JPH01255443A - Power controller for dc electric railway - Google Patents

Power controller for dc electric railway

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Publication number
JPH01255443A
JPH01255443A JP63082629A JP8262988A JPH01255443A JP H01255443 A JPH01255443 A JP H01255443A JP 63082629 A JP63082629 A JP 63082629A JP 8262988 A JP8262988 A JP 8262988A JP H01255443 A JPH01255443 A JP H01255443A
Authority
JP
Japan
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power
substation
reference value
rectifier
variable
Prior art date
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Pending
Application number
JP63082629A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshimasa Shinsenji
秦泉寺 敏正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH01255443A publication Critical patent/JPH01255443A/en
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

PURPOSE:To restrict the maximum demand power of a DC substation to a contract power or less by operating the control angle of a rectifier in response to an input power amount to a plurality of DC substations for supplying powers to electric railways. CONSTITUTION:Input power amount calculating means 22 calculates a variable W1 from a momentary power P by a formula I, while input power amount calculating means 23 calculates a variable W2 by a formula II, a power amount reference unit 26 sets a reference value WP meeting contract power, and they are applied to a logic circuit 24. The circuit 24 calculates the value PP of the input power of a thyristor recitifier 17 by a formula III, and outputs it to a calculator 27. When it tends to become W1>=WP or W2<=WP, the output voltage of the rectifier 17 is reduced by a reference value PP-P to regulate the power of its own substation. On the other hand, in case of W1<WP and W2<WP, the control angle of the rectifier 17 is set to '0 deg.', i.e., the control rate is set to '1', and the power factor of the power source is set to '1'.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、直流電気鉄道用電力制御装置、特に共通の直
流電気鉄道に複数の直流変電所から電力供給を行うに当
って、1つの直流変電所の最大電力需要がその直流変電
所の契約電力を超えないように他の直流変電所を含めて
入力電力を調整するのに好適な直流電気鉄道用電力制御
装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention is directed to a power control device for a DC electric railway, particularly for supplying power from a plurality of DC substations to a common DC electric railway. The present invention relates to a DC electric railway power control device suitable for adjusting input power including other DC substations so that the maximum power demand of one DC substation does not exceed the contract power of that DC substation.

(従来の技術) 近年、直流電気鉄道の直流変電所の電力需要は列車の運
転頻度や編成車両数の増大と共に著しく大きくなってき
ている。電力料金を管理する立場からaえば、電気鉄道
を経済的に運用し電気料金を節減するためにも、直流変
電所における最大電力需要量が予め設定した上限値以内
に収まるように規制することは極めて重要なことである
(Prior Art) In recent years, the power demand of DC substations of DC electric railways has increased significantly as the frequency of train operation and the number of vehicles in the train have increased. From the standpoint of managing electricity rates, in order to operate electric railways economically and reduce electricity charges, it is necessary to regulate the maximum electricity demand at DC substations so that it falls within a preset upper limit. This is extremely important.

電気鉄道会社によっては線路の総延長が数十kmから数
百mにも達している。線路の延長が長くなるに従って、
列車に電力を供給する直流変電所の数も少ないところで
数箇所、多いところでは数十箇所にも及んでくる。電気
鉄道システムにおいては、通常、各直流変電所は直流き
電線を介して連係され、並列運転されている。
Depending on the electric railway company, the total length of the track ranges from several tens of kilometers to several hundred meters. As the line length increases,
The number of DC substations that supply electricity to trains ranges from a few in some places to several dozen in some places. In an electric railway system, each DC substation is usually linked via a DC feeder line and operated in parallel.

線路の延長が短く、1t!!所ないし数箇所以内の変電
所から列車に電力を供給できるときは、受電変電所にお
いて電力会社から3相交流電力の供給を受け、降圧した
後で、電気鉄道会社の自前の送電線で各直流変電所に送
電するシステムが採られている。
The length of the track is short, 1t! ! When power can be supplied to trains from one or more substations, three-phase AC power is supplied from the electric power company at the receiving substation, and after step-down, each DC power is transferred to the electric railway company's own transmission lines. A system is adopted to transmit power to a substation.

しかしながら、線路の総延長が長くなり、多数の直流変
電所からき電線に電力を供給しなければならない時には
、数箇所以上の受給地点において電力会社から交流電力
を買電するのが普通である。
However, when the total length of the line becomes long and power must be supplied to the feeder line from multiple DC substations, it is common to purchase AC power from the power company at several receiving points.

電力会社は需要家から受給地点ごとに電気料金を徴収し
ている。電気料金は、最大需要電力によって決まる基本
料金と実際の電力消費量によって決まる従量料金とから
成り立っている。このため電力会社は需要家ごとに電力
消費量のほかに最大需要電力を測定している。電力会社
は需要家側からの申請、あるいは前年度の最大電力需要
に基づいて、契約電力つまり基本料金の改定を行ってい
る。この契約に基づいて需要家は電力消費を契約電力の
+4%以下に規制するように義務付けられる。需要電力
の計4−1は瞬時電力を連続して積算し、=要時限(通
常は30分)ごとに積算値を零に復帰させる方法が採ら
れている。π要電力は負荷の力率を0.85とみなして
契約されるので、実質的には需要皮相電力の契約と考え
ることができる。
Electric power companies collect electricity charges from consumers at each receiving point. Electricity charges consist of a basic charge determined by the maximum power demand and a metered charge determined by the actual amount of power consumed. For this reason, power companies measure the maximum power demand for each customer in addition to the amount of power consumed. Electric power companies revise contracted power, or basic rates, based on applications from consumers or the previous year's maximum power demand. Based on this contract, consumers are required to limit their electricity consumption to 4% or less of the contracted electricity. For the total power demand 4-1, a method is adopted in which the instantaneous power is continuously integrated and the integrated value is returned to zero at every required time period (usually 30 minutes). Since the π required power is contracted assuming the power factor of the load to be 0.85, it can essentially be considered as a contract for the apparent power demand.

実際の基本料金は月ごとに負荷の平均力率を求め、次式
で力率を0.85から平均力率に換算した上で徴収され
る。
The actual basic charge is collected after calculating the average power factor of the load every month and converting the power factor from 0.85 to the average power factor using the following formula.

0.85   (契約電力に ・・・・・・・・・(1) 電気鉄道会社の場合は負荷の変動が激しく負荷率が悪い
ので、電気料金のかなりの比率を年間契約の基本料金が
占めている。受電地点が数箇所に分散される場合には、
契約電力の総和は1箇所で買電する場合よりもさらに多
くなる。これは、最大需要電力が同時には発生せず、時
間帯に応じて時間と共に都心側または郊外側に最大需要
電力地点が移動する性質があるためである。
0.85 (For contracted electricity... (1) In the case of electric railway companies, the load fluctuates widely and the load factor is poor, so the basic charge of the annual contract accounts for a large proportion of the electricity bill. If the power receiving points are distributed in several locations,
The total amount of contracted power will be even greater than if electricity is purchased at one location. This is because the maximum power demand does not occur at the same time, and the point of maximum power demand moves toward the city center or the suburbs over time depending on the time of day.

従来の直流変電所においては主に非制a型のシリコン整
流器が用いられている。したがって、電圧制御能力がな
いので、各列車はその近傍の変電所からほぼ定電圧の電
力の供給を受け、そのため余剰エネルギーは垂れ流しの
状態となっていた。
In conventional DC substations, uncontrolled A-type silicon rectifiers are mainly used. Therefore, since there was no voltage control capability, each train was supplied with almost constant voltage power from a nearby substation, and as a result, surplus energy was left flowing.

また、可制御型のサイリスタ整流器で整流した場合であ
っても、整流器の負荷の大きさと出力電圧の大きさとの
関係は最大負荷容量に合せて一義的に定めている。
Further, even when rectification is performed using a controllable thyristor rectifier, the relationship between the magnitude of the load of the rectifier and the magnitude of the output voltage is uniquely determined according to the maximum load capacity.

第8図は一般的な電気鉄道の直流変電システムを説明す
るための回路図である。同図において示すように、電気
車2には電車線1から直流電力の供給がなされ、帰路電
流はレール3を介して流れる。電車線1には2つの直流
変電所AとBが接続され、それぞれ交流系統ACからの
電力を直流に変換して電車線1に供給している。各直流
変電所A、Bはそれぞれ整流器用変圧器13と、交直変
換用のシリコン整流器14と、き重用高速度遮断器15
.16とで構成されている。なお、交流系統ACからの
入力交流電力は変流器11で−III定された電流と回
路電圧とに基づいて電力計12によってapl定される
FIG. 8 is a circuit diagram for explaining a general electric railway DC substation system. As shown in the figure, the electric car 2 is supplied with DC power from the overhead contact line 1, and the return current flows through the rail 3. Two DC substations A and B are connected to the overhead contact line 1, each converting power from an AC system AC into DC and supplying the converted DC to the overhead contact line 1. Each DC substation A, B has a rectifier transformer 13, a silicon rectifier 14 for AC/DC conversion, and a heavy duty high speed circuit breaker 15.
.. It consists of 16. Note that the input AC power from the AC system AC is determined by the wattmeter 12 as apl based on the current and circuit voltage determined by the current transformer 11.

いま、電気車2が直流変電所Aの直下の0点をカ行で通
過しているときの両直流変電所A、Bの各負荷分担を第
9図に示す。第9図は0点における直流変電所Aの負荷
特性曲線L1、同じく直流変電所Bの負荷特性曲線L2
、および両直流変電所A、  Bの合成負荷特性曲線L
3を示すもので、直流変電所Aが負荷?ti流!9を負
担し、直流変電所Bが負荷電流IBを負担し、トータル
で負荷電流I。=IA+lBの電流か供給されているこ
とを示している。
Now, when the electric car 2 is passing the 0 point directly below the DC substation A in a row, the load sharing between the two DC substations A and B is shown in FIG. Figure 9 shows the load characteristic curve L1 of DC substation A at point 0, and the load characteristic curve L2 of DC substation B.
, and the composite load characteristic curve L of both DC substations A and B.
3, is DC substation A the load? Ti style! 9, and DC substation B bears the load current IB, making the total load current I. This shows that a current of =IA+1B is supplied.

両直流変電所A、Bの負荷分担はシリコン整流器14の
無負荷電圧、電圧変動率および電車線1の回路抵抗で決
定され、調整の余地は全く無い。
The load sharing between the two DC substations A and B is determined by the no-load voltage of the silicon rectifier 14, the voltage fluctuation rate, and the circuit resistance of the overhead contact line 1, and there is no room for adjustment.

第8図および第9図から明らかなように、電気車2が直
流変電所Aの直下の0点を通過している時、負荷電流I
。の大部分は直流変電所Aが負担している。
As is clear from FIGS. 8 and 9, when the electric car 2 passes through the zero point directly below the DC substation A, the load current I
. The majority of this is borne by DC substation A.

以上のように直流変電所自体に電圧制御能力の無い給電
方式によると、最大電力=要二を想定した設定を行うし
かない。
As described above, according to the power supply system in which the DC substation itself does not have voltage control capability, the only option is to make settings assuming maximum power = 2.

ところが、近年、電力の需要家は電気料金の節減のため
に電力管理に強い関心を示しており、きめ細かな管理を
行うように成ってきている。このことは電気鉄道会社も
例外ではない。ところが、電気鉄道会社の電力システム
はき電系統が直線状に延び、負荷となる列車がき電系統
に沿って移動し、しかも頻繁にオンオフを繰り返す特異
なものである。
However, in recent years, electricity consumers have shown strong interest in power management in order to reduce electricity charges, and have begun to perform detailed management. Electric railway companies are no exception to this. However, the power system of an electric railway company is unique in that the feeder system extends in a straight line, the trains serving as loads move along the feeder system, and the power is turned on and off frequently.

かかる問題に対処するために、第8図の直流変電所のシ
リコン整流器をサイリスク整流器に置き換えて電圧制御
機能を持たせた構成とすることが考えられる。このよう
な観点から第10図に例示するような電力システムを考
えてみる。第10図においては、直流変電所Aは整流器
用変圧器13からの交流をサイリスタ整流器17で整流
してき重用高速度遮断器15.16を介して電車線1に
供給している。
In order to deal with this problem, it is conceivable to replace the silicon rectifier in the DC substation shown in FIG. 8 with a silice rectifier to provide a voltage control function. From this perspective, consider a power system as illustrated in FIG. 10. In FIG. 10, a DC substation A rectifies alternating current from a rectifier transformer 13 with a thyristor rectifier 17 and supplies it to the overhead contact line 1 via heavy-duty high-speed circuit breakers 15 and 16.

いま、電気車2が直流変電所Aの直下の0点をカ行で通
過しているときの2つの直流変電所A。
Now, two DC substations A when the electric car 2 is passing the 0 point directly below the DC substation A in a row.

Bの各負荷分担を第8図に示す。第8図は0点における
直流変電所Aの制御率−1の時の負荷特性曲線L1、同
じく直流変電所Bの負荷特性曲線L2、両直流変電所A
、  Bの合成負荷特性曲線L3、直流変電所Aの制御
率く1の時の負荷特性曲線L4、および直流変電所Aの
電圧制御時の合成負荷特性曲線L5を示すものである。
Figure 8 shows the load sharing for B. Figure 8 shows the load characteristic curve L1 of DC substation A at point 0 when the control rate is -1, the load characteristic curve L2 of DC substation B, and both DC substations A.
, B shows a composite load characteristic curve L3 of DC substation A, a load characteristic curve L4 of DC substation A when the control rate is 1, and a composite load characteristic curve L5 of DC substation A when the voltage is controlled.

直流変電所Aに負荷電流!  ’  (1<1  ’<
lA)を負担さ^     BA せ、直流変電所Bに負荷電流1’(1<B ■B′(IA′)を負担させ、トータルで負荷電流1 
 ’  (−10)の電流が供給されていることを示し
ている。
Load current at DC substation A! '(1<1'<
lA) ^ BA Then, DC substation B is made to bear the load current 1'(1<B■B'(IA'), and the total load current is 1.
'(-10) current is being supplied.

第10図および第11図から明らかなように直流変電所
A側にサイリスタ整流器17を配置して電圧制御能力を
持たせることによって、第8図における直流変電所Aの
負荷電流IAおよび直流変電所Bの負荷電流IBに代え
て直流変電所Aに負荷電流IA′を負担させ、直流変電
所Bに負荷電流1 u ’ を負担させることによって
、ピーク負荷に対する分担を軽減し、これによって直流
変電所Aのサイリスタ整流器17の容量は電圧制御を行
わない場合に比べて小さなもので良くなる。
As is clear from FIGS. 10 and 11, by arranging the thyristor rectifier 17 on the DC substation A side to provide voltage control capability, the load current IA of DC substation A in FIG. By making DC substation A bear the load current IA' in place of the load current IB of B, and making DC substation B bear the load current 1 u', the share of the peak load is reduced. The capacity of the thyristor rectifier 17 of A can be smaller than that in the case where voltage control is not performed.

(発明が解決しようとする課題) 従来の電力管理の方式によると、き電線への出力電圧を
制御することが全く出来ないために各直流変電所で最大
電力需要量を想定した電力設定を行うか、あるいは出力
電圧は負荷の瞬時値の関数として一義的に与えるしかな
い。したがって、直流変電所の最大電力雷要を契約電力
以下に規制する機能がなく、しかも整流器の位相を制御
して電圧制御を行うと力率が悪くなるという欠点が生ず
る。
(Problem to be solved by the invention) According to the conventional power management method, it is not possible to control the output voltage to the feeder line at all, so power settings are made assuming the maximum power demand at each DC substation. Alternatively, the output voltage must be given uniquely as a function of the instantaneous value of the load. Therefore, there is no function to regulate the maximum power requirement of the DC substation to be less than the contract power, and furthermore, if voltage control is performed by controlling the phase of the rectifier, the power factor deteriorates.

したがって、本発明は、上記従来技術の課題を解決し、
直流変電所の最大需要電力を契約電力量ドに規制し、経
済的な電力管理を可能とする直流電気鉄道用電力制御装
置を提供することを目的とするものである。
Therefore, the present invention solves the problems of the prior art described above,
The object of the present invention is to provide a DC electric railway power control device that regulates the maximum power demand of a DC substation to the contracted power amount and enables economical power management.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するために本発明は、直流電気鉄道に電
力を供給する直流変電所の入力電力を検出する電力調整
手段と、電力調整手段によって検出された瞬時電力を一
定のサンプリング周期で全=要時限にわたって積分した
ときに得られる電力量を表わす第1の食散を連続的に演
算する第1の電力量演算手段と、電力調整手段によって
検出された瞬時電力を一定のサンプリング周期で全需要
時限よりも短い時限にわたって積分したときに得られる
電力量を表わす第2の変数を連続的に演算する第2の電
力量演算手段と、入力電力の許容値に見合った電力消費
量の基準値を設定する括準値設定手段と、電力量を表わ
す第1の変数および第2の変数と電力消費量の基準値と
を突き合わせ直流変電所の整流装置の入力電力の基準値
を演算する入力電力基準演算手段と、電力量を表わす変
数が電力消費量の基準値を超えた時に入力電力の基dP
値に従い整流装置の位相制御を行って整流装置の出力電
圧を下げ入力電力を抑制する電力調整手段とを−一えた
ことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides power adjustment means for detecting input power of a DC substation that supplies power to a DC electric railway, and instantaneous power detected by the power adjustment means. a first power amount calculation means that continuously calculates a first dissipation representing the amount of power obtained when the power is integrated over the total required time period at a constant sampling period; and an instantaneous amount detected by the power adjustment means. a second power amount calculation means that continuously calculates a second variable representing the amount of power obtained when the power is integrated over a time period shorter than the total demand time period at a constant sampling period; A standard value setting means for setting a standard value of power consumption corresponding to the power consumption, and a first variable and a second variable representing the power amount are compared with the standard value of power consumption to determine the input power of the rectifier of the DC substation. an input power standard calculation means for calculating a reference value of the input power;
The present invention is characterized in that it includes a power adjustment means that performs phase control of the rectifier according to the value, lowers the output voltage of the rectifier, and suppresses input power.

(作 用) 本発明によれば、直流変電所への入力電力を検出し、こ
れを2[類の時限でそれぞれ積算してこれらを許容電力
と比較し、この比較結果に基づきこの直流変電所の整流
装置を操作して電圧制御することにより自変電所の負荷
抑制を行う。これにより、自変電所の整流装置と、き電
線を介して並列に運転される隣接変電所の整流装置との
間で負荷分担を調整する機能をもたせることができる。
(Function) According to the present invention, the input power to the DC substation is detected, this is integrated in each of the two time periods, and these are compared with the allowable power, and based on the results of this comparison, the DC substation The load on the substation is reduced by operating the rectifier of the substation and controlling the voltage. Thereby, it is possible to provide a function of adjusting load sharing between the rectifier of the own substation and the rectifier of the adjacent substation operated in parallel via the feeder line.

(実施例) 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る電力制御装置の回路構
成図である。同図において、入力電力検出部21は電力
計12で検出した電力値から瞬時電力p (t)を検出
してこれを第1の電力量演算部22及び第2の電力量演
算部23に与える。第1の電力量演算部22は瞬時電力
p (t)をサンプリング周期ΔTで需要時限Tの期間
積分したときに得られる電力量を表わす時間の第1の変
数W1(t)を W、、(t)−Wl (を−ΔT) + IP(t) 
−P(t−T))  ΔT   ・・・・・・(2)な
る演算式に基づいて連続的に演算し、これを論理回路2
4に与える。一方、第2の電力量演算部23は瞬時電力
P Q)をサンプリング周期ΔTで=要時限Tの期間よ
りも短い時限k”T(0<kく1)の間積分したときに
得られる電力量を表わす時間の第2の変数W2(t)を W  (t)−W2 (t−ΔT) + IP(t)−
P(t−T)l  ΔT   ・・・・・・(3)なる
演算式に基づいて連続的に演算し、これを論理回路24
に与える。電力量基準値設定部26は契約電力P に見
合った基準値W を p W くP ΦT    ・・・・・・・・・(4)C なる条件に基づいて設定し、これを論理回路24に与え
る。論理回路24は以上の各入力信号である第1の変数
W(t)、第2の変数W2(t)、基準値W を論理的
に演算してサイリスタ整流器17の入力電力の基準値P
  (t)をP  (L) −f (W  、 W  
(L)、W2(L))9       pl ・・・・・・・・・(5) なる関数に基づき演算して、その結果を基準値として減
算器27に送出する。減算器27は基準値P (【)か
ら入力電力の瞬時値P(【)を減算し、その差P  (
L)−P(L)をゲート制御部25に与え、サイリスタ
整流器17のゲート制御を行う。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power control device according to an embodiment of the present invention. In the same figure, an input power detection unit 21 detects instantaneous power p (t) from the power value detected by a wattmeter 12 and supplies it to a first power amount calculation unit 22 and a second power amount calculation unit 23. . The first power amount calculation unit 22 calculates a first time variable W1(t) representing the power amount obtained when the instantaneous power p (t) is integrated over a period of demand time T with a sampling period ΔT as W, , ( t)-Wl (-ΔT) + IP(t)
-P(t-T)) ΔT ...... Continuously calculates based on the calculation formula (2), and then calculates this in the logic circuit 2.
Give to 4. On the other hand, the second electric power calculation unit 23 calculates the electric power obtained when the instantaneous electric power P The second variable W2(t) representing the amount of time is defined as W (t)-W2 (t-ΔT) + IP(t)-
P(t-T)l ΔT . . . Continuously calculates based on the calculation formula (3)
give to The electric energy standard value setting unit 26 sets a standard value W commensurate with the contract electric power P based on the condition p W , P ΦT (4)C, and sends this to the logic circuit 24. give. The logic circuit 24 logically operates the first variable W(t), the second variable W2(t), and the reference value W, which are the above input signals, to determine the reference value P of the input power of the thyristor rectifier 17.
(t) as P (L) −f (W , W
(L), W2(L))9 pl (5) The calculation is performed based on the following function, and the result is sent to the subtracter 27 as a reference value. The subtracter 27 subtracts the instantaneous value P([) of the input power from the reference value P([), and the difference P(
L)-P(L) is given to the gate control section 25 to perform gate control of the thyristor rectifier 17.

基準値W に対して実際の電力量を表わす変数W(【)
が増加して w、 (t)≧W、   ・・・・・・・・・(6)ま
たは W2(t)≧W、   ・・・・・・・・・(7)とな
ろうとする場合、サイリスク整流器17の制御角の基準
値P  (t)−P(t)によってサイリスタ整流器1
7の出力電圧を下げて0号変電所の電力を調整し、一方
、基準値W に対して実際の電力量を表わす変数Wi(
t)が wl(t)<w、      ・・・・・・・・・(8
)となり、かつ W2(t)くWp     ・・・・・・・・・(9)
となった時にはサイリスク整流′a17の制御角を00
、すなわち$11 ga率を“1″として電源側の力率
を“1“とする。
Variable W ([) that represents the actual amount of electricity with respect to the reference value W
If w increases and w, (t)≧W, ・・・・・・・・・(6) or W2(t)≧W, ・・・・・・・・・(7), The reference value P(t)-P(t) of the control angle of the thyristor rectifier 17 is determined by the thyristor rectifier 1.
The power of substation No. 0 is adjusted by lowering the output voltage of No. 7, while the variable Wi(
t) is wl(t)<w, ・・・・・・・・・(8
), and W2(t) decreases Wp ・・・・・・・・・(9)
When it becomes, the control angle of the sirisk rectifier 'a17 is set to 00.
That is, the $11 ga factor is set to "1" and the power factor on the power source side is set to "1".

ところで、負荷の力率は契約電力の観点からは“1”に
近い程良いことは明らかである。ところが、サイリスタ
整流器17の位相を制御すると一般に力率が悪くなる。
By the way, it is clear that the closer the power factor of the load is to "1", the better from the viewpoint of contract power. However, when the phase of the thyristor rectifier 17 is controlled, the power factor generally deteriorates.

これに対して、本実施例は電力契約が平均力率を月ごと
に皮相電力量とa動電力量とから求めていることに着目
して行われたものである。
On the other hand, this embodiment was developed by focusing on the fact that the average power factor is calculated monthly from the apparent power amount and the a-dynamic power amount in the power contract.

なお、第1図の構成では電力制御装置を機能ブロックご
とにデスクリートな形で示したが、本発明の実施はこれ
に限定されるものではなく、コンピュータを用いたシス
テムとして構成することもできる。第3図はかかる観点
から構成された本発明の他の実施例に係る電力制御装置
のブロック図である。同図において、A/D変換部37
は入力電力検出部21が電力計12で検出した電力値か
ら演算した瞬時電力P (t)をディジタル値に変換し
てこれをマイクロコンピュータ38に与える。
Note that in the configuration of FIG. 1, the power control device is shown in a discrete form for each functional block, but the implementation of the present invention is not limited to this, and can also be configured as a system using a computer. . FIG. 3 is a block diagram of a power control device according to another embodiment of the present invention constructed from this viewpoint. In the figure, A/D converter 37
The input power detection unit 21 converts the instantaneous power P (t) calculated from the power value detected by the wattmeter 12 into a digital value, and supplies this to the microcomputer 38 .

電力量基準値設定部26は契約電力P に見合った基準
値W を(4)式の条件に基づいて設定してマイクロコ
ンピュータ38にディジタル値で与える。マイクロコン
ピュータ38は入力された瞬時電力P (L)をサンプ
リング周期ΔTで需要時限Tの期間積分したときに得ら
れる電力量を表わす時間の変数W1(t)を(2)式に
基づいて連続的に演算すると共に入力された瞬時電力P
 (t)をサンプリング周期ΔTで需要時限Tより短い
時限k・Tの期間積分したときに得られる電力量を表わ
す時間の変数W2(t)を(3)式に基づいて連続的に
演算し、次に変数W、 (t) 、変数W2(t)及び
基準値WI)から入力電力の基準値Pp(t)を演算し
てこれを入力電力の瞬時値P (t)と突き合わせてサ
イリスタ整流器17の制御角を演算する。
The power amount reference value setting unit 26 sets a reference value W 2 commensurate with the contracted power P 2 based on the condition of equation (4), and provides it to the microcomputer 38 as a digital value. The microcomputer 38 continuously calculates the time variable W1(t) representing the amount of power obtained when the input instantaneous power P (L) is integrated over the period of the demand time T at the sampling period ΔT based on equation (2). The instantaneous power P input while calculating
Continuously calculates the time variable W2(t) representing the amount of electricity obtained when (t) is integrated over a time period k·T shorter than the demand time period T with a sampling period ΔT based on equation (3), Next, a reference value Pp(t) of the input power is calculated from the variable W, (t), the variable W2(t), and the reference value WI), and this is compared with the instantaneous value P(t) of the input power, and the thyristor rectifier 17 Calculate the control angle of

この制御角をゲート制御部25に与え、サイリスク整流
器17のゲート制御を行う。
This control angle is given to the gate control section 25 to perform gate control of the Sirisk rectifier 17.

第2図は第3図の構成において適用されるマイクロコン
ピュータの制御フローチャートを示すもので、特にサン
プリング周期ΔTごとに繰り返される制御フローを示す
ものである。ここでは説明の簡単のために、最大雪要電
力抑制はすでに動作状態にあって、サンプリング周期Δ
Tごとに所定のシーケンスを実行しているものとする。
FIG. 2 shows a control flowchart of the microcomputer applied to the configuration of FIG. 3, and particularly shows a control flow that is repeated every sampling period ΔT. For the sake of simplicity, we assume that the maximum snow power reduction is already in operation and that the sampling period Δ
It is assumed that a predetermined sequence is executed every T.

ステップS1では系を初期化して次のステップS2に移
行する。ステップS2では当該サンプリング周期におけ
る瞬時電力P を読込み、次のスチップS3で第1の変
数W1.n  ””Wl、n−1+(p−p)ΔT)を
計算する。しかる後にn      n−s ステップS4に移行して第2の変数W2.。(−W  
  +(P  −P  、)ΔT)を計算する。
In step S1, the system is initialized and the process moves to the next step S2. In step S2, the instantaneous power P in the sampling period is read, and in the next step S3, the first variable W1. n ””Wl, n-1+(p-p)ΔT). After that, the process moves to n n-s step S4 and the second variable W2. . (-W
+(P − P , )ΔT).

2、n−1n   n−3 次のステップS5では第1の変数W1.nを基準値W 
と比較して基準値を超えていなければ、ステツブS8′
で第2の変数W21.を基準値に−W、と比較する。こ
こでも基準値を超えていないと判定されれば入力電力を
規制する必要は無い訳であるから、次のステップS12
で入力電力の基準値P を入力電力の最大許容値P に
設定してステp                  
   pOツブS2に戻る。なお、ステップS3、ステ
ップS4の演算でサンプリング周期nにおける需要電力
の第1の変数W  1第2の変数W、、、は整流1、n 器用変圧器の交流巻線側に流れ込む電力からそれぞれ W   −W    +(P−P   )ΔT1、n 
  1.n−1n   n−m・・・・・・・・・(1
0) w    −w     +(p−p、)  ΔT2、
n    2.n−1n    n−J・・・・・・・
・・(U) で求めることができる。ここで、m−T/ΔT1j厳に
・m、O<k<1である。
2, n-1n n-3 In the next step S5, the first variable W1. n as the reference value W
If it does not exceed the standard value, step S8'
and the second variable W21. is compared with the reference value -W. Here too, if it is determined that the reference value is not exceeded, there is no need to regulate the input power, so the next step S12
Set the input power reference value P to the maximum allowable input power value P in Step
Return to pO tube S2. In addition, in the calculations in steps S3 and S4, the first variable W1, the second variable W, , , , of the power demand in the sampling period n is calculated as W from the power flowing into the AC winding side of the rectifier 1, n transformer, respectively. -W + (P-P)ΔT1,n
1. n-1n nm・・・・・・・・・(1
0) w −w + (p−p,) ΔT2,
n2. n-1n n-J・・・・・・
...(U) can be found. Here, m-T/ΔT1j is strictly m, O<k<1.

一方、ステップS5での判定でW、n>W、と判定され
た場合、今度はステップS6で第2の変数W2.nを基
準値に−W、と比較する。その結果、第2の変数W2.
。が基準値を超えていなければステップS9に移行し、
入力電力の基準値P をP  に設定し、この設定値が
入力電力の最大許n″+膳 8値P を超えていないか否かをステップSllO で判定して、超えていなければステップS2に戻る。一
方、基準値P の設定値P  が入力電力p     
      n−s の最大許容値P を超えていた場合は、ステップ912
で設定値をP としてステップS2に戻る。
On the other hand, if it is determined in step S5 that W,n>W, then in step S6 the second variable W2. Compare n with the reference value -W. As a result, the second variable W2.
. If does not exceed the reference value, proceed to step S9,
The reference value P of input power is set to P, and it is determined in step SllO whether or not this set value exceeds the maximum allowable input power n''+value P. If it is not exceeded, the process proceeds to step S2. Return.On the other hand, the set value P of the reference value P is the input power p
If the maximum allowable value P of n-s is exceeded, step 912
Then, the set value is set to P and the process returns to step S2.

p。p.

ステップS6の判定で第2の変数W2.nが基準値に・
W を超えていた場合、シーケンスはステラプS7に移
行して、今度は入力電力の基準値Wpにサンプリング周
期ΔTを積算した値をP  と比較する。この比較の結
果、W *ΔTがPn、、、llp を超えていなければステップS10で入力電力の基準値
P をW *へTに設定してステップS9p に移行する。一方、ステップS7の判断でW *ΔTが
P  を超えていればステップS9に移行n−■ して、入力電力の基準値P をP  に設定する。
In the determination in step S6, the second variable W2. n is the reference value.
If it exceeds W 2 , the sequence moves to step S7, where the value obtained by multiplying the reference value Wp of input power by the sampling period ΔT is compared with P 2 . As a result of this comparison, if W*ΔT does not exceed Pn, . On the other hand, if it is determined in step S7 that W*ΔT exceeds P, the process moves to step S9, and the reference value P of input power is set to P.

p     n−■ ステップS6の判定で第2の変数W2.。が基準値に−
W  を超えていなかった場合、シーケンスはステップ
S9に移行する。一方、ステップS8の判定で第2の変
数W2.nが基準値に−W、を超えていると判定されれ
ばステップSIOに移行する。
p n-■ In the determination in step S6, the second variable W2. . is the standard value -
If W has not been exceeded, the sequence moves to step S9. On the other hand, in the determination in step S8, the second variable W2. If it is determined that n exceeds the reference value -W, the process moves to step SIO.

なお、ステップS9.SIOで設定された入力車力基準
値P はステップSllで入力電力の最大許容値P を
超えていないかどうかかを判定して、p。
Note that step S9. It is determined in step Sll whether or not the input vehicle power reference value P set by the SIO exceeds the maximum allowable input power value P.

超えていなければステップS2に戻る。一方、基準値P
 の設定値が入力電力の最大許容値P をp     
                         
 pO超えていた場合は、ステップS12で設定値をP
 としてステップS2に戻る。
If not, the process returns to step S2. On the other hand, the reference value P
The setting value of the maximum allowable input power P is p

If it exceeds pO, the set value is changed to P in step S12.
The process returns to step S2.

O 以上の各実施例の構成によって電気鉄道の電力消費量を
抑制することが可能となるが、この場合の代表的な抑制
特性を第4図〜第7図の特性図に示す。第4図は電気鉄
道のシリコン整流装置の負6:I電流を午前5時頃から
8時間にわたって実測したときに得たデータの一例を示
すタイムチャートである。また、第4図のデータから演
算によって求めた霊要電力のタイムチャートを第5図に
示す。
O The configurations of the above embodiments make it possible to suppress the power consumption of electric railways, and typical suppression characteristics in this case are shown in the characteristic diagrams of FIGS. 4 to 7. FIG. 4 is a time chart showing an example of data obtained when the negative 6:I current of a silicon rectifier for an electric railway was actually measured for 8 hours from around 5 am. Further, FIG. 5 shows a time chart of the required power required by calculation from the data in FIG. 4.

一方、第7図は契約電力を2500Kv、に−0,5と
したときの抑制特性を示している。ここで、整流装置と
してはサイリスク整流装置を用いるものと仮定している
。第6図はこのときのサイリスタ整流装置の負荷電流を
先のデータを利用し”Cシミュレーションで求めたもの
である。各特性図から明らかなように、需要電力の大幅
な変動に対してサイリスタ整流装置の負荷電流を制御す
ることにより、実際の入力電力はダイナミックに、しか
も充分に抑制されている。
On the other hand, FIG. 7 shows the suppression characteristics when the contract power is 2500 Kv and -0.5. Here, it is assumed that a silice rectifier is used as the rectifier. Figure 6 shows the load current of the thyristor rectifier at this time, which was calculated using the previous data and the C simulation. By controlling the load current of the device, the actual input power is dynamically and significantly suppressed.

なお、上記各実施例では複数の直流変電所の1つにサイ
リスク整流装置を適用した場合を例示したが、すべての
直流変電所にサイリスク整流装置を適用して更(、[力
調整の自由度を持たせた系とすることもできる。
In addition, in each of the above embodiments, the case where the Cyrisk rectifier is applied to one of a plurality of DC substations is illustrated, but if the Cyrisk rectifier is applied to all DC substations, It is also possible to create a system with .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば電気鉄道に電力を供
給する複数の直流変電所への入力電力量に応じて整流器
の!IJ御角を操作することによって、直流変電所の電
力需要が契約電力を超えよ・)どしても、これを確実に
抑制することがMl能で、結で的に自変電所とき電線を
通じて並列に運転され7る他変電所との間での負荷分担
を調整する機能を持たぜることができる。
As described above, according to the present invention, the voltage of the rectifier is adjusted according to the amount of power input to a plurality of DC substations that supply power to electric railways. Even if the power demand at the DC substation exceeds the contracted power by operating the IJ power supply, it is possible to suppress this reliably, and it is necessary to connect the electric power to the own substation through the power line. It can be equipped with a function to adjust load sharing with other substations that are operated in parallel.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例による直流電気鉄m用電力制
御装置のブロック図、第2図は第3図の構成におljる
制御の70−チャート、第3図は本発明の他の実施例に
よる直流電気鉄道用電力制御装置のブロック図、第4図
〜第7図は第11図及び第3図の構成における電力使用
の抑制特性を説明するための特性線図、第8図は一般的
な電気鉄道の直流変電システムを説明するための回路図
、第9図は電気車が第5図の直流変電所Aの直下の6点
をカ行で通過しているときの2つの直流変電所A、Bの
各負荷分担を説明するための特性線図、節10図は一般
的な電気鉄道の直流変電システムi4−ザイリスタ整流
器を適用L5た場合の回路図、第11図は電気料が第7
図の直流1変電所への直下の6点をカ行で通;I4+、
ているときの2・)の的流変蚤所A、  Bの各負荷分
担を説明するための特性線図Sある。 1・・・電車線、2・・・電気中、′3・・・レール2
.11・・・変流器、12・・・電力計、13・・・V
!流器用変圧1(「、15.16・・・き電相高速度遮
断器1.1 ’7・・・す゛イリスタ整l嵐器、21・
・・入力電力検出部、22、 2”4・・・電力量演算
部、24・・・論理回路、25・・・ゲート制御部、:
′)、6・・・電力量基準値没定部、38・・マイクロ
コンピュータ。 出願人代理人  佐  藤  −雄 凶 −IgJ  旧 第10図  C 邪 − 〇 − \、1−− rつ −」 \− 一 卵   日
FIG. 1 is a block diagram of a power control device for DC electric iron m according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a 70-chart of control according to the configuration of FIG. 3, and FIG. FIGS. 4 to 7 are characteristic diagrams for explaining the power usage suppression characteristics in the configurations of FIGS. 11 and 3, and FIG. Figure 9 is a circuit diagram to explain the DC substation system of a general electric railway. Characteristic diagrams to explain the load sharing of DC substations A and B. Section 10 is a circuit diagram of a general electric railway DC substation system i4-Zyristor rectifier L5 is applied, and Fig. 11 is an electrical Fee is the 7th
The 6 points immediately below the DC 1 substation in the figure are connected in a row; I4+,
There is a characteristic diagram S to explain the load distribution of the target areas A and B in 2.). 1...Tram line, 2...Electric train, '3...Rail 2
.. 11... Current transformer, 12... Power meter, 13... V
! Current transformer 1
...Input power detection unit, 22, 2"4...Power amount calculation unit, 24...Logic circuit, 25...Gate control unit:
'), 6... Electric energy reference value determining section, 38... Microcomputer. Applicant's agent Sato - Yukyo - IgJ Former Figure 10 C Evil - 〇 - \, 1-- rtsu-''

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 直流電気鉄道に電力を供給する直流変電所の入力電力を
検出する電力検出手段と、この電力検出手段によって検
出された瞬時電力を一定のサンプリング周期で全需要時
限にわたって積分したとき得られる電力量を表わす第1
の変数を連続的に演算する第1の電力量演算手段と、前
記電力検出手段によって検出された瞬時電力を前記サン
プリング周期で前記需要時限より短い時限にわたって積
分したとき得られる電力量を表わす第2の変数を連続的
に演算する第2の電力量演算手段と、入力電力の許容値
に見合った電力消費量の基準値を設定する基準値設定手
段と、前記電力量を表わす第1の変数および第2の変数
と前記電力消費量の基準値とを突き合わせ直流変電所の
整流装置の入力電力の基準値を演算する入力電力基準演
算手段と、電力量を表わす変数が電力消費量の基準値を
超えた時に前記入力電力の基準値に従い前記整流装置の
位相制御を行って整流装置の出力電圧を下げ入力電力を
抑制する電力調整手段とを備えたことを特徴とする直流
電気鉄道用電力制御装置。
A power detection means for detecting the input power of a DC substation that supplies power to a DC electric railway, and a power amount obtained when the instantaneous power detected by the power detection means is integrated over the entire demand period at a constant sampling period. 1st to represent
a first power amount calculation means that continuously calculates a variable of , and a second power amount calculation means that represents the power amount obtained when the instantaneous power detected by the power detection means is integrated over a time period shorter than the demand time period in the sampling period. a second power amount calculating means for continuously calculating a variable of the amount of power; a reference value setting means for setting a reference value of power consumption commensurate with the allowable value of input power; a first variable representing the power amount; input power reference calculation means for comparing a second variable with the power consumption reference value to calculate a reference value for input power of a rectifier of the DC substation; A power control device for a DC electric railway, comprising a power adjustment means for controlling the phase of the rectifier according to the reference value of the input power to lower the output voltage of the rectifier and suppress the input power when the input power exceeds the reference value. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108321831A (en) * 2017-03-24 2018-07-24 湘潭大学 A kind of control method of railway power regulator filter inductance Parameter uncertainties

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108321831B (en) * 2017-03-24 2021-02-26 湘潭大学 Control method for uncertainty of filter inductance parameter of railway power regulator

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