KR20080095814A

KR20080095814A - 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위한 시스템,서브-스테이션, 및 방법, 그리고 이 시스템을 위한 레일차량들

Info

Publication number: KR20080095814A
Application number: KR1020080038938A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 꼬닉; 피에 오티; 파라즈 타야트
Original assignee: 알스톰 트랜스포트 에스에이
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2008-10-29
Also published as: EP1985490B1; ES2744353T3; CN101353020A; BRPI0801864B1; DK1985490T3; CN101353020B; TWI408070B; FR2915435A1; KR101478717B1; FR2915435B1; RS59186B1; EP1985490A1; BRPI0801864A8; TW200902362A; PT1985490T; PL1985490T3; BRPI0801864A2

Abstract

레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위한 본 시스템은, 거리(D_k)만큼 상호 이격된 복수 개의 서브-스테이션들(S_k)을 포함하며, 여기서 각 서브-스테이션은 자기 자신의 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)과 연관되며, 이 구역에서, 이 구역(Z_fk) 내의 레일 차량의 위치와 상관없이, 서브-스테이션(S_k)은 이 레일 차량의 브레이크 에너지의 적어도 일부를 복원할 수 있으며, 여기서, 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)은, 서브-스테이션(S_k)의 연결 포인트(P_k)를 중심으로 하며, 상기 포인트(P_k)의 일 측과 타 측에서 (U_Cmax-U_C3mink)/(ρI_max)와 같은 거리(F_k) 만큼 이격된 한계값들(L_Gfk, L_Dfk)을 가지는 공급선(6)의 세그먼트[L_Gfk;L_Dfk]이다. 한계값(U_C3mink)은, 거리(F_k)가 D_k/2보다 크거나 같도록, 설정된다.

레일 차량, 비히클, 브레이크 에너지, 복원, 스테이션

Description

레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위한 시스템, 서브-스테이션, 및 방법, 그리고 이 시스템을 위한 레일 차량들{System, sub-station and method for recovering brake energy of rail vehicles, rail vehicles for this system}

본 발명은, 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위한, 시스템, 정지형 컨버터가 제공된 서브-스테이션, 및 방법과, 이 시스템을 위한 레일 차량들에 관한 것이다.

본 출원인은,

-레일 트랙을 따라 연장되며, 이 레일 트랙 위로 주행하는 레일 차량들에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 공급선,

-100m보다 큰 거리(D_k)만큼 상호 이격된, 브레이크 에너지를 복원하기 위한 복수개의 서브-스테이션들(S_k), 을 포함하는 레일 차량들을 위한 공급 시스템들 및 브레이크 에너지 복원 시스템들에 정통하다. 여기서, 각 서브 스테이션(S_k)은, 연결 포인트(P_k)에서 상기 공급선에 전기적으로 연결되며,

ㆍ상기 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해, 전기 분배 네트워 크에서 상기 공급선으로 그리고 상기 공급선에서 상기 전기 분배 네트워크로 전기 에너지를 전달할 수 있는 전기 컨버터,

ㆍ상기 연결점(P_K)의 영역에서의 전압(U_ssk)에 대한 감지기 또는 측정기,

ㆍ전기 컨버터를 제어하기 위한 모듈로서, 측정되거나 또는 예측된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_C3k)보다 크면, 상기 전기 컨버터가 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해 전기 에너지를 상기 공급선으로부터 상기 전기 분배 네트워크로 계속해서 전달하는 재생성 모드로, 상기 전기 컨버터를 자동적으로 스위치하도록 할 수 있으며, 그로 인해, 각 서브-스테이션이, 자기 자신의 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)과 연관되며, 이 구역에서, 이 구역(Z_fk) 내의 레일 차량의 위치와 상관없이, 상기 서브-스테이션(S_k)이 이 레일 차량의 브레이크 에너지의 적어도 일부를 복원할 수 있는, 모듈,을 제공받는다.

브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)은, 상기 포인트(P_k)를 중심으로 하며,(U_Cmax-U_C3mink)/(ρI_max)와 같은 거리(F_k)만큼 상기 포인트(P_k)의 일측과 타측에서 이격된 한계값들(L_Gfk, L_Dfk)을 갖는 공급선의 세그먼트[L_Gfk;L_Dfk]로서 정의되며, 여기서,

ㆍU_Cmax는, 상기 공급선상의 최대 허용가능한 비영구적인 전압,

ㆍU_C3mink는, 서브 스테이션의 동작 동안 문턱값(U_C3k)이 가정할 수 있는 최소 값,

ㆍρ는, 상기 공급선의 단위 길이당 저항, 및

ㆍI_max는, 상기 공급선을 흐르는 전류에 대한 최대 허용가능한 강도이다.

본 설명의 나머지에서, 사용되는 용어들은 레일 수송의 분야에서의 그들의 통상적인 의미를 가진다. 특히, 공급선 상의 최대 비영구적인 전압, 명목(nominal) 전압, 또는 최소 허용가능한 비영구적인 전압과 같은 용어들은, 예를 들어, 유럽 표준 EN 50 163/CEI 60850에서 정의된다.

공급선의 단위 길이당 저항은, 라인이 현수선(catenary)인 경우에, 병렬 컨덕터들(parallel conductors) 또는 "피더들(feeders)"의 단위 길이당 저항을 포함한다.

본 예에서 공급선은, 레일 차량의 팬터그래프(pantograph)가 전기 에너지를 공급받기 위해 마찰되는(rub) 공중 현수선 와이어(aerial catenary wire)와, 레일 트랙들의 레일들을 따라 배열된 제 3 레일, 양자를 지칭하도록 의도된다. 제 3 레일의 경우, 팬터그래프는, "콜렉터 슈(collector shoe)"로 더 알려져 있다.

레일 차량을 브레이크 걸기 위해서, 이 레일 차량의 견인력 모터(traction motor)를 그것이 생성기로서 동작하도록 제어하는 것이 가능하다. 이후, 모터에 의해 생성된 전기 에너지는 상기 공급선으로 전송된다. 그것은 브레이크 에너지로 지칭된다.

이 브레이크 에너지는, 아주 근접한 다른 레일 차량들에 의해, 또는 가역성(reversible) 서브-스테이션들에 의해 소비되도록 의도된다.

서브 스테이션이 브레이크 에너지를 소비할 때, 그것은, 그것을, 그것이 다른 목적으로 사용될 수 있도록, 공급선으로부터 전기 분배 네트워크로 전달한다.

그러나, 자주 그리고 특히 동작의 오프-피크(off-peak) 시간 동안에, 레일 차량에 의해 생성된 브레이크 에너지는 아주 근접하여 어떠한 소비자도 없을 때도 있다. 더 정확하게는, 레일 차량이 공급선 상에서 브레이크 에너지를 생성할 때, 이 에너지는 팬터그래프 레벨에서 전압(U_T)으로 제공된다. 이 전압(U_T)은 미리 정의된 문턱값(U_Cmax)을 초과하지 않을 수 있다. 한편, 서브 스테이션(S_k)은, 단지 그것이 문턱값(U_C3mink)보다 큰 전압(U_ssk)에 있을 때에만, 브레이크 에너지를 소비할 수 있다. 따라서, 서브-스테이션(S_k)은, 이론상, 레일 차량으로부터, 그것을 이 레일 차량으로부터 분리하는 거리가 거리(F_k)보다 작은 경우, 다시 말해, (U_Cmax-U_C3min)/(ρI_m _ax)보다 작은 경우에만, 브레이크 에너지를 소비할 수 있다는 것이 이해된다.

그 역이 참(true)인 경우, 다시 말해, 모든 서브-스테이션들이, 브레이크 중인 레일 차량으로부터 F_k보다 더 떨어져서 위치한 경우, 브레이크 에너지는 소비되지 않는다. 이 조건들에서, 상기 공급선 상의 브레이크 에너지의 생성은, 팬터그래프(pantograph) 레벨에서의 상기 공급선 상의 전압(U_T)의 증가로서 분명해진다. 전압(U_T)이 기존의 레일 차량들에서 문턱값(U_Cmax)을 초과하는 것을 방지하기 위해, 전 압(U_T)이 문턱값(U_Cmax)보다 낮은 문턱값(U_TG)을 초과하자마자, 레일 차량들은 상기 공급선 상에서 브레이크 에너지를 생성하는 것을 멈추고, 브레이크 에너지를 온-보드 가감 저항기(on-board rheostat)로 열의 형태로 방산한다. 안전성을 이유로, 문턱값(U_TG)은 문턱값(U_Cmax)보다 매우 작도록 선택된다. 그 결과로, 브레이크 중인 레일 차량을 서브-스테이션으로부터 분리해야하는 최대 거리는, 실제로, (U_TG-U_C3mink)/(ρI_max)보다 작다. 병렬 인버터와 제어되지 않는 알려진 정류기(rectifier) 시스템들에서는, 예를 들어, 전압차(U_TG-U_C3mink)는 명목 공급 전압의 약 7%이다. 따라서, 브레이크 중인 레일 차량을 소비자로부터 분리하는 거리는, 거리(D_k)에 비하여 매우 작다. 이 작은 거리는, 레일 차량들의 브레이크 에너지의 실질적인 일부가 복원되지 않는 결과를 가져온다. 그러므로, 이것은 전기 에너지의 명백한 손실로서 분명해진다.

본 발명의 목적은, 가감 저항기의 이용을 제한하고, 따라서, 전기 에너지의 명백한 손실들을 제한하는 전기 브레이크 에너지를 복원하기 위한 시스템을 제공함으로써, 이 문제점을 극복하기 위한 것이다.

따라서, 본 발명은, 거리(F_k)가 D_k/2보다 크거나 같도록 한계값(U_C3mink)이 설정되는 브레이크 에너지 복원 시스템에 관한다.

위의 시스템에서, 거리(F_k)는, 공급선을 따른 레일 차량의 위치와 상관없이, D_k/2보다 크거나 같으므로, 그것은 적어도 서브-스테이션의 구역(Z_fk) 내에 있다. 이 조건들에서는, 공급선을 따라 레일 차량들의 위치와 상관없이 브레이크 에너지를 복원하는 것이 가능하며, 이것은, 복원된 브레이크 에너지의 양이 증가되도록 허용한다. 브레이크 에너지의 적어도 99%가 복원되는 것을 보장하고, 따라서, 브레이크 에너지를 방산하도록 의도된 가감 저항기를 레일 차량으로부터 제거하는 것까지도 가능해진다. 따라서, 위의 시스템은, 레일 차량들의 아키텍쳐가 단순화되는 것을 허용하며, 에너지 절약에 대한 추가적인 요소인, 차량들의 중량에 대하여 절약이 이루어지는 것을 허용한다.

이 시스템의 실시예들은, 다음의 특징을 포함할 수 있다:

-한계값(U_C3mink)이, 거리(F_k)가 거리(D_k)보다 크거나 같도록, 설정된다.

브레이크 에너지 복원 시스템의 이 실시예들은, 다음의 이점들을 더 가지고 있다:

-거리(F_k)가 거리(D_k)보다 크거나 같도록 한계값(U_C3mink)을 선택하는 것은, 서브-스테이션(S_k)의 오작동이 있는 경우에도, 서브-스테이션들(S_k _-1, S_k ₊₁)이, 이들 두 서브-스테이션들(S_k _-1, S_k ₊₁) 사이에서 브레이크 중인 레일 차량의 위치와 상관없이, 브레이크 에너지를 복원하기 위해 이용될 수 있을 것이라는 것이 보장되도록 허용한다. 이것은 또한 브레이크 에너지를 복원하기 위해 2개의 인접한 서브-스테이션들이 동시에 사용될 수 있도록 허용하며, 따라서, 브레이크 에너지의 복원이 공유되도록 허용한다.

본 발명은, 또한, 상기 시스템에서 사용될 수 있는 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위한 서브-스테이션에 관한 것이다.

이 서브-스테이션의 실시예들은, 다음의 특징들 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다:

ㆍ전기 컨버터는, 레일 차량(들)에 견인력을 제공하기 위해 전기 에너지를 전기 분배 네트워크로부터 공급선으로 전달할 수 있으며, 그로 인해, 서브-스테이션(S_k)은, 레일 차량들에 견인력을 공급하기 위한 구역(Z_tk)과 또한 연관되며, 이 구역에서, 상기 구역(Z_tk) 내의 레일 차량의 위치와 상관없이, 서브-스테이션(S_k)은 레일 차량의 전기 견인력 모터들에 공급할 수 있으며, 견인력 공급 구역(Z_tk)은, 포 인트(P_k)를 중심으로 하며, 상기 포인트(P_k)의 일 측과 타 측에서 (U_ssmaxk-U_Cmin)/(ρI_max)와 같은 거리(T_k) 만큼 이격된 한계값들(L_Gtk, L_Dtk)을 가지는 공급선의 세그먼트[L_Gtk;L_Dtk]이며. 여기서,

ㆍU_ssmaxk는, 서브-스테이션(S_k)의 전기 컨버터가, 레일 차량에 견인력을 공급하기 위해 상기 포인트(P_k)의 영역에서 생성할 수 있는 최대 전압,

ㆍU_Cmin는, 공급선 상의 최소 허용가능한 비영구적 전압이며, 한계값(U_ssmaxk)은, 거리(T_k)가 D_k/2 또는 D_k보다 크거나 같도록, 설정되며;

ㆍ제어모듈은, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_dk)보다 낮아지면, 상기 전기 컨버터가 상기 전기 분배 네트워크로부터 상기 공급선으로 전기 에너지를 계속적으로 전달하는 견인력 공급 모드로, 상기 전기 컨버터를 자동적으로 스위치하도록 할 수 있으며,

-한계값(U_C3mink)은, 문턱값(U_dk)보다 엄격하게 낮으며, 그리고,

-측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 상기 한계값(U_C3mink) 및 상기 문턱값(U_dk) 사이에 있는 경우, 상기 제어모듈은, 전압(U_ssk)이 한계값(U_C3mink) 및 문턱값(U_dk) 사이에 있기 이전에 상기 컨버터가 놓여 있던 모드에 따라서, 상기 전기 컨버터를 재생성 모드 또는 견인력 공급 모두 중 어느 하나로 스위치되도록 할 수 있으며;

ㆍ상기 서브-스테이션(S_k)은, 문턱값(U_C3k)을 조정하기 위한 모듈로서, 이 문턱값을 하한값(U_C3mink)으로부터 상기 공급선 상에서 허용된 최대 전압(U_Cmax)의 90%보다 크거나 같은 상한값(U_C3maxk)까지 변화되도록 할 수 있는, 모듈을 포함하며, 이 조정모듈은, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)의 증가가 소정의 문턱값(a_ssk)보다 낮게 유지되는 한, 문턱값(U_C3k)이 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)보다 엄격하게 크도록 유지할 수 있으며;

ㆍ상기 전기 컨버터를 통과하는 전류의 강도가 제로인 경우, 상기 조정모듈은, 전압(U_ssk)의 증가가, 상기 소정의 문턱값(a_ssk)보다 크거나 같은 경우에는 상기 문턱값(U_C3k)을 한계값(U_C3mink)까지 감소시킬 수 있으며;

ㆍ상기 제어모듈은, 상기 전기 컨버터를 제어함으로써, 이 전기 컨버터가, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 한계값(U_C3maxk)보다 크거나 같은 문턱값(U_Cmax2k)을 초과하면, 시간의 당위당 최대로 가능한 양의 전기 에너지를 상기 공급선으로부터 상기 전기 분배 네트워크로 전달할 수 있으며,

ㆍ상기 전기 컨버터는, 적어도 2 상한들을 가지며, 사이리스터들(thyristors) 또는 파워 트랜지스터들을 이용하여 생성되는 피제어 컨버터이며, 상기 제어모듈은, 상기 공급선 상에서 생성되거나 상기 공급선으로부터 흡수된 전력이 50%이상으로 변화하지 않는 한, 전압(U_ssk)을 일정한 레벨로 유지하기 위해 컨 버터를 제어할 수 있다.

브레이크 에너지를 복원하기 위한 서브-스테이션의 이 실시예들은 다음의 이점들을 더 가진다:

-거리(T_k)를 거리(D_k)의 반보다 크거나 같게 선택하는 것은, 공급선을 따라 레일 차량들의 위치와 상관없이, 레일 차량들을 공급하고 브레이크 에너지를 복원하기 위한 서브-스테이션들을 위치시키기 위한 동일한 기준이 이용되는 것을 허용하며,

-문턱값(U_C3mink)을 문턱값(U_dK)보다 낮게 선택하고 전압(U_ssk)이 이들 2개의 문턱값들 사이에 있는 경우 재생성 모드에 우선권을 부여하는 것은, 서브-스테이션의 구역(Z_fk)이 구역(Z_tk)을 넘어 증가되도록 허용하며,

-문턱값(U_C3k)을 최대 한계값(U_C3maxk)에 근접하여 유지시키는 것은, 공급선 만을 통한 레일 차량들 간의 에너지의 직접 교환의 촉진을 허용하며,

-전압(U_ssk)의 급격한 증가의 경우에 문턱값(U_C3k)을 감소시키는 것은, 구역(Z_fk)의 차원들을 레일 트래픽에 따라 자동적으로 적응되도록 허용하며, 복원될 브레이크 에너지를 레일 차량에 가장 근접한 서브-스테이션들 사이로 분배되는 것을 허용하며,

-전압(U_ssk)이 문턱값(U_Cmax2k)을 초과하면, 최대로 가능한 양의 전기 에너지를 공급선에서 전기 분배 네트워크로 전달하도록 컨버터를 제어하는 것은, 레일 차량 들 간의 에너지 교환을 손상하지 않고도 공급선의 과전압을 삭감하는 것을 허용한다.

본 발명은, 또한, 상기의 브레이크 에너지 복원 시스템이 제공되는 레일 네트워크 위를 주행하도록 의도된 레일 차량에 관한 것으로, 여기서, 상기 레일 차량은, 이 차량 내에 위치하며, 이 레일 차량의 모든 전기 브레이크 에너지를 열의 형태로 방산하도록 허용하는 온-보드 가감 저항기(rheostat)를 가지고 있지 않다.

본 발명은 또한 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은,

-레일 트랙을 따라 연장되어, 이 레일 트랙 위에서 주행하는 상기 레일 차량들에 전력을 공급하기 위한, 적어도 하나의 공급선을 제공하는 단계;

-100m보다 큰 거리(D_k)만큼 상호 이격된, 전기 브레이크 에너지를 복원하기 위한 복수 개의 서브-스테이션들(S_k)을 제공하는 단계로서, 여기서 각 서브-스테이션(S_k)은, 연결 포인트(P_k)에서 상기 공급선과 전기적으로 연결되며, 상기 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해, 전기 에너지를 상기 공급선으로부터 상기 전기 분배 네트워크로 전달할 수 있는 전기 컨버터가 제공되는, 서브-스테이션들 제공단계;

-상기 연결 포인트(P_k)의 영역에서의 전압(U_ssk)을 위한 측정하거나 예측하는 단계;

-상기 전기 컨버터를 제어하는 단계로서, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 문턱깁ㅅ(U_C3k)보다 크면, 상기 전기 컨버터가 상기 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해 전기 에너지를 상기 공급선으로부터 상기 전기 분배 네트워크로 계속해서 전달하는 재생성 모드로, 상기 전기 컨버터를 자동적으로 스위치하도록 제어함으로써, 각 서브-스테이션은, 자기 자신의 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)과 연관되며, 이 구역에서는, 이 구역(Z_fk) 내의 레일 차량의 위치와 상관없이, 상기 서브-스테이션(S_k)은 이 레일 차량의 브레이크 에너지의 적어도 일부를 복원할 수 있으며, 여기서,

브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)은, 포인트(P_k)를 중심으로 하며, 상기 포인트(P_k)의 일 측과 타 측에서 (U_Cmax-U_C3mink)/(ρI_max)와 같은 거리(F_k) 만큼 이격된 한계값들(L_Gfk, L_Dfk)을 가지는 공급선의 세그먼트[L_Gfk;L_Dfk]이며, 여기서,

ㆍU_Cmax는, 상기 공급선 상의 최대 허용가능한 비영구적인 전압,

ㆍU_C3mink는, 문턱값(U_C3k)이 상기 서브-스테이션의 동작 동안 가정할 수 있는 최소값,

ㆍρ는, 상기 공급선의 단위 길이당 저항, 및

ㆍI_max는, 상기 공급선을 흐르는 전류에 대한 최대 허용가능한 강도이며,

상기 한계값(U_C3mink)은, 거리(F_k)가 D_k/2보다 크거나 같도록, 설정되는, 전기 컨버터 제어단계;

-레일 차량이 구역(Z_fk)의 한계에서 브레이크 에너지를 생성하는 경우에 문턱값(U_C3k)을 한계값(U_C3mink)으로 조정하는 단계;를 수반한다.

브레이크 에너지를 복원하기 위한 이 방법의 실시예들은, 다음의 특징들 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다:

-상기 방법은, 전압(U_ssk)의 증가가 소정의 문턱값(a_ssk)보다 낮게 유지되는 한, 문턱값(U_C3k)을 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)보다 엄격하게 높게 유지하는 단계를 수반하며;

-상기 방법은, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)의 증가가 상기 소정의 문턱값(a_ssk)보다 크거나 같은 경우에, 문턱값(U_C3k)을 한계값(U_C3mink)까지 감소시키는 단계를 수반한다.

최종적으로, 본 발명은, 지시들이 전자 프로세서에 의해 수행될 때, 브레이크 에너지를 복원하기 위한 상기 방법을 이행하기 위한 지시들을 포함하는 데이터 기록매체에 관한다.

본 발명은, 단순히 비제한적인 예로서 그리고 도면들을 참조하여 주어진 다음의 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.

도면들에서, 동일한 참조번호들은 동일한 부재들을 지칭하기 위해 이용된다.

본 설명의 나머지에서, 관련기술의 당업자들에게 잘 알려진 특징들 및 기능들은 상세하게 설명되지 않는다.

도 1은, 브레이크 에너지를 복원하기 위한 시스템(4)이 제공되는 레일 네트워크(2)를 도시한다.

상기 시스템(4)은, 하나 또는 그 이상의 공급선들과 이들 공급선들을 따라 일정한 간격으로 분포되어 있는 다수의 서브-스테이션들을 포함한다. 도 1은 단순화하기 위해, 단지 하나의 공급선(6)과 3개의 서브-스테이션들(S_k _-1, S_k 및 S_k ₊₁)이 도시되어 있다.

아래 첨자 k는, 상기 공급선(6)의 일단에 위치하는 서브 스테이션(S₀)에서 시작하여, 도 1에 도시된 방향(F)으로 움직이는 각 서브 스테이션의 순차적인 수를 나타낸다.

상기 공급선(6) 상의 전압은, 최대 비영구적인 전압(U_Cmax)과 최소 비영구적인 전압(U_Cmin) 사이에서 변화될 수 있다. 이들 최대 및 최소 한계값들은, 전형적으로, 유럽 표준 EN 50 163 또는 CEI 60850과 같은 표준들에 의해 정의된다. 예를 들어, 본 예에서, 750Vdc와 같은 명목 전압(U_Cnom)을 가지는 공급선에 대하여, 한계값(U_Cmax)은 1000Vdc와 같으며, 한계값(U_Cmin)은 500Vdc와 같다.

각 서브 스테이션(S_k)은, 연결 포인트(P_k)에서 상기 공급선(6)에 전기적으로 연결된다. 상기 포인트(P_k)는, 포인트(P_k ₊₁)로부터 거리(D_k)만큼 이격되며, 포인트(P_k _-1)로부터 거리(D_k _-1)만큼 이격된다. 상기 거리(D_k)는, 서브 스테이션들 간의 거리로서 또한 알려져 있다. 이 거리(D_k)는 수백 미터보다 크다. 이 거리(D_k)는 또한, 서브-스테이션(S_k)이, 포인트(P_k ₊₁)의 영역에 위치하는 팬터그래프를 가지는 레일 차량에 견인력을 공급할 수 있도록, 충분히 짧다. 본 예에서, 상기 거리(D_k)는 750Vdc의 명목 전압에 대해서는 1000 및 2000m 사이이며, 3000Vdc의 명목 전압에 대해서는 20km까지 이를 수 있다.

본 예에서, 견인력에 관한 공급은, 서브-스테이션이, 레일 차량의 견인력 엔진들에 제공하고, 따라서, 이 레일 차량이 위에서 고정된 전압 조건들에서 움직이도록 허용하는데 충분한 파워를 상기 공급선(6) 상에서 생성한다는 사실을 지칭하도록 의도된다.

각 서브-스테이션(S_k)은, 견인력 공급을 위한 구역(Z_tk)과 연관된다. 상기 구역(Z_tk)은, 상기 포인트(P_k)를 중심으로 하는 상기 공급선(6)의 세그먼트[L_Gtk;L_Dtk]이다. 좌측 및 우측 한계값들(L_Gtk, L_Dtk)은, 상기 포인트(P_k)로부터 거리(T_k)만큼 이격되어 있다. 상기 거리(T_k)는, 다음의 식에 의해 정의된다:

T_k=(U_ssmaxk-U_Cmin)/(ρI_max)

여기서,

ㆍU_ssmaxk는, 서브-스테이션(S_k)이 레일 차량에 견인력을 공급하기 위해 포인트(P_k)의 영역에서 생성할 수 있는 최대 견인력 전압이며.

ㆍU_Cmin은, 상기 공급선 상의 최소 허용가능한 비임시적인(non-temporary) 전압이며,

ㆍρ는, 상기 공급선(6)과 그들의 병렬 컨덕터들 또는 "피더들"의 단위 길이당 저항이며, 그리고,

ㆍI_max는, 상기 공급선(6)에서 흐르는 전류에 대한 최대 허용가능한 강도이다.

본 예에서 단위 길이당 저항은, 길이의 단위당 저항값을 지칭하도록 의도된다.

따라서, 상기 구역(Z_tk)은, 이 구역 내에서 레일 차량의 위치와 상관없이, 서브-스테이션(S_k)이 이 레일 차량에 견인력을 공급할 수 있는 상기 공급선(6)의 세그먼트에 대응한다. 한계값들(L_Gtk, L_Dtk)을 넘어서, 상기 공급선(6)의 단위 길이당 저항으로 인한 전압의 하락은, 서브-스테이션(S_k)이 포인트(P_k)의 영역에서 전압(U_ssmaxk)을 생성하더라도, 레일 차량의 팬터그래프 레벨에서의 전압은 전압(U_Cmin)보다 낮을 수 있도록, 이루어진다. 따라서, 상기 레일 차량은 시스템적으 로 서브-스테이션(S_k)에 의해 이들 한계값들(L_Gtk, L_Dtk)을 넘어 견인력을 제공받을 수 없다.

실례로서, U_ssmaxk는, U_Cnom 보다 크거나 같다. 상이한 문턱들 또는 한계선들의 값들이 도 7에 도시되어 있다. 이 선택들은 네트워크(2)의 구성 동안 이루어지며, 따라서, 거리(T_k)를 부여한다. 다음, 상기 거리(D_k)가 상기 거리(T_k)와 같거나 약간 작게 선택되어, 상기 공급선(6)을 따른 레일 차량의 위치와 상관없이, 그것은 항상, 두 구역들(Z_tk, Z_tk+1)에 동시에 위치한다. 상기 거리(D_k)의 그러한 선택은, 레일 차량이, 서브-스테이션들 중 하나(S_k)의 오작동 시에도, 상기 공급선(6)을 따른 그것의 위치와 상관없이 전력을 공급받을 수 있다는 것을 보증되는 것을 허용한다.

서브-스테이션(S_k)은 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)과 또한 연관된다. 이 구역(Z_fk)은, 포인트(P_k)을 중심으로 하는 상기 공급선(6)의 세그먼트(L_Gfk;L_Dfk]이다. 한계값들(L_Gfk, L_Dfk)은 포인트(P_k)로부터 거리(F_k)만큼 이격되어 있다. 상기 거리(F_k)은, 다음의 식에 의해 정의된다:

F_k=(U_Cmax-U_C3mink)/(ρI_max)

여기서,

-U_Cmax는, 상기 공급선(6) 상의 최대 허용가능한 비영구적인 전압, 그리고

-U_C3mink는, 아래에서 정의될 문턱값(U_C3k)에 대한 하한값이다.

본 예에서, U_C3mink는, U_Cnom보다 작거나 같게 선택된다. 이 방식으로, 상기 거리(F_k)는 거리(D_k)보다 크거나 같다.

예를 들어, 한계값(U_C3mink)은 700Vdc와 같게 선택된다.

상기 구역(Z_fk)은, 이 구역(Z_fk) 내에서 브레이크 중인 레일 차량의 위치와 상관없이, 서브-스테이션(S_k)이 이 레일 차량으로부터 브레이크 에너지를 복원할 수 있는 구역이다.

상기 거리(F_k)가 거리(D_k)보다 크거나 같다고 가정하면, 따라서, 포인트(P_k _-1)의 영역과 또는 포인트(P_k ₊₁)의 영역 중 어느 하나의 영역에서 브레이크 중인 레일 차량으로부터 브레이크 에너지를 복원하는 것이 가능하다. 이 방식으로, 서브-스테이션(S_k)이 비동작 중이라 하더라도, 서브-스테이션들(S_k _-1, S_k ₊₁)은, 포인트들(P_k _-1, P_k+1) 사이의 레일 차량의 위치와 상관없이 브레이크 에너지를 레일 차량으로부터 복원되도록 허용한다. 따라서, 서브-스테이션이 비동작 중이라도, 레일 차량의 모든 브레이크 에너지가 복원될 것이라는 것을 보증하는 것이 가능하다.

모든 서브-스테이션들(S_k)은, 동일한 장거리 전기 분배 네트워크(20)에 연결되어 있다. 본 예에서, 네트워크(20)는, 카테고리(A 또는 B) 고전압 3-상 교류 전압 네트워크이다. 카테고리(A 또는 B) 높은 교류전압은, 본 예에서, 1000과 50000Vac 사이의 교류 전압을 지칭하도록 의도된다. 특허출원 FR 28 73 332의 교시에 따르면, 이 네트워크(20)는 3-상 교류 저-전압 네트워크일 수도 있다. 이 예에서, 3-상 교류 저 전압은, 1000Vac보다 낮은 전압을 지칭하도록 의도된다. 전형적으로, 이 3-상 교류 저 전압 네트워크는, 카테고리(B 또는 BTB)의, 다시 말해, 이를 위해 교류 전압이 500과 1000Vac 사이인 저 전압 네트워크일 것이다.

본 예에서, 모든 서브-네트워크들(S_k)은 서로 동일하며, 단지 하나의 서브-네트워크(S_k)만이 도 1에서 상세하게 도시되어 있다.

서브-스테이션(S_k)은, 일 측에서는 상기 네트워크(20)에 연결되고 타 측에서는 상기 공급선(6) 상의 포인트(P_k)에 연결되는 4 상한 컨버터(four-quadrant converter: 30)를 포함한다. 이 컨버터(30)는, 상기 공급선(6)에 U_ssmaxk 및 U_Cmin 사이의 정류된 연속 전압을 공급하기 위해, 상기 네트워크(20)의 3-상 전압을 정류할 수 있다. 상기 컨버터(30)는, 또한, 상기 네트워크(20)에 U_C3mink 및 U_Cmax 사이의 이 연속 전압으로부터 형성된 3-상 전압을 공급하기 위해, 상기 공급선(6)에 존재하는 연속 전압을 전도(inverting)시킬 수 있다. 상기 컨버터(30)는, 차량에서 브레이킹 손실들을 방지하기 위해, 10ms 미만에서, 그것이 정류자로서 동작하는 모드에서 그것이 인버터로서 동작하는 모드로, 그리고 그 반대로 스위칭할 수 있다.

이 때문에, 상기 컨버터(30)는, 예를 들어, 인버터에 병렬로 연결된 정류자 브릿지에 의해 형성된다. 본 예에서, 정류자 브릿지는, IGBT 트랜지스터들(Insulated Gate Bipolar Transistor)과 같은 사이리스터들(thyristors) 또는 파워 트랜지스터들로부터 생성된 피제어 정류자 브릿지이다. 상기 피제어 정류자 브릿지는, 상기 공급선(6)을 통해 공급된 전기 부하에 의해 소비된 파워의 50%이상의 편차가 있는 경우에도, 750Vdc의 고정된 전압을 상기 공급선(6) 상에서 생성되도록 허용한다.

상기 인버터는, 문턱값(I_kmax)과 가장 동일한 연속 전류(I_k)가 흡수될 수 있도록 허용한다. 본 예에서, I_kmax는 I_max보다 크거나 같다. 이 전류(I_k)는, 그것이 포인트(P_k)로부터 상기 네트워크(20)로 상기 컨버터(30)를 경유하여 통과하는 경우에, 양(positive)이다. 반대의 경우에, 이 전류(I_k)의 강도는 음(negative)이다.

상기 컨버터(30)은, 제어가능한 컨버터이다. 이 때문에, 상기 서브-스테이션(S_k)은, 상기 컨버터(30)를 제어하여 그것이 정류자 그리고 번갈아 인버터로서 동작하도록 할 수 있는 제어유닛(32)을 포함한다. 상기 유닛(32)은, 또한, 상기 포인트(P_k)의 영역에서 공급되거나 흡수된 전압(U_ssk)이 값(U_ssc)에서 제어되도록 허용한다. 이 때문에, 상기 서브-스테이션(S_k)은, 전류(I_k)의 강도를 검출하기 위한 감지기(34)와, 상기 포인트(P_k)의 영역에서의 전압(U_ssk)을 검출하기 위한 감지기(36), 를 포함한다.

더 정확하게는, 상기 유닛(32)은, 측정된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_C3k)보다 크면, 상기 컨버터(30)를 재생성 모드 또는 전기 에너지 복원 모드로 스위치되도록 할 수 있다. 상기 유닛(32)은, 또한, 전압(U_ssk)이 문턱값(U_dk)보다 낮으면, 상기 컨버터(30)를 견인력 공급 모드로 스위치되도록 자동적으로 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 문턱값(U_dk)은 U_Cnom 보다 작거나 같다.

상기 서브-스테이션(S_k)은, 또한, 측정된 전압(U_ssk)에 따라 문턱값(U_C3k)을 조정하기 위한 모듈(40)을 포함한다.

상기 유닛(32) 및 상기 모듈(40)은, 예를 들어, 프로그래머블 프로세서(42)로서, 이 프로세서에 연결되어 있는 메모리(44)에 기록된 지시들을 수행할 수 있는 프로그래머블 프로세서(42)로부터 생성된다. 이 때문에, 상기 메모리(44)는, 본 예에서, 도 2의 방법을 수행하기 위한 지시들과, 본 예에서 사용된 문턱들과 한계값들의 상이한 값들을 포함한다.

상기 시스템(2)은, 또한, 레일 트랙(47) 위를 주행하는 레일 차량(46)을 포함한다. 이 차량(46)은, 팬터그래프(48)에 의해 상기 공급선(6)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 팬터그래프(48)는, 전기적 에너지가, 공급선(6)으로부터 캡쳐되어, 차량(46) 내의 온-보드 전기 컨버터(49)의 입구에서 공급되도록 허용한다. 상기 컨버터(49)는, 상기 팬터그패프(48)를 통해 얻어진 연속 전압을, 견인력 모터(50)를 위한 3-상 공급 전압으로 변환할 수 있다. 상기 모터(50)는, 예를 들어, 동기 또는 비동기식 전기 모터이다. 이 모터(50)는, 회전 중인 차량(46)의 휠들을 구동할 수 있다. 상기 모터(50)는, 또한, 상기 차량(46)을 브레이크 걸기 위해, 생성기로서 동작할 수 있다. 본 예에서, 상기 컨버터(49)는, 브레이크 에너지를 상기 공급선(6)으로 되돌리기 위해, 정류자로서 동작할 수 있다.

상기 컨버터(49)는, 제어유닛(51)에 의해 제어될 수 있는 컨버터이다. 이 제어유닛(51)은, 감지기(52)를 통해 상기 팬터그래프(48)의 영역에서 측정된 전압(U_T)에 따라서, 상기 컨버터(49)를 보호할 수 있다. 이 때문에, 상기 유닛(51)은, 측정된 상기 전압(U_T)에 따라서 전기 차량(46)을 상기 공급선(6)으로부터 전기 절연시키는 것을 시작할 수 있다.

상기 차량(46)은, 그것이 생성기로서 동작할 때 상기 모터(50)에 의해 생성된 브레이크 에너지 모두를 열의 형태로 방산할 수 있는 온-보드 브레이크 저항기 또는 가감 저항기를 포함하지 않는다.

상기 시스템(4)의 동작이 도 2의 방법을 참조하여 더 상세하게 지금부터 설명될 것이다.

우선, 단계 54 동안, 문턱값(U_C3k)이 그것의 상한값(U_C3maxk)과 같아지도록 취해진다. 상한값(U_C3maxk)은, 0.9U_Cmax와 U_Cmax 사이이다. 예를 들어, 본 예에서, 한계값(U_C3maxk)은 950Vdc와 같다.

이 후, 단계 56 동안, 전류(I_k)의 강도와 전압(U_ssk)는 영구적으로 측정된다.

이후, 서브-스테이션(S_k)은, 문턱값(U_C3k)을 조정하기 위한 페이즈(phase) 57과, 컨버터(30)를 제어하기 위한 페이즈 58로 동시에 진행된다.

페이스 57의 시작에서, 단계 60 동안, 상기 유닛(40)은, 전류(I_k)의 강도가 제로인지를 검증한다. 이것이 그 경우라면, 상기 모듈(40)은 측정된 전압(U_ssk)의 시간에 상대적인 도함수(derivative)(

)를 소정의 문턱값(a_ssk)과 비교하기 위한 단계 62로 진행한다. 예를 들어, 상기 문턱값(a_ssk)은 10V/s보다 크거나 같다.

도함수(

)의 값이 문턱값(a_ssk)보다 크면, 단계 64 동안, 상기 모듈(40)은, 다음의 2 조건들 중 하나가 충족되지 않는 한, 문턱값(U_C3k)을 점차적으로 감소시킨다:

1)전압(U_C3k)의 값이 한계값(U_C3mink)에 도달하였거나,

2)전류(I_k)의 강도가 제로와 같지 않다.

만약 위의 조건 1)이 충족되면, 단계 66 동안, 문턱값(U_C3k)은 값(U_C3maxk)으로 다시 초기화되고, 상기 방법은 단계 60으로 돌아간다.

만약 위의 조건 2)가 초래되면, 단계 64는 바로 중지되고 상기 방법은 단계 60으로 돌아간다.

단계 64는, 예를 들어, 레일 차량이 구역(Z_fk)에서 브레이크를 걸기 시작하고, 이 차량의 브레이크 에너지를 소비할 수 있는 다른 레일 차량이 근처에 없는 경우에, 수행된다. 본 예에서, 상기 공급선(6) 상의 브레이크 에너지의 생성은, 전 압(U_ssk)의 급격한 증가, 다시 말해, 문턱값(a_ssk)보다 큰 기울기를 가지는 증가로서 분명해진다. 문턱값(U_C3k)이 이러한 급격한 증가에 대한 반응으로 감소된다는 사실은, 증가하는 전압(U_ssk)이 중화되도록(counteracted) 허용하며, 따라서 매우 신속한 반응을 허용한다.

단계 66은, 브레이크 에너지가 상기 구역(Z_fk) 외부에 위치하는 레일 차량에 의해 생성될 때, 수행된다. 본 예에서, 상이한 레일 차량들 사이에서 에너지의 직접 교환을 촉진하기 위해, 문턱값(U_C3k)은 값(U_C3maxk)로 다시 초기화된다. 직접적인 에너지 교환은, 공급선에 의해서만 수행되는 2개의 레일 차량들 사이의 전기적 에너지의 교환을 지칭하도록 의도된다.

도함수(

)가, 문턱값(a_ssk) 보다 엄격하게 작은 경우, 단계 68 동안, 모듈(40)은, 이 도함수()가 제로보다 엄격하게 크다는 것을 검증한다. 이것이 그 경우라면, 단계 70 동안에, 문턱값(U_C3k)이 측정된 전압(U_ssk)의 값 더하기 양의 상수(△U_C3k)와 같아지도록 고정된다. 상기 상수(△U_C3k)는 작으며, 다시 말해, 예를 들어 (U_Cmax-U_Cmin)/10보다 작다.

단계 70은, 문턱값(U_C3k)이, 전압(U_ssk)이 완만하게 증가하는 한, 측정된 전압(U_ssk)보다 약간 높게 유지되도록 허용한다. 이러한 상황은, 전형적으로, 구역(Z_fk)에 존재하는 레일 차량의 브레이크 에너지가, 적어도 부분적으로는, 견인력으로 동작하는 다른 레일 차량에 의해 소비되는 경우와 대응한다. 문턱값(U_C3k)이 전압(U_ssk)에 근접하여 유지된다는 사실은, 전압(U_ssk)의 급격한 증가의 경우에, 신속한 반응을 허용한다.

도함수(

)가, 제로보다 작거나 같은 경우, 단계 72에서, 문턱값(U_C3k)이 값(U_C3maxk)으로 다시 초기화된다.

단계 72는, 브레이크 에너지가 다른 레일 차량들에 의해 전적으로 소비되는 경우에, 수행된다. 본 예에서, 문턱값(U_C3k)이 값(U_Cmaxk)로 다시 초기화된다는 사실은, 여러 레일 차량들 간의 직접적인 에너지 교환의 촉진을 허용한다.

단계 60 동안, 측정된 전류(I_k)의 강도가 제로와 같지 않는 경우, 단계 74 동안, 문턱값(U_C3k), 측정된 전압(U_ssk)의 값 빼기 소정의 양의 상수와 같아지도록 가정된다. 본 예에서, 실례로서, 상기 소정의 양의 상수는, 단계 70 동안에서와 같이, △U_C3k와 같아지도록 가정된다.

이 후, 단계 76 동안, 강도(I_k)는 값 제로와 비교된다. 강도(I_k)가 제로보다 엄격하게 작은 경우, 단계 78 동안, 문턱값(U_C3k)은 값(U_C3maxk)으로 다시 초기화된다.

단계 78에 이어서, 상기 방법은 단계 60으로 되돌아간다.

그 역이 참이라면, 다시 말해, 전류의 강도(I_k)가 제로보다 엄격하게 큰 경우, 상기 방법은 바로 단계 60으로 돌아간다.

페이즈 58의 시작에서는, 단계 90 동안, 측정된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_C3k)과 비교된다. 전압(U_ssk)이 문턱값(U_C3k)보다 큰 경우, 단계 91 동안, 상기 유닛(32)은 전압(U_ssk)을 문턱값(U_Cmax2)과 비교한다. 문턱값(U_Cmax2)은 한계값(U_C3maxk)보다 크거나 같으며, U_Cmax보다 작거나 같다. 예를 들어, 본 예에서, 문턱값(U_Cmax2)은 U_Cmax와 같게 선택된다.

전압(U_ssk)이 문턱값(U_Cmax2)보다 작은 경우, 단계 92 동안, 상기 유닛(32)은, 컨버터가 생성모드로 스위치되게 하거나, 그것을 그 모드에서 유지시킨다. 더 자세하게는, 단계 92 동안, 상기 유닛(32)은 컨버터(30)를 제어하여, 그것이 인버터로서 동작하도록 한다. 더 나아가, 단계 92 동안에는, 상기 유닛(32)은 컨버터(30)를 제어하여, 그것이 측정된 전압(U_ssk)을 일정한 레벨에서 유지시킨다.

이러한 식으로, 단계 92 동안, 브레이크 에너지는, 일정한 레벨에서 유지되는 전압(U_ssk)과 함께, 상기 공급선(6)으로부터 상기 네트워크(20)로 전달된다. 전압(U_ssk)은, 상기 컨버터(30)가 재생성 모드에서 동작하는 한에 한해서만, 일정한 레벨에서 유지된다. 이러한 식으로, 레일 차량(46)이 브레이크 에너지를 생성하는 것을 중단하였을 때, 전압(U_ssk)은 하락한다.

단계 91 동안, 전압(U_ssk)이 문턱값(U_Cmax2)보다 큰 경우, 단계 93에서, 상기 유닛(32)은 상기 컨버터(30)를 그것이 최대로 가능한 레벨의 전력을 흡수하도록 제어한다. 이러한 식으로, 단계 93은, 상기 공급선(6)에서 나타날 수 있는 과전압이 삭감되도록(clipped) 허용한다.

단계 92 또는 93에 이어서, 상기 방법은 단계 90으로 되돌아간다.

측정된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_C3k)보다 엄격하게 작은 경우, 단계 94 동안, 상기 유닛(32)은, 상기 컨버터(30)을 통해 상기 공급선(6)에서 상기 네트워크(20)로의 에너지의 전달의 멈춤을 명령한다.

이 후, 전압(U_ssk)은 단계 96 동안 문턱값(U_dk)과 비교된다. 측정된 전압(U_ssk)이 이 문턱값(U_dk)보다 엄격하게 작은 경우, 상기 컨버터는 견인력 공급 모드로 스위치되거나 또는 유지된다. 더 자세하게는, 단계 98 동안, 상기 유닛(32)은, 상기 컨버터(30)를, 그것이 정류자로서 동작하도록 제어한다. 예를 들어, 문턱값(U_dk)은, U_Cnom과 같아지도록 선택된다.

나아가, 단계 98 동안에는, 상기 유닛(32)은 상기 네트워크(20)로부터 캡쳐된 에너지를 전압(U_Cnom)과 같은 연속 전압의 형태로 상기 공급선(6)으로 공급하기 위해 상기 컨버터(30)를 제어한다.

그 역이 참이라면, 다시 말해, 측정된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_dk)보다 큰 경우, 단계 100 동안, 정류자로서의 상기 컨버터(30)의 동작은 멈춘다. 이러한 식으로, 단계 100 동안, 상기 네트워크와 상기 공급선(6) 간의 어떠한 에너지 교환도 상기 컨버터(30)를 통해 성립되지 않는다.

이 방법에서, 상기 컨버터의 재생성 모드 또는 견인력 공급 모드로의 스위칭은, 10ms 미만에서 수행된다.

도 3 내지 도 6은, 시스템(2)의 동작 동안, 시간의 함수로서 상이한 신호들의 전개를 개략적으로 도시한다.

더 자세하게는, 도 3은, 차량(46)에 의해 생성된 브레이크 에너지를 나타낸다.

도 4는, 상기 차량(46)으로서 동일한 구역(Z_fk)에 존재하는 제 2 차량에 의해 생성된 브레이크 에너지를 나타낸다.

도 5는, 문턱값(U_C3k)의 값과 전압(U_ssk)의 전개 오버타임을 도시한다.

최종적으로, 도 6은, 시간의 함수로서, 서브-스테이션(S_k)의 컨버터(30)를 통과하는 전류(I_k)의 강도를 나타낸다.

처음에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 문턱값(U_C3k)은 U_C3maxk와 같다.

시간 t₁에서, 상기 차량(46)은 브레이크 에너지를 생성한다. 이것은, 전압(U_ssk)의 급격한 증가로서 분명해진다. 전압(U_ssk)의 이 급격한 증가는, 문턱값(U_C3k)의 감소를 초래한다. 전압(U_ssk)이 문턱값(U_C3k)보다 커지면, 상기 유닛(32)은 상기 컨버터(30)를 그것이 인버터로서 동작하도록 제어한다. 상기 차량(46)에 의해 생성된 브레이크 에너지는, 상기 공급선(6)으로부터 상기 네트워크(20)로 전달되며, 전류(I_k)는 양(positive)이다.

시간 t₂에서, 상기 차량(46)은 브레이킹을 멈춘다. 이것은, 전압(U_ssk)의 하락으로서 바로 분명해진다. 따라서, 상기 전압(U_ssk)은 문턱값(U_C3k)보다 낮아지게 되는데, 이것은, 컨버터(30)가 인버터로서 동작하는 것을 중단할 때 분명해진다.

상기 전압(U_ssk)이 문턱값(U_dk) 미만일 때, 상기 유닛(32)은, 상기 컨버터(30)를 그것이 정류자로서 동작하도록 제어한다. 상기 컨버터(30)를 통과하는 전류는, 따라서, 음(negative)이다. 전류(I_k)의 음의 강도는, 문턱값(U_C3k)을 값(U_C3maxk)으로 재설정하는 것으로 이끈다.

따라서, 시간 t₃에서는, 서브-스테이션이 상기 차량(46)에 전기 에너지를 공급한다.

시간 t₃에서, 상기 차량(46)은 다시 브레이크를 걸기 시작하고 브레이크 에너지를 생성한다. 그러나, 이때, 동시에 상기 차량(46)에 근접한 제 2 레일 차량이 견인력을 제공받는다는 것이 가정된다. 이러한 식으로, 상기 차량(46)의 브레이크 에너지의 적어도 일부는, 상기 공급선(6)에 의해 직접적으로, 움직이기 위해 에너지를 소비하는 이 제 2 차량으로 전달된다. 따라서, 이 에너지는 서브-스테이션을 통과하지 않고 상기 제 2 차량으로 전달된다. 따라서, 상기 차량(46)의 브레이크 에너지에 의해 초래된 전압(U_ssk)의 증가는 낮다. 이 조건들에서, 문턱값(U_C3k)은, 측정된 전압(U_ssk)의 값보다 약간 큰 값으로 조정된다.

시간 t₄에서, 상기 차량(46)은 브레이크 걸기를 중단한다. 전압(U_ssk)은 하락한다. 전압(U_ssk)의 하락은, 문턱값(U_C3k)을 한계값(U_C3maxk)으로 재설정하는 것을 초래한다.

본 예에서 설명된 예에서, 시간 t₃과 t₄ 사이에서, 단지 상기 차량(46)만이 견인력으로 동작하는 제 2 차량으로 에너지를 공급한다는 것이 주지되어야 한다. 서브-스테이션(S_k) 자신은 어떠한 에너지도 공급하지 않고, 어떠한 에너지도 소비하지 않는다.

시간 t₅에서, 전압(U_ssk)은 문턱값(U_dk) 보다 낮아진다. 상기 유닛(32)은, 상기 레일 차량(46)에 공급하기 위해, 상기 컨버터(30)가 정류자로서 동작하도록 명령한다. 전류(I_k)는 음이 된다(negative).

시간 t₆에서, 상기 차량(46)은 다시 브레이크를 걸기 시작한다. 이때, 상기 제 2 차량이 움직이기 위해 상기 공급선(6) 상의 에너지를 소비한다는 것이 또한 가정된다. 따라서, 시간 t₃ 및 t₄ 사이에 이미 도시된 바와 같이, 전압(U_ssk)은 서서히 증가하고 문턱값(U_C3k)은 측정된 전압(U_ssk)의 값 약간 이상으로 유지된다.

시간 t₇에서는, 상기 제 2 차량이 브레이크 걸기 시작하는 것이 가정된다. 이것은, 전압(U_ssk)의 급격한 증가로서 명백해진다. 따라서, 전압(U_ssk)은 문턱값(U_C3k)보다 커지고, 상기 컨버터(30)는 인버터로서 동작하기 시작한다. 전류(I_k)는 양이 된다(positive). 문턱값(U_C3k)은 전압(U_ssk)보다 약간 낮게 유지된다.

그러나, 본 예에서, 2개의 레일 차량들이 구역(Z_fk)에서 동시에 브레이크를 걸고 있으므로, 상기 컨버터(30)를 통과할 수 있는 전류(I_k)의 최대 강도(I_ssmax)가, 이 컨버터(30)가 동시에 상기 2개의 레일 차량들에 의해 생성된 브레이크 에너지의 모두를 흡수할 수 없게 되도록, 도달된다. 따라서, 전압(U_ssk)은 계속해서 급격하게 증가한다. 전압(U_ssk)의 이 급격한 증가는, 포인트들(P_k _-1, P_k ₊₁)의 영역에서의 전압들(U_ssk _-1, U_ssk ₊₁)의 급격한 증가로서 또한 분명해진다. 이러한 식으로, 서브-스테이션들(S_k-1, S_k+1)의 문턱값들(U_C3k-1, U_C3+1)은 감소한다.

포인트(P_k)의 영역에서 전압(U_ssk)이 전압(U_Cmax)에 도달하기 이전에, 포인트(P_k _-1) 또는 포인트(P_k ₊₁)의 영역에서의 전압(U_ssk _-1 또는 U_ssk ₊₁)은, 대응하는 서브-스테이션의 문턱값(U_C3k-1 또는 U_C3k+1)을 초과한다. 따라서, 서브-스테이션들은 브레이크 에너지를 상기 공급선(6)에서 상기 네트워크(20)로 전달하기 시작한다. 이 것은, 전압(U_ssk)의 증가를 멈추는데, 따라서, 그것을 전압(U_Cmax)보다 낮거나 같게 유지하는데 충분하다.

시간 t₈에서, 상기 차랑(46) 및 상기 제 2 차량은 브레이크 걸기를 동시에 중단한다. 전압(U_ssk)은 급격하게 하락하고 문턱값(U_C3k)보다 낮아진다. 서브-스테이션(S_k)의 컨버터(30)는 브레이크 에너지를 상기 공급선(6)에서 상기 네트워크(20)로 전달하는 것을 바로 멈춘다. 따라서, 전류(I_k)의 강도는 다시 제로가 된다. 이후, 전압(U_ssk)의 하락은, 문턱값(U_C3k)을 값(U_C3maxk)으로 재설정하는 것으로 이끈다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 설명된 동작 예로서, 상기 시스템(4)은 동시에,

-브레이크 에너지 모두가 레일 차량들로부터 복원되는 것을,

-직접 에너지 교환이 레일 차량들 사이에서 촉진되는 것을, 그리고,

-브레이크 파워가 복수 개의 연속적인 서브-스테이션들 전체에 공유되는 것을, 허용한다.

상기 시스템(4)의 다양한 가능성 있는 동작 모드들은, 도 7의 그래프에 도시된다. 이 그래프에서, 우측 세로축은 문턱값들(U_Cmax, U_Cmin)과 명목 전압(U_Cnom)을 포함한다. 우측의 축은 서브-스테이션에 저장되어 있는 문턱값들, 다시 말해, U_Cmax2, U_C3maxk, U_dk, 및 U_C3mink를 포함한다. 수평선들(150, 152, 154)은, 문턱값들(U_Cmax, U_dk, U_Cmin)을 각각 나타낸다.

이 그래프에서, 문턱값(U_C3k)의 전개는, 사선(156)으로 도시된다. 이 그래프는, 4개의 가능성 있는 동작 구역들(160, 162, 164, 166)을 정의한다.

구역(160)은 선(150) 아래에 그리고 선들(156, 152) 위에 위치한다. 전압(U_ssk)이 상기 구역(160) 내에 있는 경우, 서브-스테이션은 재생성기 또는 브레이크 에너지 복원 수단으로서 동작한다.

구역(162)은, 라인들(156, 152) 사이에 위치한다. 전압(U_ssk)이 상기 구역(162) 내에 있는 경우, 서브-스테이션의 컨버터는, 재생성 모드도 견인력 공급 모드도 아니다. 이러한 식으로, 상기 구역(162)은, 레일 차량의 브레이크 에너지가 공급선을 통해 다른 레일 차량으로 직접적으로 전달되는 동작 구역에 대응한다.

구역(164)은, 라인들(152, 156) 사이에 그리고 라인(154)의 위에 위치한다. 전압(U_ssk)이 상기 구역(164) 내에 위치하는 경우, 그것은 문턱값(U_dk)보다 낮아, 서브-스테이션의 컨버터는 견인력 공급 모드에서 동작한다.

최종적으로, 구역(166)은 라인(152) 아래에 그리고 라인(156) 위에 위치한다. 전압(U_ssk)이 상기 구역(166) 내에 위치하는 경우, 그것은 문턱값(U_dk)보다 작으며 그리고 한계값(U_C3mink)보다 크다. 따라서, 이 구역에서, 컨버터가 견인력 공급 모드 또는 재생성 모드로 동작하도록 하는 것이 가능한다. 도 3의 방법에서, 그것은 재생성 모드로 우선권을 부여하도록 선택됨으로써, 전압(U_ssk)이 상기 구역(166) 내에 있는 경우, 서브-스테이션의 컨버터는, 시스템적으로, 재생성 모드 로 스위치된다. 그러나, 다른 동작 모드들도 가능하다. 결정은, 견인력 공급 모드에 우선권을 부여하여, 전압(U_ssk)이 상기 구역(166) 내에 있는 경우, 서브-스테이션(S_k)의 컨버터는, 시스템적으로, 견인력 공급 모드로 스위치되도록, 또한 이루어질 수 있다.

최종적으로, 바람직한 방식으로, 전압(U_ssk)이 상기 구역(166) 내에 있는 경우의 서브-스테이션(S_k)의 컨버터의 동작 모드는, 전압(U_ssk)이 상기 구역(166)으로 진입하기 이전의 상기 컨버터의 컨버터 동작 모드에 따라서, 선택된다. 예를 들어, 전압(U_ssk)이 상기 구역(166)으로 진입하기 이전에 상기 구역(160)에 있는 경우, 서브-스테이션의 컨버터는, 상기 구역(166)에서도, 재생성 모드로 유지될 것이다. 그 역이 참이라면, 전압(U_ssk)이 상기 구역(166)으로 진입하기 이전에 상기 구역(164) 내에 있는 경우, 견인력 공급 모드는, 전압(U_ssk)이 상기 구역(166)으로 되돌아 간 경우에도, 유지될 것이다.

다수의 다른 실시예들도 가능하다. 예를 들어, 상기 컨버터(30)는, 파워 트랜지스터들로 구성되는 제어가능한 인버터/정류자의 형태로 생성될 수 있다. 이 실시예에서, 동일한 파워 트랜지스터들은, 전압을 정류하거나 또는 전압을 전도(invert)하기 위해 이용된다.

변형 예에서, 위에서 설명된 것은, 정지형 AC/AC 컨버터를 통해 교류 전류를 공급받는 현수선에도 또한 적용된다. 이러한 유형의 정지형 컨버터는, 네트워크(20)로부터 공급선(6)으로 그리고 반대로 에너지의 교환을 허락하기 위해, 제어되어야 한다. 따라서, 에너지의 교환은 자연적인 것이 아니다.

본 예에서, 상기 컨버터(30)는, 4 상한 컨버터로서 설명되었다. 변형 예에서, 상기 컨버터(30)는, 전류(I_k)의 방향이 반대가 되도록 허용하는 적어도 2 상한들을 가지는 컨버터이다. 최종적으로, 전압(U_ssk)의 극성을 반대로 할 필요는 없다.

문턱값(U_dk) 및 한계값(U_C3mink)은, 각각이, 엄격하게 U_Cnom보다 크며, 엄격하게 U_Cnom보다 작다.

변형 예에서, 서브-스테이션들(S_k)은 데이터를 상호 교환할 수 있으며, 서브-스테이션들(S_k) 각각은 다른 서브-스테이션들로부터 수신된 데이터에 따라서, 그들의 각각의 문턱값(U_C3k)들을 조정할 수 있다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 설명된 동작 모드는, 단지, 실예로서 주어진 단순한 예일 뿐이다. 물론, 문턱값(U_C3k)의 조정은 최적화될 수 있으며, 설명된 것은, 2개 이상의 차량들의 브레이크 에너지가 복원되어야 하는 경우에도 적응될 수 있다. 동일한 방식으로, 전기 브레이크 에너지는 오르막 트랙과 내리막 트랙으로부터 복원될 수 있다.

도 1은, 브레이크 에너지를 복원하기 위한 가역성 서브-스테이션들의 시스템이 제공되는 레일 네트워크의 아키텍쳐의 개략적인 도,

도 2는, 브레이크 에너지를 복원하기 위한 방법의 흐름도,

도 3 내지 도 6은, 브레이크 에너지를 복원하기 위한 방법의 동작을 도시한 신호들의 시간 챠트들, 및

도 7은, 도 1의 레일 네트워크의 상이한 가능성 있는 동작 구역들을 도시한 그래프.

Claims

레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은:

-레일 트랙을 따라 연장되어, 이 레일 트랙 위를 주행하는 상기 레일 차량들에 전력을 공급하기 위한, 적어도 하나의 공급선(6);

-100m보다 큰 거리(D_k)만큼 상호 이격된, 브레이크 에너지를 복원하기 위한 복수 개의 서브-스테이션들(S_k);을 포함하며, 각 서브-스테이션(S_k)은, 연결 포인트(P_k)에서 상기 공급선과 전기적으로 연결되며, 그리고

ㆍ상기 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해, 전기 에너지를 상기 공급선(6)으로부터 전기 분배 네트워크(20)로 전달할 수 있는 전기 컨버터(30);

ㆍ상기 연결 포인트(P_k)의 영역에서의 전압(U_ssk)에 대한 감지기(36) 또는 측정기;

ㆍ상기 전기 컨버터를 제어하기 위한 모듈(32)로서, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_C3k)보다 크면, 상기 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해 상기 전기 컨버터가 전기 에너지를 상기 공급선으로부터 상기 전기 분배 네트워크로 계속해서 전달하는 재생성 모드로, 상기 전기 컨버터를 자동적으로 스위치하도록 할 수 있으며, 그로 인해, 각 서브-스테이션은, 자기 자신의 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)과 연관되며, 이 구역에서는, 이 구역(Z_fk) 내의 레일 차량의 위치와 상관없이, 상기 서브-스테이션(S_k)은 이 레일 차량의 브레이크 에너지의 적어도 일부를 복원할 수 있는, 모듈(32);이 제공되며,

여기서, 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)은, 포인트(P_k)를 중심으로 하며, 상기 포인트(P_k)의 일 측과 타 측에서 (U_Cmax-U_C3mink)/(ρI_max)와 같은 거리(F_k) 만큼 이격된 한계값들(L_Gfk, L_Dfk)을 가지는 공급선의 세그먼트[L_Gfk;L_Dfk]이며,

여기서,

ㆍU_Cmax는, 상기 공급선 상의 최대 허용가능한 비영구적인 전압,

ㆍU_C3mink는, 문턱값(U_C3k)이 상기 서브-스테이션의 동작 동안 가정할 수 있는 최소값,

ㆍρ는, 상기 공급선의 단위 길이당 저항, 및

ㆍI_max는, 상기 공급선을 흐르는 전류에 대한 최대 허용가능한 강도이며,

상기 한계값(U_C3mink)은, 거리(F_k)가 D_k/2보다 크거나 같도록, 설정되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 에너지 복원 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 한계값(U_C3mink)은, 상기 거리(F_k)가 상기 거리(D_k)보다 크거나 같도록, 설정되는, 브레이크 에너지 복원 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 시스템에서 사용될 수 있는, 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위한 서브-스테이션(S_k)으로서, 상기 서브-스테이션(S_k)은 연결 포인트(P_k)에서 공급선과 전기적으로 연결될 수 있으며, 그리고,

ㆍ상기 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해, 전기 에너지를 상기 공급선(6)으로부터 상기 전기 분배 네트워크(20)로 전달할 수 있는 전기 컨버터(30);

ㆍ상기 연결 포인트(P_k)의 영역에서의 전압(U_ssk)에 대한 감지기(36) 또는 측정기;

ㆍ상기 전기 컨버터를 제어하기 위한 모듈(32)로서, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_C3k)보다 크면, 상기 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해 상기 전기 컨버터가 전기 에너지를 상기 공급선으로부터 상기 전기 분배 네트워크로 계속해서 전달하는 재생성 모드로, 상기 전기 컨버터를 자동적으로 스위치하도록 할 수 있으며, 그로 인해, 각 서브-스테이션은, 자기 자신의 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)과 연관되며, 이 구역에서는, 이 구역(Z_fk) 내의 레일 차량의 위치와 상관없이, 상기 서브-스테이션(S_k)은 이 레일 차량의 브레이크 에너지의 적어도 일부를 복원할 수 있는, 모듈(32);이 제공되며,

여기서, 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)은, 포인트(P_k)를 중심으로 하며, 상기 포인트(P_k)의 일 측과 타 측에서 (U_Cmax-U_C3mink)/(ρI_max)와 같은 거리(F_k) 만큼 이격된 한계값들(L_Gfk, L_Dfk)을 가지는 공급선의 세그먼트[L_Gfk;L_Dfk]이며,

여기서,

ㆍU_Cmax는, 상기 공급선 상의 최대 허용가능한 비영구적인 전압,

ㆍU_C3mink는, 문턱값(U_C3k)이 상기 서브-스테이션의 동작 동안 가정할 수 있는 최소값,

ㆍρ는, 상기 공급선의 단위 길이당 저항, 및

ㆍI_max는, 상기 공급선을 흐르는 전류에 대한 최대 허용가능한 강도이며,

상기 한계값(U_C3mink)은, 거리(F_k)가 D_k/2 또는 D_k보다 크거나 같도록, 설정되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 에너지 복원 서브-스테이션.
제 3 항에 있어서,

상기 전기 컨버터(30)는, 상기 레일 차량(들)에 견인력을 제공하기 위해, 전기 에너지를 상기 전기 분배 네트워크(20)로부터 상기 공급선(6)으로 전달함으로써, 상기 서브-스테이션(S_k)은, 견인력을 상기 레일 차량들에 제공하기 위한 구역(Z_tk)과 또한 연관되며, 이 구역에서는, 상기 구역(Z_tk) 내의 레일 차량의 위치와 상관없이, 상기 서브-스테이션(S_k)은, 레일 차량의 전기 견인력 모터들에 전력를 제공할 수 있으며,

견인력 공급 구역(Z_tk)은, 포인트(P_k)를 중심으로 하며, 상기 포인트(P_k)의 일 측과 타 측에서 (U_ssmaxk-U_Cmin)/(ρI_max)와 같은 거리(T_k) 만큼 이격된 한계값들(L_Gtk, L_Dtk)을 가지는 공급선의 세그먼트[L_Gtk;L_Dtk]이며, 여기서,

ㆍU_ssmaxk는, 상기 서브-스테이션(S_k)의 전기 컨버터가, 레일 차량에 견인력을 공급하기 위해 상기 포인트(P_k)의 영역에서 생성할 수 있는 최대 전압,

ㆍU_Cmin는, 상기 공급선 상의 최소 허용가능한 비영구적 전압이며, 한계값(U_ssmaxk)은, 상기 거리(T_k)가 D_k/2 또는 D_k보다 크거나 같도록, 설정되는, 브레이크 에너지 복원 서브-스테이션.
제 4 항에 있어서,

-상기 제어 모듈(32)은, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_dk)보다 낮아지면, 상기 전기 컨버터(30)가 상기 전기 분배 네트워크로부터 상기 공급선으로 전기 에너지를 계속적으로 전달하는 견인력 공급 모드로, 상기 전기 컨버터(30)를 자동적으로 스위치하도록 할 수 있으며,

-상기 한계값(U_C3mink)은, 상기 문턱값(U_dk)보다 엄격하게 낮으며, 그리고,

-측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 상기 한계값(U_C3mink) 및 상기 문턱값(U_dk) 사이에 있는 경우, 상기 제어 모듈은, 전압(U_ssk)이 상기 한계값(U_C3mink) 및 상기 문턱값(U_dk) 사이에 있기 이전에 상기 컨버터가 있었던 모드에 따라서, 상기 전기 컨버터를 재생성 모드 또는 견인력 공급 모두 중 어느 하나로 스위치하도록 할 수 있는, 브레이크 에너지 복원 서브-스테이션.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 서브-스테이션(S_k)은, 문턱값(U_C3k)을 조정하기 위한 모듈(40)로서, 이 문턱값을 하한값(U_C3mink)에서 최대 전압(U_Cmax)의 90%보다 크거나 같은 상한값(U_C3maxk)까지 변화되도록 할 수 있는, 모듈(40)을 포함하며, 이 조정모듈(40)은, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)의 증가가 소정의 문턱값(a_ssk)보다 낮게 유지되는 한, 문턱값(U_C3k)이 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)보다 엄격하게 크게 유지할 수 있는, 브레이크 에너지 복원 서브-스테이션.
제 6 항에 있어서,

상기 전기 컨버터를 통과하는 전류의 강도가 제로인 경우, 상기 조정모듈(40)은, 전압(U_ssk)의 증가가, 상기 소정의 문턱값(a_ssk)보다 크거나 같은 경우에는 상기 문턱값(U_C3k)을 한계값(U_C3mink)까지 감소시킬 수 있는, 브레이크 에너지 복원 서브-스테이션.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 제어모듈(32)은, 상기 전기 컨버터를 제어함으로써, 이 전기 컨버터가, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 한계값(U_C3maxk)보다 크거나 같은 문턱값(U_Cmax2k)을 초과하면, 시간의 단위당 최대로 가능한 양의 전기 에너지를 상기 공급선(6)으로부터 상기 전기 분배 네트워크(20)로 전달할 수 있는, 브레이크 에너지 복원 서브-스테이션.
제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기 컨버터(30)는, 적어도 2 상한들을 가지며, 사이리스터들(thyristors) 또는 파워 트랜지스터들을 이용하여 생성되는 피제어 컨버터이며, 상기 제어모듈(32)은, 상기 공급선 상에서 생성되거나 상기 공급선으로부터 흡수된 전력이 50%이상으로 변화되지 않는 한, 전압(Ussk)을 일정한 레벨로 유지하기 위해 컨버터를 제어할 수 있는, 브레이크 에너지 복원 서브-스테이션.
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 브레이크 에너지 복원 시스템이 제공되는 레일 네트워크 위로 주행하도록 의도되는 레일 차량(46)으로서, 상기 레일 차량은, 이 차량 내에 위치하며, 이 레일 차량의 모든 전기 브레이크 에너지를 열의 형태로 방산하도록 허용하는 온-보드 가감 저항기(rheostat)를 가지고 있지 않은 것을 특징으로 하는 레일 차량.
레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:

-레일 트랙을 따라 연장되어, 이 레일 트랙 위를 주행하는 레일 차량들에 전력을 공급하기 위한, 적어도 하나의 공급선을 제공하는 단계;

-100m보다 큰 거리(D_k)만큼 상호 이격된, 전기 브레이크 에너지를 복원하기 위한 복수 개의 서브-스테이션들(S_k)을 제공하는 단계로서, 여기서 각 서브-스테이션(S_k)은, 연결 포인트(P_k)에서 상기 공급선과 전기적으로 연결되며, 상기 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해, 전기 에너지를 상기 공급선으로부터 상기 전기 분배 네트워크로 전달할 수 있는 전기 컨버터가 제공되는, 서브-스테이션들 제공단계;

-상기 연결 포인트(P_k)의 영역에서의 전압(U_ssk)을 위한 측정(56)하거나 예측하는 단계;

-상기 전기 컨버터를 제어하는 단계로서, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)이 문턱값(U_C3k)보다 크면, 상기 전기 컨버터가 상기 레일 차량들의 브레이크 에너지를 복원하기 위해 전기 에너지를 상기 공급선으로부터 상기 전기 분배 네트워크로 계 속해서 전달하는 재생성 모드로, 상기 전기 컨버터를 자동적으로 스위치하도록 제어함으로써, 각 서브-스테이션은, 자기 자신의 브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)과 연관되며, 이 구역에서는, 이 구역(Z_fk) 내의 레일 차량의 위치와 상관없이, 상기 서브-스테이션(S_k)은 이 레일 차량의 브레이크 에너지의 적어도 일부를 복원할 수 있으며, 여기서,

브레이크 에너지 복원 구역(Z_fk)은, 포인트(P_k)를 중심으로 하며, 상기 포인트(P_k)의 일 측과 타 측에서 (U_Cmax-U_C3mink)/(ρI_max)와 같은 거리(F_k) 만큼 이격된 한계값들(L_Gfk, L_Dfk)을 가지는 공급선의 세그먼트[L_Gfk;L_Dfk]이며, 여기서,

ㆍU_Cmax는, 상기 공급선 상의 최대 허용가능한 비영구적인 전압,

ㆍU_C3mink는, 문턱값(U_C3k)이 상기 서브-스테이션의 동작 동안 가정할 수 있는 최소값,

ㆍρ는, 상기 공급선의 단위 길이당 저항, 및

ㆍI_max는, 상기 공급선을 흐르는 전류에 대한 최대 허용가능한 강도이며,

상기 한계값(U_C3mink)은, 상기 거리(F_k)가 D_k/2보다 크거나 같도록, 설정되는, 전기 컨버터 제어단계;

-레일 차량이 구역(Z_fk)의 한계에서 브레이크 에너지를 생성하는 경우에 문 턱값(U_C3k)을 한계값(U_C3mink)으로 조정하는 단계(64);를 수반하는, 브레이크 에너지 복원 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 방법은, 전압(U_ssk)의 증가가 소정의 문턱값(a_ssk)보다 낮게 유지되는 한, 문턱값(U_C3k)을 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)보다 엄격하게 높게 유지하는 단계(70)를, 수반하는, 브레이크 에너지 복원 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 방법은, 측정되거나 예측된 전압(U_ssk)의 증가가 상기 소정의 문턱값(a_ssk)보다 크거나 같은 경우에, 문턱값(U_C3k)을 한계값(U_C3mink)까지 감소시키는 단계(64)를 수반하는, 브레이크 에너지 복원 방법.
데이터 기록매체(44)로서, 지시들이 전자 프로세서(42)에 의해 수행될 때, 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이행하기 위한 지시들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 기록매체.