JP7526021B2 - Station building power supply device, regeneration determination method, and regeneration determination program - Google Patents
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Description
本開示は、電気車の回生電力を駅舎へ供給する駅舎電源装置、回生判定方法、および回生判定プログラムに関する。 This disclosure relates to a station power supply device that supplies regenerative power from an electric vehicle to a station, a regeneration determination method, and a regeneration determination program.
従来、架線に接続された電気車が発生する回生電力を高圧の直流電力から低圧の交流電力へ変換し、変換した低圧の交流電力を駅舎設備へ供給する駅舎電源装置が知られている。回生電力は、例えば、電気車が減速した場合などに発生し、電気車で回生電力が発生すると架線の電圧が上昇する。駅舎電源装置は、架線の電圧と回生判定値とを比較し、架線の電圧が回生判定値以上であるときに回生電力を高圧の直流電力から低圧の交流電力へ変換する回生回収動作を行う。 Conventionally, there is known a station power supply device that converts regenerative power generated by an electric vehicle connected to an overhead line from high-voltage DC power to low-voltage AC power and supplies the converted low-voltage AC power to station facilities. Regenerative power is generated, for example, when an electric vehicle decelerates, and when regenerative power is generated by an electric vehicle, the voltage of the overhead line rises. The station power supply device compares the voltage of the overhead line with a regeneration determination value, and when the voltage of the overhead line is equal to or greater than the regeneration determination value, performs a regenerative recovery operation to convert the regenerative power from high-voltage DC power to low-voltage AC power.
駅舎電源装置で効率的に回生電力を回収するためには、回生判定値を、架線から電気車への電力供給および電気車から架線への電力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架線の電圧である無負荷電圧より少し高く設定することが望ましい。そこで、特許文献1には、架線電圧にリップル成分が含まれていないと判定したときの架線の電圧から無負荷電圧を推定し、推定した無負荷電圧に付加値を加算した値を回生判定値にする技術が開示されている。
In order for the station building power supply device to efficiently recover regenerative power, it is desirable to set the regeneration judgment value slightly higher than the no-load voltage, which is the voltage of the overhead line in an unloaded state in which neither the overhead line nor the electric car is supplying power from the overhead line. Therefore,
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、無負荷電圧の推定精度を考慮して、推定した無負荷電圧に付加値を加算した値を回生判定値にしている。そのため、特許文献1に記載の技術では、推定した無負荷電圧と実際の無負荷電圧との差が大きくなればなるほど、電気車が回生動作を開始したと駅舎電源装置で判定するタイミングと実際に電気車が回生動作を開始したタイミングとのずれが生じる。そして、かかるタイミングのずれによって、電気車が回生動作をしているか否かの判定の精度が低下する。
However, in the technology described in
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、電気車が回生動作をしているか否かの判定の精度を向上させることができる駅舎電源装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above, and aims to provide a station power supply device that can improve the accuracy of determining whether an electric car is performing regenerative operation.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の駅舎電源装置は、架線電圧検出部と、リップル電圧検出部と、回生動作判定部と、を備える。架線電圧検出部は、電気車に接続される架線の電圧を検出する。リップル電圧検出部は、架線電圧検出部によって検出された架線の電圧に含まれるリップル成分の電圧であるリップル電圧を検出する。回生動作判定部は、架線電圧検出部によって検出された架線の電圧とリップル電圧検出部によって検出されたリップル電圧との比を算出し、算出した比に基づいて、電気車が回生動作をしているか否かを判定する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objective, the station building power supply device disclosed herein includes an overhead line voltage detection unit, a ripple voltage detection unit, and a regenerative operation determination unit. The overhead line voltage detection unit detects the voltage of the overhead line connected to the electric car. The ripple voltage detection unit detects the ripple voltage, which is the voltage of the ripple component contained in the overhead line voltage detected by the overhead line voltage detection unit. The regenerative operation determination unit calculates the ratio between the overhead line voltage detected by the overhead line voltage detection unit and the ripple voltage detected by the ripple voltage detection unit, and determines whether the electric car is performing regenerative operation based on the calculated ratio.
本開示によれば、電気車が回生動作をしているか否かの判定の精度を向上させることができる、という効果を奏する。 This disclosure has the effect of improving the accuracy of determining whether an electric vehicle is performing regenerative operation.
以下に、実施の形態にかかる駅舎電源装置、回生判定方法、および回生判定プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。 The station building power supply device, regeneration determination method, and regeneration determination program according to the embodiments are described in detail below with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる駅舎電源装置の機能構成図を含む図である。図1に示す駅舎電源装置10は、架線2に接続された電気車1の減速操作などにより架線2に発生した回生電力を直流電力から交流電力へ変換して駅舎7へ出力する。
Fig. 1 is a diagram including a functional configuration diagram of a station building power supply device according to
駅舎電源装置10は、電気車1に接続される架線2の電圧である架線電圧を検出する架線電圧検出処理と、架線電圧検出処理によって検出された架線電圧に含まれるリップル成分の電圧であるリップル電圧を検出するリップル電圧検出処理とを実行する。
The station building
そして、駅舎電源装置10は、架線電圧検出処理によって検出された架線電圧とリップル電圧検出処理によって検出されたリップル電圧との比を回生判定指標値とし、かかる判定指標値に基づいて、電気車1が回生動作をしているか否かを判定する回生動作判定処理を行う。これにより、駅舎電源装置10は、電気車1が回生動作をしているか否かの判定の精度を向上させることができる。
The station building
そして、駅舎電源装置10は、回生動作判定処理で電気車1が回生動作をしていると判定した場合、架線2に発生した回生電力を直流電力から交流電力へ変換して駅舎7へ出力する電力変換処理を行う。
Then, when the station building
ここで、架線電圧と、架線電圧に含まれるリップル成分との関係を説明する。図2は、実施の形態1にかかる架線電圧の変化を示す図である。図2において、横軸は時間を示し、縦軸は架線2の架線電圧を示す。図2に示すグラフは、無負荷状態から、電気車1が加速などを行う力行動作の状態、無負荷状態、電気車1が減速などを行う回生動作の状態、および無負荷状態の順に推移しているときの架線電圧の変化を示している。無負荷状態は、架線2から電気車1への電力供給および電気車1から架線2への電力供給がいずれも行われていない状態である。
Here, the relationship between the overhead line voltage and the ripple component contained in the overhead line voltage will be explained. Figure 2 is a diagram showing the change in the overhead line voltage in the first embodiment. In Figure 2, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the overhead line voltage of the
図2に示す架線電圧の大きさは、各状態での瞬時値を示しており、無負荷状態では、実際には架線電圧にリップル成分が含まれている。無負荷状態のときの波形を枠A内に示す。架線2には、図1において不図示の変電所から電力が供給されており、変電所の整流器の影響によって架線電圧にはリップル成分が含まれる。変電所の整流器は、例えば、6パルス整流器または12パルス整流器である。
The magnitude of the overhead line voltage shown in Figure 2 indicates the instantaneous value in each state, and in the no-load state, the overhead line voltage actually contains a ripple component. The waveform in the no-load state is shown in box A. Power is supplied to the
架線2において電気車1が無負荷状態から回生動作の状態に推移するとき、電気車1が発生する回生電力によって架線電圧が上昇する。架線電圧が上昇することによって、リップル成分の谷の部分が押し上げられて浅くなっていく。無負荷状態から回生動作に遷移している状態の波形を枠B内に示す。さらに、架線電圧が大きくなると、架線電圧とリップル成分の頂点が同じ電圧になる。このときの状態を枠C内に示す。回生動作によってさらに架線電圧が大きくなると、リップル成分の頂点よりも架線電圧が大きくなる。
When the
駅舎電源装置10で検出される架線電圧の変動とリップル電圧の変動とは、負荷変動によって連動しないことがあり、架線電圧とリップル電圧とから求めた無負荷電圧の推定精度の点で課題がある。そのため、電気車1の回生動作を判定する回生判定電圧を、架線電圧にリップル成分が含まれていないと判定したときの架線電圧から求めた無負荷電圧の値に付加値を加算した値とする場合、付加値は、回生判定値が実際の無負荷電圧を下回らないような値に設定される。
Fluctuations in the overhead line voltage and ripple voltage detected by the station building
このような回生判定値を用いた場合、推定した無負荷電圧と実際の無負荷電圧との差が大きくなればなるほど、電気車1が回生動作を開始したと判定するタイミングと実際に電気車1が回生動作を開始したタイミングとのずれが生じ、電気車1が回生動作をしているか否かの判定の精度が低下する。
When using such a regeneration judgment value, the greater the difference between the estimated no-load voltage and the actual no-load voltage, the greater the discrepancy between the timing at which it is judged that the
そこで、実施の形態1にかかる駅舎電源装置10では、回生判定指標値を用いて電気車1が回生動作をしているか否かを判定する。これにより、駅舎電源装置10は、電気車1が回生動作をしているか否かを精度よく判定することができる。以下、回生判定指標値について具体的に説明する。
Therefore, in the station building
図3は、実施の形態1にかかる架線電圧の変化と、リップル電圧の変化と、回生判定指標値の変化との関係を示す図である。図3において、横軸は時間を示し、縦軸は架線電圧、リップル電圧、または回生判定指標値を示す。図3に示す例では、回生判定指標値は、架線電圧のリップル電圧に対する比で表される値である。すなわち、回生判定指標値は、架線電圧をリップル電圧で除算した値である。 Figure 3 is a diagram showing the relationship between the change in overhead line voltage, the change in ripple voltage, and the change in the regeneration judgment index value in the first embodiment. In Figure 3, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the overhead line voltage, the ripple voltage, or the regeneration judgment index value. In the example shown in Figure 3, the regeneration judgment index value is a value expressed as the ratio of the overhead line voltage to the ripple voltage. In other words, the regeneration judgment index value is a value obtained by dividing the overhead line voltage by the ripple voltage.
図3に示すように、力行動作の状態では、無負荷状態よりも架線電圧が低く、回生動作の状態では、無負荷状態よりも架線電圧が高くなる。また、力行動作の状態では、無負荷状態よりもリップル電圧が高く、回生動作の状態では、無負荷状態よりもリップル電圧が低くなる。そのため、架線電圧のリップル電圧に対する比で表される値である回生判定指標値は、力行動作の状態では、無負荷状態よりも小さく、回生動作の状態では、無負荷状態よりも大きくなる。 As shown in Figure 3, in the powered operating state, the overhead line voltage is lower than in the no-load state, and in the regenerative operating state, the overhead line voltage is higher than in the no-load state. Also, in the powered operating state, the ripple voltage is higher than in the no-load state, and in the regenerative operating state, the ripple voltage is lower than in the no-load state. Therefore, the regeneration judgment index value, which is a value expressed as the ratio of the overhead line voltage to the ripple voltage, is smaller in the powered operating state than in the no-load state, and larger in the regenerative operating state than in the no-load state.
図3に示すように回生判定指標値は、無負荷状態から回生動作に遷移している状態で急激に大きくなる。そのため、架線電圧の変動とリップル電圧の変動とが負荷変動によって連動しないような場合であっても、回生判定指標値の変化から電気車1が回生動作をしているか否かの判定を行うことで、電気車1が回生動作をしているか否かの判定の精度を向上させることができる。
As shown in FIG. 3, the regeneration determination index value increases rapidly when transitioning from a no-load state to regenerative operation. Therefore, even in cases where fluctuations in the overhead line voltage and fluctuations in the ripple voltage are not linked due to load fluctuations, the accuracy of determining whether or not the
以下、駅舎電源装置10の構成および処理について具体的に説明する。図4は、実施の形態1にかかる駅舎電源装置の構成の一例を示す図である。図4に示すように、駅舎電源装置10は、電気車1の減速などにより架線2に発生した回生電力を直流電力から交流電力へ変換して駅舎7へ出力する主回路部11と、主回路部11の動作を制御する駅舎電源操作盤12とを備える。
The configuration and processing of the station building
主回路部11は、電力変換部20と、架線電圧検出部21と、リップル電圧検出部22とを備える。図4に示す例では、電力変換部20は、架線2に発生した回生電力をDC(Direct Current)1500V系の直流電力からAC(Alternating Current)210V系の交流電力へ変換して駅舎7へ出力する。なお、架線2の電圧は、DC1500V系以外の電圧であってもよく、駅舎7の電圧は、AC210V系以外の電圧であってもよい。
The
架線2には、変電所8からDC1500V系の直流電力が供給される。図4に示すように、変電所8は、変圧器81と、3相電圧を整流するnパルス整流器82とを備える。nは、例えば、6の倍数であり、6または12であるが、18または24であってもよい。6パルス整流器は、例えば、3相全波整流を行う3相全波整流器を含む。また、12パルス整流器は、例えば、結線の異なる2つの変圧器と、2つの変圧器のうち対応する変圧器に各々接続される2つの3相全波整流器とを含む。12パルス整流器は、2つの変圧器によって30度の位相差を有する2つの3相交流電圧を生成し、生成した2つの3相交流電圧の各々を対応する3相全波整流器で3相全波整流を行う。
The
変圧器81は、高圧配電系統6から供給される6600V系の交流電圧を降圧する。nパルス整流器82は、変圧器81から出力される交流電圧を整流してDC1500V系の電圧へ変換し、変換したDC1500V系の電圧を不図示のき電線を介して架線2へ供給する。
The
また、駅舎7は、変圧器71と、駅負荷72とを備える。変圧器71は、高圧配電系統6から供給される6600V系の交流電圧をAC210V系の電圧に変換し、変換した210V系の交流電圧を駅舎設備731,732,・・・,73mへ供給する。駅負荷72は、駅舎設備731,732,・・・,73mを備える。駅舎設備731,732,・・・,73mは、例えば、駅に設置された空調機器、照明機器、昇降機などである。
The station building 7 also includes a
架線電圧検出部21は、架線2とレール3の間のDC1500V系の架線電圧を予め設定された周期Tsで検出し、検出された架線電圧の瞬時値である架線電圧値の情報を出力する。以下、架線電圧値を架線電圧Vsと記載する場合がある。なお、架線電圧検出部21は、ノイズを除去するフィルタなどを有しており、ノイズが除去された架線電圧値を架線電圧Vsとして検出する。
The overhead line
リップル電圧検出部22は、架線電圧検出部21で架線電圧Vsが予め設定された周期Tsで検出される毎に、架線電圧検出部21で検出された架線電圧Vsに基づいて、架線2の電圧に含まれるリップル成分の電圧であるリップル電圧を検出し、検出したリップル電圧の情報を出力する。かかるリップル電圧検出部22は、架線電圧検出部21で検出される架線2の電圧の周波数成分の解析を行う。具体的には、リップル電圧検出部22は、高圧配電系統6から出力される6600V系の交流電圧の周波数である電源周波数のn次の周波数について周波数成分の解析を行う。リップル電圧検出部22は、例えば、時間離散フーリエ変換または高速フーリエ変換などを行うフーリエ変換処理またはウェーブレット変換などによって周波数成分の解析を行う。
The ripple
例えば、リップル電圧検出部22は、変電所8のnパルス整流器82が6パルス整流器であり且つ変電所8の場所が電源周波数50Hzの地域の場合、6次の周波数である300Hzについて、リップル電圧を算出する。リップル電圧検出部22は、算出したリップル電圧の情報であるリップル情報を出力する。リップル電圧は、リップル成分の谷からリップル成分の頂点までの電圧値、リップル成分の振幅、またはリップル成分の実効電圧値で表される。リップルの谷は、ボトムと呼ばれ、リップルの頂点はピークとも呼ばれる。なお、リップル電圧は、リップル成分の電圧の大きさを示す値であればよく、上述した例に限定されない。以下、リップル電圧をリップル電圧Vnと記載する場合がある。
For example, when the n-
また、リップル電圧検出部22は、変電所8のnパルス整流器82が12パルス整流器であり、且つ変電所8の場所が電源周波数50Hzの地域の場合、12次の周波数である600Hzについて、リップル電圧Vnを算出し、算出したリップル電圧Vnの情報であるリップル情報を出力する。
In addition, when the n-
なお、リップル電圧検出部22は、6次の周波数におけるリップル電圧Vnの大きさと12次の周波数におけるリップル電圧Vnの大きさとに基づいて、変電所8のnパルス整流器82が6パルス整流器であるか12パルス整流器であるかを判定することができる。リップル電圧検出部22は、判定した結果に基づいて、n次の周波数におけるリップル電圧Vnの情報であるリップル情報を出力することができる。
The ripple
駅舎電源操作盤12は、回生動作判定部30と、記憶処理部31と、記憶部32と、閾値決定部33と、制御部34と、表示部35とを備える。制御部34は、回生動作判定部30による判定結果を表示部35に表示させたり、記憶部32に記憶された情報を表示部35に表示させたりすることができる。
The station building power
回生動作判定部30は、予め設定された周期Tsで、架線電圧検出部21によって検出された架線電圧Vsとリップル電圧検出部22によって検出されたリップル電圧Vnとの比を回生判定指標値として算出し、算出した回生判定指標値に基づいて、電気車1が回生動作をしているか否かを判定する。かかる回生動作判定部30は、指標値算出部40と、比較部41と、判定結果出力部42とを備える。
The regenerative
指標値算出部40は、予め設定された周期Tsで、架線電圧検出部21によって検出された架線電圧Vsとリップル電圧検出部22によって検出されたリップル電圧Vnとの比を回生判定指標値Vrとして算出する。回生判定指標値Vrは、例えば、架線電圧Vsのリップル電圧Vnに対する比である。
The index
なお、リップル電圧Vnがゼロである場合、指標値算出部40は、リップル電圧検出部22によって検出されたリップル電圧Vnのうち最後にゼロでない値が検出されたリップル電圧Vnを用いて回生判定指標値Vrを算出する。
When the ripple voltage Vn is zero, the index
比較部41は、指標値算出部40で算出された回生判定指標値Vrと予め設定された第1の回生判定閾値Vr_thとを比較し、比較した結果を判定結果出力部42へ出力する。また、比較部41は、架線電圧検出部21によって検出された架線電圧Vsと予め設定された第2の回生判定閾値Vs_thとを比較し、比較した結果を判定結果出力部42へ出力する。
The
判定結果出力部42は、比較部41による比較結果に基づいて、電気車1が回生動作をしているか否かを判定する。具体的には、判定結果出力部42は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であり、且つ架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上である場合に、電気車1が回生動作をしていると判定する。
The judgment
また、判定結果出力部42は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上ではない場合、または架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上ではない場合に、電気車1が回生動作をしていないと判定する。
In addition, the judgment
ここで、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であるとは、1つの回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であることに限定されない。例えば、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であるとは、回生判定指標値Vrの移動平均が第1の回生判定閾値Vr_th以上であること、または連続する3つ以上の回生判定指標値Vrのうちの2つ以上の回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であることなどを含む。 Here, the regeneration judgment index value Vr being equal to or greater than the first regeneration judgment threshold Vr_th does not necessarily mean that one regeneration judgment index value Vr is equal to or greater than the first regeneration judgment threshold Vr_th. For example, the regeneration judgment index value Vr being equal to or greater than the first regeneration judgment threshold Vr_th includes the moving average of the regeneration judgment index value Vr being equal to or greater than the first regeneration judgment threshold Vr_th, or two or more of three or more consecutive regeneration judgment index values Vr being equal to or greater than the first regeneration judgment threshold Vr_th.
また、架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上であるとは、1つの架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上であることに限定されない。例えば、架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上であるとは、架線電圧Vsの移動平均が第2の回生判定閾値Vs_th以上であること、または連続する3つ以上の架線電圧Vsのうちの2つ以上の回生判定指標値Vrが第2の回生判定閾値Vs_th以上であることなどを含む。 Furthermore, the overhead line voltage Vs being equal to or greater than the second regeneration judgment threshold Vs_th does not necessarily mean that one overhead line voltage Vs is equal to or greater than the second regeneration judgment threshold Vs_th. For example, the overhead line voltage Vs being equal to or greater than the second regeneration judgment threshold Vs_th includes the moving average of the overhead line voltage Vs being equal to or greater than the second regeneration judgment threshold Vs_th, or the regeneration judgment index values Vr of two or more of three or more consecutive overhead line voltages Vs being equal to or greater than the second regeneration judgment threshold Vs_th.
図5は、実施の形態1にかかる架線電圧、リップル電圧、および回生判定指標値の各々の時間変化と回生動作判定部による回生判定との関係を示す図である。図5に示すグラフにおいて、横軸は時間であり、縦軸は架線電圧Vs、リップル電圧Vn、または回生判定指標値Vrである。 Figure 5 is a diagram showing the relationship between the change over time of the overhead line voltage, ripple voltage, and regeneration judgment index value in the first embodiment and the regeneration judgment by the regeneration operation judgment unit. In the graph shown in Figure 5, the horizontal axis is time, and the vertical axis is the overhead line voltage Vs, the ripple voltage Vn, or the regeneration judgment index value Vr.
図5に示すように、指標値算出部40は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であり、且つ架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上である場合に、電気車1が回生動作をしていると判定する。また、指標値算出部40は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上ではない場合、または架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上ではない場合に、電気車1が回生動作をしていないと判定する。
As shown in FIG. 5, the index
図6は、実施の形態1にかかる回生動作判定部による判定処理を説明するための図である。図6に示すグラフにおいて、横軸は時間であり、縦軸は電圧である。図6に示すように、架線電圧Vsおよび無負荷電圧は変動する。無負荷電圧は、架線2が無負荷状態である場合の架線電圧Vsである。また、回生判定値は、駅舎電源装置10によって電気車1が回生動作して回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_thとなると仮定した場合の架線電圧Vsの値である。
Figure 6 is a diagram for explaining the judgment process by the regeneration operation judgment unit according to the first embodiment. In the graph shown in Figure 6, the horizontal axis is time and the vertical axis is voltage. As shown in Figure 6, the overhead line voltage Vs and the no-load voltage fluctuate. The no-load voltage is the overhead line voltage Vs when the
上述したように、駅舎電源装置10では、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上である場合に電気車1が回生動作をしていると判定するため、回生動作を精度よく判定することができる。そのため、図6に示すように、架線電圧Vsが無負荷電圧に付加値を加算した値を回生動作開始電圧値とする場合に比べ、より多くの回生電力を電力変換して駅舎7へ供給することができ、利用できる回生電力を増加させることができる。
As described above, the station building
また、図6に示すように、駅舎電源装置10では、第2の回生判定閾値Vs_thが無負荷電圧の最大値よりも大きい値に設定される。したがって、駅舎電源装置10では、架線電圧Vsが無負荷電圧以下である場合に、電力変換部20によって電力変換が行われることが防止される。
Also, as shown in FIG. 6, in the station building
指標値算出部40で算出される回生判定指標値Vrは、リップル電圧Vnの架線電圧Vsに対する比であってもよい。すなわち、回生判定指標値Vrは、リップル電圧Vnを架線電圧Vsで除算した値であってもよい。この場合、判定結果出力部42は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以下であり、且つ架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上である場合に、電気車1が回生動作をしていると判定する。また、判定結果出力部42は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以下でない場合、または架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上ではない場合に、電気車1が回生動作をしていないと判定する。
The regeneration judgment index value Vr calculated by the index
判定結果出力部42は、電気車1が回生動作をしているか否かを判定した結果を示す判定結果情報を主回路部11の電力変換部20へ出力する。電力変換部20は、判定結果情報が電気車1が回生動作をしていることを示す場合、回生電力を直流から交流に変換し、210V系の交流電圧を駅舎設備731,732,・・・,73mへ供給する。また、電力変換部20は、判定結果情報が電気車1が回生動作をしていないことを示す場合、電力変換動作を行わない。
The determination
記憶処理部31は、架線電圧Vsの情報、リップル電圧Vnの情報、および回生判定指標値Vrの情報を時刻の情報に関連付けた検出情報を予め設定された周期Tsで生成する。時刻の情報は、例えば、架線電圧Vsが架線電圧検出部21で検出された時刻または検出情報を生成する時刻である。記憶処理部31は、生成した検出情報を記憶部32に記憶させる。
The
また、記憶処理部31は、回生動作判定部30が電気車1が回生動作をしていると判定したときの架線電圧Vsの情報を時刻の情報に関連付けた情報を閾値判定用情報として記憶部32に記憶させる。
The
閾値決定部33は、記憶部32に記憶された検出情報に基づいて、第1の回生判定閾値Vr_thおよび第2の回生判定閾値Vs_thを決定する。第1の回生判定閾値Vr_thは、第1の閾値の一例であり、第2の回生判定閾値Vs_thは、第2の閾値の一例である。
The
閾値決定部33は、例えば、次回の運行期間が始まるまでに、記憶部32に記憶された検出情報のうち前回以前の運行期間に記憶部32に記憶された検出情報に基づいて、第1の回生判定閾値Vr_thおよび第2の回生判定閾値Vs_thを決定する。なお、運行期間は、電気車1が運行する期間であり、例えば、5時から23時30分までの期間である。
The
閾値決定部33は、決定した第1の回生判定閾値Vr_thおよび第2の回生判定閾値Vs_thを回生動作判定部30の比較部41に設定する。また、閾値決定部33は、決定した第1の回生判定閾値Vr_thおよび第2の回生判定閾値Vs_thを記憶部32に記憶する。
The
閾値決定部33は、記憶部32に記憶された検出情報の履歴に基づいて、回生判定指標値Vrと架線電圧Vsとの関係を示すヒストグラムの情報を生成する。例えば、閾値決定部33は、1日のうち架線2に電圧が供給される期間を予め設定された分割幅で分割された期間毎に、架線電圧Vsの範囲を予め設定された電圧値の刻みの架線電圧Vsの平均値の分布を示すヒストグラムを生成する。予め設定された分割幅は、例えば、1時間または2時間であり、予め設定された電圧値は、例えば、5Vまたは10Vである。
The
図7は、実施の形態1にかかる回生判定指標値と架線電圧との関係を示すヒストグラムの一例を示す図である。図7において、横軸は、架線電圧Vsであり、縦軸は、回生判定指標値Vrである。また、図7では、4時から24時までの期間が、2時間幅で分割されている。具体的には、4時から24時までの期間が、4時~6時、6時~8時、8時~10時、10時~12時、12時~14時、14時~16時、16時~18時、18時~20時、20時~22時、および22時~24時の各々の期間に分割されている。 Figure 7 is a diagram showing an example of a histogram showing the relationship between the regeneration judgment index value and the overhead line voltage in the first embodiment. In Figure 7, the horizontal axis is the overhead line voltage Vs, and the vertical axis is the regeneration judgment index value Vr. In Figure 7, the period from 4:00 to 24:00 is divided into two-hour intervals. Specifically, the period from 4:00 to 24:00 is divided into the following periods: 4:00 to 6:00, 6:00 to 8:00, 8:00 to 10:00, 10:00 to 12:00, 12:00 to 14:00, 14:00 to 16:00, 16:00 to 18:00, 18:00 to 20:00, 20:00 to 22:00, and 22:00 to 24:00.
図7に示す例では、閾値決定部33は、分割された期間毎に、1500V~1700Vの範囲において、10V刻みの範囲毎に、回生判定指標値Vrの平均値を算出し、図7に示すヒストグラムを生成している。例えば、1560Vの回生判定指標値Vrは、155V以上1565V未満における回生判定指標値Vrの平均値である。
In the example shown in FIG. 7, the
閾値決定部33は、例えば、生成したヒストグラムのうち回生判定指標値Vrの平均値が急激に変化し始める架線電圧Vsを第2の回生判定閾値Vs_thとして決定する。例えば、閾値決定部33は、連続する2つの期間のうち前の時間における回生判定指標値Vrの平均値と後の時間における回生判定指標値Vrの平均値との差が予め設定された閾値以上である場合に、後の時間における回生判定指標値Vrの平均値を第2の回生判定閾値Vs_thとして決定する。
The
図7に示す例では、連続する2つの期間のうち後の時間における回生判定指標値Vrの平均値は、1670Vであり、閾値決定部33は、1670Vを第2の回生判定閾値Vs_thとして決定する。
In the example shown in FIG. 7, the average value of the regeneration judgment index value Vr in the latter of the two consecutive periods is 1670 V, and the
また、閾値決定部33は、第2の回生判定閾値Vs_thでの回生判定指標値Vrの最大値または平均値に対して予め設定された係数kを乗算した結果を第1の回生判定閾値Vr_thとして決定することができる。なお、係数kは、例えば、nパルス整流器82が6パルス整流器の場合とnパルス整流器82が12パルス整流器の場合とで異なる値にすることができる。図7に示す例では、1670Vにおける回生判定指標値Vrの最大値が「140」であり、予め設定された値αが「100」である。そのため、閾値決定部33は、「140」に予め設定された値α「100」を加算した結果である「240」を第1の回生判定閾値Vr_thとして決定することができる。
The
閾値決定部33は、上記処理に代えて、回生判定指標値Vrと架線電圧Vsとを用いた回帰分析によって、第2の回生判定閾値Vs_thとして決定することもできる。例えば、閾値決定部33は、回生判定指標値Vrと架線電圧Vsとの2変量解析を行って算出される回帰曲線の変曲点を第2の回生判定閾値Vs_thとして決定することができる。
Instead of the above process, the
例えば、閾値決定部33は、5V刻みまたは10V刻みの架線電圧Vsにおける回生判定指標値Vrの平均値と架線電圧Vsとの2変量解析を行って、縦軸を5V刻みまたは10V刻みの架線電圧Vsにおける回生判定指標値Vrの平均値とし、横軸を架線電圧Vsとする回帰分析曲線を算出する。閾値決定部33は、回帰分析曲線の変曲点を第2の回生判定閾値Vs_thとして決定する。
For example, the
ここで、回帰分析による第2の回生判定閾値Vs_thの決定処理の一例を具体的に説明する。下記式(1)に示すデータ列は、例えば、4時から24時までの期間を2時間幅で分割した各期間の回生判定指標値Vrの平均値を含む。例えば、データX1は、4時~6時における回生判定指標値Vrの平均値であり、データXnは、22時~24時における回生判定指標値Vrの平均値であり、n=10である。 Here, an example of the process of determining the second regeneration determination threshold Vs_th by regression analysis will be specifically described. The data string shown in the following formula (1) includes, for example, the average value of the regeneration determination index value Vr for each period obtained by dividing the period from 4:00 to 24:00 into two-hour intervals. For example, data X1 is the average value of the regeneration determination index value Vr from 4:00 to 6:00, and data Xn is the average value of the regeneration determination index value Vr from 22:00 to 24:00, where n=10.
回生判定指標値Vrの平均値の変化点をvとすると、閾値決定部33は、データ列モデルとして、例えば、k次の自己回帰モデルを用いる。かかる自己回帰モデルは、下記式(2)が与えられるときのxiの条件付き確率密度関数が下記式(3)で与えられるモデルである。
If the change point of the average value of the regeneration determination index value Vr is v, the threshold
上記式(3)において、「ωv」は、下記式(4)で表される。閾値決定部33は、下記式(5)に示す下記式(4)のパラメータを、例えば、最尤法などを用いて推定する。
In the above formula (3), "ω v " is expressed by the following formula (4): The
ここで、上記式(4)によって算出されるωvの推定値を「ω^v」とすると、閾値決定部33は、下記式(6)の演算を行う。vに関する最小値であるv*が、下記式(7)を満たすときに、「v*」を変曲点とみなし、かかる変曲点を第2の回生判定閾値Vs_thとして決定する。下記式(7)において、「δ」は、閾値である。
Here, if the estimated value of ωv calculated by the above formula (4) is "ω^ v ", the
なお、回帰分析による第2の回生判定閾値Vs_thの決定処理は、上述した例に限定されない。また、閾値決定部33は、例えば、上記式(1)に示すデータ列と回生電力が発生した架線電圧Vsとの組み合わせを複数含むデータセットに基づいて機械学習によって生成された学習モデルを用いて、第2の回生判定閾値Vs_thとして決定することもできる。この場合、学習モデルには、上記式(1)に示すデータ列が入力され、学習モデルから電気車1が回生動作をしているか否かの判定結果が出力される。また、かかる学習モデルは、例えば、ニューラルネットワークである。
The process of determining the second regeneration judgment threshold Vs_th by regression analysis is not limited to the above example. The
また、閾値決定部33は、記憶部32に記憶された情報に基づいて、次回の運行期間が開始される前の架線電圧Vsである無負荷電圧と第2の回生判定閾値Vs_thとを比較する。閾値決定部33は、第2の回生判定閾値Vs_thと無負荷電圧との差が予め設定された値以下である場合、無負荷電圧に予め設定された値を加えた値を第2の回生判定閾値Vs_thに決定することができる。
The
また、閾値決定部33は、記憶部32に記憶された情報に基づいて、今回判定した第2の回生判定閾値Vs_thから過去に判定した第2の回生判定閾値Vs_thを減算した値が予め設定された値以下である場合に、無負荷電圧に予め設定された値を加えた値を第2の回生判定閾値Vs_thに決定することができる。過去に判定した第2の回生判定閾値Vs_thは、前々回の運行期間に判定した第2の回生判定閾値Vs_th、または過去3日以上前までの各々の運行期間で判定した第2の回生判定閾値Vs_thの平均値である。
Furthermore, based on the information stored in the
上述した処理では、閾値決定部33は、架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_thである場合の回生判定指標値Vrの平均値に対して予め設定された係数kを乗算した結果を第1の回生判定閾値Vr_thとして決定するが、第1の回生判定閾値Vr_thは固定値であってもよい。例えば、閾値決定部33は、nパルス整流器82が6パルス整流器の場合である場合、6パルス整流器用の設定値に予め設定された係数k1を乗算した結果を第1の回生判定閾値Vr_thとして決定する。また、閾値決定部33は、nパルス整流器82が12パルス整流器の場合である場合、12パルス整流器用の設定値に予め設定された係数k2を乗算した結果を第1の回生判定閾値Vr_thとして決定する。
In the above-described process, the
また、閾値決定部33は、記憶部32に記憶された情報に基づいて、過去に判定した第1の回生判定閾値Vr_thから今回判定した第1の回生判定閾値Vr_thを減算した値が予め設定された値以下である場合に、今回判定した第1の回生判定閾値Vr_thに予め設定された値を加えた値または過去に判定した第1の回生判定閾値Vr_thを第1の回生判定閾値Vr_thに決定することができる。過去に判定した第1の回生判定閾値Vr_thは、前日または前々日に判定した第1の回生判定閾値Vr_th、または過去2日以上前までの各々の日で判定した第1の回生判定閾値Vr_thの平均値である。
Furthermore, based on the information stored in the
閾値決定部33は、上述した処理によって、例えば、ノイズの影響によって誤った値を第1の回生判定閾値Vr_thおよび第2の回生判定閾値Vs_thとして設定することを防止することができる。
By performing the above-described processing, the
つづいて、フローチャートを用いて駅舎電源操作盤12による処理を説明する。図8は、実施の形態1にかかる駅舎電源操作盤の回生動作判定部による回生判定処理の一例を示すフローチャートである。駅舎電源操作盤12の回生動作判定部30は、図8に示す処理を繰り返し実行する。
Next, the processing by the station power
図8に示すように、駅舎電源操作盤12の回生動作判定部30は、架線電圧Vsの情報とリップル電圧Vnの情報とを主回路部11から取得する(ステップS10)。次に、回生動作判定部30は、架線電圧Vsをリップル電圧Vnで除算することによって、回生判定指標値Vrを算出する(ステップS11)。そして、回生動作判定部30は、架線電圧Vsの情報と回生判定指標値Vrの情報とを記憶部32に記憶する(ステップS12)。
As shown in FIG. 8, the regenerative
次に、回生動作判定部30は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であり、且つ架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上であるか否かを判定する(ステップS13)。回生動作判定部30は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であり、且つ架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上であると判定した場合(ステップS13:Yes)、回生動作をしていると判定し、判定した結果を電力変換部20へ出力する(ステップS14)。また、回生動作判定部30は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であるときの架線電圧Vsの情報を記憶部32に記憶する(ステップS15)。
Next, the regenerative
回生動作判定部30は、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上ではないと判定した場合、または架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上ではないと判定した場合(ステップS13:No)、またはステップS15の処理が終了した場合、図8に示す処理を終了する。
If the regeneration
図9は、実施の形態1にかかる駅舎電源操作盤の閾値決定部による第1の閾値判定処理の一例を示すフローチャートである。駅舎電源操作盤12の閾値決定部33は、例えば、図9に示す閾値判定処理を次回の運行期間が開始される前に実行する。
Figure 9 is a flowchart showing an example of a first threshold determination process by the threshold determination unit of the station power supply control panel according to the first embodiment. The
図9に示すように、駅舎電源操作盤12の閾値決定部33は、過去の運行期間における架線電圧Vsの情報と回生判定指標値Vrの情報とを記憶部32から取得する(ステップS20)。次に、閾値決定部33は、架線電圧Vsと回生判定指標値Vrとの関係を示すヒストグラムを生成する(ステップS21)。ステップS21の処理で生成されるヒストグラムは、例えば、図7に示すヒストグラムである。
As shown in FIG. 9, the
次に、閾値決定部33は、ステップS21で生成したヒストグラムに基づいて、第2の回生判定閾値Vs_thを決定する(ステップS22)。閾値決定部33は、ステップS22の処理が終了した場合、図9に示す処理を終了する。
Next, the
図10は、実施の形態1にかかる駅舎電源操作盤の閾値決定部による第2の閾値判定処理の一例を示すフローチャートである。駅舎電源操作盤12の閾値決定部33は、例えば、図10に示す閾値判定処理を次回の運行期間が開始される前に実行する。
Figure 10 is a flowchart showing an example of a second threshold determination process by the threshold determination unit of the station power supply control panel according to the first embodiment. The
図10に示すように、駅舎電源操作盤12の閾値決定部33は、前回の運行期間における架線電圧Vsの情報と回生判定指標値Vrの情報とを記憶部32から取得する(ステップS30)。次に、閾値決定部33は、架線電圧Vsと回生判定指標値Vrとの回帰曲線を算出し(ステップS31)、算出した回帰曲線の変曲点に基づいて、第2の回生判定閾値Vs_thを決定する(ステップS32)。閾値決定部33は、ステップS32の処理が終了した場合、図10に示す処理を終了する。
As shown in FIG. 10, the
上述した処理では、回生動作判定部30は、例えば、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上であり、且つ架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上である場合に、回生動作をしていると判定するが、回生動作の判定方法は、かかる例に限定されない。例えば、回生動作判定部30は、架線電圧Vsを第2の回生判定閾値Vs_thと比較することなく、回生判定指標値Vrが第1の回生判定閾値Vr_th以上である場合に、回生動作をしていると判定することもできる。
In the above-described process, the regenerative
また、リップル電圧検出部22は、nパルス整流器82が6パルス整流器である場合、6次の周波数の成分をリップル電圧Vnとして検出し、nパルス整流器82が12パルス整流器である場合、12次の周波数の成分をリップル電圧Vnとして検出するがかかる例に限定されない。
In addition, when the n-
例えば、リップル電圧検出部22は、6次の周波数の成分と12次の周波数の成分とを各々リップル電圧Vnとして検出することもできる。この場合、回生動作判定部30は、架線電圧Vsと2つのリップル電圧Vnの各々との比を回生判定指標値Vrとして算出する。回生動作判定部30は、これら2つの回生判定指標値Vrのいずれかが第1の回生判定閾値Vr_th以上であり、且つ架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上である場合に、回生動作をしていると判定する。
For example, the ripple
また、リップル電圧検出部22は、n次の高調波成分以外の高調波成分について周波数成分の解析を行うこともできる。例えば、リップル電圧検出部22は、変電所8のnパルス整流器82が12パルス整流器である場合、11次の周波数および13次の周波数の各々についてリップル電圧Vn1,Vn2を検出することもできる。リップル電圧Vn1は、11次の周波数についてのリップル電圧Vnであり、リップル電圧Vn2は、13次の周波数についてのリップル電圧Vnである。回生動作判定部30は、架線電圧Vsと2つのリップル電圧Vn1,Vn2の各々との比を回生判定指標値Vr1,Vr2として算出する。
The ripple
回生動作判定部30は、これら2つの回生判定指標値Vr1,Vr2が第1の回生判定閾値Vr1_th,Vr2_th以上であり、且つ架線電圧Vsが第2の回生判定閾値Vs_th以上である場合に、回生動作をしていると判定する。第1の回生判定閾値Vr1_thは、回生判定指標値Vr1に対応する回生判定指標値Vrである。第1の回生判定閾値Vr2_thは、回生判定指標値Vr2に対応する回生判定指標値Vrである。
The regenerative
図11は、実施の形態1にかかる駅舎電源装置の駅舎電源操作盤のハードウェア構成の一例を示す図である。図11に示すように、駅舎電源装置10の駅舎電源操作盤12は、プロセッサ101と、メモリ102と、入出力インタフェイス103と、ディスプレイ104とを備えるコンピュータを含む。
Figure 11 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a station power supply control panel of a station power supply device according to
プロセッサ101、メモリ102、入出力インタフェイス103、およびディスプレイ104は、例えば、バス105によって互いに情報の送受信が可能である。記憶部32は、メモリ102によって実現される。表示部35は、ディスプレイ104によって実現される。プロセッサ101は、メモリ102に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、回生動作判定部30、記憶処理部31、閾値決定部33、および制御部34などの機能を実行する。プロセッサ101は、例えば、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。
The processor 101,
メモリ102は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、およびEEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)のうち一つ以上を含む。また、メモリ102は、コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録された記録媒体を含む。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。なお、駅舎電源操作盤12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。
The
以上のように、実施の形態1にかかる駅舎電源装置10は、架線電圧検出部21と、リップル電圧検出部22と、回生動作判定部30と、を備える。架線電圧検出部21は、電気車1に接続される架線2の電圧である架線電圧Vsを検出する。リップル電圧検出部22は、架線電圧検出部21によって検出された架線電圧Vsに含まれるリップル成分の電圧であるリップル電圧Vnを検出する。回生動作判定部30は、架線電圧検出部21によって検出された架線電圧Vsとリップル電圧検出部22によって検出されたリップル電圧Vnとの比である回生判定指標値Vrを算出し、算出した回生判定指標値Vrに基づいて、電気車1が回生動作をしているか否かを判定する。これにより、駅舎電源装置10は、電気車1が回生動作をしているか否かの判定の精度を向上させることができる。
As described above, the station building
また、回生動作判定部30は、回生判定指標値Vrと第1の回生判定閾値Vr_thとの比較結果に基づいて、電気車1が回生動作をしているか否かを判定する。第1の回生判定閾値Vr_thは、予め設定された第1の閾値の一例である。これにより、駅舎電源装置10は、電気車1が回生動作をしているか否かの判定の精度を容易に向上させることができる。
The regenerative
また、回生動作判定部30は、回生判定指標値Vrと第1の回生判定閾値Vr_thとの比較結果と、架線電圧Vsと第2の回生判定閾値Vs_thとの比較結果とに基づいて、電気車1が回生動作をしているか否かを判定する。第2の回生判定閾値Vs_thは、予め設定された第2の閾値の一例である。これにより、駅舎電源装置10は、電気車1が回生動作をしていると判定したときの架線電圧Vsが無負荷電圧を下回ることを防止することができる。
The regenerative
また、駅舎電源装置10は、回生動作判定部30によって過去に算出された回生判定指標値Vrと架線電圧検出部21によって過去に検出された架線電圧Vsとの関係に基づいて、第2の回生判定閾値Vs_thを決定する閾値決定部33を備える。これにより、駅舎電源装置10は、路線毎に架線2への電圧供給状態が異なる場合であっても、第2の回生判定閾値Vs_thを自動で生成することができる。
The station building
また、閾値決定部33は、回生動作判定部30によって過去に算出された回生判定指標値Vrと架線電圧検出部21によって過去に検出された架線電圧Vsに基づいて、回生判定指標値Vrと架線電圧Vsとの関係を示すヒストグラムを生成し、生成したヒストグラムに基づいて第2の回生判定閾値Vs_thを決定する。これにより、駅舎電源装置10は、第2の回生判定閾値Vs_thを精度よく決定することができる。
The
また、閾値決定部33は、回生動作判定部30によって過去に算出された回生判定指標値Vrと架線電圧検出部21によって過去に検出された架線電圧Vsとを用いた回帰分析によって第2の回生判定閾値Vs_thを決定する。これにより、駅舎電源装置10は、第2の回生判定閾値Vs_thを精度よく決定することができる。
The
また、架線2は、3相電圧を整流するnパルス整流器82から電圧が供給され、nは、6の倍数である。リップル電圧検出部22は、3相電圧の基本周波数のn倍の周波数の成分であるn次の高調波成分の電圧をリップル電圧Vnとして検出する。これにより、駅舎電源装置10は、電気車1が回生動作をしているか否かの判定の精度を向上させることができる。
The
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。 The configurations shown in the above embodiments are merely examples, and may be combined with other known technologies. Parts of the configurations may be omitted or modified without departing from the spirit of the invention.
1 電気車、2 架線、3 レール、6 高圧配電系統、7 駅舎、8 変電所、10 駅舎電源装置、11 主回路部、12 駅舎電源操作盤、20 電力変換部、21 架線電圧検出部、22 リップル電圧検出部、30 回生動作判定部、31 記憶処理部、32 記憶部、33 閾値決定部、34 制御部、35 表示部、40 指標値算出部、41 比較部、42 判定結果出力部、71,81 変圧器、72 駅負荷、731,732,・・・,73m 駅舎設備、82 nパルス整流器。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記架線電圧検出部によって検出された前記架線の電圧に含まれるリップル成分の電圧であるリップル電圧を検出するリップル電圧検出部と、
前記架線電圧検出部によって検出された前記架線の電圧と前記リップル電圧検出部によって検出された前記リップル電圧との比を算出し、算出した前記比に基づいて、前記電気車が回生動作をしているか否かを判定する回生動作判定部と、
前記回生動作判定部によって過去に算出された前記比と、前記架線電圧検出部によって過去に検出された前記架線の電圧との関係に基づいて、第2の閾値を決定する閾値決定部と、を備え、
前記回生動作判定部は、
前記比と予め設定された第1の閾値との比較結果と、前記第2の閾値との比較結果とに基づいて、前記電気車が回生動作をしているか否かを判定する
ことを特徴とする駅舎電源装置。 an overhead line voltage detection unit that detects a voltage of an overhead line connected to an electric vehicle;
a ripple voltage detection unit that detects a ripple voltage, which is a voltage of a ripple component included in the voltage of the overhead line detected by the overhead line voltage detection unit;
a regenerative operation determination unit that calculates a ratio between the voltage of the overhead line detected by the overhead line voltage detection unit and the ripple voltage detected by the ripple voltage detection unit, and determines whether or not the electric car is performing a regenerative operation based on the calculated ratio; and
a threshold value determination unit that determines a second threshold value based on a relationship between the ratio previously calculated by the regenerative operation determination unit and a voltage of the overhead line previously detected by the overhead line voltage detection unit,
The regenerative operation determination unit is
Whether or not the electric vehicle is performing a regenerative operation is determined based on a comparison result between the ratio and a first threshold value that is set in advance and a comparison result between the ratio and a second threshold value.
A station building power supply device characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の駅舎電源装置。 The station building power supply device according to claim 1 , wherein the ratio is a ratio of the voltage of the overhead line to the ripple voltage.
前記回生動作判定部によって過去に算出された前記比と前記架線電圧検出部によって過去に検出された前記架線の電圧とに基づいて、前記比と前記架線の電圧との関係を示すヒストグラムを生成し、生成した前記ヒストグラムに基づいて前記第2の閾値を決定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の駅舎電源装置。 The threshold determination unit:
The station building power supply device according to claim 1 or 2, characterized in that a histogram showing a relationship between the ratio calculated in the past by the regenerative operation determination unit and the voltage of the overhead line detected in the past by the overhead line voltage detection unit is generated, and the second threshold is determined based on the generated histogram.
前記回生動作判定部によって過去に算出された前記比と前記架線電圧検出部によって過去に検出された前記架線の電圧とを用いた回帰分析によって前記第2の閾値を決定する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の駅舎電源装置。 The threshold determination unit:
The station building power supply device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the second threshold value is determined by regression analysis using the ratio previously calculated by the regenerative operation determination unit and the overhead line voltage previously detected by the overhead line voltage detection unit.
nを6の倍数とした場合に、3相電圧を整流するnパルス整流器から電圧が供給され、
前記リップル電圧検出部は、
前記3相電圧の周波数のn倍の周波数の成分であるn次の高調波成分の電圧を前記リップル電圧として検出する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の駅舎電源装置。 The overhead line is
The voltage is supplied from an n-pulse rectifier that rectifies the three-phase voltage, where n is a multiple of 6.
The ripple voltage detection unit is
5. The station building power supply device according to claim 1 , wherein a voltage of an n-th harmonic component, which is a component with a frequency n times the frequency of the three-phase voltage, is detected as the ripple voltage.
前記第1のステップによって検出された前記架線の電圧に含まれるリップル成分の電圧であるリップル電圧を検出する第2のステップと、
前記第1のステップによって検出された前記架線の電圧と前記第2のステップによって検出された前記リップル電圧との比を算出する第3のステップと、
前記第3のステップによって過去に算出された前記比と、前記第1のステップによって過去に検出された前記架線の電圧との関係に基づいて、第2の閾値を決定する第4のステップと、
前記第3のステップで算出された前記比と予め設定された第1の閾値との比較結果と、前記第2の閾値との比較結果に基づいて、前記電気車が回生動作をしているか否かを判定する第5のステップと、を含む
ことを特徴とする回生判定方法。 A first step of detecting a voltage of an overhead line connected to an electric vehicle;
A second step of detecting a ripple voltage, which is a voltage of a ripple component included in the voltage of the overhead line detected in the first step;
A third step of calculating a ratio between the voltage of the overhead line detected in the first step and the ripple voltage detected in the second step;
a fourth step of determining a second threshold value based on a relationship between the ratio previously calculated in the third step and a voltage of the overhead line previously detected in the first step;
and a fifth step of determining whether or not the electric vehicle is performing regenerative operation based on a comparison result between the ratio calculated in the third step and a preset first threshold value and a comparison result between the ratio calculated in the third step and a preset first threshold value and a comparison result between the ratio calculated in the third step and a preset second threshold value.
前記第1のステップによって検出された前記架線の電圧に含まれるリップル成分の電圧であるリップル電圧を検出する第2のステップと、
前記第1のステップによって検出された前記架線の電圧と前記第2のステップによって検出された前記リップル電圧との比を算出する第3のステップと、
前記第3のステップによって過去に算出された前記比と、前記第1のステップによって過去に検出された前記架線の電圧との関係に基づいて、第2の閾値を決定する第4のステップと、
前記第3のステップで算出された前記比と予め設定された第1の閾値との比較結果と、前記第2の閾値との比較結果とに基づいて、前記電気車が回生動作をしているか否かを判定する第5のステップと、をコンピュータに実行させる
ことを特徴とする回生判定プログラム。 A first step of detecting a voltage of an overhead line connected to an electric vehicle;
A second step of detecting a ripple voltage, which is a voltage of a ripple component included in the voltage of the overhead line detected in the first step;
A third step of calculating a ratio between the voltage of the overhead line detected in the first step and the ripple voltage detected in the second step;
a fourth step of determining a second threshold value based on a relationship between the ratio previously calculated in the third step and a voltage of the overhead line previously detected in the first step;
a fifth step of determining whether or not the electric vehicle is performing a regenerative operation based on a comparison result between the ratio calculated in the third step and a preset first threshold value and a comparison result between the ratio calculated in the third step and a preset first threshold value and a comparison result between the ratio calculated in the third step and a preset second threshold value.
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