JPH1191415A - 電鉄用直流変電システム - Google Patents
電鉄用直流変電システムInfo
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- JPH1191415A JPH1191415A JP17019098A JP17019098A JPH1191415A JP H1191415 A JPH1191415 A JP H1191415A JP 17019098 A JP17019098 A JP 17019098A JP 17019098 A JP17019098 A JP 17019098A JP H1191415 A JPH1191415 A JP H1191415A
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- regenerative
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電鉄負荷での電力回生ブレーキの使用時、そ
の電鉄負荷で発生した余剰な回生電力を消費させること
なく、その回生電力の有効利用を図ることにある。 【解決手段】 交流電源１から整流器２を介して電鉄負
荷に直流電力を供給する変電所に設けられた電鉄用直流
変電システムであって、整流器の直流側に電流制御回路
５を介して二次電池６を接続し、その二次電池６の充放
電により電鉄負荷で発生した回生電力を貯蔵すると共に
整流器２の電力を平滑化する。
の電鉄負荷で発生した余剰な回生電力を消費させること
なく、その回生電力の有効利用を図ることにある。 【解決手段】 交流電源１から整流器２を介して電鉄負
荷に直流電力を供給する変電所に設けられた電鉄用直流
変電システムであって、整流器の直流側に電流制御回路
５を介して二次電池６を接続し、その二次電池６の充放
電により電鉄負荷で発生した回生電力を貯蔵すると共に
整流器２の電力を平滑化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電鉄用直流変電シス
テムに関し、詳しくは、交流電源から整流器を介して電
鉄負荷に直流電力を供給する変電所に設けられた電鉄用
直流変電システムに関する。
テムに関し、詳しくは、交流電源から整流器を介して電
鉄負荷に直流電力を供給する変電所に設けられた電鉄用
直流変電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】変電所からの直流電力を電鉄負荷（電気
車）にき電するき電系統では、近年、ＶＶＶＦインバー
タを搭載した直流電気車の増加に伴い、直流電気車の減
速時、電力節約の有効な手段として電力回生ブレーキを
利用している。この電力回生ブレーキは、その直流電気
車の主電動機を運転エネルギーによって発電機として機
能させ、電気エネルギーに変換する際の電機子逆回転力
を作用させるものである。
車）にき電するき電系統では、近年、ＶＶＶＦインバー
タを搭載した直流電気車の増加に伴い、直流電気車の減
速時、電力節約の有効な手段として電力回生ブレーキを
利用している。この電力回生ブレーキは、その直流電気
車の主電動機を運転エネルギーによって発電機として機
能させ、電気エネルギーに変換する際の電機子逆回転力
を作用させるものである。
【０００３】この電力回生ブレーキの使用時、電鉄負荷
で発生した余剰な回生電力を電車線を介して電源側へ返
還するが、電力会社への逆潮流認可の問題やコンバータ
コストの問題から、従来では、図６に示すように交流電
源１に対して変電所に設けられた整流器２の直流側にチ
ョッパ回路３を組み合わせた抵抗回路４を設けて余剰な
回生電力を熱として消費するようにしている。
で発生した余剰な回生電力を電車線を介して電源側へ返
還するが、電力会社への逆潮流認可の問題やコンバータ
コストの問題から、従来では、図６に示すように交流電
源１に対して変電所に設けられた整流器２の直流側にチ
ョッパ回路３を組み合わせた抵抗回路４を設けて余剰な
回生電力を熱として消費するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに電鉄負荷で発生した余剰な回生電力を変電所で消費
していたのでは、折角、発生した回生電力が無駄であ
り、電力の使用効率が悪いという問題があった。
うに電鉄負荷で発生した余剰な回生電力を変電所で消費
していたのでは、折角、発生した回生電力が無駄であ
り、電力の使用効率が悪いという問題があった。
【０００５】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、電鉄負荷での
電力回生ブレーキの使用時、その電鉄負荷で発生した余
剰な回生電力を消費させることなく、その回生電力の有
効利用を図り得る電鉄用直流変電システムを提供するこ
とにある。
されたもので、その目的とするところは、電鉄負荷での
電力回生ブレーキの使用時、その電鉄負荷で発生した余
剰な回生電力を消費させることなく、その回生電力の有
効利用を図り得る電鉄用直流変電システムを提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、交流電源から整流器を
介して電鉄負荷に直流電力を供給する変電所に設けられ
た電鉄用直流変電システムであって、前記整流器の直流
側に電流制御回路を介して充放電可能な電力貯蔵装置を
接続し、前記電力貯蔵装置の充放電により電鉄負荷で発
生した回生電力を貯蔵すると共に整流器の電力を平滑化
することを特徴とする。尚、前述の電力貯蔵装置として
は、二次電池又は大容量キャパシタが望ましく、特に大
容量キャパシタには二重層キャパシタが好適である。
の技術的手段として、本発明は、交流電源から整流器を
介して電鉄負荷に直流電力を供給する変電所に設けられ
た電鉄用直流変電システムであって、前記整流器の直流
側に電流制御回路を介して充放電可能な電力貯蔵装置を
接続し、前記電力貯蔵装置の充放電により電鉄負荷で発
生した回生電力を貯蔵すると共に整流器の電力を平滑化
することを特徴とする。尚、前述の電力貯蔵装置として
は、二次電池又は大容量キャパシタが望ましく、特に大
容量キャパシタには二重層キャパシタが好適である。
【０００７】本発明では、電力貯蔵装置の充放電により
回生電力の有効利用が図れ、また、整流器の電力を平滑
化することにより整流器の容量の低減化が図れる。
回生電力の有効利用が図れ、また、整流器の電力を平滑
化することにより整流器の容量の低減化が図れる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に係る電鉄用直流変電シス
テムの実施形態を以下に詳述する。
テムの実施形態を以下に詳述する。
【０００９】この実施形態の電鉄用直流変電システム
は、図１に示すように交流電源１から整流器２を介して
電鉄負荷（以下、直流電気車と称す）に直流電力を供給
する変電所に設けられたものであって、変電所に設けら
れた整流器２の直流側に電流制御回路５を介して充放電
可能な電力貯蔵装置である二次電池６を接続し、その二
次電池６の充放電により直流電気車で発生した回生電力
を貯蔵すると共に整流器２の電力を平滑化する。
は、図１に示すように交流電源１から整流器２を介して
電鉄負荷（以下、直流電気車と称す）に直流電力を供給
する変電所に設けられたものであって、変電所に設けら
れた整流器２の直流側に電流制御回路５を介して充放電
可能な電力貯蔵装置である二次電池６を接続し、その二
次電池６の充放電により直流電気車で発生した回生電力
を貯蔵すると共に整流器２の電力を平滑化する。
【００１０】前述の電流制御回路５は、二次電池６を充
放電させることにより、電車線側の電圧と二次電池側の
電圧とを調整するための昇降圧チョッパ回路からなる。
具体的に、図２に示すように電車線電圧に基づいて回生
電力を貯蔵するために電圧を制御する電圧制御回路部７
と、整流器２の直流電流に基づいて電鉄負荷電流の平滑
化を図るために電流を制御する電流制御回路部８と、こ
れら電圧及び電流制御回路部７，８に基づいて二次電池
６を充電又は放電させる充放電制御回路部９とで構成さ
れる。
放電させることにより、電車線側の電圧と二次電池側の
電圧とを調整するための昇降圧チョッパ回路からなる。
具体的に、図２に示すように電車線電圧に基づいて回生
電力を貯蔵するために電圧を制御する電圧制御回路部７
と、整流器２の直流電流に基づいて電鉄負荷電流の平滑
化を図るために電流を制御する電流制御回路部８と、こ
れら電圧及び電流制御回路部７，８に基づいて二次電池
６を充電又は放電させる充放電制御回路部９とで構成さ
れる。
【００１１】この直流変電システムでは、直流電気車で
の電力回生ブレーキの使用時、直流電気車で発生した余
剰な回生電力を電車線を介して電源側へ返還するが、そ
の電力回生ブレーキの使用時、直流電気車で発生した余
剰な回生電力を消費させることなく、電流制御回路５を
介して二次電池６に充電し、そのエネルギー貯蔵により
回生電力の無駄を防止する。
の電力回生ブレーキの使用時、直流電気車で発生した余
剰な回生電力を電車線を介して電源側へ返還するが、そ
の電力回生ブレーキの使用時、直流電気車で発生した余
剰な回生電力を消費させることなく、電流制御回路５を
介して二次電池６に充電し、そのエネルギー貯蔵により
回生電力の無駄を防止する。
【００１２】具体的に、電流制御回路５では、直流電気
車側の電力に基づいて二次電池６の充放電を制御する。
即ち、図５に示すように直流電気車の加速運転により車
両電力〔同図（ａ）参照〕が力行モードの時には二次電
池６の貯蔵電力を放電させる〔同図（ｃ）参照〕。ま
た、直流電気車の定速運転により車両電力〔同図（ａ）
参照〕が０の時には、交流電源側から二次電池６を徐々
に充電する〔同図（ｃ）参照〕。更に、直流電気車の減
速運転により車両電力が回生モードの時には、直流電気
車で発生した回生電力を二次電池６に充電する。
車側の電力に基づいて二次電池６の充放電を制御する。
即ち、図５に示すように直流電気車の加速運転により車
両電力〔同図（ａ）参照〕が力行モードの時には二次電
池６の貯蔵電力を放電させる〔同図（ｃ）参照〕。ま
た、直流電気車の定速運転により車両電力〔同図（ａ）
参照〕が０の時には、交流電源側から二次電池６を徐々
に充電する〔同図（ｃ）参照〕。更に、直流電気車の減
速運転により車両電力が回生モードの時には、直流電気
車で発生した回生電力を二次電池６に充電する。
【００１３】このようにして、直流電気車の減速運転に
より発生した回生電力を二次電池６に充電してエネルギ
ー貯蔵が可能となり、これと共に二次電池６の放電によ
り整流器電力がその分少なくて済むので整流器２の通過
エネルギーを平滑化できて整流器の容量を低減できる
〔図５（ｂ）参照〕。尚、二次電池６への充電は、前述
した直流電気車の減速運転により発生した回生電力だけ
でなく、直流電気車の運転に関係なく充電しておくこと
も可能である。
より発生した回生電力を二次電池６に充電してエネルギ
ー貯蔵が可能となり、これと共に二次電池６の放電によ
り整流器電力がその分少なくて済むので整流器２の通過
エネルギーを平滑化できて整流器の容量を低減できる
〔図５（ｂ）参照〕。尚、二次電池６への充電は、前述
した直流電気車の減速運転により発生した回生電力だけ
でなく、直流電気車の運転に関係なく充電しておくこと
も可能である。
【００１４】前述した実施形態では、充放電可能な電力
貯蔵装置として二次電池６を用いた場合について説明し
たが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、図
３及び図４に示すように電気二重層キャパシタなどの大
容量キャパシタ１０を用いることも可能である。
貯蔵装置として二次電池６を用いた場合について説明し
たが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、図
３及び図４に示すように電気二重層キャパシタなどの大
容量キャパシタ１０を用いることも可能である。
【００１５】前述の二次電池６を使用した実施形態で説
明した図１及び図２の回路構成については、大容量キャ
パシタ１０の場合も同様であるため重複説明は省略し、
以下、二次電池６と大容量キャパシタ１０との相違点に
ついて詳述する。
明した図１及び図２の回路構成については、大容量キャ
パシタ１０の場合も同様であるため重複説明は省略し、
以下、二次電池６と大容量キャパシタ１０との相違点に
ついて詳述する。
【００１６】具体的に、大容量キャパシタ１０は時定数
が数秒程度で、その充放電時間が短かいことから、車両
電力が力行モードとなる直流電気車の加速運転における
所要時間が、大容量キャパシタ１０の貯蔵電力を放電す
るのに必要な放電時間とほぼ適合する。このように大容
量キャパシタ１０は二次電池６よりもエネルギー密度が
小さいわりに瞬間的なパワーが大きくとれることから、
電鉄用直流変電システムにおける電力貯蔵装置としては
好適である。
が数秒程度で、その充放電時間が短かいことから、車両
電力が力行モードとなる直流電気車の加速運転における
所要時間が、大容量キャパシタ１０の貯蔵電力を放電す
るのに必要な放電時間とほぼ適合する。このように大容
量キャパシタ１０は二次電池６よりもエネルギー密度が
小さいわりに瞬間的なパワーが大きくとれることから、
電鉄用直流変電システムにおける電力貯蔵装置としては
好適である。
【００１７】また、二次電池６の充放電寿命は、化学変
化を伴うためにおよそ数１００回〜１０００回程度であ
り、１年〜数年程度に１度交換する必要がある。これに
対して大容量キャパシタ１０の充放電寿命は、化学変化
を伴わないためにほどんど半永久的で交換が不要であ
る。
化を伴うためにおよそ数１００回〜１０００回程度であ
り、１年〜数年程度に１度交換する必要がある。これに
対して大容量キャパシタ１０の充放電寿命は、化学変化
を伴わないためにほどんど半永久的で交換が不要であ
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、交流電源から整流器を
介して電鉄負荷に直流電力を供給する変電所に設けられ
た電鉄用直流変電システムであって、整流器の直流側に
電流制御回路を介して二次電池又は大容量キャパシタ等
の電力貯蔵装置を接続し、その電力貯蔵装置の充放電に
より、電鉄負荷で発生した回生電力を電力貯蔵装置への
充電でもって貯蔵することができて回生電力の有効利用
が図れ、また、その電力貯蔵装置の充放電により整流器
の電力を平滑化できて整流器の容量の低減化が図れる。
介して電鉄負荷に直流電力を供給する変電所に設けられ
た電鉄用直流変電システムであって、整流器の直流側に
電流制御回路を介して二次電池又は大容量キャパシタ等
の電力貯蔵装置を接続し、その電力貯蔵装置の充放電に
より、電鉄負荷で発生した回生電力を電力貯蔵装置への
充電でもって貯蔵することができて回生電力の有効利用
が図れ、また、その電力貯蔵装置の充放電により整流器
の電力を平滑化できて整流器の容量の低減化が図れる。
【００１９】特に、大容量キャパシタは時定数が数秒程
度でその充放電時間が短いことから、エネルギー密度が
小さいわりに瞬間的なパワーが大きくとれるので電鉄用
直流変電システムにおける電力貯蔵装置としては好適で
あり、また、二次電池よりも長寿命であることから、メ
ンテナンス性も向上する。
度でその充放電時間が短いことから、エネルギー密度が
小さいわりに瞬間的なパワーが大きくとれるので電鉄用
直流変電システムにおける電力貯蔵装置としては好適で
あり、また、二次電池よりも長寿命であることから、メ
ンテナンス性も向上する。
【図１】本発明に係る電鉄用直流変電システムの実施形
態で、電力貯蔵装置に二次電池を使用した場合を示すブ
ロック図
態で、電力貯蔵装置に二次電池を使用した場合を示すブ
ロック図
【図２】図１の電流制御回路の構成例を示す回路ブロッ
ク図
ク図
【図３】本発明の他の実施形態で、電力貯蔵装置に大容
量キャパシタを使用した場合を示すブロック図
量キャパシタを使用した場合を示すブロック図
【図４】図３の電流制御回路の構成例を示す回路ブロッ
ク図
ク図
【図５】（ａ）は車両電力を示す波形図 （ｂ）は整流器電力を示す波形図 （ｃ）は二次電池電力を示す波形図
【図６】従来の電鉄用直流変電システムを示すブロック
図
図
１ 交流電源 ２ 整流器 ５ 電流制御回路 ６ 電力貯蔵装置（二次電池） １０ 電力貯蔵装置（大容量キャパシタ）
Claims (4)
- 【請求項１】 交流電源から整流器を介して電鉄負荷に
直流電力を供給する変電所に設けられた電鉄用直流変電
システムであって、前記整流器の直流側に電流制御回路
を介して充放電可能な電力貯蔵装置を接続し、前記電力
貯蔵装置の充放電により電鉄負荷で発生した回生電力を
貯蔵すると共に整流器の電力を平滑化することを特徴と
する電鉄用直流変電システム。 - 【請求項２】 前記電力貯蔵装置として二次電池を用い
たことを特徴とする請求項１記載の電鉄用直流変電シス
テム。 - 【請求項３】 前記電力貯蔵装置として大容量キャパシ
タを用いたことを特徴とする請求項１記載の電鉄用直流
変電システム。 - 【請求項４】 前記大容量キャパシタは、電気二重層キ
ャパシタであることを特徴とする請求項３記載の電鉄用
直流変電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17019098A JPH1191415A (ja) | 1997-07-22 | 1998-06-17 | 電鉄用直流変電システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19595397 | 1997-07-22 | ||
| JP9-195953 | 1997-07-22 | ||
| JP17019098A JPH1191415A (ja) | 1997-07-22 | 1998-06-17 | 電鉄用直流変電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1191415A true JPH1191415A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=26493254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17019098A Withdrawn JPH1191415A (ja) | 1997-07-22 | 1998-06-17 | 電鉄用直流変電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1191415A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007106186A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Meidensha Corp | 直流電気鉄道の電力貯蔵装置 |
| US7402982B2 (en) | 2004-11-26 | 2008-07-22 | Hitachi, Ltd. | Energy storage type feeder voltage compensation apparatus and method of controlling feeder voltage |
| JP2009292187A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力貯蔵式回生電力吸収装置 |
| US8583311B2 (en) | 2010-07-30 | 2013-11-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Overhead wire transportation system and control method thereof |
| CN106809060A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-06-09 | 比亚迪股份有限公司 | 轨道交通系统的牵引电源系统及其控制方法 |
-
1998
- 1998-06-17 JP JP17019098A patent/JPH1191415A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7402982B2 (en) | 2004-11-26 | 2008-07-22 | Hitachi, Ltd. | Energy storage type feeder voltage compensation apparatus and method of controlling feeder voltage |
| US7667436B2 (en) | 2004-11-26 | 2010-02-23 | Hitachi, Ltd. | Energy storage type feeder voltage compensation apparatus and method of controlling feeder voltage |
| JP2007106186A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Meidensha Corp | 直流電気鉄道の電力貯蔵装置 |
| JP2009292187A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力貯蔵式回生電力吸収装置 |
| US8583311B2 (en) | 2010-07-30 | 2013-11-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Overhead wire transportation system and control method thereof |
| KR101497200B1 (ko) * | 2010-07-30 | 2015-02-27 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 가선 교통 시스템 및 그 제어 방법 |
| CN106809060A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-06-09 | 比亚迪股份有限公司 | 轨道交通系统的牵引电源系统及其控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |