(57)【要約】      （修正有）【課題】電力供給設備の一部が動作不能になった場合に同一路線上の駅間に停車している車両を隣接の駅まで運転することを可能とする鉄道システムの制御装置及び方法を提供する。【解決手段】複数の変電所１０３Ａ〜１０３Ｄと地上蓄電装置１０４から架線を介して車両に給電するための鉄道システムの制御装置であって、複数の変電所の稼働状況と電圧および地上蓄電装置の充電量を管理する電力管理装置１０５と、電力管理装置からの放電電流指令に応じて放電を行う地上蓄電装置を備える。電力管理装置は、複数の変電所の一部が不稼働状態になった時に、地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所を抽出し、当該変電所の電圧に応じて地上蓄電装置に与える放電電流指令を定め、地上蓄電装置の放電量を決定する。【選択図】図１
2019018824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変電所と地上蓄電装置から架線を介して車両に給電するための鉄道システムの制御装置であって、
複数の前記変電所の稼働状況と電圧および前記地上蓄電装置の充電量を管理する電力管理装置と、電力管理装置からの放電電流指令に応じて放電を行う地上蓄電装置を備え、
前記電力管理装置は、複数の前記変電所の一部が不稼働状態になった時に、前記地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所を抽出し、抽出した変電所の電圧に応じて前記地上蓄電装置に与える放電電流指令を定め、前記地上蓄電装置の放電量を決定することを特徴とする鉄道システムの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道システムの制御装置であって、
前記変電所からの電力を受けて走行する複数の車両の在線状況を管理する運行管理装置を備え、前記電力管理装置は、複数の前記変電所の一部が不稼働状態になった時に、前記地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所を抽出し、当該変電所の電圧と前記運行管理装置が有する車両在線状況に応じて前記地上蓄電装置に与える放電電流指令を定め、前記地上蓄電装置の放電量を調整することを特徴とする鉄道システムの制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の鉄道システムの制御装置であって、
前記電力管理装置は、複数の変電所の中で稼働かつ前記地上蓄電装置に最も近い変電所の電圧と、前記運行管理装置が有する車両在線状況と、地上蓄電装置の充電量を用いて地上蓄電装置の放電量を調整することを特徴とする鉄道システムの制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鉄道システムの制御装置であって、
前記電力管理装置は、前記地上蓄電装置が放電を行う閾値である放電開始電圧と、放電を継続するかどうかを判定する放電継続判定電圧を充電量が小さくなるほど低くするように定めることを特徴とする鉄道システムの制御装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の鉄道システムの制御装置であって、
記電力管理装置は、前記地上蓄電装置が放電を行う閾値である放電開始電圧と、放電を継続するかどうかを判定する放電継続判定電圧を在線する車両数が少なくなるほど高くするように定めることを特徴とする鉄道システムの制御装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の鉄道システムの制御装置であって、
放電開始電圧および放電継続判定電圧は、駅中間に在線しているすべての車両が隣接駅に到達できるまでの時間、蓄電装置が稼働するように定めることを特徴とする鉄道システムの制御装置。
【請求項７】
複数の変電所と地上蓄電装置から架線を介して車両に給電するための鉄道システムの制御方法であって、
前記地上蓄電装置は、通常運転状態において前記架線との間で電力の授受を行うとともに、複数の前記変電所の一部が不稼働状態になった時に、前記地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所における端子電圧に応じて放電量が決定されることを特徴とする鉄道システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変電所などの電力供給設備からの電力供給を受けて動作する鉄道システムの制御装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力の供給を受けて車両が走行するトロリーバスシステムや鉄道システムにおいて、電力の供給を担う電力供給設備の一部が動作不能になった場合、その他の稼働している電力供給設備の負荷が増大することが考えられる。
【０００３】
このような場合に、電力供給設備である変電所の過負荷状態を判定し、過負荷状態と判定したときに、同一電力網に存在する地上蓄電装置あるいは車両に備えた蓄電装置から放電を行うことで電力供給設備である変電所の保護動作を抑制し、電力供給設備を安定的に稼働させるシステムが、例えば特許文献１により開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７９４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で述べている手法では、蓄電装置の充電量を見ておらず、蓄電装置の充電量がなくなった場合には、需要を満たせなくなる。特に、稼働している変電所数が、全体の半数以下となる場合には、この可能性は十分にある。その結果として、車両が駅間に停車することとなり、乗客サービスの低下へとつながる。このような事象を避けるために、稼働している電力供給設備および蓄電装置を最大限活用し、同一電力網の駅間に停車している車両全てを隣接の駅まで運ぶことが求められる。
【０００６】
以上のことから本発明においては、電力供給設備の一部が動作不能になった場合に同一路線上の駅間に停車している車両を隣接の駅まで運転することを可能とする鉄道システムの制御装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上のことから本発明においては、「複数の変電所と地上蓄電装置から架線を介して車両に給電するための鉄道システムの制御装置であって、複数の変電所の稼働状況と電圧および地上蓄電装置の充電量を管理する電力管理装置と、電力管理装置からの放電電流指令に応じて放電を行う地上蓄電装置を備え、電力管理装置は、複数の変電所の一部が不稼働状態になった時に、地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所を抽出し、当該変電所の電圧に応じて地上蓄電装置に与える放電電流指令を定め、地上蓄電装置の放電量を決定することを特徴とする鉄道システムの制御装置」としたものである。
【０００８】
また本発明においては、「複数の変電所と地上蓄電装置から架線を介して車両に給電するための鉄道システムの制御方法であって、地上蓄電装置は、通常運転状態において架線との間で電力の授受を行うとともに、複数の変電所の一部が不稼働状態になった時に、地上蓄電装置に最も近い位置の稼働している変電所における端子電圧に応じて放電量が決定されることを特徴とする鉄道システムの制御方法。」としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、同一路線上の駅間に停車している車両を隣接の駅まで運転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る鉄道システムの制御装置の構成例を示す図。
【図２】本発明の実施例１に係る電力管理装置１０５の構成例を示す図。
【図３】本発明の実施例１に係る電力管理装置内の放電判定部２０１の処理フロー例を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る地上蓄電装置の充電量に対する放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣのグラフの例を示す図。
【図５】本発明の実施例１に係る放電電流指令決定部２０２の処理内容例を示す図。
【図６】本発明の制御を鉄道システムに適用した場合の時々刻々の状態を示す図。
【図７】本発明の実施例２に係る鉄道システムの制御装置の構成例を示す図。
【図８】本発明の実施例２に係る電力管理装置１０５の構成例を示す図。
【図９】本発明の実施例２に係る電力管理装置内の放電判定部２０１の処理フロー例を示す図。
【図１０】本発明の実施例２に係る地上蓄電装置の充電量に対する放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣのグラフの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明を実現するための鉄道システムの制御装置の構成例を示す図である。
【００１３】
図１の鉄道システムの制御装置は、同一電力網を走行する複数の車両１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ（以下、車両１０１と記載したものはこれらの総称とする）に対して架線１０２を経由して電力を供給する変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ（以下、変電所１０３と記載したものはこれらの総称とする）および電力の授受を行う地上蓄電装置１０４と、変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄの状態情報１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、１５１Ｄ（以下、状態情報１５１と記載したものはこれらの総称とする）、地上蓄電装置１０４の電圧および充電量情報１５２を基に、地上蓄電装置１０４に対する放電電流１５３を決定する電力管理装置１０５で構成される。状態情報１５１には、各変電所１０３の稼働状態と電圧が含まれる。
【００１４】
なお、図１において、本来は全ての変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄにより複数の車両１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃに対して架線１０２を経由して電力を供給しているが、ここでは電力網内の何らかの事故により、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄは停止されて不稼働状態であり、変電所１０３Ａ、１０３Ｂおよび地上蓄電装置１０４で車両１０１に対して電力の供給を行う状態を示している。このように鉄道システムでは、架線１０２の延長上に沿って、架線１０２の適宜箇所に変電所１０３が設けられて、架線１０２に電力供給を行っている。
【００１５】
また図１において、地上蓄電装置１０４は、架線１０２に接続されて架線１０２との間で電力の授受を行う。通常状態における地上蓄電装置１０４の制御は、電力管理装置１０５からの指令により、あるいは地上蓄電装置１０４内の制御装置により、適宜、架線１０２との間で電力の授受を行うものであるが、先に述べた変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態では、電力管理装置１０５から不稼働状態に移行したことの指令を受け、以降の制御は電力管理装置１０５からの制御指令に従う。
【００１６】
図２は、電力管理装置１０５の機能について示している。電力管理装置１０５は変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生前後でその処理内容が相違していてもよいが、少なくとも発生後は以下のように作動する。図２は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生後における処理機能を示している。
【００１７】
図２の電力管理装置１０５は、変電所１０３の状態情報１５１と地上蓄電装置１０４の充電量１５２を基に、稼働している変電所の中で最も地上蓄電装置１０４に近い変電所の電圧ＶＳと、地上蓄電装置１０４から放電するかどうかを判定するための電圧である放電開始電圧ＶＸと、放電開始後、放電を継続するかどうかを判定する電圧である放電継続判定電圧ＶＣと、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４を決定する放電判定部２０１と、変電所１０３の電圧ＶＳと記放電開始電圧ＶＸと放電指令２５４とから地上蓄電装置１０４に対する放電電流指令１５３を決定する放電電流指令決定部２０２とで構成される。
【００１８】
図３は、電力管理装置１０５内の放電判定部２０１の処理フローについて示している。放電判定部２０１の処理フローの開始を指示する処理ステップＳ３００は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生を基準として行われる。なお変電所の１０３の不稼働状態の発生は、変電所１０３からの通信を介しての変電所停止の連絡による検知、変電所停止に伴う通信途絶による検知、変電所１０３の架線１０２側端子電圧の低下による検知などにより電力管理装置１０５での確認が可能であり、この不稼働状態の発生は、そのまま地上蓄電装置１０４にも転送されるのがよい。
【００１９】
図３に示す電力管理装置１０５内の放電判定部２０１の処理フローにおける次の処理ステップＳ３０１では、状態情報１５１を基に、同一電力網上で稼働しつつ地上蓄電装置１０４に最も近い変電所１０３Ｂを選択し、変電所１０３Ｂの端子電圧ＶＳを抽出する。なお図３の処理フローの開始条件は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生の確認であることから、地上蓄電装置１０４に最も近い変電所１０３として１０３Ｂを特定することが可能である。次に処理ステップＳ３０２に進む。
【００２０】
なお地上蓄電装置１０４は、一般的には変電所１０３内に併設されて設けられることが多く、この場合に併設する変電所自体が不稼働状態である場合と、稼働状態である場合が想定されるが、ここではそのいずれであってもよく、併設する変電所以外の最も近い位置の稼働変電所の端子電圧を監視対象とするものとする。
【００２１】
処理ステップＳ３０２では、地上蓄電装置１０４の充電量１５２を基に、放電開始電圧ＶＸと放電開始後、放電を継続するかどうかを判定する電圧である放電継続判定電圧ＶＣを決定する。なお、放電開始電圧ＶＸ≦放電継続判定電圧ＶＣが必ず成立する。放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣの決定手法について、図４を用いて後述する。次に処理ステップＳ３０３に進む。
【００２２】
処理ステップＳ３０３では、処理ステップＳ３０１で得られた変電所１０３Ｂの電圧ＶＳと処理ステップＳ３０２で算出した放電開始電圧ＶＸとを比較し、変電所電圧ＶＳ≦放電開始電圧ＶＸを満たしたならば、処理ステップＳ３０４に進む。満たさなければ処理ステップＳ３０５に進む。
【００２３】
処理ステップＳ３０４では、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４として放電指令を与える。処理ステップＳ３０４の処理後は、放電判定部２０１における一連の処理は以上で終了となる。
【００２４】
処理ステップＳ３０５では、処理ステップＳ３０１で得られた変電所１０３Ｂの電圧ＶＳと処理ステップＳ３０２で算出した電圧ＶＣとを比較し、電圧ＶＳ≧放電継続判定電圧ＶＣを満たしたならば、処理ステップＳ３０６に進む。満たさなければ、処理ステップＳ３０７に進む。
【００２５】
処理ステップＳ３０６では、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４として放電中止を与える。処理ステップＳ３０６の処理後は、放電判定部２０１における一連の処理は以上で終了となる。
【００２６】
処理ステップＳ３０７では、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４として前回と同じ指令を用いる。処理ステップＳ３０７の処理後は、放電判定部２０１における一連の処理は以上で終了となる。
【００２７】
なお、図３における地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４の初期状態は、放電中止とする。
【００２８】
図４は、図３の処理ステップＳ３０２で使用する地上蓄電装置１０４の充電量１５２（以下ＳＯＣと表記する）に対する放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣのグラフの例である。放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣは充電量ＳＯＣが小さくなるほど低くすることで充電量ＳＯＣに応じた制御が可能となる。放電開始電圧ＶＸの設定方法としては、地上蓄電装置１０４の使用充電量範囲をＳＯＣａ〜ＳＯＣｂ（ＳＯＣａ＜ＳＯＣｂ）とし、変電所の定格出力時の電圧をＨＶ、変電所の２００％出力時の電圧をＨＶ２とした場合、以下の（１）（２）（３）式のように設定する方法が考えられる。
［数１］
ＶＸ＝（ＨＶ−ＨＶ２）／（ＳＯＣｂ−ＳＯＣａ）×（充電量−ＳＯＣｂ）＋ＨＶ
・・・（１）
［数２］
ＶＣ＝ＶＸ＋α・・・（２）
［数３］
α＝（ＨＶ−ＨＶ２）／２・・・（３）
なお、ＨＶおよびＨＶ２の値は、駅中間に在線しているすべての車両が隣接駅に到達できるまでの時間、変電所が出力できる領域かつ、ＨＶ＞ＨＶ２であれば任意に変えて良い。例えば、ＨＶを変電所の１５０％出力時の電圧、ＨＶ２を変電所の２５０％出力時の電圧のようにしても良い。また、連続ではなく所定の充電量刻みに段階的に放電開始電圧ＶＸを変更することでも良い。放電継続判定電圧ＶＣの値を算出するために用いるαに関しても０よりも大きな値であれば任意に設定して良く、また、充電量に応じて変化させても良い。
【００２９】
図５は、図２の放電電力指令決定部２０２で使用する放電電流設定テーブルの一例である。マトリクス上のテーブルの横軸には、今回および前回の放電指令２５４、電圧ＶＳ＞放電開始電圧ＶＸ、放電電流指令１５３が示され、マトリクス上のテーブルの縦軸には、４つのケース（ケース１からケース４）ごとに、今回および前回の放電指令２５４に対応して放電中止および放電指令の区別、電圧ＶＳ＞放電開始電圧ＶＸに対応してｙｅｓ、ｎｏの区別、放電電流指令１５３に対応して具体的な大きさを決定する考え方が示されている。
【００３０】
図５に示す放電電流設定テーブルでは、地上蓄電装置１０４の充電量と電圧補償を両立することを目的としているため、放電電流指令１５３を制御して電圧ＶＳが放電開始電圧ＶＸ近辺となるように作成している。
【００３１】
具体的に言うと、ケース１では、前回放電指令の状態に係わらず、今回放電指令が放電中止となった状態であり、この時放電指令電流は０とされる。起動当初の状態での制御を表している。
【００３２】
ケース２では、前回放電指令と今回放電指令２５４から、今回の放電指令２５４が初めてＯＮとなった場合、電圧補償が必要となることから放電を行うことになる。この時、地上蓄電装置１０４からどの程度放電したら効果が分からないため、放電電流指令１５３を最大放電電流とする。
【００３３】
またケース３では、前回と今回とで放電指令２５４がＯＮを継続していて、電圧ＶＳが放電開始電圧ＶＸよりも大きい場合には、放電電流指令１５３を小さくしても、放電開始電圧ＶＸ近辺に保てる可能性があることから放電電流を小さくする。図５に示すテーブルでは、前回の放電電流×０．５倍にしている。
【００３４】
ケース４では、前回と今回とで放電指令２５４がＯＮを継続していて、電圧ＶＳが放電開始電圧ＶＸよりも小さい場合には、放電電流指令１５３が小さいことから放電電流を可能な限り増大する。図５に示すテーブルでは、ｍｉｎ（最大放電電流、前回の放電電流×１．５倍）にしている。なお、電流がある一定未満（例えば１０Ａ未満）となった場合に０Ａとしても良い。
【００３５】
図１に示した鉄道システムの状態において、本制御を適用した場合の時々刻々の状態を図６に示す。
【００３６】
図６は、４つの状態量を示すグラフであり、横軸は時間である。縦軸の状態量は、上から地上蓄電装置１０４の充電量、電圧、放電指令の有無、放電電流指令である。上から２番目の電圧では、制御対象とする変電所１０３Ｂの電圧、放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣを示す。なおすべての列車が隣接駅まで移動を完了した時刻をＴ１１とする。以下、時間経過とともに説明を行う。なお図６では、時刻Ｔ０で変電所１０３Ｃ、１０３Ｄが停止して不稼働状態となり、変電所１０３Ｂの端子電圧が停止し始めた状態から記載している。
【００３７】
時刻Ｔ０からＴ１までは、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所１０３Ｂの電圧ＶＳが高いことから、地上蓄電装置１０４への放電指令は行われず、放電電流指令は０となる。また、地上蓄電装置１０４の充電量は初期値から変動しない。図５に示したテーブルのケース１がこの状態に対応する。
【００３８】
時刻Ｔ１において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧ＶＳが低くなったことから、地上蓄電装置１０４への放電指令が行われる。図５に示したテーブルのケース２から、地上蓄電装置１０４への放電電流は最大放電電流となる。その結果、地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
【００３９】
時刻Ｔ２において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
【００４０】
時刻Ｔ３において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図５に示したテーブルのケース４から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも１．５倍に増加する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
【００４１】
時刻Ｔ４において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
【００４２】
時刻Ｔ５において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が中止となる。これに伴い、図５に示したテーブルのケース１から、地上蓄電装置１０４への放電電流が０となる。以下、状況が変わる時刻Ｔ６までは、この状態が継続され、地上蓄電装置１０４の充電量は時刻Ｔ５からＴ６までの間で変動しない。
【００４３】
時刻Ｔ６において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が低くなったことから、地上蓄電装置１０４への放電指令が行われる。図５に示したテーブルのケース２から、地上蓄電装置１０４への放電電流は最大放電電流となる。その結果、地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
【００４４】
時刻Ｔ７において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
【００４５】
時刻Ｔ８において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
【００４６】
時刻Ｔ９において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
【００４７】
時刻Ｔ１０において、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が低いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が継続される。また、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電開始電圧ＶＸよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図５に示したテーブルのケース３から、地上蓄電装置１０４への放電電流が前回よりも半減する。さらに地上蓄電装置１０４から放電が行われているため地上蓄電装置１０４の充電量が下がる。
【００４８】
時刻Ｔ１１において、すべての車両が隣接駅まで移動し終えたため、変電所Ｂの電圧が無負荷状態の電圧まで上昇する。この結果、地上蓄電装置１０４の充電量から定まる放電継続判定電圧ＶＣよりも変電所Ｂの電圧が高いことから、図３のフローに従い、地上蓄電装置１０４への放電指令が中止となる。これに伴い、図５に示したテーブルのケース１から、地上蓄電装置１０４への放電電流が０となる。
【００４９】
以上述べたように、稼働している中で最も近い変電所の電圧と地上蓄電装置１０４の充電量を考慮しながら地上蓄電装置１０４の放電を行うことで、地上蓄電装置１０４の充電量を使用範囲内に保った状態ですべての車両を隣接駅まで運ぶことが可能となる。
【００５０】
実施例１では、電力管理装置１０５内で自動的に制御する処理を示したが、各種パラメータを電力管理装置の画面にて示し、その結果を基に指令員が、地上蓄電装置へ放電指令を行う構成でも良い。例えば、図６に示した４つのグラフのうち、上部にある２つのグラフを電力管理装置の画面に出力し、指令員が放電指令を行う構成でも良い。
【実施例２】
【００５１】
実施例２では、実施例１の構成にさらに運行管理装置７０１を含めて鉄道システムの制御装置を構成している。
【００５２】
図７の鉄道システムの制御装置は、同一電力網を走行する複数の車両１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ（以下、車両１０１と記載したものはこれらの総称とする）に対して架線１０２を経由して電力を供給する変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ（以下、変電所１０３と記載したものはこれらの総称とする）および電力の授受を行う地上蓄電装置１０４と、車両１０１の在線状況７５１を管理する運行管理装置７０１と、変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄの状態情報１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、１５１Ｄ（以下、状態情報１５１と記載したものはこれらの総称とする）、地上蓄電装置１０４の電圧および充電量情報１５２と前記運行管理装置７０１が有する在線状況７５１を基に、地上蓄電装置１０４に対する放電電流指令１５３を決定する電力管理装置１０５で構成される。状態情報１５１には、各変電所１０３の稼働状態と電圧が含まれる。
【００５３】
なお、図７において、本来は全ての変電所１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄにより複数の車両１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃに対して架線１０２を経由して電力を供給しているが、ここでは電力網内の何らかの事故により、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄは不稼働状態であり、変電所１０３Ａ、１０３Ｂおよび地上蓄電装置１０４で車両１０１に対して電力の供給を行う状態を示している。
【００５４】
また図７において、地上蓄電装置１０４は、架線１０２に接続されて架線１０２との間で電力の授受を行う。通常状態における地上蓄電装置１０４の制御は、電力管理装置１０５からの指令により、あるいは地上蓄電装置１０４内の制御装置により、適宜、架線１０２との間で電力の授受を行うものであるが、先に述べた変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態では、電力管理装置１０５から不稼働状態に移行したことの指令を受け、以降の制御は電力管理装置１０５からの制御指令に従う。なお、図１と同じものについては番号を同一としているため詳細な説明は省略する。
【００５５】
図８は、実施例２に係る電力管理装置１０５の機能について示している。電力管理装置１０５は変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生前後でその処理内容が相違していてもよいが、少なくとも発生後は以下のように作動する。図８は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生後における処理機能を示している。
【００５６】
図８の電力管理装置１０５は、変電所１０３の状態情報１５１と地上蓄電装置１０４の充電量１５２を基に、稼働している変電所の中で最も地上蓄電装置１０４に近い変電所の電圧ＶＳと地上蓄電装置１０４と在線状況７５１から放電するかどうかを判定するための電圧である放電開始電圧ＶＸと、放電開始後、放電を継続するかどうかを判定する電圧である放電継続判定電圧ＶＣと、地上蓄電装置１０４に対する放電指令２５４を決定する放電判定部８０１と、変電所１０３の電圧ＶＳと前記放電開始電圧ＶＸと放電指令２５４とから地上蓄電装置１０４に対する放電電流指令１５３を決定する放電電流指令決定部２０２とで構成される。
【００５７】
図９は、電力管理装置１０５内の放電判定部８０１の処理フローについて示している。放電判定部８０１の処理フローの開始は、変電所１０３Ｃ、１０３Ｄの不稼働状態の発生を基準として行われる。なお変電所の１０３の不稼働状態の発生は、変電所１０３からの通信を介しての変電所停止の連絡による検知、変電所停止に伴う通信途絶による検知、変電所１０３の架線１０２側端子電圧の低下による検知などにより電力管理装置１０５での確認が可能であり、この不稼働状態の発生は、そのまま地上蓄電装置１０４にも転送されるのがよい。
【００５８】
なお図９では、処理ステップＳ３０２が処理ステップＳ９０１に置き換わる以外は、図３と同一であるため、同一のステップについては番号を統一するとともに説明を省略する。
【００５９】
図９に示す電力管理装置１０５内の放電判定部８０１の処理フローにおける処理ステップＳ９０１では、地上蓄電装置１０４の充電量１５２と在線状況７５１を基に、放電開始電圧ＶＸと放電開始後、放電を継続するかどうかを判定する電圧である放電継続判定電圧ＶＣを決定する。なお、放電開始電圧ＶＸ≦放電継続判定電圧ＶＣが必ず成立する。処理ステップＳ９０１では、放電開始電圧ＶＸおよび放電継続判定電圧ＶＣを決定するために、図１０および実施例で使用した図４に示すデータを用いて行う。
【００６０】
図１０では、在線状況数に対する放電開始電圧ＶＸ２および放電継続判定電圧ＶＣ２を示している。放電開始電圧ＶＸ２および放電継続判定電圧ＶＣ２は在線車両数が小さくなるほど高くすることで在線車両数が多い場合は使用頻度を抑制し、在線車両数が少なくなるほど使用頻度を増やし速やかに移動させる制御が可能となる。放電開始電圧ＶＸ２の設定方法としては、在線車両数を０〜ＭＡＸＴｒａｉｎ（ＭＡＸＴｒａｉｎ＞０）とし、変電所の定格出力時の電圧をＨＶ、変電所の２００％出力時の電圧をＨＶ２とした場合、以下の（４）（５）（６）式ように設定する方法が考えられる。
［数４］
ＶＸ２＝（ＨＶ−ＨＶ２）／（０−ＭＡＸＴｒａｉｎ）×（在線車両数−０）＋ＨＶ
・・・（４）
［数５］
ＶＣ２＝ＶＸ２＋α・・・（５）
［数６］
α＝（ＨＶ−ＨＶ２）／２・・・（６）
なお、ＨＶおよびＨＶ２の値は、駅中間に在線しているすべての車両が隣接駅に到達できるまでの時間、変電所が出力できる領域かつ、ＨＶ＞ＨＶ２であれば任意に変えて良い。例えば、ＨＶを変電所の１５０％出力時の電圧、ＨＶ２を変電所の２５０％出力時の電圧のようにしても良い。また、連続ではなく所定の在線車両数刻みに段階的にＶＸ２を変更するでも良い。ＶＣ２の値を算出するために用いるαに関しても０よりも大きな値であれば任意に設定して良く、また、在線車両数に応じて異なる値を設定しても良い。
【００６１】
上記のように定めたＶＸ２、ＶＣ２と図４で述べたＶＸ、ＶＸの小さい方の値を用いることで、在線車両数および蓄電装置の充電量を考慮した制御が可能となり、この構成においても、実施例１の図６で述べたような効果が得られることとなる。
【符号の説明】
【００６２】
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ：車両
１０２：架線
１０３、１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ：変電所
１０４：地上蓄電装置
１０５：電力管理装置
１５１、１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、１５１Ｄ：変電所の状態情報
１５２：地上蓄電装置の電圧および充電量情報
１５３：地上蓄電装置の放電電流
２０１，８０１：放電判定部
２０２：放電電流指令決定部
ＶＳ：変電所の電圧
ＶＸ：放電開始電圧
２５４：放電指令
７０１：運行管理装置
７５１：在線状況
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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