JP7378368B2 - 制御パラメータ算出装置、電力変換システム、制御パラメータ算出方法、および制御パラメータ算出プログラム - Google Patents

Description

本開示は、電気鉄道の直流電化区間におけるき電線とき電線の電圧よりも電圧の高い高電圧き電線との間の電力変換を行う電力変換器の制御パラメータを算出する制御パラメータ算出装置、電力変換システム、制御パラメータ算出方法、および制御パラメータ算出プログラムに関する。

近年、省エネルギーなどを目的として鉄道車両に備えられた回生ブレーキで発生する回生電力を有効活用するための研究開発が活発化している。例えば、特許文献１には、直流電化区間における消費電力量の低減を図る技術として、モデル情報と、鉄道車両の走行履歴情報とに基づいて、直流電化区間における消費電力量が予め設定された条件を満たすように変電所電圧を制御する電圧設定値を算出する技術が開示されている。

国際公開第２０１８／２２５１９４号

直流電化区間においては、き電線の電圧降下が大きく、消費電力量が大きい。き電線の電圧降下を低減するために、き電線に加えて、き電線の電圧よりも電圧が高い高電圧き電線と、き電線と高電圧き電線との間の電力変換を行う電力変換器とを設けることが考えられる。電力変換器には、例えば、昇圧比、電圧上限値、電圧下限値、電流上限値、および電流下限値などといった制御パラメータが存在する。一般的に、電力変換器の制御パラメータは、電力変換器が製品として納入される前に、シミュレーションなどにより所望の制御特性または省エネルギー性能などを満たすようにチューニングが行われる。

しかしながら、事前のシミュレーションと異なる状況では、所望の制御特性または省エネルギー性能などを満たさないことがあり、き電線における損失の低減または回生電力の融通が不十分になる場合がある。また、上記特許文献１に記載の技術は、き電線と高電圧き電線との間で電力変換を行う電力変換器の制御パラメータの算出を想定していないため、高電圧き電線を有する直流電化区間において適切に消費電力を低減することができない。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、高電圧き電線を有する直流電化区間における消費電力量を低減することができる電力変換器の制御パラメータを算出する制御パラメータ算出装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の制御パラメータ算出装置は、電気鉄道の直流電化区間におけるき電線の電圧よりも電圧が高い高電圧き電線とき電線との間の電力変換を行う電力変換器の制御パラメータを算出する制御パラメータ算出装置であって、モデル情報記憶部と、走行履歴情報記憶部と、制御パラメータ設定値算出部とを備える。モデル情報記憶部は、直流電化区間を走行する鉄道車両における回生電力絞り込み量を制御する情報を含む鉄道車両モデル情報と、き電線に電圧を印加する変電所の位置情報および電力変換器の位置情報を含むき電網モデル情報と、電力変換器の特性を示す情報を含む電力変換器モデル情報とを含むモデル情報を記憶する。走行履歴情報記憶部は、直流電化区間を過去に走行した鉄道車両の位置および電力の状態を示す走行履歴情報を記憶する。制御パラメータ設定値算出部は、モデル情報と走行履歴情報とに基づいて、直流電化区間における消費電力量が予め設定された条件を満たすように制御パラメータを算出する。

本開示によれば、高電圧き電線を有する直流電化区間における消費電力量を低減することができる電力変換器の制御パラメータを算出する制御パラメータ算出装置を得ることができる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる電力供給システムの構成例を示す図 実施の形態１にかかる電力変換器の動作の一例を示す図 実施の形態１にかかる電力変換器の動作の他の例を示す図 実施の形態１にかかる回生車における回生絞り込み制御の一例を示す図 実施の形態１にかかる制御パラメータ算出装置の構成例を示す図 実施の形態１にかかる走行履歴情報記憶部に記憶される走行履歴情報テーブルの一例を示す図 実施の形態１にかかる走行履歴情報記憶部に記憶される走行履歴情報テーブルの他の例を示す図 実施の形態１にかかる条件情報記憶部に記憶される条件情報テーブルの一例を示す図 実施の形態１にかかるモデル情報記憶部に記憶されるモデル情報の一例を示す図 実施の形態１にかかる制御パラメータ設定値記憶部に記憶される制御パラメータ設定値情報テーブルの一例を示す図 実施の形態１にかかる処理部による制御パラメータ算出処理の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる処理部による制御パラメータ設定値情報の生成処理の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる制御パラメータ算出装置のハードウェア構成の一例を示す図

以下に、実施の形態にかかる制御パラメータ算出装置、電力変換システム、制御パラメータ算出方法、および制御パラメータ算出プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる電力供給システムの構成例を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる電力供給システム１００は、変電所３_１～３_ｍと、き電線４と、高電圧き電線６と、電力変換システム５０とを備える。ｍは、２以上の整数である。

電力変換システム５０は、制御パラメータ算出装置１と、電力変換器制御装置２と、電力変換器７_１，７_２～７_ｎとを備える。ｎは、３以上の整数である。以下、変電所３_１～３_ｍの各々を個別に区別せずに示す場合、変電所３と記載する場合があり、電力変換器７_１，７_２～７_ｎの各々を個別に区別せずに示す場合、電力変換器７と記載する場合がある。

制御パラメータ算出装置１は、電力変換器７_１，７_２～７_ｎの制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの設定値である制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを算出する。以下、制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの各々を個別に区別せずに示す場合、制御パラメータＰｓと記載する場合がある。また、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎの各々を個別に区別せずに示す場合、制御パラメータ設定値Ｐｘと記載する場合がある。

制御パラメータＰｓは、例えば、電力変換器７の複数の特性のうち対応する特性を各々規定する複数の要素パラメータを含む。各要素パラメータで規定される電力変換器７の特性は、変換比、高電圧側の下限電圧、高電圧側の上限電圧、低電圧側の下限電圧、低電圧側の上限電圧、低電圧側の下限電流、低電圧側の上限電流、低電圧側の下限電力、低電圧側の上限電力、または制御用係数などである。

変換比は、昇圧比および降圧比のうち少なくとも１つを含む。昇圧比は、き電線４の電圧をどのくらい昇圧して高電圧き電線６へ出力するかの比率を示し、き電線４の電圧に対する高電圧き電線６の電圧の比である。降圧比は、高電圧き電線６の電圧をどのくらい降圧してき電線４へ出力するかの比率を示し、高電圧き電線６の電圧に対するき電線４の電圧の比である。

高電圧側の下限電圧は、電力変換器７から高電圧き電線６へ出力する電圧の下限値であり、高電圧側の上限電圧は、電力変換器７から高電圧き電線６へ出力する電圧の上限値である。低電圧側の下限電圧は、電力変換器７からき電線４へ出力する電圧の下限値であり、低電圧側の上限電圧は、電力変換器７からき電線４へ出力する電圧の上限値である。

また、低電圧側の下限電流は、電力変換器７からき電線４へ出力する電流の下限値であり、低電圧側の上限電流は、電力変換器７からき電線４へ出力する電流の上限値である。低電圧側の下限電力は、電力変換器７からき電線４へ出力する電力の下限値であり、低電圧側の上限電力は、電力変換器７からき電線４へ出力する電力の上限値である。

制御用係数は、変換比に加算する補正値を算出するための係数であり、例えば、低電圧側の電流値に乗算する係数または低電圧側の電圧値に乗算する係数である。例えば、低電圧側の電流値に乗算する係数を「ｋ１」、低電圧側の電圧値に乗算する係数を「ｋ２」、低電圧側の電流値を「Ｉ」とし、低電圧側の電圧値を「Ｖ」とし、要素パラメータで規定される基準の昇圧比を「Ｒａ」とし、補正後の昇圧比を「Ｒ」とする。この場合、補正後の昇圧比Ｒは、例えば、下記式（１）で表すことができる。
Ｒ＝Ｒａ＋ｋ１×Ｉ＋ｋ２×Ｖ ・・・（１）

制御パラメータＰｓに含まれる各要素パラメータで規定される電力変換器７の特性は、上述した例に限定されず、上述した例の一部であってもよく、上述した例以外の特性であってもよい。

電力変換器制御装置２は、制御パラメータ算出装置１によって算出された制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの設定値である制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを電力変換器７_１，７_２～７_ｎに設定する。具体的には、電力変換器制御装置２は、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１を電力変換器７_１に設定し、制御パラメータ設定値Ｐｘ_２を電力変換器７_２に設定し、制御パラメータ設定値Ｐｘ_ｎを電力変換器７_ｎに設定する。

各電力変換器７は、直流直流変換回路と、直流直流変換回路を制御する制御部とを有しており、制御パラメータ算出装置１によって設定された制御パラメータＰｓの設定値に基づいて、き電線４と高電圧き電線６との間の電力変換を行う。高電圧き電線６に印加される電圧は、き電線４に印加される電圧よりも高い。

例えば、き電線４には、変電所３から１５００Ｖ系の電圧が印加され、高電圧き電線６には、６０００Ｖ系の電圧が印加される。この場合、各電力変換器７は、き電線４の１５００Ｖ系の電圧を６０００Ｖ系の電圧へ昇圧して高電圧き電線６へ出力し、高電圧き電線６の６０００Ｖ系の電圧を１５００Ｖ系の電圧へ降圧してき電線４へ出力する。

変電所３は、変電所電圧をき電線４へ印加する。変電所電圧は、電気鉄道の直流電化区間におけるき電線４へ変電所３_１～３_ｍから印加される直流電圧であり、き電電圧とも呼ばれる。

直流電化区間を走行する鉄道車両５_１～５_ｋは、き電線４から不図示の架線を介して供給される電力に基づき、力行運転を行う。ｋは、２以上の整数である。また、鉄道車両５_１～５_ｋは、制動の際に回生ブレーキにより電力回生を行ってき電線４へ回生電力を供給することができる。以下、鉄道車両５_１～５_ｋを総称して鉄道車両５と記載する場合がある。各鉄道車両５は、１つの車両または複数の車両を備えており、列車とも呼ばれる。

ここで、電力回生を行っている鉄道車両５を「回生車」と記載し、回生ブレーキで発生した回生電力であって回生電力絞り込み制御がなければ回生可能な最大電力を「回生可能電力」と記載する。また、回生電力絞り込み制御が行われた状態で架線へ回生できる電力を「回生電力」と記載し、回生電力絞り込み制御が行われた状態で架線へ供給される電流を「回生電流」と記載する。

また、回生車で発生した回生電力は、力行運転を行っている鉄道車両５に架線を通じて供給される。以下、力行運転を行っている鉄道車両５を「力行車」と記載し、力行車の走行に必要な電力を「力行電力」と記載する。

ここで、電力変換器７の動作について説明する。図２は、実施の形態１にかかる電力変換器の動作の一例を示す図である。図２に示す例では、鉄道車両５_１は、力行車であり、鉄道車両５_１へ供給される電力の経路が矢印で示されている。

鉄道車両５_１は、電力変換器７_１のき電線４への接続位置よりも、電力変換器７_２のき電線４への接続位置の方に近い位置に在線している。そして、変電所３_１から供給される電力は、電力変換器７_１で昇圧されて高電圧き電線６へ供給され、高電圧き電線６に供給された電力は、電力変換器７_２で降圧されてき電線４を介して鉄道車両５_１へ供給される。

鉄道車両５_１の位置は、電力変換器７_１のき電線４への接続位置よりも、電力変換器７_２のき電線４への接続位置の方に近いため、変電所３_１から電力変換器７_１，７_２を介さずに直接電力が鉄道車両５_１へ供給される場合に比べ、き電線４での電圧降下が少ない。そのため、電力供給システム１００は、電力変換器７_１，７_２および高電圧き電線６がない場合に比べて、消費電力量を低減することができる。

図３は、実施の形態１にかかる電力変換器の動作の他の例を示す図であり、鉄道車両５_１は、力行車であり、鉄道車両５_ｋは、回生車である。図３に示す例では、鉄道車両５_ｋで生じた回生電力が鉄道車両５_１へ供給される電力の経路が矢印で示されており、鉄道車両５_ｋの回生電力の少なくとも一部が鉄道車両５_１の力行電力として用いられている。

図３に示す例では、鉄道車両５_ｋからき電線４を介して鉄道車両５_１電力変換器７_１，７_２を介さずに直接回生電力を供給する場合のき電線４による電力損失よりも、鉄道車両５_ｋから、電力変換器７_２、高電圧き電線６、および電力変換器７_１を介して鉄道車両５_１へ回生電力を供給する場合の電力損失が少ない。そのため、電力供給システム１００は、電力変換器７_１，７_２および高電圧き電線６がない場合に比べて、消費電力量を低減することができる。

図３に示す例において、回生電力に対して力行電力が少ないと、回生電力が過多となりき電線４の電圧が高くなりすぎる。鉄道車両５は、き電線４の電圧が高くなりすぎることを防止するため、回生ブレーキで発生した回生電力の一部または全部のき電線４への供給を抑制する回生絞り込み制御を行う。

回生絞り込み制御は、き電線４に接続された架線に鉄道車両５のパンタグラフが接する点の電圧であるパンタ点電圧に基づいて行われる。図４は、実施の形態１にかかる回生車における回生絞り込み制御の一例を示す図である。横軸はパンタ点電圧を示し、縦軸は回生電力を示す。回生電力はパンタ点電圧と回生電流との積である。

回生車が回生電流、すなわち回生電力を架線に供給すると、パンタ点電圧が上昇する。回生車は、パンタ点電圧が図中に示す回生絞り込み開始電圧値Ｖ_{ｓｔａｒｔ}未満の領域では回生可能な最大電力である回生可能電力を架線へ供給するが、パンタ点電圧が回生絞り込み開始電圧値Ｖ_{ｓｔａｒｔ}以上となる領域では架線へ回生する回生電力を減少させる制御である回生絞り込み制御を行う。

なお、一般に１５００Ｖ系の直流電化区間では、回生絞り込み開始電圧値Ｖ_{ｓｔａｒｔ}が例えば約１６５０Ｖから約１７８０Ｖ程度に設定され、回生絞り込み終了電圧値Ｖ_ｅｎｄが例えば約１７００Ｖから約１８００Ｖ程度に設定される。このような直流電化区間を走行する回生車では、回生絞り込み開始電圧値Ｖ_{ｓｔａｒｔ}から回生絞り込み終了電圧値Ｖ_ｅｎｄまでの間でパンタ点電圧が高いほど回生絞り込み量を高めるように回生絞り込み制御が行われる。なお、回生絞り込み開始電圧値Ｖ_{ｓｔａｒｔ}と回生絞り込み終了電圧値Ｖ_ｅｎｄとは、常にＶ_{ｓｔａｒｔ}≦Ｖ_ｅｎｄという関係が成り立つ。

かかる回生絞り込み制御が実施された場合、いわゆる回生失効により回生電力の一部が回生車で無駄に消費されるため、消費された回生電力を力行電力として有効に活用することができなくなる。そこで、電力供給システム１００は、回生電力も有効に活用して直流電化区間における消費電力量の低減を図ることができるように、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを算出し、算出した制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎに基づいて、電力変換器７_１，７_２～７_ｎを制御する。これにより、直流電化区間における消費電力量の低減を図ることができるように、電力変換器７_１，７_２～７_ｎが制御される。

鉄道車両５は、ＣＢＴＣ（Communication Based Train Control）と呼ばれる無線鉄道車両制御システムの鉄道車両である。そのため、各鉄道車両５の位置および電力を示す鉄道車両情報を無線通信によってリアルタイムで収集し、収集した鉄道車両情報に基づいて、制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎをリアルタイムに算出することも考えられる。

この場合、各鉄道車両５から鉄道車両情報を収集するための通信時間、および制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの最適な値であるＰｘ_ｎを算出するための算出時間が必要である。したがって、各鉄道車両５から収集された鉄道車両情報を用いてリアルタイムに電力変換器７_１，７_２～７_ｎを制御しようとすると、通信時間および算出時間によって制御遅れが生じ、十分な省エネルギー効果が得られない可能性がある。また、通信時間および算出時間を考慮した推定演算によって制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎを算出する場合でも、精度よく推定するのは難しく、推定誤差によって十分な省エネルギー効果が得られない可能性がある。

そこで、制御パラメータ算出装置１は、直流電化区間を過去に走行した複数の鉄道車両５の位置および電力の状態を示す走行履歴情報に基づいて、直流電化区間における消費電力量が予め設定された条件を満たすに制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎを算出する。これにより、鉄道車両情報をリアルタイムで収集し電力変換器７_１，７_２～７_ｎで制御する場合に比べ、制御遅れによる損失を防ぎ、省エネルギー効果の向上を図ることができる。

図１に示すように、制御パラメータ算出装置１は、記憶部１０と、処理部２０と、通信部３０とを備える。記憶部１０は、モデル情報と鉄道車両５の走行履歴情報とを記憶している。モデル情報は、鉄道車両５の回生絞り込み制御に用いられる情報を含む鉄道車両モデル情報と、変電所３の位置情報および電力変換器７の位置情報を含むき電網モデル情報と、電力変換器７の特性を示す情報を含む電力変換器モデル情報とを含む。

また、走行履歴情報は、過去に走行した鉄道車両５の位置および電力の状態を示す情報を含む。鉄道車両５の電力を示す情報は、例えば、鉄道車両５の力行電力、回生電力、および補機電力を示す情報を含む。

処理部２０は、記憶部１０に記憶されたモデル情報と走行履歴情報とに基づいて、直流電化区間における消費電力量が低減するように制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの値を変更しながら電力シミュレーションを繰り返し行う。

処理部２０は、繰り返し行った電力シミュレーションで算出に用いられた制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの値のうち、変電所３_１～３_ｍからき電線４へ供給される総消費電力量が最も小さくなる制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの値を制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎとして算出する。

処理部２０は、鉄道車両５が走行する際の状況に適した制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを算出することができる。ここで、鉄道車両５が走行する際の状況とは、鉄道車両５が走行する時間帯、曜日、季節、および天気といった鉄道車両５の走行に影響を与える状況であり、社会的環境および自然的環境を含む。処理部２０は、状況毎の制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを算出することができる。

処理部２０は、算出した状況毎の制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを記憶部１０に記憶する。処理部２０は、記憶部１０に記憶した状況毎の制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎのうち現在の状況と一致または類似する状況の制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを電力変換器制御装置２へ通信部３０に送信させる。電力変換器制御装置２は、制御パラメータ算出装置１から送信された制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを受信し、受信した制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを電力変換器７_１，７_２～７_ｎに設定する。これにより、現在の状況と一致または類似する状況の制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎが電力変換器７_１，７_２～７_ｎに設定される。

このように、制御パラメータ算出装置１は、鉄道車両５が走行する際の状況に適した制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを予め算出する。そのため、鉄道車両５が走行する際の状況に合わせた適切な制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎで電力変換器７_１，７_２～７_ｎの電力変換動作が行われ、省エネルギー効果の向上をさらに図ることができる。以下、制御パラメータ算出装置１の構成および動作についてさらに詳細に説明する。

図５は、実施の形態１にかかる制御パラメータ算出装置の構成例を示す図である。図５に示す制御パラメータ算出装置１は、上述したように、記憶部１０と、処理部２０と、通信部３０とを備える。通信部３０は、ネットワーク８を介して電力変換器制御装置２との間で情報の送受信を有線または無線によって行う。ネットワーク８は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）またはＷＡＮ（Wide Area Network）である。

通信部３０は、鉄道車両５に搭載された無線通信部を備える不図示の車上装置との間で情報の送受信を行うことができる。また、電力変換器制御装置２は、ネットワーク９を介して電力変換器７_１，７_２～７_ｎとの間で情報の送受信を有線または無線によって行う。ネットワーク９は、ＬＡＮまたはＷＡＮである。なお、電力変換器７_１，７_２～７_ｎは、ネットワーク８に接続されてもよい。この場合、電力変換器制御装置２は、ネットワーク８を介して電力変換器７_１，７_２～７_ｎとの間で情報の送受信を行う。

記憶部１０は、走行履歴情報記憶部１１と、条件情報記憶部１２と、モデル情報記憶部１３と、制御パラメータ設定値記憶部１４とを備える。走行履歴情報記憶部１１は、前日以前の複数の鉄道車両５_１～５_ｋの各々の走行履歴情報を含み、かかる鉄道車両５_１～５_ｋの走行履歴情報は状況毎に複数の走行履歴情報テーブルに設定される。各鉄道車両５の走行履歴情報には、時刻毎の鉄道車両５の位置および電力を示す情報が含まれる。

図６は、実施の形態１にかかる走行履歴情報記憶部に記憶される走行履歴情報テーブルの一例を示す図である。かかる走行履歴情報テーブル６１は条件毎に走行履歴情報記憶部１１に記憶される。走行履歴情報テーブル６１は、「日種別」、「季節種別」、および「時間帯」の３つの状況種別で分類分けされた走行履歴情報を含む。各状況種別は、鉄道車両５が走行した際の状況を互いに異なる観点から分類分けした状況の種別を示しており、状況パラメータとして設定される。

図６に示す走行履歴情報テーブル６１においては、日種別が「平日」、季節種別が「夏」、および時間帯が「００：００～０１：００」である３つの状況パラメータで分類分けされた走行履歴情報を含む。すなわち、図６に示す走行履歴情報テーブル６１には、過去の夏の平日における０時から１時までの１時間における複数の鉄道車両５の走行履歴情報が含まれる。なお、図６では、鉄道車両５が走行した日時である走行日時の情報は図示されていないが、走行履歴情報テーブル６１には、鉄道車両５の走行日時の情報が含まれている。

図６に示す走行履歴情報テーブル６１に設定される走行履歴情報は、「時刻」、「鉄道車両ＩＤ（IDentifier）」、「方面」、「位置」、および「電力」が互いに関連付けられた情報である。「時刻」は、過去に鉄道車両５が走行した時刻を示す情報であり、「鉄道車両ＩＤ」は、鉄道車両５毎に固有に割り当てられた識別情報である。「方面」は、鉄道車両５の進行方向を示す情報であり、「上り」と「下り」のいずれかが設定される。

「位置」は、直流電化区間における鉄道車両５の位置を示す情報であり、例えば、直流電化区間の一端を始端とした鉄道車両５の位置を示す情報である。「電力」は、鉄道車両５の電力を示す情報であり、「電力」が正の場合には、鉄道車両５の電力が力行電力であることを示し、「電力」が負の場合には、鉄道車両５の電力が上述した回生可能電力であることを示している。なお、「電力」は、力行電力および回生可能電力の他、鉄道車両５の補機で消費される電力を含むこともできる。

図６に示す走行履歴情報テーブル６１は、「日種別」、「季節種別」、および「時間帯」の３つの状況パラメータで分類分けされているが、走行履歴情報を分類分けする状況パラメータは、「日種別」、「季節種別」、および「時間帯」に限定されない。例えば、状況パラメータは、気温、湿度、天気、および災害といった状況種別の情報を含んでいてもよい。なお、天気の種別には、例えば、晴れ、曇り、雨、暴風、雷、および雪が含まれ、災害の種別には、例えば、地震、火災、および水害が含まれる。

また、複数の状況パラメータには、鉄道車両５が走行する路線区内でのイベントの開催の有無、開催されるイベントの種別、開催時間、および開催規模といった社会的環境の状況を分類分けした情報を含んでいてもよい。なお、イベントの種別には、コンサート、スポーツイベント、フリーマーケット、ファッションショー、マラソン大会、祭り、およびその他のイベントが含まれる。

また、図６に示す「日種別」は、平日か休日かを示す情報であるが、日種別は、曜日を示す情報であってもよい。また、状況パラメータは、「季節種別」ではなく、１月～１２月のいずれであるかを示す「月種別」であってもよい。

上述したように、走行履歴情報記憶部１１には、１以上の状況パラメータを含む状況情報毎の走行履歴情報テーブル６１が含まれるが、鉄道車両５毎に走行履歴情報と状況情報とを関連付けた走行履歴情報テーブル６１を走行履歴情報記憶部１１に記憶することもできる。図７は、実施の形態１にかかる走行履歴情報記憶部に記憶される走行履歴情報テーブルの他の例を示す図である。

図７に示す走行履歴情報テーブル６１は、鉄道車両ＩＤがＴ１００１の鉄道車両５の走行履歴情報と状況情報とを含んでおり、「時刻」、「方面」、「位置」、「電力」、および「状況」が互いに関連付けられた情報である。図７に示す「時刻」、「方面」、「位置」、および「電力」は、図６に示す走行履歴情報テーブル６１の「時刻」、「方面」、「位置」、および「電力」と同じである。図７に示す「状況」は、上述した１以上の状況種別を示す状況パラメータの情報を含む。

図５に戻って記憶部１０の説明を続ける。記憶部１０の条件情報記憶部１２は、処理部２０によって行われる電力シミュレーションの算出時に用いられる状況条件を示す条件情報を記憶する。図８は、実施の形態１にかかる条件情報記憶部に記憶される条件情報テーブルの一例を示す図である。

図８に示す条件情報テーブル６２は、「日種別」と、「季節種別」と、「時間帯」とを関連付けた情報を含む。「日種別」は、平日と休日とを区別する情報であり、「季節」は、春、夏、秋、および冬を区別する情報である。「時間帯」は、時間帯を区別する情報であり、１時間単位の時間帯である。なお、「時間帯」は、ｐ分単位の時間帯であってもよく、ｑ時間単位の時間帯であってもよい。ｐおよびｑは自然数である。

なお、条件情報テーブル６２は、図８に示す３つの状況パラメータに限定されず、１以上の状況パラメータを含んでいればよい。図８に示す状況パラメータは、図６および図７に示す走行履歴情報テーブル６１の状況パラメータと同様に、自然的環境の状況を分類分けした情報および社会的環境の状況を分類分けした情報を含んでいてもよい。

図５に戻って記憶部１０の説明を続ける。記憶部１０のモデル情報記憶部１３は、モデル情報を記憶する。図９は、実施の形態１にかかるモデル情報記憶部に記憶されるモデル情報の一例を示す図である。図９に示すモデル情報７０は、各鉄道車両５の鉄道車両モデル情報７１、各変電所３の変電所モデル情報７２、き電網モデル情報７３、および電力変換器モデル情報７４を記憶する。

鉄道車両モデル情報７１は、直流電化区間を走行する各鉄道車両５における回生電力絞り込み量を制御するための情報であり、回生絞り込み開始電圧値Ｖ_{ｓｔａｒｔ}の情報および回生絞り込み終了電圧値Ｖ_ｅｎｄの情報を含む。なお、直流電化区間を走行する複数の鉄道車両５には、無線通信部を備える車上装置を搭載していない鉄道車両５も含まれている。

変電所モデル情報７２は、無負荷電圧および内部抵抗などの情報を含む。無負荷電圧は、架線から鉄道車両５への力行電力の供給および鉄道車両５から架線への回生電力の供給がいずれも行われていない状態である無負荷状態での変電所３の出力電圧である。

き電網モデル情報７３は、各変電所３の位置、各電力変換器７の位置、変電所３とき電線４との接続関係、電力変換器７とき電線４との接続関係、電力変換器７と高電圧き電線６との接続関係、き電線４間の接続関係、高電圧き電線６間の接続関係、レール間の接続関係、き電線４の長さ、き電線４の抵抗率、高電圧き電線６の長さ、高電圧き電線６の抵抗率、レールの長さ、およびレールの抵抗率などの各々の情報を含む。

電力変換器モデル情報７４は、電力変換器７の特性を示す情報を含む。電力変換器７の特性は、変換比の変更可能範囲、低電圧側および高電圧側の電圧上限値と電圧下限値の変更可能範囲、低電圧側の電流上限値と電流下限値の変更可能範囲、低電圧側の電力上限値と電力下限値の変更可能範囲、および電力変換効率などの各々の情報を含む。変換比は、昇圧比および降圧比の少なくとも１つを含む。

図５に戻って記憶部１０の説明を続ける。記憶部１０の制御パラメータ設定値記憶部１４は、処理部２０によって算出された制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを状況情報に関連付けて記憶する。図１０は、実施の形態１にかかる制御パラメータ設定値記憶部に記憶される制御パラメータ設定値情報テーブルの一例を示す図である。

図１０に示す制御パラメータ設定値情報テーブル６３は、「日種別」と、「季節種別」と、「時間帯」と、「制御パラメータ設定値」とを関連付けた情報を含む。図１０に示す制御パラメータ設定値情報テーブル６３の「日種別」、「季節種別」、および「時間帯」は、図６に示す「日種別」、「季節種別」、および「時間帯」と同じである。また、「制御パラメータ設定値」は、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを示す情報であり、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎの各々は、複数の要素パラメータとして、昇圧比、低電圧側の電圧下限値、および低電圧側の電圧上限値を含む。以下、要素パラメータを「Ｃ_ｉ，Ｊ」と記載する場合がある。ｉは、電力変換器７のＩＤであり、ｊは、要素パラメータのＩＤである。

制御パラメータ設定値Ｐｘ_１は、昇圧比Ｃ_１，１、電圧下限値Ｃ_１，２、および電圧上限値Ｃ_１，３の各々を要素パラメータとして含む。同様に、制御パラメータ設定値Ｐｘ_２は、昇圧比Ｃ_２，１、電圧下限値Ｃ_２，２、および電圧上限値Ｃ_２，３の各々を要素パラメータとして含む。制御パラメータ設定値Ｐｘ_ｎは、昇圧比Ｃ_ｎ，１、電圧下限値Ｃ_ｎ，２、および電圧上限値Ｃ_ｎ，３の各々を要素パラメータとして含む。

以下においては、制御パラメータ設定値Ｐｘに含まれる要素パラメータは、昇圧比、電圧下限値、または電圧上限値であるものとして説明するが、要素パラメータは、昇圧比、電圧下限値、または電圧上限値に限定されない。例えば、制御パラメータ設定値Ｐｘに含まれる要素パラメータは、昇圧比、電圧下限値、電圧上限値、電流下限値、電流上限値、電力下限値、電力上限値、および制御用係数のうち少なくとも１つであればよい。また、制御パラメータ設定値Ｐｘに含まれる要素パラメータは、これら以外の情報であってもよい。

図１０に示す例では、日種別が平日、季節種別が夏、かつ時間帯が０時～１時の状況に対して、昇圧比Ｃ_１，１、電圧下限値Ｃ_１，２、電圧上限値Ｃ_１，３、昇圧比Ｃ_２，１、電圧下限値Ｃ_２，２、および電圧上限値Ｃ_２，３が４．００，１２００Ｖ，１７００Ｖ，３．９０，１１９０Ｖ，１６９０Ｖ，・・・であることを示す制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎが関連付けられている。

また、日種別が平日、季節種別が夏、かつ時間帯が２３時～２４時の状況に対して、昇圧比Ｃ_１，１、電圧下限値Ｃ_１，２、電圧上限値Ｃ_１，３、昇圧比Ｃ_２，１、電圧下限値Ｃ_２，２、および電圧上限値Ｃ_２，３が４．１０，１２１０Ｖ，１７１０Ｖ，４．００，１２００Ｖ，１７００Ｖ，・・・であることを示す制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎが関連付けられている。

同様に、図１０に示す制御パラメータ設定値情報テーブル６３には、平日の冬の０時～１時である状況、平日の冬の２３時～２４時である状況、および休日の夏の０時～１時である状況などの各々に対して、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎが関連付けられている。

図５に戻って、制御パラメータ算出装置１の処理部２０の説明を行う。図５に示すように、処理部２０は、情報取得部２１と、制御パラメータ設定値算出部２２と、制御パラメータ設定値出力部２３とを備える。

情報取得部２１は、ネットワーク８および通信部３０を介して、鉄道車両５に搭載された無線通信部を備える不図示の車上装置との間で情報の送受信を行い、鉄道車両５の車上装置から鉄道車両情報を取得し、取得した鉄道車両情報を走行履歴情報として走行履歴情報テーブル６１に設定する。

なお、情報取得部２１は、鉄道車両情報を取得したときの状況を示す状況情報を鉄道車両５の走行履歴情報に関連付けて走行履歴情報テーブル６１に設定することができる。鉄道車両情報を取得したときの状況を示す状況情報は、鉄道車両５が走行した際の状況を示す上述した状況情報を含む。

また、情報取得部２１の処理は、鉄道車両５の車上装置から取得した鉄道車両情報をそのまま走行履歴情報として走行履歴情報テーブル６１に設定することに限定されない。情報取得部２１は、複数の鉄道車両５の鉄道車両情報を統計処理し、かかる統計処理の結果を走行履歴情報として走行履歴情報テーブル６１に設定することもできる。情報取得部２１は、例えば、複数の鉄道車両５が走行した際の状況が同一または類似である複数の鉄道車両情報を平均化した値を含む走行履歴情報を走行履歴情報テーブル６１に設定することができる。

直流電化区間には、無線通信部を備える車上装置を搭載していない鉄道車両５が走行する場合がある。例えば、無線通信部を備える車上装置を搭載していない他社の鉄道車両５が直流電化区間に乗り入れることがある。以下、無線通信部を備える車上装置を搭載していない鉄道車両５を非無線鉄道車両５と記載する。

このように非無線鉄道車両５が直流電化区間に乗り入れる場合、情報取得部２１は、非無線鉄道車両５の駅での発着時刻の実績を含む非無線鉄道車両情報を、不図示の運行管理システムからネットワーク８および通信部３０を介して取得することができる。

情報取得部２１は、非無線鉄道車両５の鉄道車両モデル情報を有している。非無線鉄道車両５の鉄道車両モデル情報は、第１モデル情報と、第２モデル情報とを含む。第１モデル情報は、走行シミュレーションによって非無線鉄道車両５の位置および電力を算出するための情報であり、例えば、非無線鉄道車両５の重量、モータ特性、および補機特性を示す情報を含む。第２モデル情報は、非無線鉄道車両５の回生絞り込み開始電圧値Ｖ_{ｓｔａｒｔ}の情報および回生絞り込み終了電圧値Ｖ_ｅｎｄの情報を含む情報である。

情報取得部２１は、非無線鉄道車両５の鉄道車両モデル情報と非無線鉄道車両情報に基づいて、非無線鉄道車両５の走行履歴情報を生成することができる。非無線鉄道車両５の走行履歴情報には、無線通信部を有する鉄道車両５の走行履歴情報の場合と同様に、非無線鉄道車両５の鉄道車両ＩＤ、方面、位置、および電力を示す情報が時刻毎に含まれる。

また、情報取得部２１は、無線通信部を有する鉄道車両５の走行履歴情報の場合と同様に、非無線鉄道車両５の走行履歴情報を、非無線鉄道車両５が走行した際の状況を示す状況情報に関連付けて走行履歴情報テーブル６１に設定することができる。

制御パラメータ設定値算出部２２は、走行履歴情報記憶部１１に記憶された走行履歴情報とモデル情報記憶部１３に記憶されたモデル情報７０とに基づいて、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎを算出する。かかる制御パラメータ設定値算出部２２は、走行履歴情報抽出部３１と、消費電力量算出部３２と、候補パラメータ変更部３３と、パラメータ設定値決定部３４とを備える。

走行履歴情報抽出部３１は、条件情報記憶部１２に記憶された条件情報に基づき、走行履歴情報記憶部１１から走行履歴情報を抽出する。条件情報は、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎの算出対象の状況を示す情報である。走行履歴情報抽出部３１は、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎの算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を走行履歴情報記憶部１１から抽出する。以下、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎの算出対象の状況を単に算出対象の状況と記載する場合がある。

ここで、走行履歴情報テーブル６１が図６に示す状態であり、条件情報テーブル６２が図８に示す状態であるとする。この場合、走行履歴情報抽出部３１は、日種別が平日、季節種別が夏、かつ時間帯が０時～１時の状況を示す状況情報が関連付けられた複数の鉄道車両５の走行履歴情報として、図６に示す走行履歴情報テーブル６１に設定された走行履歴情報を走行履歴情報記憶部１１から抽出する。

同様に、走行履歴情報抽出部３１は、日種別が平日、季節種別が夏、かつ時間帯が１時以降の１時間後単位の状況を示す状況情報が関連付けられた複数の鉄道車両５の走行履歴情報を走行履歴情報記憶部１１から抽出する。

また、走行履歴情報テーブル６１が図７に示す状態であり、条件情報テーブル６２が図８に示す状態であるとする。この場合、走行履歴情報抽出部３１は、走行履歴情報テーブル６１において、平日および夏を示す状況情報に関連付けられた０時～１時までの「位置」および「電力」を含む各鉄道車両５の走行履歴情報を走行履歴情報記憶部１１から抽出する。

ところで、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎの算出対象の状況を規定する状況情報と一致する状況情報が関連付けられた走行履歴情報が走行履歴情報記憶部１１に記憶されていない場合がある。例えば、曜日が木曜日、季節種別が夏、時間帯が２２時、天気が雨、および音楽イベントが開催中であることを示す状況情報が関連付けられた走行履歴情報が走行履歴情報記憶部１１に記憶されていない場合がある。

走行履歴情報抽出部３１は、算出対象の状況を規定する状況情報と走行履歴情報に関連付けられた状況情報との一致度に基づいて、算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を抽出することができる。

走行履歴情報抽出部３１は、算出対象の状況を規定する状況情報と走行履歴情報に関連付けられた状況情報との一致度である状況一致度Ｄａを、状況情報に含まれる複数の状況パラメータの一致数に基づいて判定することができる。走行履歴情報抽出部３１は、算出対象の状況と一致度が高い走行履歴情報を抽出することができる。

例えば、算出対象の状況を規定する複数の状況パラメータが、日種別、季節種別、時間帯、イベント、および天気を各々示す複数のパラメータであり、かつ、日種別が「金曜日」、季節種別が「夏」、時間帯が「１時～２時」、イベントが「音楽イベント」、および天気が「雨」であるとする。

走行履歴情報抽出部３１は、日種別が「金曜日」、季節種別が「夏」、時間帯が「１時～２時」、イベントが「音楽イベント」、および天気が「雨」である状況情報を有する走行履歴情報がある場合、状況一致度Ｄａが１００％であると判定する。また、走行履歴情報抽出部３１は、日種別が「金曜日」、季節種別が「夏」、時間帯が「１時～２時」、イベントが「音楽イベント」、および天気が「雨」のうち４つを含む状況情報を有する走行履歴情報がある場合、状況一致度Ｄａが８０％であると判定する。

走行履歴情報抽出部３１は、状況一致度Ｄａが最も高い走行履歴情報が複数ある場合、算出対象の日に最も近い日の走行履歴情報を抽出することができる。なお、「算出対象の日」とは、実際に電力変換器７_１，７_２～７_ｎで電力変換動作が行われる日を示す。

また、走行履歴情報抽出部３１は、算出対象の状況と一致度が高く、かつ、算出対象の日に最も近い日の走行履歴情報を抽出することもできる。例えば、走行履歴情報抽出部３１は、算出対象の日との近接度Ｄｎと状況一致度Ｄａとに基づいて、走行履歴情報を抽出することができる。近接度Ｄｎは、走行履歴情報における鉄道車両５の走行日が算出対象の日に近いほど大きな値になる。

走行履歴情報抽出部３１は、近接度Ｄｎと状況一致度Ｄａとの乗算値、近接度Ｄｎと状況一致度Ｄａとの積算値、または近接度Ｄｎと状況一致度Ｄａとを各々重み付けして加算または乗算した値が最も大きい走行履歴情報を抽出することができる。

また、走行履歴情報抽出部３１は、状況パラメータのずれに基づいて、算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を抽出することができる。かかる「状況パラメータのずれ」は、算出対象の状況を規定する状況パラメータの内容と走行履歴情報に関連付けられた状況パラメータの内容とのずれの程度を示しており、かかるずれの程度は、数値によって示される。

例えば、状況パラメータが日種別である場合、曜日が一致する場合に、状況パラメータのずれが「０」、曜日が１日違いである場合、状況パラメータのずれが「１」、曜日が２日違いである場合、状況パラメータのずれが「２」であるとすることができる。

また、状況パラメータが時間帯である場合、時間帯が一致する場合に、状況パラメータのずれが「０」、時間帯が１時間違いである場合、状況パラメータのずれが「１」、時間帯が２時間違いである場合、状況パラメータのずれが「２」であるとすることができる。

走行履歴情報抽出部３１は、複数の状況パラメータのずれに重みづけして積算した値である積算値Ｄｉに基づき、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎの算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を抽出することができる。

状況パラメータが日種別、季節種別、時間帯、および天気を示すパラメータであり、これらの４つの状況パラメータのずれがＤｆ１～Ｄｆ４であるとする。この場合、走行履歴情報抽出部３１は、例えば、下記式（２）の演算によって、積算値Ｄｉを算出することができる。
Ｄｉ＝ｋ１×Ｄｆ１＋ｋ２×Ｄｆ２＋ｋ３×Ｄｆ３＋ｋ４×Ｄｆ４ ・・・（２）

上記式（２）において、ｋ１～ｋ４は、重み付け値を示す係数ｋであり、算出対象の状況との関連度が高い状況パラメータのずれほど、大きな係数ｋが設定される。例えば、曜日といった日種別を示す状況パラメータのずれに対する係数ｋと、時間帯を示す状況パラメータのずれに対する係数ｋは、他の係数ｋに対して大きな値にすることができる。

走行履歴情報抽出部３１は、上記式（２）の演算によって算出される積算値Ｄｉが最も小さい走行履歴情報を走行履歴情報記憶部１１から抽出することができる。これにより、消費電力量の算出への影響度を考慮して走行履歴情報を抽出することができる。

このように、走行履歴情報抽出部３１は、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎの算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を抽出することができる。

次に、図５に示す消費電力量算出部３２について説明する。消費電力量算出部３２は、走行履歴情報抽出部３１によって抽出された走行履歴情報と、モデル情報７０と、候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎとに基づいて、直流電化区間における電力シミュレーションを行う。かかる電力シミュレーションによって、算出対象の時間帯における直流電化区間の総消費電力量の値である総消費電力量Ｐが算出される。

上述した候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎは、制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの候補値であり、後述するように候補パラメータ変更部３３によって設定される値である。走行履歴情報抽出部３１によって抽出される走行履歴情報は、条件情報に基づいて抽出される走行履歴情報であり、条件情報は、算出対象の状況として、算出対象の時間帯を含む。また、走行履歴情報抽出部３１によって抽出される走行履歴情報は、算出対象の時間帯における各時刻の走行履歴情報を含む。

消費電力量算出部３２は、算出対象の時間帯における各時刻の走行履歴情報と、モデル情報７０と、候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎとに基づき、算出対象の時間帯における各時刻の電力シミュレーションの結果である直流電化区間の消費電力の値である総消費電力Ｐｐを算出する。

消費電力量算出部３２は、算出対象の時間帯における時刻毎の電力シミュレーションの結果である総消費電力Ｐｐを積算することで、算出対象の時間帯における総消費電力量Ｐを算出する。

例えば、時刻毎の走行履歴情報が走行履歴情報記憶部１１に記憶されている場合、消費電力量算出部３２は、時刻毎の走行履歴情報に基づいて、総消費電力Ｐｐを算出する。算出対象の時間帯が０時から１時までの１時間である場合、消費電力量算出部３２は、１時間分の総消費電力Ｐｐを積算することで、総消費電力量Ｐを算出する。

ここで、モデル情報７０には、上述したように、各鉄道車両５の鉄道車両モデル情報７１、各変電所３の変電所モデル情報７２、き電網モデル情報７３、および電力変換器モデル情報７４が含まれる。消費電力量算出部３２は、候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎとモデル情報７０とに基づいて、算出対象の時間帯において直流電化区間を走行した回生車の回生電力および力行車の力行電力と、き電線４、架線、高電圧き電線６、および電力変換器７を含むき電網における消費電力と、各変電所３での消費電力とを求める。

消費電力量算出部３２は、回生車の回生電力と、力行車の力行電力と、き電網における消費電力と、電力変換器７での消費電力とを積算することで、時刻毎の総消費電力Ｐｐを算出する。回生車の回生電力は負の値であり、力行車の力行電力、き電網における消費電力、および電力変換器７での消費電力は正の値である。

なお、回生車の回生可能電力と回生電力とは、図４に示す関係にある。したがって、消費電力量算出部３２は、回生車の位置におけるパンタ点電圧と、回生車の回生絞り込み開始電圧値Ｖ_{ｓｔａｒｔ}と、回生車の回生絞り込み終了電圧値Ｖ_ｅｎｄと、回生車の回生可能電力とから、回生車の回生電力を算出することができる。

また、消費電力量算出部３２は、き電網に流れる電流と電圧の状態に基づいて、き電網における消費電力を求めることができる。消費電力量算出部３２は、例えば、回生車の位置と回生電力と、力行車の位置と力行電力と、回生車、力行車、変電所３、および電力変換器７との位置関係と、変電所３、き電線４、高電圧き電線６、電力変換器７、およびレールの接続状態と、き電線４、高電圧き電線６、およびレールの抵抗率と、候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎと、電力変換器７の特性とに基づいて、き電網に流れる電流と電圧の状態を推定することができる。消費電力量算出部３２は、推定したき電網に流れる電流と電圧の状態に基づいて、き電網における消費電力を求めることができる。

また、消費電力量算出部３２は、変電所モデル情報７２に基づいて、各変電所３における消費電力を求めることができる。消費電力量算出部３２は、候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎ、回生車の回生電力、力行車の力行電力、およびき電網における消費電力に基づいて、各変電所３からき電網に供給される電流を推定する。消費電力量算出部３２は、推定した各変電所３の電流と、各変電所３における無負荷電圧および内部抵抗とに基づいて、各変電所３における消費電力を求めることができる。

このように、消費電力量算出部３２は、走行履歴情報と、候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎと、モデル情報７０とに基づいて、候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎに対応する算出対象の時間帯での総消費電力量Ｐを算出することができる。なお、総消費電力量Ｐの算出方法は、種々の算出方法を用いることができ、上述した例に限定されない。

候補パラメータ変更部３３は、消費電力量算出部３２に設定する候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎを変更する。候補パラメータ変更部３３は、第１の変更モード、第２の変更モード、および第３の変更モードのうち、設定されたいずれか１つの変更モードによって、消費電力量算出部３２に設定する候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎを変更する。以下、候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎの各々を個別に区別せずに示す場合、候補パラメータ値Ｐｃと記載する場合がある。以下においては、候補パラメータ値Ｐｃには、昇圧比、電圧下限値、および電圧上限値が要素パラメータとして含まれるものとして説明するが、候補パラメータ値Ｐｃには、電流下限値、電流上限値、電力下限値、電力上限値、および制御用係数などが要素パラメータとして含まれてもよい。

まず、第１の変更モードについて説明する。候補パラメータ変更部３３は、刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３を予め記憶している。刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３は、最も値が近い２つの要素パラメータの間の差を規定する。刻み幅Ｗ_１は、昇圧比の刻み幅であり、刻み幅Ｗ_２は、電圧下限値の刻み幅であり、刻み幅Ｗ_３は、電圧上限値の刻み幅である。

候補パラメータ変更部３３は、設定された変更モードが第１の変更モードである場合、変電所モデル情報７２に基づいて、制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの昇圧比、電圧下限値、および電圧上限値の変更可能範囲を刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３で刻んだ複数の値を順次候補パラメータ値Ｐｃとする。以下、昇圧比の変更可能範囲を変更可能範囲Ｒ０_１と記載し、電圧下限値の変更可能範囲を変更可能範囲Ｒ０_２と記載し、電圧上限値の変更可能範囲を変更可能範囲Ｒ０_３と記載する。

ここで、刻み幅Ｗ_１が０．０５であり、刻み幅Ｗ_２が１０Ｖであり、刻み幅Ｗ_３が１０Ｖであるとする。また、昇圧比の変更可能範囲Ｒ０_１が３．７０～４．３０であり、電圧下限値の変更可能範囲Ｒ０_２が１１５０Ｖ～１２５０Ｖであり、電圧上限値の変更可能範囲Ｒ０_３を１６５０Ｖ～１７５０Ｖであるとする。また、昇圧比の候補を昇圧比候補Ｃｃ_１とし、電圧下限値の候補を電圧下限値候補Ｃｃ_２とし、電圧上限値の候補を電圧上限値候補Ｃｃ_３とする。以下、昇圧比候補Ｃｃ_１、電圧下限値候補Ｃｃ_２、および電圧上限値候補Ｃｃ_３の各々を個別に区別せずに示す場合、候補値Ｃｃと記載する場合がある。

また、電力変換器７_１の昇圧比候補Ｃｃ_１を昇圧比候補Ｃｃ_１，１とし、電力変換器７_１の電圧下限値候補Ｃｃ_２を電圧下限値候補Ｃｃ_１，２とし、電力変換器７_１の電圧上限値候補Ｃｃ_３を電圧上限値候補Ｃｃ_１，３とし、電力変換器７_２の昇圧比候補Ｃｃ_１を昇圧比候補Ｃｃ_１，２とし、電力変換器７_２の電圧下限値候補Ｃｃ２_２を電圧下限値候補Ｃｃ_２，２とし、電力変換器７_２の電圧上限値候補Ｃｃ_３を電圧上限値候補Ｃｃ_２，３とする。

この場合、昇圧比の変更可能範囲Ｒ０_１を刻み幅Ｗ_１で刻んだ値は、３．７０，３．７５，・・・，４．２５，４．３０であり、昇圧比候補Ｃｃ_１の数は、１３である。また、電圧下限値の変更可能範囲Ｒ０_２を刻み幅Ｗ_２で刻んだ値は、１１５０Ｖ，１１６０Ｖ，・・・，１２４０Ｖ，１２５０Ｖであり、電圧下限値候補Ｃｃ_２の数は、１１である。また、電圧上限値の変更可能範囲Ｒ０_３を刻み幅Ｗ_３で刻んだ値は、１６５０Ｖ，１６６０Ｖ，・・・，１７４０Ｖ，１７５０Ｖであり、電圧上限値候補Ｃｃ_３の数は、１１である。

電力変換器７が電力変換器７_１，７_２の２つであると仮定すると、「Ｃｃ_１，１，Ｃｃ_１，２，Ｃｃ_１，３，Ｃｃ_２，１，Ｃｃ_２，２，Ｃｃ_２，３」∈｛「３．７０，１１５０，１６５０，３．７０，１１５０，１６５０」，「３．７５，１１５０，１６５０，３．７０，１１５０，１６５０」，・・・，「４．３０，１２５０，１７５０，４．３０，１２５０，１７５０」｝となる。

すなわち、「Ｃｃ_１，１，Ｃｃ_１，２，Ｃｃ_１，３，Ｃｃ_２，１，Ｃｃ_２，２，Ｃｃ_２，３」は、刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３の刻みで値の組み合わせが異なるように変更され、消費電力量算出部３２に設定される。そのため、この場合、消費電力量算出部３２は、値の組み合わせが異なる複数の「Ｃｃ_１，１，Ｃｃ_１，２，Ｃｃ_１，３，Ｃｃ_２，１，Ｃｃ_２，２，Ｃｃ_２，３」で総消費電力量Ｐを各々算出する。

次に、第２の変更モードについて説明する。候補パラメータ変更部３３は、設定された変更モードが第２の変更モードである場合、電力変換器モデル情報７４に基づいて、昇圧比、電圧下限値、および電圧上限値の各々の変更可能範囲Ｒ０_１，Ｒ０_２，Ｒ０_３内の乱数を予め設定された個数ｘ分だけ生成し、生成したｘ×３個の乱数を順次候補パラメータ値Ｐｃとする。かかる第２の変更モードは、乱数モードと呼ぶこともできる。なお、ｘは、自然数であり、例えば、ｘ＝１００である。

ここで、ｘ＝１００であり、昇圧比、電圧下限値、および電圧上限値の各々の変更可能範囲Ｒ０_１，Ｒ０_２，Ｒ０_３が上述した範囲であり、電力変換器７が電力変換器７_１，７_２の２つであると仮定する。この場合、候補パラメータ変更部３３は、生成した乱数が「４．０２，１１４８，１７１２，３．９８，１２２８，１６８７」である場合、Ｃｃ_１，１＝４．０２とし、Ｃｃ_１，２＝１１４８Ｖとし、Ｃｃ_１，３＝１７１２Ｖとし、Ｃｃ_２，１＝３．９８とし、Ｃｃ_２，２＝１２２８Ｖとし、Ｃｃ_２，３＝１６８７Ｖとする。

なお、乱数の個数ｘは、１００個未満であってもよく、１００個を超える数であってもよい。また、上述した乱数は、昇圧比、電圧下限値、および電圧上限値の各々の変更可能範囲Ｒ０_１，Ｒ０_２，Ｒ０_３内での値であるが、候補パラメータ変更部３３は、上述した刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３を乱数で決定することもできる。この場合、乱数で決定した刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３で昇圧比、電圧下限値、および電圧上限値の変更可能範囲Ｒ０_１，Ｒ０_２，Ｒ０_３を刻んだ複数の値を順次候補パラメータ値Ｐｃとすることができる。

次に、第３の変更モードについて説明する。候補パラメータ変更部３３は、電力変換器モデル情報７４に基づいて、制御パラメータＰｓを構成する複数の要素パラメータのうち、１つの要素パラメータの値を予め設定された間隔毎に変更し、残りの要素パラメータの値を変更しないで得られる制御パラメータＰｓを順次制御パラメータＰｓの候補値とする処理を、値を変更する要素パラメータ毎に行う。

候補パラメータ変更部３３は、例えば、制御パラメータＰｓの刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３と初期値Ｐｆ_１，Ｐｆ_２，Ｐｆ_３とを予め記憶している。初期値Ｐｆ_１，Ｐｆ_２，Ｐｆ_３は、変更可能範囲Ｒ０_１，Ｒ０_２，Ｒ０_３内の値である。初期値Ｐｆ_１は、昇圧比の初期値であり、初期値Ｐｆ_２は、電圧下限値の初期値であり、初期値Ｐｆ_３は、電圧上限値の初期値である。

以下、刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３の各々を個別に区別せずに示す場合、刻み幅Ｗと記載する場合があり、初期値Ｐｆ_１，Ｐｆ_２，Ｐｆ_３の各々を個別に区別せずに示す場合、初期値Ｐｆと記載する場合があり、変更可能範囲Ｒ０_１，Ｒ０_２，Ｒ０_３の各々を個別に区別せずに示す場合、変更可能範囲Ｒ０と記載する場合がある。

候補パラメータ変更部３３は、設定された変更モードが第３の変更モードである場合、電力変換器モデル情報７４に含まれる変更可能範囲Ｒ０と、制御パラメータＰｓの刻み幅Ｗと初期値Ｐｆとに基づいて、各要素パラメータに関する候補パラメータ値Ｐｃを消費電力量算出部３２に設定する処理を行う。各要素パラメータに関する候補パラメータ値Ｐｃは、要素パラメータの変更可能範囲Ｒ０内で要素パラメータの初期値Ｐｆから刻み幅Ｗで変更して得られる候補パラメータ値Ｐｃである。

ここで、刻み幅Ｗ_１が０．０５であり、刻み幅Ｗ_２が５Ｖであり、刻み幅Ｗ_３が５Ｖであるとし、初期値Ｐｆ_１が４．００であり、初期値Ｐｆ_２が１２００Ｖであり、初期値Ｐｆ_３が１７００Ｖであるとし、電力変換器７が電力変換器７_１，７_２の２つであると仮定する。また、昇圧比の変更可能範囲Ｒ０_１が３．７０～４．３０であり、電圧下限値の変更可能範囲Ｒ０_２が１１５０Ｖ～１２５０Ｖであり、電圧上限値の変更可能範囲Ｒ０_３を１６５０Ｖ～１７５０Ｖであるとする。

また、電力変換器７_１の昇圧比の候補を昇圧比候補Ｃｃ_１，１とし、電力変換器７_１の電圧下限値の候補を電圧下限値候補Ｃｃ_１，２とし、電力変換器７_１の電圧上限値の候補を電圧上限値候補Ｃｃ_１，３とする。電力変換器７_２の昇圧比の候補を昇圧比候補Ｃｃ_２，１とし、電力変換器７_２の電圧下限値の候補を電圧下限値候補Ｃｃ_２，２とし、電力変換器７_２の電圧上限値の候補を電圧上限値候補Ｃｃ_２，３とする。

この場合、候補パラメータ変更部３３は、例えば、昇圧比候補Ｃｃ_１，１、電圧下限値候補Ｃｃ_１，２、電圧上限値候補Ｃｃ_１，３、昇圧比候補Ｃｃ_２，１、電圧下限値候補Ｃｃ_２，２、および電圧上限値候補Ｃｃ_２，３の順に初期値Ｐｆから刻み幅Ｗで刻んだ値を順次候補パラメータ値Ｐｃとする。

例えば、候補パラメータ変更部３３は、昇圧比候補Ｃｃ_１，１を初期値Ｐｆ_１から刻み幅Ｗ_１で刻んだ値と、電圧下限値候補Ｃｃ_１，２の初期値Ｐｆ_２と、昇圧比候補Ｃｃ_１，３の初期値Ｐｆ_３と、昇圧比候補Ｃｃ_２，１の初期値Ｐｆ_１と、電圧下限値候補Ｃｃ_２，２の初期値Ｐｆ_２と、電圧上限値候補Ｃｃ_２，３の初期値Ｐｆ_３との組み合わせを昇圧比候補Ｃｃ_１，１に関する候補パラメータ値Ｐｃとする。

具体的には、昇圧比候補Ｃｃ_１，１を初期値Ｐｆ_１から刻み幅Ｗ_１で刻んで得られる複数の候補パラメータ値Ｐｃは、「Ｃｃ_１，１，Ｃｃ_１，２，Ｃｃ_１，３，Ｃｃ_２，１，Ｃｃ_２，２，Ｃｃ_２，３」∈｛「４．００，１２００，１７００，４．００，１２００，１７００」，「４．０５，１２００，１７００，４．００，１２００，１７００」，・・・，「４．３０，１２００，１７００，４．００，１２００，１７００」，・・・，「３．７０，１２００，１７００，４．００，１２００，１７００」｝となる。

同様に、候補パラメータ変更部３３は、電圧下限値候補Ｃｃ_１，２を初期値Ｐｆ_２から刻み幅Ｗ_２で刻んだ値と、昇圧比候補Ｃｃ_１，１の初期値Ｐｆ_１と、昇圧比候補Ｃｃ_１，３の初期値Ｐｆ_３と、昇圧比候補Ｃｃ_２，１の初期値Ｐｆ_１と、電圧下限値候補Ｃｃ_２，２の初期値Ｐｆ_２と、電圧上限値候補Ｃｃ_２，３の初期値Ｐｆ_３との組み合わせを電圧下限値候補Ｃｃ_１，２に関する候補パラメータ値Ｐｃとする。

具体的には、電圧下限値候補Ｃｃ_１，２を初期値Ｐｆ_２から刻み幅Ｗ_２で刻んで得られる複数の候補パラメータ値Ｐｃは、「Ｃｃ_１，１，Ｃｃ_１，２，Ｃｃ_１，３，Ｃｃ_２，１，Ｃｃ_２，２，Ｃｃ_２，３」∈｛「４．００，１２００，１７００，４．００，１２００，１７００」，「４．００，１２０５，１７００，４．００，１２００，１７００」，・・・，「４．００，１２５０，１７００，４．００，１２００，１７００」，・・・，「４．００，１１５０，１７００，４．００，１２００，１７００」｝となる。

同様に、候補パラメータ変更部３３は、昇圧比候補Ｃｃ_１，３を初期値Ｐｆ_３から刻み幅Ｗ_３で刻んで得られる複数の値を昇圧比候補Ｃｃ_１，３に関する複数の候補パラメータ値Ｐｃとする。また、候補パラメータ変更部３３は、昇圧比候補Ｃｃ_２，１を初期値Ｐｆ_１から刻み幅Ｗ_１で刻んで得られる複数の値を昇圧比候補Ｃｃ_２，１に関する複数の候補パラメータ値Ｐｃとする。

また、候補パラメータ変更部３３は、電圧下限値候補Ｃｃ_２，２を初期値Ｐｆ_２から刻み幅Ｗ_２で刻んで得られる複数の値を電圧下限値候補Ｃｃ_２，２に関する複数の候補パラメータ値Ｐｃとする。また、候補パラメータ変更部３３は、電圧上限値候補Ｃｃ_２，３を初期値Ｐｆ_３から刻み幅Ｗ_３で刻んで得られる複数の値を電圧上限値候補Ｃｃ_２，３に関する複数の候補パラメータ値Ｐｃとする。

なお、候補パラメータ変更部３３は、後述するように、設定された変更モードが第３の変更モードである場合、パラメータ設定値決定部３４からの要求に応じて、変更可能範囲Ｒ０内で初期値Ｐｆから刻み幅Ｗで順次候補パラメータ値Ｐｃを変更する処理を行うこともできる。

次に、パラメータ設定値決定部３４について説明する。パラメータ設定値決定部３４は、候補パラメータ変更部３３によって変更された複数の候補パラメータ値Ｐｃを用いて算出された複数の総消費電力量Ｐのうち予め設定された電力条件を満たす総消費電力量Ｐの算出に用いられた候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎを電力変換器７_１，７_２～７_ｎに設定される制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎとして決定する。

総消費電力量Ｐのうち最も小さい総消費電力量Ｐであることを電力条件とすることで、直流電化区間を走行する回生車における回生電力を高めることができ、直流電化区間における消費電力量の低減を図ることができる。

例えば、パラメータ設定値決定部３４は、消費電力量算出部３２で算出された複数の総消費電力量Ｐのうち最も小さい総消費電力量Ｐの算出に用いられた候補パラメータ値Ｐｃを各電力変換器７の制御パラメータ設定値Ｐｘとして決定することができる。

また、パラメータ設定値決定部３４は、候補パラメータ変更部３３に設定された変更モードが第３の変更モードである場合、各候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎに含まれる複数の設定値候補の各々について最も小さい総消費電力量Ｐの算出に用いられた設定値候補を、各電力変換器７の制御パラメータ設定値Ｐｘに含まれる値として決定する。

例えば、パラメータ設定値決定部３４は、昇圧比候補Ｃｃ_１，１に関する複数の候補パラメータ値Ｐｃのうち消費電力量算出部３２で算出された総消費電力量Ｐが最も小さい候補パラメータ値Ｐｃに含まれる昇圧比候補Ｃｃ_１，１を、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１の昇圧比Ｃ_１，１として決定する。例えば、パラメータ設定値決定部３４は、Ｃｃ_１，１＝３．９５を含む候補パラメータ値Ｐｃが、総消費電力量Ｐが最も小さい候補パラメータ値Ｐｃである場合、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１の昇圧比Ｃ_１，１を３．９５に決定する。

同様に、パラメータ設定値決定部３４は、電圧下限値候補Ｃｃ_１，２に関する複数の候補パラメータ値Ｐｃのうち消費電力量算出部３２で算出された総消費電力量Ｐが最も小さい候補パラメータ値Ｐｃに含まれる電圧下限値候補Ｃｃ_１，２を、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１の電圧下限値Ｃ_１，２として決定する。例えば、パラメータ設定値決定部３４は、Ｃｃ_１，２＝１２０５を含む候補パラメータ値Ｐｃが、総消費電力量Ｐが最も小さい候補パラメータ値Ｐｃである場合、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１の電圧下限値Ｃ_１，２を１２０５に決定する。

また、パラメータ設定値決定部３４は、電圧上限値候補Ｃｃ_３，１に関する複数の候補パラメータ値Ｐｃのうち消費電力量算出部３２で算出された総消費電力量Ｐが最も小さい候補パラメータ値Ｐｃに含まれる電圧上限値候補Ｃｃ_３，１を、制御パラメータ設定値Ｐｘ_１の電圧上限値Ｃ_１，３として決定する。パラメータ設定値決定部３４は、制御パラメータ設定値Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎについても同様に決定する。

また、パラメータ設定値決定部３４は、候補パラメータ変更部３３に第３の変更モードが設定されている場合、候補パラメータ変更部３３に対する要求により、変更可能範囲Ｒ０内で初期値Ｐｆまたは後述する仮設定値Ｃｘを基準として刻み幅Ｗで候補パラメータ値Ｐｃを変更させることができる。

例えば、パラメータ設定値決定部３４は、複数の候補値Ｃｃの各々の候補値Ｃｃに関する複数の候補パラメータ値Ｐｃのうち最も小さい候補パラメータ値Ｐｃに含まれる候補値Ｃｃであって対応する候補値Ｃｃを仮設定値Ｃｘとして決定する。そして、パラメータ設定値決定部３４は、仮設定値Ｃｘを基準として、各候補値Ｃｃに関する複数の候補パラメータ値Ｐｃを候補パラメータ変更部３３に生成させる。

この場合、候補パラメータ変更部３３によって生成される複数の候補パラメータ値Ｐｃに含まれる候補値Ｃｃには、初期値Ｐｆに代えて、仮設定値Ｃｘが含まれる。例えば、候補パラメータ変更部３３によって生成される昇圧比候補Ｃｃ_１，１の複数の候補パラメータ値Ｐｃにおいて、昇圧比候補Ｃｃ_１，１以外の候補値Ｃｃは、仮設定値Ｃｘである。

パラメータ設定値決定部３４は、かかる処理を予め設定された回数繰り返すことで得られる各仮設定値Ｃｘを含む制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２，～Ｐｓ_ｎを制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２，～Ｐｘ_ｎに決定する。

なお、上述した電力条件は、総消費電力量Ｐが最小値であることに限定されない。例えば、パラメータ設定値決定部３４は、複数の総消費電力量Ｐのうち変動が最も少ないことを電力条件とすることができる。「変動が最も少ない」とは、総消費電力量Ｐを算出する際に用いられた総消費電力Ｐｐの時間的変動率またはばらつきが小さいことを意味する。

また、パラメータ設定値決定部３４は、総消費電力量Ｐが最小値であり且つ変動が最も少ないことを電力条件とすることができる。パラメータ設定値決定部３４は、消費電力量算出部３２で算出された複数の総消費電力量Ｐのうち最も小さい総消費電力量Ｐが複数ある場合、最も小さい総消費電力量Ｐのうち変動が最も少ない総消費電力量Ｐの算出に用いられた候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎを電力変換器７_１，７_２～７_ｎへ出力する制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎとして決定することができる。

パラメータ設定値決定部３４は、各電力変換器７の制御パラメータ設定値Ｐｘを決定すると、決定した各電力変換器７の制御パラメータ設定値Ｐｘと状況情報とを関連付けた制御パラメータ設定値情報を制御パラメータ設定値記憶部１４に記憶する。パラメータ設定値決定部３４は、制御パラメータ設定値記憶部１４に記憶された制御パラメータ設定値情報テーブル６３に制御パラメータ設定値情報を設定することで、制御パラメータ設定値情報を制御パラメータ設定値記憶部１４に記憶する。パラメータ設定値決定部３４は、例えば、電力変換器７が制御される日の前日までまたは電力変換器７が制御される時間までに制御パラメータ設定値情報を生成して制御パラメータ設定値記憶部１４に記憶することができる。

制御パラメータ設定値出力部２３は、制御パラメータ設定値記憶部１４に記憶された制御パラメータ設定値情報を電力変換器制御装置２へ出力する。電力変換器制御装置２は、制御パラメータ算出装置１から受信した制御パラメータ設定値情報を電力変換器７_１，７_２～７_ｎに設定する。例えば、制御パラメータ設定値出力部２３は、制御パラメータ設定値記憶部１４に記憶された制御パラメータ設定値情報の中から、算出対象の状況に対応する制御パラメータ設定値情報を抽出して電力変換器制御装置２へ出力することができる。

ここで、制御パラメータ設定値情報テーブル６３が図１０に示す状態であり、かつ、算出対象の状況が、日種別が平日で季節種別が夏で時間帯が０時～１時であるとする。この場合、制御パラメータ設定値出力部２３は、「Ｃｃ_１，１，Ｃｃ_１，２，Ｃｃ_１，３，Ｃｃ_２，１，Ｃｃ_２，２，Ｃｃ_２，３，・・・」として、「４．００，１２００Ｖ，１７００Ｖ，３．９０，１１９０Ｖ，１６９０Ｖ，・・・」を含む制御パラメータ設定値情報を制御パラメータ設定値記憶部１４から抽出して電力変換器制御装置２へ出力する。

また、算出対象の状況が、日種別が平日で季節種別が冬で時間帯が２３時～２４時であるとする。この場合、制御パラメータ設定値出力部２３は、「Ｃｃ_１，１，Ｃｃ_１，２，Ｃｃ_１，３，Ｃｃ_２，１，Ｃｃ_２，２，Ｃｃ_２，３，・・・」として、「４．１５，１２１５Ｖ，１７１５Ｖ，４．０５，１２０５Ｖ，１７０５Ｖ，・・・」を含む制御パラメータ設定値情報を制御パラメータ設定値記憶部１４から抽出して電力変換器制御装置２へ出力する。

なお、制御パラメータ設定値出力部２３は、算出対象の状況になる直前に、算出対象の状況の制御パラメータ設定値情報を制御パラメータ設定値記憶部１４から抽出して電力変換器制御装置２へ出力する。電力変換器制御装置２は、算出対象の状況になる直前に、制御パラメータ算出装置１から受信した制御パラメータ設定値情報を電力変換器７_１，７_２～７_ｎに設定する。これにより、制御パラメータ算出装置１は、算出対象の状況に対応する制御パラメータ設定値情報に基づいて電力変換器７_１，７_２～７_ｎを制御することができる。

例えば、制御パラメータ設定値出力部２３は、算出対象の状況における時間帯が０時～１時である場合、０時になる前に、時間帯が０時～１時である状況の制御パラメータ設定値情報を制御パラメータ設定値記憶部１４から抽出して電力変換器制御装置２へ出力する。

上述した例では、制御パラメータ設定値算出部２２が状況毎の制御パラメータ設定値情報を予め生成して制御パラメータ設定値記憶部１４に記憶するが、かかる例に限定されない。制御パラメータ設定値算出部２２は、記憶部１０に記憶された情報に基づいて、算出対象の状況に対応する制御パラメータ設定値情報を、算出対象の状況になる直前に生成することもできる。

なお、候補パラメータ変更部３３は、第１の変更モード、第２の変更モード、および第３の変更モードに加え、第４の変更モードによって、消費電力量算出部３２に設定する候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎを変更することもできる。

候補パラメータ変更部３３は、設定された変更モードが第４の変更モードである場合、電力変換器モデル情報７４に基づいて、昇圧比、電圧下限値、および電圧上限値の各々の変更可能範囲Ｒ０_１，Ｒ０_２，Ｒ０_３を刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３で刻んだ複数の値を順次候補パラメータ値Ｐｃとする。候補パラメータ変更部３３は、刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３を小さくしながら順次候補パラメータ値Ｐｃを変更する。

具体的には、候補パラメータ変更部３３は、昇圧比、電圧下限値、および電圧上限値の各々の変更可能範囲Ｒ０_１，Ｒ０_２，Ｒ０_３を設定された刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３で刻んだ複数の値を順次候補パラメータ値Ｐｃとして消費電力量算出部３２に設定する。

そして、候補パラメータ変更部３３は、昇圧比、電圧下限値、および電圧上限値の各々の変更可能範囲Ｒ０_１，Ｒ０_２，Ｒ０_３を刻み幅Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３で刻んで生成された複数の候補パラメータ値Ｐｃを用いて消費電力量算出部３２によって算出された総消費電力量Ｐのうち最も低い値が算出されたときに用いた候補パラメータ値Ｐｃを含む刻み範囲Ｒ１_１，Ｒ１_２，Ｒ１_３を決定する。

刻み範囲Ｒ１_１は、変更可能範囲Ｒ０_１内の範囲であって変更可能範囲Ｒ０_１よりも狭い範囲であり、刻み範囲Ｒ１_２は、変更可能範囲Ｒ０_２内の範囲であって変更可能範囲Ｒ０_２よりも狭い範囲であり、刻み範囲Ｒ１_３は、変更可能範囲Ｒ０_３内の範囲であって変更可能範囲Ｒ０_３よりも狭い範囲である。

候補パラメータ変更部３３は、刻み範囲Ｒ１_１を刻み幅Ｗ_１よりも小さい刻み幅で刻んだ複数の値を順次昇圧比候補Ｃｃ_１とし、刻み範囲Ｒ１_２を刻み幅Ｗ_２よりも小さい刻み幅で刻んだ複数の値を順次電圧下限値候補Ｃｃ_２とし、刻み範囲Ｒ１_３を刻み幅Ｗ_３よりも小さい刻み幅で刻んだ複数の値を順次昇圧比候補Ｃｃ_３とする。そして、候補パラメータ変更部３３は、値の組み合わせが互いに異なる「Ｃｃ_１，１，Ｃｃ_１，２，Ｃｃ_１，３，Ｃｃ_２，１，Ｃｃ_２，２，Ｃｃ_２，３，・・・」を各々含む複数の候補パラメータ値Ｐｃを消費電力量算出部３２に順次設定する。候補パラメータ変更部３３は、値の組み合わせが互いに異なる複数の候補パラメータ値Ｐｃを用いて消費電力量算出部３２によって算出された総消費電力量Ｐのうち最も低い値が算出されたときに用いた候補パラメータ値Ｐｃを含む範囲Ｒ２_１，Ｒ２_２，Ｒ２_３を決定する。

このように、候補パラメータ変更部３３は、消費電力量算出部３２によって算出された総消費電力量Ｐに基づいて、刻み幅および刻み範囲を小さくしていくことで、消費電力量算出部３２によって算出される総消費電力量Ｐが小さい候補パラメータ値Ｐｃを絞り込むようにしている。そのため、刻み幅Ｗを最初から小さくしておく場合に比べ、総消費電力量Ｐが小さい候補パラメータ値Ｐｃを迅速に検出することができる。

なお、上述した例では、候補パラメータ変更部３３は、予め設定された変更モードによって消費電力量算出部３２に設定する候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎを変更するが、変更モードは、自動的に変更することもできる。候補パラメータ変更部３３は、走行履歴情報記憶部１１によって抽出される走行履歴情報に関連付けられた状況情報と制御パラメータ設定値Ｐｘ_１，Ｐｘ_２～Ｐｘ_ｎの算出対象の状況を示す状況情報との一致度合い、例えば積算値Ｄｉに基づいて、変更モードを決定することができる。

つづいて、制御パラメータ算出装置１における処理部２０の動作を、フローチャートを用いて説明する。図１１は、実施の形態１にかかる処理部による制御パラメータ算出処理の一例を示すフローチャートである。

図１１に示すように、処理部２０は、制御パラメータ設定値情報の生成タイミングか否かを判定する（ステップＳ１０）。かかる生成タイミングは、電力変換器７_１，７_２～７_ｎで電力変換動作が行われる前のタイミングである。

処理部２０は、制御パラメータ設定値情報の生成タイミングであると判定した場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、制御パラメータ設定値情報の生成処理を実行する（ステップＳ１１）。かかる制御パラメータ設定値情報の生成処理は、図１２に示すステップＳ２０～Ｓ３０に示す処理であり、後で詳述する。

ステップＳ１１の処理が終了した場合、または制御パラメータ設定値情報の生成タイミングでないと判定した場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、処理部２０は、制御パラメータ設定値情報の出力タイミングか否かを判定する（ステップＳ１２）。

処理部２０は、制御パラメータ設定値情報の出力タイミングであると判定した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御パラメータ設定値情報の出力処理を実行する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、処理部２０の制御パラメータ設定値出力部２３は、記憶部１０に記憶された制御パラメータ設定値情報を電力変換器制御装置２へ出力する。

ステップＳ１３の処理が終了した場合、または制御パラメータ設定値情報の出力タイミングでないと判定した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、処理部２０は、図１１に示す処理を終了する。

図１２は、実施の形態１にかかる処理部による制御パラメータ設定値情報の生成処理の一例を示すフローチャートである。処理部２０の走行履歴情報抽出部３１は、条件情報記憶部１２に記憶された条件情報を取得する（ステップＳ２０）。走行履歴情報抽出部３１は、ステップＳ２０で取得した条件情報に基づき、算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を走行履歴情報記憶部１１から取得する（ステップＳ２１）。

処理部２０の候補パラメータ変更部３３は、各電力変換器７の電力変換器モデル情報７４をモデル情報記憶部１３から取得する（ステップＳ２２）。候補パラメータ変更部３３は、各電力変換器７の電力変換器モデル情報７４に基づいて、制御パラメータＰｓ_１，Ｐｓ_２～Ｐｓ_ｎの変更可能範囲で変更した候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎを消費電力量算出部３２に設定する（ステップＳ２３）。

消費電力量算出部３２は、モデル情報記憶部１３からモデル情報７０を取得する（ステップＳ２４）。消費電力量算出部３２は、ステップＳ２１で取得された走行履歴情報と、ステップＳ２３で設定された候補パラメータ値Ｐｃ_１，Ｐｃ_２～Ｐｃ_ｎと、ステップＳ２４で取得されたモデル情報７０とに基づいて、算出対象の時間帯における各時刻の総消費電力Ｐｐを算出する（ステップＳ２５）。

消費電力量算出部３２は、時刻毎の総消費電力Ｐｐを積算することで、算出対象の時間帯における総消費電力量Ｐを算出する（ステップＳ２６）。パラメータ設定値決定部３４は、消費電力量算出部３２において、候補パラメータ変更部３３において全ての候補パラメータ値Ｐｃが設定されたか否かを判定する（ステップＳ２７）。

パラメータ設定値決定部３４は、全ての候補パラメータ値Ｐｃが設定されていないと判定した場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）、処理をステップＳ２３に移行する。また、パラメータ設定値決定部３４は、全ての候補パラメータ値Ｐｃが設定されたと判定した場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、消費電力量算出部３２によって算出された複数の総消費電力量Ｐのうち最も小さい総消費電力量Ｐを判定する（ステップＳ２８）。

パラメータ設定値決定部３４は、ステップＳ２８で判定された最も小さい総消費電力量Ｐの算出に用いられた候補パラメータ値Ｐｃを電力変換器７の制御パラメータ設定値Ｐｘとして決定する（ステップＳ２９）。パラメータ設定値決定部３４は、ステップＳ２９で決定した制御パラメータ設定値Ｐｘを含む制御パラメータ設定値情報を制御パラメータ設定値記憶部１４に記憶し（ステップＳ３０）、図１２に示す処理を終了する。

図１３は、実施の形態１にかかる制御パラメータ算出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図１３に示すように、制御パラメータ算出装置１は、プロセッサ１０１と、メモリ１０２と、インタフェース回路１０３と、バス１０４とを備えるコンピュータを含む。

プロセッサ１０１、メモリ１０２およびインタフェース回路１０３は、バス１０４によって互いにデータの送受信が可能である。制御パラメータ算出装置１において、走行履歴情報記憶部１１、条件情報記憶部１２、モデル情報記憶部１３、および制御パラメータ設定値記憶部１４はメモリ１０２によって実現される。通信部３０は、インタフェース回路１０３によって実現される。メモリ１０２は、コンピュータが読み取り可能なプログラムとして制御パラメータ算出プログラムが記録された記録媒体を含む。

プロセッサ１０１は、メモリ１０２に記憶された制御パラメータ算出プログラムを読み出して実行することによって、情報取得部２１、制御パラメータ設定値算出部２２、および制御パラメータ設定値出力部２３の機能を実行する。プロセッサ１０１は、処理回路の一例であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、およびシステムＬＳＩ（Large Scale Integration）のうち一つ以上を含む。かかる記録媒体は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、コンパクトディスク、およびＤＶＤ（Digital Versatile Disc）のうち一つ以上を含む。

メモリ１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などである。なお、制御パラメータ算出装置１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路を含んでいてもよい。

制御パラメータ算出装置１は、一体的な構成の装置に限定されず、互いに別体の２以上の装置で構成されてもよい。制御パラメータ算出装置１が２以上の装置で構成される場合、２以上の装置の各々は、例えば、図１３に示すハードウェア構成を有する。なお、２以上の装置間の通信は、インタフェース回路１０３を介して行われる。また、制御パラメータ算出装置１は、２以上のサーバ装置で構成されてもよい。例えば、制御パラメータ算出装置１は、処理サーバと、データサーバとで構成されてもよい。また、制御パラメータ算出装置１は、電力変換器制御装置２の機能を含む構成であってよい。

以上のように、実施の形態１にかかる制御パラメータ算出装置１は、電気鉄道の直流電化区間におけるき電線４の電圧よりも電圧が高い高電圧き電線６とき電線４との間の電力変換を行う電力変換器７の制御パラメータＰｓを算出する。制御パラメータ算出装置１は、モデル情報記憶部１３と、走行履歴情報記憶部１１と、制御パラメータ設定値算出部２２とを備える。モデル情報記憶部１３は、直流電化区間を走行する鉄道車両５における回生電力絞り込み量を制御する情報を含む鉄道車両モデル情報７１と、き電線４に電圧を印加する変電所３の位置情報および電力変換器７の位置情報を含むき電網モデル情報７３と、電力変換器７の特性を示す情報を含む電力変換器モデル情報７４とを含むモデル情報７０を記憶する。走行履歴情報記憶部１１は、直流電化区間を過去に走行した鉄道車両５の位置および電力の状態を示す走行履歴情報を記憶する。制御パラメータ設定値算出部２２は、モデル情報７０と走行履歴情報とに基づいて、直流電化区間における消費電力量が予め設定された条件を満たすように制御パラメータＰｓを算出する。これにより、制御パラメータ算出装置１は、高電圧き電線を有する直流電化区間における消費電力量を低減することができる電力変換器７の制御パラメータ設定値Ｐｘを算出することができる。

また、走行履歴情報記憶部１１は、走行履歴情報に関連付けられ、且つ鉄道車両５が走行した際の状況を示す状況情報を含む。制御パラメータ設定値算出部２２は、制御パラメータＰｓの算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を走行履歴情報記憶部１１から抽出し、抽出した走行履歴情報とモデル情報７０とに基づいて、制御パラメータＰｓを算出する。これにより、制御パラメータ算出装置１は、鉄道車両５が走行する際の状況に合わせた適切な制御パラメータ設定値Ｐｘを算出することができ、省エネルギー効果の向上をさらに図ることができる。

また、制御パラメータ算出装置１は、制御パラメータＰｓの算出対象の状況を規定する条件情報を記憶する条件情報記憶部１２を備える。制御パラメータ設定値算出部２２は、条件情報記憶部１２に記憶された条件情報と一致または類似する状況情報に関連付けられた走行履歴情報を抽出する。このように、制御パラメータ算出装置１は、予め条件情報を記憶していることから、鉄道車両５が走行する際の状況に応じた走行履歴情報を容易に抽出することができる。

条件情報は、制御パラメータＰｓの算出対象の状況を規定する状況パラメータを複数含む。状況情報は、鉄道車両５が走行した際の状況を示す状況パラメータを複数含む。制御パラメータ設定値算出部２２は、条件情報の状況パラメータと状況情報の状況パラメータとの間のずれを重みづけして積算した結果に基づき、制御パラメータＰｓの算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を抽出する。これにより、制御パラメータ算出装置１は、制御パラメータＰｓの算出対象の状況に対して適切な走行履歴情報を取得することができ、消費電力量を低減することができる制御パラメータ設定値Ｐｘを精度よく算出することができる。

また、制御パラメータ設定値算出部２２は、消費電力量算出部３２と、候補パラメータ変更部３３と、パラメータ設定値決定部３４とを備える。消費電力量算出部３２は、走行履歴情報とモデル情報７０と制御パラメータＰｓの候補値である候補パラメータ値Ｐｃとに基づいて、直流電化区間における消費電力量の値である総消費電力量Ｐを算出する。候補パラメータ変更部３３は、消費電力量算出部３２で総消費電力量Ｐの算出に用いる候補パラメータ値Ｐｃを変更する。パラメータ設定値決定部３４は、候補パラメータ変更部３３によって変更された複数の候補パラメータ値Ｐｃを用いて算出された複数の総消費電力量Ｐのうち電力条件を満たす総消費電力量Ｐの算出に用いられた候補パラメータ値Ｐｃを電力変換器７に設定される制御パラメータＰｓである制御パラメータ設定値Ｐｘとして決定する。これにより、候補パラメータ値Ｐｃを変更することで、適切な制御パラメータＰｓを算出することができる。

また、候補パラメータ変更部３３は、電力変換器モデル情報７４に基づいて、制御パラメータＰｓの変更可能範囲内で予め設定された間隔である刻み幅Ｗ毎の値を順次制御パラメータＰｓの候補値である候補パラメータ値Ｐｃとする。このように、制御パラメータ算出装置１は、刻み幅Ｗを適切に設定することで、制御パラメータ設定値Ｐｘを精度よく決定しつつも、設定する制御パラメータＰｓの数を増減させることで総消費電力量Ｐの算出時間を適切に設定することができる。

また、候補パラメータ変更部３３は、電力変換器モデル情報７４に基づいて、制御パラメータＰｓの変更可能範囲Ｒｏ内の乱数を複数生成し、生成した複数の乱数を順次候補パラメータ値Ｐｃとする。これにより、制御パラメータ算出装置１は、乱数の数を適切に増減させることで、少ない電力シミュレーション回数で制御パラメータ設定値Ｐｘを精度よく決定することができる。

また、制御パラメータＰｓは、複数の要素パラメータを含む。制御パラメータＰｓの候補値は、複数の要素パラメータの各々の候補値を含む。候補パラメータ変更部３３は、電力変換器モデル情報７４に基づいて、複数の要素パラメータのうち１つの要素パラメータの候補値Ｃｃを予め設定された間隔である刻み幅Ｗ毎に変更した値を順次制御パラメータＰｓの候補値とする処理を候補値の変更対象になる要素パラメータ毎に行う。これにより、少ない電力シミュレーション回数で制御パラメータ設定値Ｐｘを精度よく決定することができる。

また、消費電力量算出部３２は、走行履歴情報とモデル情報７０と候補パラメータ値Ｐｃとに基づいて、直流電化区間における各時刻の総消費電力Ｐｐを積算することで直流電化区間における時間帯単位の総消費電力量Ｐを算出する。これにより、制御パラメータ算出装置１は、時間帯単位における制御パラメータ設定値Ｐｘを算出することができ、制御パラメータ設定値Ｐｘの算出間隔を時間帯単位にすることができる。そのため、制御パラメータ算出装置１は、制御パラメータ設定値Ｐｘの算出による処理部２０の処理負荷を低減することができる。

また、制御パラメータ算出装置１は、制御パラメータ設定値記憶部１４と、制御パラメータ設定値出力部２３とを備える。制御パラメータ設定値記憶部１４は、制御パラメータ設定値算出部２２によって算出された制御パラメータ設定値Ｐｘを記憶する。制御パラメータ設定値出力部２３は、制御パラメータ設定値記憶部１４に記憶された制御パラメータ設定値Ｐｘを出力する。これにより、制御パラメータ算出装置１は、例えば、制御パラメータ設定値Ｐｘを制御パラメータ設定値記憶部１４から迅速に出力することができる。

また、電力変換システム５０は、制御パラメータ算出装置１と、電力変換器７とを備える。電力変換器７は、制御パラメータ算出装置１によって算出された制御パラメータＰｓに基づいて、き電線４と高電圧き電線６との間で電力変換を行う。これにより、電力変換システム５０は、高電圧き電線を有する直流電化区間における消費電力量を低減することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 制御パラメータ算出装置、２ 電力変換器制御装置、３，３_１～３_ｍ 変電所、４ き電線、５，５_１～５_ｋ 鉄道車両、６ 高電圧き電線、７，７_１，７_２～７_ｎ 電力変換器、８，９ ネットワーク、１０ 記憶部、１１ 走行履歴情報記憶部、１２ 条件情報記憶部、１３ モデル情報記憶部、１４ 制御パラメータ設定値記憶部、２０ 処理部、２１ 情報取得部、２２ 制御パラメータ設定値算出部、２３ 制御パラメータ設定値出力部、３０ 通信部、３１ 走行履歴情報抽出部、３２ 消費電力量算出部、３３ 候補パラメータ変更部、３４ パラメータ設定値決定部、５０ 電力変換システム、６１ 走行履歴情報テーブル、６２ 条件情報テーブル、６３ 制御パラメータ設定値情報テーブル、７０ モデル情報、７１ 鉄道車両モデル情報、７２ 変電所モデル情報、７３ き電網モデル情報、７４ 電力変換器モデル情報、１００ 電力供給システム、１０１ プロセッサ、１０２ メモリ、１０３ インタフェース回路、１０４ バス。

Claims (13)

1. 電気鉄道の直流電化区間におけるき電線の電圧よりも電圧が高い高電圧き電線と前記き電線との間の電力変換を行う電力変換器の制御パラメータを算出する制御パラメータ算出装置であって、
   前記直流電化区間を走行する鉄道車両における回生電力絞り込み量を制御する情報を含む鉄道車両モデル情報と、前記き電線に電圧を印加する変電所の位置情報および前記電力変換器の位置情報を含むき電網モデル情報と、前記電力変換器の特性を示す情報を含む電力変換器モデル情報とを含むモデル情報を記憶するモデル情報記憶部と、
   前記直流電化区間を過去に走行した前記鉄道車両の位置および電力の状態を示す走行履歴情報を記憶する走行履歴情報記憶部と、
   前記モデル情報と前記走行履歴情報とに基づいて、前記直流電化区間における消費電力量が予め設定された条件を満たすように前記制御パラメータを算出する制御パラメータ設定値算出部と、を備える
   ことを特徴とする制御パラメータ算出装置。
2. 前記走行履歴情報記憶部は、
   前記走行履歴情報に関連付けられ、且つ前記鉄道車両が走行した際の状況を示す状況情報を含み、
   前記制御パラメータ設定値算出部は、
   前記制御パラメータの算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を前記走行履歴情報記憶部から抽出し、抽出した前記走行履歴情報と前記モデル情報とに基づいて、前記制御パラメータを算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御パラメータ算出装置。
3. 前記算出対象の状況を規定する条件情報を記憶する条件情報記憶部を備え、
   前記制御パラメータ設定値算出部は、
   前記条件情報記憶部に記憶された前記条件情報と一致または類似する状況情報に関連付けられた走行履歴情報を抽出する
   ことを特徴とする請求項２に記載の制御パラメータ算出装置。
4. 前記条件情報は、
   前記算出対象の状況を規定する状況パラメータを複数含み、
   前記状況情報は、
   前記鉄道車両が走行した際の状況を示す状況パラメータを複数含み、
   前記制御パラメータ設定値算出部は、
   前記条件情報の前記状況パラメータと前記状況情報の前記状況パラメータとの間のずれを重みづけして積算した結果に基づき、前記制御パラメータの算出対象の状況と一致または類似する状況を示す状況情報に関連付けられた走行履歴情報を抽出する
   ことを特徴とする請求項３に記載の制御パラメータ算出装置。
5. 前記制御パラメータ設定値算出部は、
   前記走行履歴情報と前記モデル情報と前記制御パラメータの候補値とに基づいて、前記直流電化区間における前記消費電力量を算出する消費電力量算出部と、
   前記消費電力量算出部で前記消費電力量の算出に用いる前記候補値を複数回変更する候補パラメータ変更部と、
   前記候補パラメータ変更部によって変更された複数の前記候補値を用いて算出された複数の消費電力量のうち前記条件を満たす消費電力量の算出に用いられた前記候補値を前記電力変換器に設定される前記制御パラメータとして決定するパラメータ設定値決定部と、を備える
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の制御パラメータ算出装置。
6. 前記候補パラメータ変更部は、
   前記電力変換器モデル情報に基づいて、前記制御パラメータの変更可能範囲内で予め設定された間隔毎の値を順次前記制御パラメータの候補値とする
   ことを特徴とする請求項５に記載の制御パラメータ算出装置。
7. 前記候補パラメータ変更部は、
   前記電力変換器モデル情報に基づいて、前記制御パラメータの変更可能範囲内の乱数を複数生成し、生成した複数の乱数を順次前記制御パラメータの候補値とする
   ことを特徴とする請求項５に記載の制御パラメータ算出装置。
8. 前記制御パラメータは、
   複数の要素パラメータを含み、
   前記制御パラメータの候補値は、
   前記複数の要素パラメータの各々の候補値を含み、
   前記候補パラメータ変更部は、
   前記電力変換器モデル情報に基づいて、前記複数の要素パラメータのうち１つの要素パラメータの候補値を予め設定された間隔毎に変更した値を順次前記制御パラメータの候補値とする処理を前記候補値の変更対象になる要素パラメータ毎に行う
   ことを特徴とする請求項５に記載の制御パラメータ算出装置。
9. 前記消費電力量算出部は、
   前記走行履歴情報と前記モデル情報と前記制御パラメータの候補値とに基づいて、前記直流電化区間における各時刻の消費電力の値を積算することで前記直流電化区間における前記消費電力量を算出する
   ことを特徴とする請求項５から８のいずれか１つに記載の制御パラメータ算出装置。
10. 前記制御パラメータ設定値算出部によって算出された前記制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶部と、
    前記制御パラメータ記憶部に記憶された前記制御パラメータを出力する制御パラメータ出力部と、を備える
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の制御パラメータ算出装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１つに記載の制御パラメータ算出装置と、
    前記電力変換器と、を備え、
    前記電力変換器は、
    前記制御パラメータ算出装置によって算出された前記制御パラメータに基づいて、前記き電線と前記高電圧き電線との間で電力変換を行う
    ことを特徴とする電力変換システム。
12. コンピュータが実行する制御パラメータ算出方法であって、
    電気鉄道の直流電化区間におけるき電線の電圧よりも電圧が高い高電圧き電線と前記き電線との間の電力変換を行う電力変換器の特性を示す情報を含む電力変換器モデル情報と、前記直流電化区間を走行する鉄道車両における回生電力絞り込み量を制御する情報を含む鉄道車両モデル情報と、前記き電線に電圧を印加する変電所の位置情報および前記電力変換器の位置情報を含むき電網モデル情報とを含むモデル情報を取得する第１ステップと、
    前記直流電化区間を過去に走行した前記鉄道車両の位置および電力の状態を示す走行履歴情報を取得する第２ステップと、
    前記第１ステップで取得された前記モデル情報と前記第２ステップで取得された前記走行履歴情報とに基づいて、前記直流電化区間における消費電力量が予め設定された条件を満たすように前記電力変換器の制御パラメータを算出する第３ステップと、を含む
    ことを特徴とする制御パラメータ算出方法。
13. 電気鉄道の直流電化区間におけるき電線の電圧よりも電圧が高い高電圧き電線と前記き電線との間の電力変換を行う電力変換器の特性を示す情報を含む電力変換器モデル情報と、前記直流電化区間を走行する鉄道車両における回生電力絞り込み量を制御する情報を含む鉄道車両モデル情報と、前記き電線に電圧を印加する変電所の位置情報および前記電力変換器の位置情報を含むき電網モデル情報とを含むモデル情報を取得する第１ステップと、
    前記直流電化区間を過去に走行した前記鉄道車両の位置および電力の状態を示す走行履歴情報を取得する第２ステップと、
    前記第１ステップで取得された前記モデル情報と前記第２ステップで取得された前記走行履歴情報とに基づいて、前記直流電化区間における消費電力量が予め設定された条件を満たすように前記電力変換器の制御パラメータを算出する第３ステップと、をコンピュータに実行させる
    ことを特徴とする制御パラメータ算出プログラム。

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