating regenerative power when it is determined that no-load DC voltage V 0 is equal to or less than determination threshold value Vth. Note that the determination threshold Vth is slightly higher than the no-load DC voltage V 0 (for example, when the no-load DC voltage V 0 is 1620 volts, it is 1535 volts higher than the no-load DC voltage V 0 ). Is set.
制御部５０５は、無負荷直流電圧Ｖ０が判定しきい値Ｖｔｈ以下であると判定した場合（ステップＳ４においてＮＯ）、回生電力吸収装置６０を動作させる動作信号を生成せずに、ステップＳ１の処理に戻す。 If controller 505 determines that no-load DC voltage V 0 is equal to or lower than determination threshold value Vth (NO in step S4), control unit 505 does not generate an operation signal for operating regenerative power absorber 60, but in step S1. Return to processing.
また、制御部５０５は、無負荷直流電圧Ｖ０が判定しきい値Ｖｔｈを超えていると判定した場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、回生電力吸収装置６０を動作させる動作信号を生成する（ステップＳ５）。
制御部５０５は、生成した動作信号を回生電力吸収装置６０に送信し（ステップＳ６）、ステップＳ１の処理に戻す。
回生電力吸収装置６０は、制御部５０５から動作信号を受信した場合、受信した動作信号に基づいて動作を開始する。
回生電力吸収装置６０は、動作を開始すると、車両からの回生電力を受電する。
回生電力吸収装置６０は、受電した回生電力を他装置に供給する。
When controller 505 determines that no-load DC voltage V 0 exceeds determination threshold value Vth (YES in step S4), control unit 505 generates an operation signal for operating regenerative power absorber 60 (step S5). ).
The control unit 505 transmits the generated operation signal to the regenerative power absorbing device 60 (step S6), and returns to the process of step S1.
When the regenerative power absorption device 60 receives an operation signal from the control unit 505, the regenerative power absorption device 60 starts an operation based on the received operation signal.
When the regenerative power absorbing device 60 starts operating, it receives regenerative power from the vehicle.
The regenerative power absorbing device 60 supplies the received regenerative power to other devices.
なお、サンプリングを行う全体の対象期間においてサンプリングを行う時間間隔が例えば１秒で、算出期間が１分である場合、無負荷直流電圧推定部５０３は、電圧推定装置５０の動作が開始してから１分後に、１〜６０秒までの間にサンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータの集合に基づいて、無負荷直流電圧Ｖ０を推定するステップＳ３の処理を初めて行う。そして、制御部５０５は、ステップＳ４以降の処理を行う。
また、無負荷直流電圧推定部５０３は、初めてステップＳ３の処理を行って以降、所定のシフト時間毎（例えば１秒毎）に、ステップＳ３の処理を行う。そして、制御部５０５は、ステップＳ４以降の処理を行う。例えば、無負荷直流電圧推定部５０３は、初めてステップＳ３の処理を行ってから所定のシフト時間が経過した後（例えば、電圧推定装置５０の動作が開始してから６１秒後）には、現在時刻からシフト時間よりも長い時間だけさかのぼった時刻から現在時刻までの算出期間（例えば、初めてステップＳ３の処理を行ったときの算出期間に対してサンプリングを行う時間間隔に等しい所定の時間の分だけ遅い２〜６１秒までの間）にサンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータの集合に基づいて無負荷直流電圧Ｖ０を推定する。そして、制御部５０５は、ステップＳ４以降の処理を行う。なお、所定のシフト時間は、上述のように一定時間であってよい。また、所定のシフト時間は、１秒、３秒、２秒、・・・のように処理を行う毎に時間が変動する変動時間であってもよい。また、現在時刻からシフト時間よりも長い時間は、シフト時間に応じた一定時間であってもよい。また、現在時刻からシフト時間よりも長い時間は、シフト時間に応じた変動時間であってもよい。
When the sampling time interval is 1 second, for example, and the calculation period is 1 minute in the entire target period for sampling, the no-load DC voltage estimation unit 503 starts after the operation of the voltage estimation device 50 starts. The process of step S3 for estimating the no-load DC voltage V 0 for the first time based on a data set consisting of a combination of the DC bus voltage Vdc and the DC overall current Idc sampled for 1 to 60 seconds after 1 minute is the first time. Do. And the control part 505 performs the process after step S4.
In addition, the no-load DC voltage estimation unit 503 performs the process of step S3 every predetermined shift time (for example, every second) after performing the process of step S3 for the first time. And the control part 505 performs the process after step S4. For example, the no-load DC voltage estimation unit 503 presently performs the current shift after a predetermined shift time has elapsed since the processing of step S3 for the first time (for example, 61 seconds after the operation of the voltage estimation device 50 starts). A calculation period from a time that is back from the time by a time longer than the shift time to the current time (for example, a predetermined time equal to a time interval for sampling with respect to the calculation period when the process of step S3 is performed for the first time) The no-load DC voltage V 0 is estimated on the basis of a data set consisting of a combination of the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc sampled during the period from late 2 to 61 seconds. And the control part 505 performs the process after step S4. The predetermined shift time may be a fixed time as described above. Further, the predetermined shift time may be a fluctuating time in which the time fluctuates every time processing is performed, such as 1 second, 3 seconds, 2 seconds,. Further, the time longer than the shift time from the current time may be a certain time according to the shift time. Further, the time longer than the shift time from the current time may be a variation time corresponding to the shift time.
（シミュレーション例）
本発明の第一の実施形態における電圧推定装置５０が計器用変圧器ＶＴを用いずに無負荷直流電圧Ｖ０を推定したシミュレーション結果を図７（Ａ）に示す。また、変電所１が備える計器用変圧器ＶＴが受電電圧を測定し、測定した受電電圧から無負荷直流電圧Ｖ０を推定したシミュレーション結果を図７（Ｂ）に示す。図７（Ａ）と図７（Ｂ）を比較するために両方のシミュレーション結果を重ねた図を図８に示す。図８からわかるように、電圧推定装置５０が推定した無負荷直流電圧Ｖ０は、計器用変圧器ＶＴを用いて推定した無負荷直流電圧Ｖ０と図８における円Ｒ内に示した部分を除いてほぼ同一であることがわかる。なお、円Ｒに示した部分の違いは、算出期間内における過去のデータ集合を用いて現在の無負荷直流電圧Ｖ０を推定するという本発明の実施形態における算出方式の原理によるものであり、過去に推定した無負荷直流電圧Ｖ０が大きく変動した場合に生じるものである。無負荷直流電圧Ｖ０が大きく変動する原因は、電力会社のタップ切替や調相設備入切などによるものである。電力会社のタップ切替や調相設備入切などによる無負荷直流電圧Ｖ０の変動は、３０分から１時間、あるいはそれ以上のインターバルで発生する場合が多い。したがって、実際には、円Ｒに示した部分の違いは頻繁には生じないものと思われる。また、図８は、無負荷直流電圧Ｖ０が変動したときの数分間程度を拡大したものであり、電圧推定装置５０がサンプリングを行う全体の対象期間（例えば１日）に対して充分に短い期間である。そのため、円Ｒに示した部分における無負荷直流電圧Ｖ０の違いは、全体の対象期間においては誤差とみなすことができる。また、算出期間を調整し、算出期間における直流母線電圧Ｖｄｃが大きく変動する期間の割合を小さくすることで、過去に推定した無負荷直流電圧Ｖ０の変動による現在の無負荷直流電圧Ｖ０の推定への影響を小さくすることができる。したがって、図７及び図８から、本発明の第一の実施形態による電圧推定装置５０が無負荷直流電圧Ｖ０を充分な精度で推定できたということができる。
(Simulation example)
FIG. 7A shows a simulation result in which the voltage estimation device 50 according to the first embodiment of the present invention estimates the no-load DC voltage V 0 without using the instrument transformer VT. Further, FIG. 7B shows a simulation result in which the instrument transformer VT provided in the substation 1 measures the received voltage and estimates the no-load DC voltage V 0 from the measured received voltage. In order to compare FIG. 7 (A) and FIG. 7 (B), FIG. As it can be seen from FIG. 8, no-load direct voltage V 0 of the voltage estimating device 50 to estimate the portion shown in the circle R in no-load direct voltage V 0 and 8 was estimated using the instrument transformer VT It turns out that it is almost the same except. The difference in the portion shown in the circle R is due to the principle of the calculation method in the embodiment of the present invention in which the current no-load DC voltage V 0 is estimated using the past data set in the calculation period. This occurs when the no-load DC voltage V 0 estimated in the past fluctuates greatly. The cause of the large fluctuation of the no-load DC voltage V 0 is due to tap switching of the electric power company, turning on / off of the phase adjusting equipment, and the like. In many cases, the fluctuation of the no-load DC voltage V 0 due to the tap switching of the electric power company or the turning on / off of the phase adjusting equipment occurs at intervals of 30 minutes to 1 hour or more. Therefore, in practice, the difference between the portions shown in the circle R does not seem to occur frequently. FIG. 8 is an enlargement of about several minutes when the no-load DC voltage V 0 fluctuates, and is sufficiently short for the entire target period (for example, one day) during which the voltage estimation device 50 performs sampling. It is a period. Therefore, the difference in the no-load DC voltage V 0 in the portion indicated by the circle R can be regarded as an error in the entire target period. Further, by adjusting the calculation period and reducing the ratio of the period during which the DC bus voltage Vdc greatly fluctuates in the calculation period, the current no-load DC voltage V 0 due to the fluctuation of the no-load DC voltage V 0 estimated in the past is reduced. The influence on estimation can be reduced. Therefore, from FIG. 7 and FIG. 8, it can be said that the voltage estimation apparatus 50 according to the first embodiment of the present invention can estimate the no-load DC voltage V 0 with sufficient accuracy.
なお、電力会社は、負荷の状態に応じて変電所１に供給する電圧を変更している。そのため、変電所１が電力会社から受電する受電電圧は、１日のうちで変動する可能性がある。
変電所１が電力会社から受電する受電電圧が変動する場合、その変動に応じて無負荷直流電圧Ｖ０も変動する。
そのため、電圧推定装置５０がサンプリングを行う全体の対象期間を１日とし、全体の対象期間を算出期間とした場合、算出期間内で無負荷直流電圧Ｖ０が変動する。
その結果、全体の対象期間を算出期間とし電圧推定装置５０が推定した無負荷直流電圧Ｖ０は、無意味な電圧となってしまう。
一方、算出期間を短くし過ぎた場合、電圧推定装置５０が最小二乗法などを用いて近似式を算出する際の計算誤差が大きくなってしまう。
そこで、電圧推定装置５０では、過去の直流負荷の実測データから直流負荷の変動パターンを検討し、必要最小限な算出期間やサンプリングを行う時間間隔を決定すればよい。そのように決定した算出期間の一例は列車が一回の加速または一回の減速を行う時間（およそ数十秒〜２分間）であり、サンプリングを行う時間間隔は１秒毎である。
Note that the electric power company changes the voltage supplied to the substation 1 according to the state of the load. Therefore, the received voltage that the substation 1 receives from the electric power company may fluctuate within a day.
When the receiving voltage received by the substation 1 from the electric power company fluctuates, the no-load DC voltage V 0 also fluctuates according to the fluctuation.
Therefore, when the entire target period in which the voltage estimation apparatus 50 performs sampling is 1 day and the entire target period is the calculation period, the no-load DC voltage V 0 varies within the calculation period.
As a result, the no-load DC voltage V 0 estimated by the voltage estimation device 50 using the entire target period as the calculation period becomes a meaningless voltage.
On the other hand, if the calculation period is too short, a calculation error when the voltage estimation device 50 calculates the approximate expression using the least square method or the like becomes large.
In view of this, the voltage estimation device 50 may examine the fluctuation pattern of the DC load from the past measured data of the DC load, and determine the minimum necessary calculation period and the sampling time interval. An example of the calculation period thus determined is the time (approximately several tens of seconds to 2 minutes) in which the train performs one acceleration or one deceleration, and the sampling time interval is every second.
また、図５で示したように、直流母線電圧Ｖｄｃは、時刻によって無負荷直流電圧Ｖ０と大きく異なる場合がある。そのため、算出期間においてサンプリングを行う時間間隔が例えば無負荷直流電圧Ｖ０と大きく異なる直流母線電圧Ｖｄｃを多く取得する時間間隔となっている場合、電圧推定装置５０が推定した無負荷直流電圧Ｖ０は、算出期間における実際の無負荷直流電圧と異なってしまう。
そこで、電圧推定装置５０では、算出期間においてサンプリングを行う時間間隔を直流母線電圧Ｖｄｃの極小値どうしの最小時間間隔よりも充分に短い時間間隔（例えば１秒）としている。なお、サンプリングを行う時間間隔は、過去の実測データを統計処理して誤差の許容範囲の結果が得られるサンプリングを行う時間間隔を決定すればよい。
Further, as shown in FIG. 5, the DC bus voltage Vdc may greatly differ from the no-load DC voltage V 0 depending on time. Therefore, when the time interval for sampling in the calculation period is a time interval for acquiring many DC bus voltages Vdc that are significantly different from, for example, the no-load DC voltage V 0 , the no-load DC voltage V 0 estimated by the voltage estimation device 50 is used. Differs from the actual no-load DC voltage during the calculation period.
Therefore, in the voltage estimation device 50, the sampling time interval in the calculation period is set to a time interval (for example, 1 second) that is sufficiently shorter than the minimum time interval between the minimum values of the DC bus voltage Vdc. Note that the sampling time interval may be determined by performing a statistical process on the past actual measurement data and performing the sampling for obtaining the result of the allowable error range.
以上のように、本発明の第一の実施形態による電圧推定装置５０は、電圧サンプリング部５０１と、電流サンプリング部５０２と、無負荷直流電圧推定部５０３と、記憶部５０４と、を備える。電圧サンプリング部５０１は、車両へ電力を供給する母線における電圧（すなわち、直流母線電圧Ｖｄｃ）をサンプリングする。電流サンプリング部５０２は、電圧サンプリング部５０１が直流母線電圧Ｖｄｃをサンプリングするタイミングと同一のタイミングに変電所１から母線へ流れる電流（すなわち、直流統括電流Ｉｄｃ）をサンプリングする。無負荷直流電圧推定部５０３は、電圧サンプリング部５０１がサンプリングした電圧と、電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流とを取得する。無負荷直流電圧推定部５０３は、取得した電圧と電流とに基づいて、サンプリングを行う時間間隔以上の所定のシフト時間が経過する毎に、それぞれの算出期間に対して、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する。それぞれの算出期間は、所定のシフト時間に基づいて決定される期間であって、所定のシフト時間よりも長い期間である。記憶部５０４は、電圧推定装置５０が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。制御部５０５は、電圧推定装置５０が行う処理に必要な種々の制御を行う。
こうすることで、電圧推定装置５０は、変電所１が計器用変圧器ＶＴを備えていない場合であっても、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定することができる。その結果、電圧推定装置５０が推定した無負荷直流電圧に基づいて回生電力吸収装置６０の動作開始電圧を適切に設定することができる。電圧推定装置５０は、無負荷直流電圧Ｖ０が判定しきい値Ｖｔｈを超えた場合に回生電力吸収装置６０の動作を開始させることができる。回生電力吸収装置６０は、動作を開始すると、車両からの回生電力を受電する。回生電力吸収装置６０は、受電した回生電力をその他の装置（例えば、空調、照明、エレベータ、など）に供給する。
As described above, the voltage estimation apparatus 50 according to the first embodiment of the present invention includes the voltage sampling unit 501, the current sampling unit 502, the no-load DC voltage estimation unit 503, and the storage unit 504. Voltage sampling unit 501 samples the voltage (that is, DC bus voltage Vdc) at the bus that supplies power to the vehicle. The current sampling unit 502 samples the current flowing from the substation 1 to the bus (that is, the DC overall current Idc) at the same timing as when the voltage sampling unit 501 samples the DC bus voltage Vdc. The no-load DC voltage estimation unit 503 acquires the voltage sampled by the voltage sampling unit 501 and the current sampled by the current sampling unit 502. Based on the acquired voltage and current, the no-load DC voltage estimator 503 outputs the no-load in the substation 1 for each calculation period every time a predetermined shift time equal to or greater than the sampling time interval elapses. to estimate the direct current voltage V 0. Each calculation period is a period determined based on a predetermined shift time and is longer than the predetermined shift time. The storage unit 504 stores various information necessary for processing performed by the voltage estimation device 50. The control unit 505 performs various controls necessary for processing performed by the voltage estimation device 50.
By doing so, the voltage estimation device 50 can estimate the no-load DC voltage V 0 at the substation 1 even when the substation 1 does not include the instrument transformer VT. As a result, the operation start voltage of the regenerative power absorption device 60 can be appropriately set based on the no-load DC voltage estimated by the voltage estimation device 50. The voltage estimation device 50 can start the operation of the regenerative power absorption device 60 when the no-load DC voltage V 0 exceeds the determination threshold value Vth. When the regenerative power absorbing device 60 starts operating, it receives regenerative power from the vehicle. The regenerative power absorption device 60 supplies the received regenerative power to other devices (for example, air conditioning, lighting, elevator, etc.).
また、本発明の第一の実施形態による電圧推定装置５０において、過去の直流負荷の実測データから直流負荷の変動パターンを検討し、必要最小限な算出期間やサンプリングを行う時間間隔を決定する。
こうすることで、電圧推定装置５０は、算出期間における無負荷直流電圧Ｖ０の変動を低減することができ、実際の無負荷直流電圧とほぼ同一の無負荷直流電圧Ｖ０を推定することができる。
Further, in the voltage estimation apparatus 50 according to the first embodiment of the present invention, the fluctuation pattern of the DC load is examined from the past measured data of the DC load, and the necessary minimum calculation period and time interval for sampling are determined.
By doing so, the voltage estimation device 50 can reduce the fluctuation of the no-load DC voltage V 0 during the calculation period, and can estimate the no-load DC voltage V 0 almost the same as the actual no-load DC voltage. it can.
また、本発明の第一の実施形態による電圧推定装置５０において、サンプリングを行う時間間隔を直流母線電圧Ｖｄｃの極小値どうしの最小時間間隔よりも短い時間間隔とする。
こうすることで、電圧推定装置５０は、算出期間における無負荷直流電圧Ｖ０の変動を低減することができ、実際の無負荷直流電圧とほぼ同一の無負荷直流電圧Ｖ０を推定することができる。
In the voltage estimation device 50 according to the first embodiment of the present invention, the sampling time interval is set to be shorter than the minimum time interval between the minimum values of the DC bus voltage Vdc.
By doing so, the voltage estimation device 50 can reduce the fluctuation of the no-load DC voltage V 0 during the calculation period, and can estimate the no-load DC voltage V 0 almost the same as the actual no-load DC voltage. it can.
また、本発明の第一の実施形態による電圧推定装置５０において、シフト時間をサンプリングを行う時間間隔とする。
こうした場合には、電圧推定装置５０は、サンプリングを行う全体の対象期間において推定する無負荷直流電圧Ｖ０の数を最も多くすることができ、また、受電電圧変化に応じた制御遅れの小さい制御信号を生成することができるため、回生電力吸収装置６０の動作を開始させる制御を短い時間間隔で行った場合であっても、適切に回生電力吸収装置６０の動作を開始させることができる。
なお、電圧推定装置５０は、受電電圧変化に応じた制御遅れが許容できる場合、シフト時間を長くし、制御系統の計算負荷を低減する構成とすることにより、製造コストを低減することもできる。
In the voltage estimation apparatus 50 according to the first embodiment of the present invention, the shift time is set as a time interval for sampling.
In such a case, the voltage estimation device 50 can maximize the number of no-load DC voltages V 0 to be estimated in the entire target period for sampling, and control with a small control delay according to the change in the received voltage. Since the signal can be generated, even when the control for starting the operation of the regenerative power absorbing device 60 is performed at short time intervals, the operation of the regenerative power absorbing device 60 can be appropriately started.
In addition, when the control delay according to the received voltage change can be tolerated, the voltage estimation device 50 can reduce the manufacturing cost by increasing the shift time and reducing the calculation load of the control system.
＜第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態による電圧推定装置５０は、図８に示すように、電圧サンプリング部５０１と、電流サンプリング部５０２と、無負荷直流電圧推定部５０３と、記憶部５０４と、制御部５０５と、リングバッファ５０６と、を備える。
<Second Embodiment>
As shown in FIG. 8, the voltage estimation apparatus 50 according to the second embodiment of the present invention includes a voltage sampling unit 501, a current sampling unit 502, a no-load DC voltage estimation unit 503, a storage unit 504, and a control unit. 505 and a ring buffer 506.
リングバッファ５０６は、電圧サンプリング部５０１がサンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃと、電流サンプリング部５０２がサンプリングした直流統括電流Ｉｄｃとを記憶する。
リングバッファ５０６は、記憶領域のすべてが記憶に使用された場合には、古い記憶データの順に上書きして、直流母線電圧Ｖｄｃと、直流統括電流Ｉｄｃとの記憶を継続する。
The ring buffer 506 stores the DC bus voltage Vdc sampled by the voltage sampling unit 501 and the DC integrated current Idc sampled by the current sampling unit 502.
When all of the storage area is used for storage, ring buffer 506 overwrites the old storage data in order, and continues storing DC bus voltage Vdc and DC integrated current Idc.
無負荷直流電圧推定部５０３は、リングバッファ５０６が記憶している直流母線電圧Ｖｄｃと、直流統括電流Ｉｄｃとに基づいて、それぞれの算出期間毎に、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する。 Based on the DC bus voltage Vdc stored in the ring buffer 506 and the DC overall current Idc, the no-load DC voltage estimation unit 503 calculates the no-load DC voltage V 0 at the substation 1 for each calculation period. presume.
次に、図１０に示す本発明の第二の実施形態による電圧推定装置５０の処理フローについて説明する。
ここでは、変電所１における本発明の第二の実施形態による電圧推定装置５０の処理について説明する。
なお、電圧推定装置５０の処理の初期段階では、無負荷直流電圧Ｖ０が判定しきい値Ｖｔｈ以下であり（すなわち車両は回生電力を発生させていないと推定し）、回生電力吸収装置６０は動作していないものとする。
Next, a processing flow of the voltage estimation apparatus 50 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 10 will be described.
Here, the process of the voltage estimation apparatus 50 according to the second embodiment of the present invention in the substation 1 will be described.
In the initial stage of the processing of voltage estimation device 50, no-load DC voltage V 0 is equal to or lower than determination threshold value Vth (that is, it is estimated that the vehicle does not generate regenerative power), and regenerative power absorbing device 60 is It is assumed that it is not operating.
変電所１において、トランス１０は、電力会社から端子Ａを介して受電電圧Ｖの電力を受電する。
トランス１０は、受電した電力の受電電圧Ｖを整流器２０が扱う電圧まで低下させる。
トランス１０は、低下させた電圧を整流器２０に供給する。
In the substation 1, the transformer 10 receives power of the received voltage V from the power company via the terminal A.
The transformer 10 reduces the received voltage V of the received power to a voltage handled by the rectifier 20.
The transformer 10 supplies the reduced voltage to the rectifier 20.
整流器２０は、トランス１０から供給された電圧を整流する。
整流器２０から供給される整流後の電力は、端子Ｂを介して負荷に供給される。
具体的には、整流器２０から供給される整流後の電力は、直流母線電圧Ｖｄｃと、直流統括電流Ｉｄｃとにより表される電力である。
The rectifier 20 rectifies the voltage supplied from the transformer 10.
The rectified power supplied from the rectifier 20 is supplied to the load via the terminal B.
Specifically, the rectified power supplied from the rectifier 20 is power represented by the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc.
電圧サンプリング部５０１は、ステップＳ１の処理により、電圧センサ３０が検出した直流母線電圧Ｖｄｃを、例えば１秒毎にサンプリングする。 The voltage sampling unit 501 samples the DC bus voltage Vdc detected by the voltage sensor 30 by the process of step S1, for example, every second.
電圧サンプリング部５０１は、サンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃをリングバッファ５０６に記憶させる（ステップＳ７）。なお、リングバッファ５０６は、記憶領域のすべてが記憶に使用された場合には、古い記憶データの順に上書きする。 The voltage sampling unit 501 stores the sampled DC bus voltage Vdc in the ring buffer 506 (step S7). The ring buffer 506 overwrites the old storage data in the order of storage when the entire storage area is used for storage.
電流サンプリング部５０２は、ステップＳ２の処理により、電圧サンプリング部５０１が直流母線電圧Ｖｄｃをサンプリングするタイミングと同一のタイミング（例えば１秒毎）に電流センサ４０が検出した直流統括電流Ｉｄｃをサンプリングする。 The current sampling unit 502 samples the DC integrated current Idc detected by the current sensor 40 at the same timing (for example, every second) as the timing at which the voltage sampling unit 501 samples the DC bus voltage Vdc by the process of step S2.
電流サンプリング部５０２は、サンプリングした直流統括電流Ｉｄｃを同一のタイミングにサンプリングされた直流母線電圧Ｖｄｃと対応付けてリングバッファ５０６に記憶させる（ステップＳ８）。なお、リングバッファ５０６は、記憶領域のすべてが記憶に使用された場合には、古い記憶データの順に上書きする。 The current sampling unit 502 stores the sampled DC integrated current Idc in the ring buffer 506 in association with the DC bus voltage Vdc sampled at the same timing (step S8). The ring buffer 506 overwrites the old storage data in the order of storage when the entire storage area is used for storage.
無負荷直流電圧推定部５０３は、リングバッファ５０６に記憶されている電圧サンプリング部５０１がサンプリングした電圧と、電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流とに基づいて、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する（ステップＳ９）。
電圧推定装置５０は、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理を行う。
The no-load DC voltage estimation unit 503 is based on the voltage sampled by the voltage sampling unit 501 stored in the ring buffer 506 and the current sampled by the current sampling unit 502, and the no-load DC voltage V 0 at the substation 1. Is estimated (step S9).
The voltage estimation device 50 performs the processes of steps S4 to S6.
回生電力吸収装置６０は、制御部５０５から動作信号を受信した場合、受信した動作信号に基づいて動作を開始する。
回生電力吸収装置６０は、動作を開始すると、車両からの回生電力を受電する。
回生電力吸収装置６０は、受電した回生電力を他装置に供給する。
When the regenerative power absorption device 60 receives an operation signal from the control unit 505, the regenerative power absorption device 60 starts an operation based on the received operation signal.
When the regenerative power absorbing device 60 starts operating, it receives regenerative power from the vehicle.
The regenerative power absorbing device 60 supplies the received regenerative power to other devices.
なお、リングバッファ５０６の記憶容量は、算出期間にサンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータの集合のすべてを記憶可能な記憶容量である。そして、リングバッファ５０６の記憶容量は、算出期間にサンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータの集合が示すデータ容量と同一の記憶容量である場合に、最も少ない記憶容量となる。
例えば、算出期間が１分であり、算出期間においてサンプリングを行う時間間隔が１秒である場合、リングバッファ５０６の記憶容量は、１〜６０秒までの間にサンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータの集合のすべてを記憶可能な記憶容量である。また、リングバッファ５０６の記憶容量は、１〜６０秒までの間にサンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータの集合が示すデータ容量と同一の記憶容量である場合に、最も少ない記憶容量となる。
Note that the storage capacity of the ring buffer 506 is a storage capacity capable of storing all of a set of data composed of combinations of the DC bus voltage Vdc and the DC overall current Idc sampled during the calculation period. The storage capacity of the ring buffer 506 is the smallest storage capacity when the storage capacity is the same as the data capacity indicated by the data set composed of the combination of the DC bus voltage Vdc and the DC overall current Idc sampled during the calculation period. It becomes.
For example, when the calculation period is 1 minute and the time interval for sampling in the calculation period is 1 second, the storage capacity of the ring buffer 506 is the DC bus voltage Vdc sampled between 1 and 60 seconds and the DC control. This is a storage capacity capable of storing all data sets composed of combinations with the current Idc. Further, the storage capacity of the ring buffer 506 is the same as the data capacity indicated by the data set composed of the combination of the DC bus voltage Vdc and the DC overall current Idc sampled for 1 to 60 seconds. , The smallest storage capacity.
以上のように、本発明の第二の実施形態による電圧推定装置５０は、電圧サンプリング部５０１と、電流サンプリング部５０２と、無負荷直流電圧推定部５０３と、記憶部５０４と、制御部５０５と、リングバッファ５０６と、を備える。リングバッファ５０６は、電圧サンプリング部５０１がサンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃと、電流サンプリング部５０２がサンプリングした直流統括電流Ｉｄｃとを記憶する。リングバッファ５０６は、記憶領域のすべてが記憶に使用された場合には、古い記憶データの順に上書きして、直流母線電圧Ｖｄｃと、直流統括電流Ｉｄｃとの記憶を継続する。無負荷直流電圧推定部５０３は、リングバッファ５０６が記憶している直流母線電圧Ｖｄｃと、直流統括電流Ｉｄｃとに基づいて、それぞれの算出期間毎に、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する。
こうすることで、電圧推定装置５０は、少ない記憶容量のリングバッファ５０６が記憶している直流母線電圧Ｖｄｃと、直流統括電流Ｉｄｃとに基づいて、それぞれの算出期間毎に、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する。その結果、リングバッファ５０６の少ない記憶容量を用いて電圧推定装置５０が推定した無負荷直流電圧に基づいて回生電力吸収装置６０の動作開始電圧を適切に設定することができる。電圧推定装置５０は、無負荷直流電圧Ｖ０が判定しきい値Ｖｔｈを超えた場合に回生電力吸収装置６０の動作を開始させることができる。回生電力吸収装置６０は、動作を開始すると、車両からの回生電力を受電する。回生電力吸収装置６０は、受電した回生電力をその他の装置に供給する。
As described above, the voltage estimation apparatus 50 according to the second embodiment of the present invention includes the voltage sampling unit 501, the current sampling unit 502, the no-load DC voltage estimation unit 503, the storage unit 504, and the control unit 505. And a ring buffer 506. The ring buffer 506 stores the DC bus voltage Vdc sampled by the voltage sampling unit 501 and the DC integrated current Idc sampled by the current sampling unit 502. When all of the storage area is used for storage, ring buffer 506 overwrites the old storage data in order, and continues storing DC bus voltage Vdc and DC integrated current Idc. Based on the DC bus voltage Vdc stored in the ring buffer 506 and the DC overall current Idc, the no-load DC voltage estimation unit 503 calculates the no-load DC voltage V 0 at the substation 1 for each calculation period. presume.
In this way, the voltage estimation device 50 is configured to output the null in the substation 1 for each calculation period based on the DC bus voltage Vdc stored in the ring buffer 506 having a small storage capacity and the DC integrated current Idc. Estimate the load DC voltage V 0 . As a result, it is possible to appropriately set the operation start voltage of the regenerative power absorbing device 60 based on the no-load DC voltage estimated by the voltage estimation device 50 using the small storage capacity of the ring buffer 506. The voltage estimation device 50 can start the operation of the regenerative power absorption device 60 when the no-load DC voltage V 0 exceeds the determination threshold value Vth. When the regenerative power absorbing device 60 starts operating, it receives regenerative power from the vehicle. The regenerative power absorbing device 60 supplies the received regenerative power to other devices.
また、本発明の第二の実施形態による電圧推定装置５０において、リングバッファ５０６の記憶容量を算出期間にサンプリングした直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータの集合が示すデータ容量と同一の記憶容量にする。
こうした場合には、電圧推定装置５０は、リングバッファが記憶する直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るそれぞれのデータをインデックスを用いなくても全データを参照することができる。
In the voltage estimation device 50 according to the second embodiment of the present invention, the data capacity indicated by the data set composed of the combination of the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc obtained by sampling the storage capacity of the ring buffer 506 during the calculation period. To the same storage capacity.
In such a case, the voltage estimation apparatus 50 can refer to all data without using an index for each data composed of a combination of the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc stored in the ring buffer.
＜第三の実施形態＞
本発明の第三の実施形態による電圧推定装置５０は、図３で示した本発明の第一の実施形態による電圧推定装置５０と同様に、電圧サンプリング部５０１と、電流サンプリング部５０２と、無負荷直流電圧推定部５０３と、記憶部５０４と、制御部５０５と、を備える。
<Third embodiment>
Similar to the voltage estimation device 50 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the voltage estimation device 50 according to the third embodiment of the present invention includes a voltage sampling unit 501, a current sampling unit 502, A load DC voltage estimation unit 503, a storage unit 504, and a control unit 505 are provided.
無負荷直流電圧推定部５０３は、それぞれの算出期間のタイミングにおいて、電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流が所定値以下である場合、当該タイミングの電圧と電流とを、電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流が所定値を超えたタイミングのうちそれぞれの算出期間のタイミングに直近のタイミングにおける電圧と電流とに置き換える。 When the current sampled by the current sampling unit 502 is less than or equal to a predetermined value at the timing of each calculation period, the no-load DC voltage estimation unit 503 uses the current sampled by the current sampling unit 502 as the voltage and current at that timing. Is replaced with the voltage and current at the timing closest to the timing of each calculation period.
次に、図１１に示す本発明の第三の実施形態による電圧推定装置５０の処理フローについて説明する。
ここでは、変電所１における本発明の第三の実施形態による電圧推定装置５０の処理について説明する。
なお、電圧推定装置５０の処理の初期段階では、車両は回生電力を発生させておらず、回生電力吸収装置６０は動作していないものとする。
Next, a processing flow of the voltage estimation apparatus 50 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 11 will be described.
Here, the process of the voltage estimation apparatus 50 according to the third embodiment of the present invention in the substation 1 will be described.
In the initial stage of processing of voltage estimating device 50, it is assumed that the vehicle does not generate regenerative power and regenerative power absorbing device 60 is not operating.
変電所１において、トランス１０は、電力会社から端子Ａを介して受電電圧Ｖの電力を受電する。
トランス１０は、受電した電力の受電電圧Ｖを整流器２０が扱う電圧まで低下させる。
トランス１０は、低下させた電圧を整流器２０に供給する。
In the substation 1, the transformer 10 receives power of the received voltage V from the power company via the terminal A.
The transformer 10 reduces the received voltage V of the received power to a voltage handled by the rectifier 20.
The transformer 10 supplies the reduced voltage to the rectifier 20.
整流器２０は、トランス１０から供給された電圧を整流する。
整流器２０から供給される整流後の電力は、端子Ｂを介して負荷に供給される。
具体的には、整流器２０から供給される整流後の電力は、直流母線電圧Ｖｄｃと、直流統括電流Ｉｄｃとにより表される電力である。
The rectifier 20 rectifies the voltage supplied from the transformer 10.
The rectified power supplied from the rectifier 20 is supplied to the load via the terminal B.
Specifically, the rectified power supplied from the rectifier 20 is power represented by the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc.
電圧推定装置５０は、ステップＳ１〜ステップＳ２の処理を行う。
無負荷直流電圧推定部５０３は、電圧サンプリング部５０１がサンプリングした電圧と、電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流とに基づいて、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する（ステップＳ１０）。
The voltage estimation apparatus 50 performs the processing of step S1 to step S2.
The no-load DC voltage estimation unit 503 estimates the no-load DC voltage V 0 at the substation 1 based on the voltage sampled by the voltage sampling unit 501 and the current sampled by the current sampling unit 502 (step S10).
直流統括電流Ｉｄｃが小さい軽負荷の場合には、整流器２０のスナバコンデンサや車両が備えるフィルタのコンデンサなどの影響が無視できなくなり、無負荷直流電圧Ｖ０が急激に増大することがわかっている（ＪＥＣ−２４１０規格等参照）。
そのため、無負荷直流電圧推定部５０３は、それぞれの算出期間のタイミング（例えば図１２（Ａ）に示すタイミング）において、図１２（Ｂ）に示すように電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流が所定値を超えた場合のみ、無負荷直流電圧推定部５０３は、サンプリングしたタイミングの電圧と電流を時刻に関連づけて記憶部５０４に書き込む。具体的には、無負荷直流電圧推定部５０３は、図１３に示すような直流統括電流Ｉｄｃが所定の電流しきい値Ｉｔｈ以下の直流統括電流Ｉｄｃと、その直流統括電流Ｉｄｃと同一のタイミングにサンプリングされた直流母線電圧Ｖｄｃとの組み合わせから成るデータは除外し、直流統括電流Ｉｄｃが所定の電流しきい値Ｉｔｈを超えたタイミングにおける直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータをサンプリングされた時刻に関連づけて記憶部５０４に書き込む。無負荷直流電圧推定部５０３は、例えば図１２（Ｃ）に示すように、記憶部５０４に書き込んだ算出期間における直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの組み合わせから成るデータの集合に対して最小二乗法を用いて最小二乗法を用いて直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの関係を示す一次関数の式Ｖｄｃ＝Ｖ０−Ｚｏ・Ｉｄｃを特定する。無負荷直流電圧推定部５０３は、特定した直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとの関係を示す近似式の直流統括電流Ｉｄｃにゼロを代入して変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を推定する。このとき、無負荷直流電圧推定部５０３は、例えば図１２（Ｄ）に示すように、各タイミングにおける直流母線電圧Ｖｄｃと直流統括電流Ｉｄｃとに対して回帰分析を行い、相関係数Ｒ２乗が所定値（例えば０．７）以上である場合のみ推定した無負荷直流電圧Ｖ０を採用し、相関係数Ｒ２乗が所定値（例えば０．７）未満の場合には、直近のタイミングにおける無負荷直流電圧Ｖ０を採用する。こうすることで、無負荷直流電圧推定部５０３は、実在しない無負荷直流電圧Ｖ０のサグを削除することができる。
It is known that in the case of a light load with a small DC overall current Idc, the influence of the snubber capacitor of the rectifier 20 and the filter capacitor of the vehicle cannot be ignored, and the no-load DC voltage V 0 increases rapidly ( JEC-2410 standard etc.).
Therefore, the no-load DC voltage estimation unit 503 determines that the current sampled by the current sampling unit 502 is a predetermined value as shown in FIG. 12B at the timing of each calculation period (for example, the timing shown in FIG. 12A). Only when the voltage exceeds the value, the no-load DC voltage estimation unit 503 writes the sampled voltage and current in the storage unit 504 in association with the time. Specifically, the no-load DC voltage estimation unit 503 performs a DC overall current Idc whose DC overall current Idc is equal to or less than a predetermined current threshold Ith and the same timing as the DC overall current Idc as shown in FIG. Data consisting of a combination of the sampled DC bus voltage Vdc is excluded, and data consisting of a combination of the DC bus voltage Vdc and the DC overall current Idc at the timing when the DC overall current Idc exceeds a predetermined current threshold Ith. The data is written in the storage unit 504 in association with the sampled time. For example, as shown in FIG. 12C, the no-load DC voltage estimation unit 503 minimizes the data set composed of the combination of the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc in the calculation period written in the storage unit 504. A linear function expression Vdc = V 0 −Zo · Idc indicating the relationship between the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc is specified using the least square method using the square method. The no-load DC voltage estimation unit 503 estimates the no-load DC voltage V 0 at the substation 1 by substituting zero into the DC overall current Idc of the approximate expression indicating the relationship between the specified DC bus voltage Vdc and the DC overall current Idc. To do. At this time, the no-load DC voltage estimation unit 503 performs regression analysis on the DC bus voltage Vdc and the DC integrated current Idc at each timing, for example, as shown in FIG. The estimated no-load DC voltage V 0 is used only when the value is equal to or greater than a predetermined value (for example, 0.7), and when the correlation coefficient R square is less than the predetermined value (for example, 0.7), A load DC voltage V 0 is employed. By doing so, the no-load DC voltage estimation unit 503 can delete the sag of the no-load DC voltage V 0 that does not exist.
電圧推定装置５０は、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理を行う。
回生電力吸収装置６０は、制御部５０５から動作信号を受信した場合、受信した動作信号に基づいて動作を開始する。
回生電力吸収装置６０は、動作を開始すると、車両からの回生電力を受電する。
回生電力吸収装置６０は、受電した回生電力を他装置に供給する。
The voltage estimation device 50 performs the processes of steps S4 to S6.
When the regenerative power absorption device 60 receives an operation signal from the control unit 505, the regenerative power absorption device 60 starts an operation based on the received operation signal.
When the regenerative power absorbing device 60 starts operating, it receives regenerative power from the vehicle.
The regenerative power absorbing device 60 supplies the received regenerative power to other devices.
以上のように、本発明の第三の実施形態による電圧推定装置５０は、電圧サンプリング部５０１と、電流サンプリング部５０２と、無負荷直流電圧推定部５０３と、記憶部５０４と、を備える。無負荷直流電圧推定部５０３は、それぞれの算出期間のタイミングにおいて、電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流が所定値以下である場合、当該タイミングの電圧と電流とを、電流サンプリング部５０２がサンプリングした電流が所定値を超えたタイミングのうちそれぞれの算出期間のタイミングに直近のタイミングにおける電圧と電流とに置き換える。
こうすることで、電圧推定装置５０は、変電所１が計器用変圧器ＶＴを備えていない場合であっても、整流器２０のスナバコンデンサや車両が備えるフィルタのコンデンサなどの無負荷直流電圧Ｖ０の推定への影響を低減することができ、変電所１における無負荷直流電圧Ｖ０を充分な精度で推定することができる。そのため、電圧推定装置５０は、無負荷直流電圧Ｖ０が判定しきい値Ｖｔｈを超えた場合に回生電力吸収装置６０の動作を開始させることができる。回生電力吸収装置６０は、動作を開始すると、車両からの回生電力を受電する。回生電力吸収装置６０は、受電した回生電力をその他の装置に供給する。
As described above, the voltage estimation device 50 according to the third embodiment of the present invention includes the voltage sampling unit 501, the current sampling unit 502, the no-load DC voltage estimation unit 503, and the storage unit 504. When the current sampled by the current sampling unit 502 is less than or equal to a predetermined value at the timing of each calculation period, the no-load DC voltage estimation unit 503 uses the current sampled by the current sampling unit 502 as the voltage and current at that timing. Is replaced with the voltage and current at the timing closest to the timing of each calculation period.
By doing so, the voltage estimation device 50 is configured such that, even when the substation 1 does not include the instrument transformer VT, the no-load DC voltage V 0 such as the snubber capacitor of the rectifier 20 or the filter capacitor of the vehicle. Can be reduced, and the no-load DC voltage V 0 at the substation 1 can be estimated with sufficient accuracy. Therefore, the voltage estimation device 50 can start the operation of the regenerative power absorption device 60 when the no-load DC voltage V 0 exceeds the determination threshold value Vth. When the regenerative power absorbing device 60 starts operating, it receives regenerative power from the vehicle. The regenerative power absorbing device 60 supplies the received regenerative power to other devices.
なお、本発明における記憶部５０４、リングバッファ５０６、その他の記憶部は、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部５０４、リングバッファ５０６、その他の記憶部は、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。 Note that the storage unit 504, the ring buffer 506, and other storage units in the present invention may be provided anywhere as long as appropriate information is transmitted and received. In addition, a plurality of storage units 504, ring buffers 506, and other storage units may exist in a range where appropriate information is transmitted and received, and data may be distributed and stored.
なお実施形態について説明したが、上述の電圧推定装置５０は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。 In addition, although embodiment was described, the above-mentioned voltage estimation apparatus 50 may have a computer system inside. The process described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。 The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行うことができる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. Various additions, omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the scope of the invention.
１・・・変電所
１０・・・トランス
２０・・・整流器
３０・・・電圧センサ
４０・・・電流センサ
５０・・・電圧推定装置
６０・・・回生電力吸収装置
５０１・・・電圧サンプリング部
５０２・・・電流サンプリング部
５０３・・・無負荷直流電圧推定部
５０４・・・記憶部
５０５・・・制御部
５０６・・・リングバッファ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substation 10 ... Transformer 20 ... Rectifier 30 ... Voltage sensor 40 ... Current sensor 50 ... Voltage estimation apparatus 60 ... Regenerative power absorption apparatus 501 ... Voltage sampling part 502 ... Current sampling unit 503 ... No-load DC voltage estimation unit 504 ... Storage unit 505 ... Control unit 506 ... Ring buffer
Claims (7)
前記電圧サンプリング部が前記電圧をサンプリングするタイミングと同一のタイミングに変電所から前記母線へ流れる電流をサンプリングする電流サンプリング部と、
前記電圧サンプリング部がサンプリングした電圧と、前記電流サンプリング部がサンプリングした電流とに基づいて、前記サンプリングを行う時間間隔よりも長い所定のシフト時間が経過する毎に、現在時刻からシフト時間よりも長い時間だけさかのぼった時刻から前記現在時刻までの期間である算出期間に対して、前記変電所における無負荷時の直流電圧を推定する無負荷直流電圧推定部であって、前記サンプリングを行う全体の対象期間において推定された直流母線電圧と直流統括電流とに対して回帰分析を行い、前記回帰分析の結果が示す相関係数Ｒの２乗が所定値未満である場合、対応するサンプリングを行った時刻に推定した前記無負荷時の直流電圧を直近のタイミングにおける無負荷直流電圧に置き換える無負荷直流電圧推定部と、
を備える電圧推定装置。 A voltage sampling unit that samples the voltage at the bus that supplies power to the vehicle;
A current sampling unit that samples a current flowing from a substation to the bus at the same timing as the voltage sampling unit samples the voltage;
Based on the voltage sampled by the voltage sampling unit and the current sampled by the current sampling unit, each time a predetermined shift time longer than the time interval for performing the sampling elapses, the shift time is longer than the current time. A no-load DC voltage estimator for estimating a no-load DC voltage in the substation for a calculation period that is a period from a time retroactive to the current time, the entire object to be sampled When a regression analysis is performed on the DC bus voltage and the DC integrated current estimated in the period, and the square of the correlation coefficient R indicated by the regression analysis result is less than a predetermined value, the corresponding sampling time no-load direct voltage estimation unit to replace the DC voltage at the no-load estimated to the no-load direct voltage at the last timing ,
A voltage estimation device comprising:
前記算出期間毎に、前記同一のタイミングにサンプリングされた前記電圧と前記電流との組み合わせから成るデータの集合に基づいて、前記電圧と前記電流との関係を示す近似式を特定し、前記近似式の電流にゼロを代入して前記変電所における無負荷時の直流電圧を推定する、
請求項１に記載の電圧推定装置。 The no-load DC voltage estimator is
For each of the calculation periods, an approximate expression indicating a relationship between the voltage and the current is specified based on a set of data including a combination of the voltage and the current sampled at the same timing, and the approximate expression Substituting zero into the current of the substation to estimate the DC voltage at no load in the substation,
The voltage estimation apparatus according to claim 1.
最小二乗法を用いて前記近似式を特定する、
請求項２に記載の電圧推定装置。 The no-load DC voltage estimator is
Identify the approximation using a least squares method,
The voltage estimation apparatus according to claim 2.
請求項２または請求項３に記載の電圧推定装置。 The approximate expression is an expression indicating a relationship between the voltage and the current by a linear function.
The voltage estimation apparatus according to claim 2 or 3.
を備え、
前記無負荷直流電圧推定部は、
前記リングバッファが記憶している前記電圧と、前記電流とに基づいて、前記算出期間毎に、前記変電所における無負荷時の直流電圧を推定する、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電圧推定装置。 The voltage sampled by the voltage sampling unit and the current sampled by the current sampling unit are stored, and when all the storage areas are used for storage, the storage is continued by overwriting in the order of old storage data. Ring buffer,
With
The no-load DC voltage estimator is
Based on the voltage stored in the ring buffer and the current, a DC voltage at no load in the substation is estimated for each calculation period.
The voltage estimation apparatus as described in any one of Claims 1-4.
前記電圧をサンプリングするタイミングと同一のタイミングに変電所から前記母線へ流れる電流をサンプリングすることと、
前記サンプリングした電圧と、前記サンプリングした電流とに基づいて、前記サンプリングを行う時間間隔よりも長い所定のシフト時間が経過する毎に、現在時刻からシフト時間よりも長い時間だけさかのぼった時刻から前記現在時刻までの期間である算出期間に対して、前記変電所における無負荷時の直流電圧を推定することと、
前記サンプリングを行う全体の対象期間において推定された直流母線電圧と直流統括電流とに対して回帰分析を行い、前記回帰分析の結果が示す相関係数Ｒの２乗が所定値未満である場合、対応するサンプリングを行った時刻に推定した前記無負荷時の直流電圧を直近のタイミングにおける無負荷直流電圧に置き換えることと、
を含む電圧推定方法。 Sampling the voltage at the bus that supplies power to the vehicle;
Sampling the current flowing from the substation to the bus at the same timing as the voltage is sampled;
Based on the sampled voltage and the sampled current, every time a predetermined shift time longer than the time interval for performing the sampling elapses, the current time from a time that is longer than the shift time from the current time. Estimating a no-load DC voltage in the substation for a calculation period that is a period up to the time;
When the regression analysis is performed on the DC bus voltage and the DC integrated current estimated in the entire target period for performing the sampling, and the square of the correlation coefficient R indicated by the result of the regression analysis is less than a predetermined value, Replacing the no-load DC voltage estimated at the time of corresponding sampling with the no-load DC voltage at the most recent timing;
A voltage estimation method including:
車両へ電力を供給する母線における電圧をサンプリングすることと、
前記電圧をサンプリングするタイミングと同一のタイミングに変電所から前記母線へ流れる電流をサンプリングすることと、
前記サンプリングした電圧と、前記サンプリングした電流とに基づいて、前記サンプリングを行う時間間隔よりも長い所定のシフト時間が経過する毎に、現在時刻からシフト時間よりも長い時間だけさかのぼった時刻から前記現在時刻までの期間である算出期間に対して、前記変電所における無負荷時の直流電圧を推定することと、
前記サンプリングを行う全体の対象期間において推定された直流母線電圧と直流統括電流とに対して回帰分析を行い、前記回帰分析の結果が示す相関係数Ｒの２乗が所定値未満である場合、対応するサンプリングを行った時刻に推定した前記無負荷時の直流電圧を直近のタイミングにおける無負荷直流電圧に置き換えることと、
を実行させるプログラム。 On the computer,
Sampling the voltage at the bus that supplies power to the vehicle;
Sampling the current flowing from the substation to the bus at the same timing as the voltage is sampled;
Based on the sampled voltage and the sampled current, every time a predetermined shift time longer than the time interval for performing the sampling elapses, the current time from a time that is longer than the shift time from the current time. Estimating a no-load DC voltage in the substation for a calculation period that is a period up to the time;
When the regression analysis is performed on the DC bus voltage and the DC integrated current estimated in the entire target period for performing the sampling, and the square of the correlation coefficient R indicated by the result of the regression analysis is less than a predetermined value, Replacing the no-load DC voltage estimated at the time of corresponding sampling with the no-load DC voltage at the most recent timing;
A program that executes
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