(57)【要約】【課題】余剰回生電力を適切に蓄えて，省エネを図る。【解決手段】実施形態の蓄電池監視装置は、商用交流電源からの電力が直流に変換されて供給され、鉄道車両への電力供給を行う直流き電線に対する充放電が可能な蓄電池の充放電状態を監視する蓄電池監視装置である。判別部は、蓄電池に対する充電状態が所定の基準時間以上継続している状態に基づいて、商用交流電源からの電力により蓄電池が充電されている状態であるか否かを判別する。不感帯補正部は、判別部により商用交流電源からの電力により蓄電池が充電されている状態であると判別された場合に、直流き電線の定格電圧に対する当該直流き電線の電圧上昇率に基づいて蓄電池の充電状態への移行制御における不感帯をより非充電側に拡げる補正を行う。【選択図】図１
2015229470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源からの電力が直流に変換されて供給され、鉄道車両への電力供給を行う直流き電線に対する充放電が可能な蓄電池の充放電状態を監視する蓄電池監視装置であって、
前記蓄電池に対する充電状態が所定の基準時間以上継続している状態に基づいて、前記商用交流電源からの電力により前記蓄電池が充電されている状態であるか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記商用交流電源からの電力により前記蓄電池が充電されている状態であると判別された場合に、前記直流き電線の定格電圧に対する当該直流き電線の電圧上昇率に基づいて前記蓄電池の充電状態への移行制御における不感帯をより非充電側に拡げる補正を行う不感帯補正部と、
を備えた蓄電池監視装置。
【請求項２】
前記不感帯補正部は、所定の評価時間内における前記電圧上昇率の平均値及び標準偏差に基づいて前記補正を行う、
請求項１記載の蓄電池監視装置。
【請求項３】
前記不感帯補正部は、前記補正において、前記電圧上昇率の平均値及び前記標準偏差の和を前記不感帯の新たな上限値に設定する、
請求項２記載の蓄電池監視装置。
【請求項４】
所定の時間帯を代表する前記上限値を時系列で記憶し、前記時間帯毎に初期値として用いる、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蓄電池監視装置。
【請求項５】
前記判別部は、前記蓄電池に対する充電状態が所定の基準時間以上継続している状態における積算電力量が所定の値を超えた場合に、前記商用交流電源からの電力により前記蓄電池が充電されている状態であると判別する、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の蓄電池監視装置。
【請求項６】
商用交流電源からの電力が直流に変換されて供給され、鉄道車両への電力供給を行う直流き電線に対する充放電が可能な蓄電池の充放電状態を監視する蓄電池監視装置の制御方法であって、
前記蓄電池に対する充電状態が所定の基準時間以上継続している状態に基づいて、前記商用交流電源からの電力により前記蓄電池が充電されている状態であるか否かを判別する過程と、
前記商用交流電源からの電力により前記蓄電池が充電されている状態であると判別された場合に、前記直流き電線の定格電圧に対する当該直流き電線の電圧上昇率に基づいて前記蓄電池の充電状態への移行制御における不感帯をより非充電側に拡げる補正を行う過程と、
を備えた蓄電池監視装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電池監視装置および蓄電池監視装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題、エネルギー問題に端を発した省エネ化が課題となっており、様々な分野においてエネルギー管理に関する研究が行われて、電力を多く使用する鉄道事業においても省エネが推進されている。
【０００３】
鉄道事業における有力な省エネ対策の１つとして、回生電力エネルギーの有効活用が挙げられる。例えば、回生インバータを用いた駅内負荷への利用、更には蓄電池適用についても研究が進められている。
【０００４】
回生エネルギーは列車の減速時に発生する。近傍に力行列車が運行している場合は力行列車へ融通され、力行列車へ融通されず余剰となる回生電力エネルギー（以下、余剰回生電力という）は使用されず消失することとなる。
そこで、この消失されてしまう余剰回生電力を蓄えて利用する回生電力利用システムが検討されている。
【０００５】
回生電力利用システムにおいては、一般的に電力が余ると電圧は上昇傾向になることから、直流き電線の電圧が上昇すると、余剰回生電力が発生したと判断し、蓄電池に対する充電動作を行う。また、回生電力利用システムは、逆に直流き電線の電圧が基準電圧よりも低い場合には、電力が不足傾向にあるとして、商用電力の利用を抑制するために蓄電池に蓄えておいた余剰回生電力を直流き電線に放電する放電動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７７０１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の回生電力利用システムにおける制御では、仮に余剰回生電力が発生していない状態で、余剰回生電力が発生していると判断されると、商用電力系統からの電力を蓄電池に蓄えてしまう虞がある。特に制御結果が悪い場合は、無負荷時に充電動作となり長い時間帯において商用電力系統を構成している変電所（整流器）と蓄電池との間で非効率的な電力の流れ（以下、横流という）が発生する。
【０００８】
ところで、このような横流の発生要因の一つとして、直流き電系統の運用電圧が高く設定されている状況が挙げられる。
これは、重負荷時に電圧を定格値に近い状態で運用することを目的とするものであるが、直流き電線の電圧が高めになっているために無負荷時にも余剰回生電力があるものと判断されて、上述した横流が発生してしまう虞があった。
そして、横流が発生すると蓄電池の充電量(ＳＯＣ：State  Of  Charge)が上がり、本来蓄えるべき余剰回生電力を適切に蓄えることができなくなるため改善が必要である。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、余剰回生電力を適切に蓄えて，省エネを図ることが可能な蓄電池監視装置および蓄電池監視装置の制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の蓄電池監視装置は、商用交流電源からの電力が直流に変換されて供給され、鉄道車両への電力供給を行う直流き電線に対する充放電が可能な蓄電池の充放電状態を監視する蓄電池監視装置である。
【００１１】
そして、判別部は、蓄電池に対する充電状態が所定の基準時間以上継続している状態に基づいて、商用交流電源からの電力により蓄電池が充電されている状態であるか否かを判別する。
【００１２】
不感帯補正部は、判別部により商用交流電源からの電力により蓄電池が充電されている状態であると判別された場合に、直流き電線の定格電圧に対する当該直流き電線の電圧上昇率に基づいて蓄電池の充電状態への移行制御における不感帯をより非充電側に拡げる補正を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態の直流き電系統の電力系の説明図である。
【図２】図２は、充放電制御部の概要構成ブロック図である。
【図３】図３は、監視装置の横流検知処理の処理フローチャートである。
【図４】図４は、横流判定処理及び後処理の処理フローチャートである。
【図５】図５は、不感帯の補正処理及び翌日の計画値データの生成、格納処理の処理フローチャートである。
【図６】図６は、翌日の計画値データＤＰＬの具体例の説明図である。
【図７】図７は、横流が検出されていない正常運転時の説明図である。
【図８】図８は、横流発生時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に図面を参照して実施形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態の直流き電系統の電力系の説明図である。
直流き電系統の電力系１０は、商用交流電源としての交流系統１１と、交流系統１１の電圧を変圧する変圧器１２と、変圧器１２の出力した三相交流電流を整流して直流電力として直流き電線１４に供給する整流器１３と、を備えている。
【００１５】
また、電力系１０は、直流き電線１４との間で充放電がなされる蓄電池１５と、蓄電池１５の充放電を行うＤＣ／ＤＣコンバータ１６と、直流き電線１４の電圧Ｖｂに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６を制御するコンバータ制御信号Ｓｃを出力する充放電制御部１７と、充放電制御部１７の制御下で、直流き電線１４の電圧Ｖｂに対応する電圧データＤＶｂ、充放電制御部１７内で生成される指令値データＰｂ及び指令値データＰｂに対応するＤＣ／ＤＣコンバータ１６の出力電力に対応する電力データＰＷを時系列で記憶するとともに、生成された翌日の計画値データＤＰＬを記憶するデータベース１８と、充放電制御部１７と通信ネットワーク１９を介して接続され、データベース１８を参照して充放電制御部１７の監視及び制御並びに翌日の計画値データＤＰＬの生成動作を行う監視装置（蓄電池監視装置）２０と、を備えている。
【００１６】
上記構成において、電気鉄道車両（以下、単に電車という）２１は、パンタグラフ２２を介して直流き電線１４から電力供給を受けるとともに、パンタグラフ２２を介して直流き電線１４に対して回生電力供給する。また、電車２１は、車輪２３及び線路２４を介して接地されている。
【００１７】
図２は、充放電制御部の概要構成ブロック図である。
充放電制御部１７は、直流き電線１４の電圧Ｖｂを予め設定された基準定格電圧Ｖｒｅｆにより除して、基準定格電圧Ｖｒｅｆに対する電圧Ｖｂの比率を求める除算器３１と、除算器３１の除算結果から基準定格電圧Ｖｒｅｆに相当する１の値を減算し、電圧Ｖｂと基準定格電圧Ｖｒｅｆとの差の基準定格電圧Ｖｒｅｆに対する百分率の値を出力する減算器３２と、減算器３２の減算結果が、−ａ％〜＋ｂ％（不感帯：ａ、ｂ＞０）の間である場合には、減算器３２の減算結果の出力を禁止し、減算器３２の減算結果が−ａ％未満あるいは＋ｂ％超である場合に減算器３２の減算結果の出力を行う不感帯制御部３３と、を備えている。
【００１８】
さらに充放電制御部１７は、不感帯制御部３３を介して減算器３２の減算結果が入力された場合に、入力された減算器３２の減算結果に基づいて指令値データＰｂを生成し、出力する電圧調整制御部３４と、指令値データＰｂに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６にコンバータ制御信号Ｓｃを出力するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３５と、を備えている。
【００１９】
次に実施形態の概要動作を説明する。
直流き電系統の電力系１０の整流器１３は、交流系統１１から変圧器１２を介して供給された交流電力を整流して直流電力として直流き電線１４に供給する。
そして、直流き電線１４に供給された直流電力は、負荷としての電車２１に供給される。
【００２０】
このときの直流き電線１４の電圧Ｖｂは、除算器３１により予め設定された基準定格電圧Ｖｒｅｆにより除され、減算器３２により、除算結果から基準定格電圧Ｖｒｅｆに相当する１の値が減算されて基準定格電圧Ｖｒｅｆとの差の百分率の値とされて不感帯制御部３３に出力される。また、直流き電線１４の電圧Ｖｂに対応する電圧データＤＶｂは、データベース１８に出力され、時系列で記憶される。
不感帯制御部３３は、減算器３２の減算結果が、−ａ％〜＋ｂ％の間である場合には、減算器３２の減算結果の電圧調整制御部３４への出力を禁止する。
【００２１】
この結果、電圧調整制御部３４およびＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３５は待機状態となり、蓄電池１５への直流き電線１４からの電力の充電、あるいは、蓄電池１５からの直流き電線１４への放電がなされることはない。
【００２２】
一方、不感帯制御部３３は、減算器３２の減算結果が−ａ％未満あるいは＋ｂ％超である場合には、減算器３２の減算結果を電圧調整制御部３４へ出力する。
【００２３】
これにより、電圧調整制御部３４は、減算器３２の減算結果が−ａ％未満である場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６により蓄電池１５の蓄電電力の電圧を調整して、直流き電線１４に供給するように、指令値データＰｂをデータベース１８及びＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３５に出力する。
そして、データベース１８は、入力された指令値データＰｂを時系列で記憶する。
【００２４】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３５は、入力された指令値データＰｂに基づいて、コンバータ制御信号Ｓｃを生成し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６にコンバータ制御信号Ｓｃを出力する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、コンバータ制御信号Ｓｃに基づいて蓄電池１５の蓄電電力の電圧を調整（昇圧）して、直流き電線１４に供給する放電状態へと移行する。
【００２５】
また、電圧調整制御部３４は、減算器３２の減算結果が＋ｂ％超である場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータにより直流き電線１４の電圧Ｖｂを調整（降圧）して、蓄電池１５を充電するように、指令値データＰｂをデータベース１８及びＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３５に出力する。
【００２６】
これにより、データベース１８は、入力された指令値データＰｂを時系列で記憶する。
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６にコンバータ制御信号Ｓｃを出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、直流き電線１４の電圧を調整して、蓄電池１５を充電する充電状態へと移行する。
【００２７】
ここで、監視装置２０の動作について説明する。
図３は、監視装置の横流検知処理の処理フローチャートである。
監視装置２０において、横流検知処理は、一定の実行周期毎（例えば、５分毎）に一定の評価時間帯（例えば、１０分間）において行われている。より詳細には、６：００に第１回目の横流検知処理を開始した場合には、第２回目の横流検知処理を６：０５に開始する。そして、第１回目の横流検知処理は、６：１０で終了し、これと同時に第３回目の横流検知処理を開始する。一方、２回目の横流検知処理は、６：１５で終了し、同時に第４回目の横流検知処理が開始する、…というように、本実施形態では、複数の評価時間帯が同時並行して存在し、複数の横流検知処理を並行して行っている。
【００２８】
すなわち、本実施形態では、横流検知を行う実行周期を評価時間より短く設定することで、今回の横流検知処理と、次回の横流検知処理と、が部分的に重なりあって行われるようにしている。この結果、評価時間を長く設定し横流検知の信頼性を向上させた場合であっても、実効的に短い周期で横流検知を行えるようにしている。
【００２９】
まず、監視装置２０は、継続充電状態を検出するための充電継続期間をカウントするための変数Ｃｏｕｎｔｅｒ＝０とし、指令値データＰｂに対応する電力データＰＷのサンプリングタイミングの時系列順を表す変数Ｉｎｄｅｘ＝１とする（ステップＳ１１）。
ここで、電力データＰＷは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の放電電力あるいは充電電力に相当している。
【００３０】
次に監視装置２０は、入力された電力データＰＷの評価結果（充電状態であるか否か）を格納する変数Ｓｉｇｎａｌ（１：９９９９９）、すなわち、変数Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（９９９９９）を全て「０」（＝非充電状態に相当）にリセットする（ステップＳ１２）。ここで、例えば、サンプリング周期を１秒とした場合には、サンプリング開始から９９９９９秒（＝約２８時間）の間の電力データＰＷの評価結果を格納可能となっている。
【００３１】
続いて、監視装置２０は、充放電制御部１７を介してデータベース１８から、判別を行っていない電力データＰＷ及び当該電力データＰＷに対応する評価時間帯データを読み込む（ステップＳ１３）。
続いて、監視装置２０は、評価対象の電力データＰＷ及び当該電力データＰＷに対応する評価時間帯データが終了した（なくなった）か否かを判別する（ステップＳ１４）。
【００３２】
ステップＳ１４の判別において、評価対象の電力データＰＷ及び当該電力データＰＷに対応する評価時間帯データがまだある場合には（ステップＳ１４；Ｎｏ）、監視装置２０は、当該電力データＰＷが充電状態に対応するものであるか否かを判別する（ステップＳ１５）。
【００３３】
ステップＳ１５の判別において、当該電力データＰＷが充電状態に対応するものである場合には（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、変数Ｃｏｕｎｔｅｒに１を加え（ステップＳ１９）、処理をステップＳ２０に移行する。
【００３４】
ステップＳ１５の判別において、当該電力データＰＷが充電状態に対応するものではない、すなわち、非充電状態である場合には（ステップＳ１５；Ｎｏ）、監視装置２０は、変数Ｃｏｕｎｔｅｒが３０を超えたか、すなわち、それまでに充電状態が３０秒以上継続してなされていたか（＝３０回以上連続して充電状態に対応する指令値データＰｂが読み込まれたか）否かを判別する（ステップＳ１６）。
【００３５】
ステップＳ１６の判別において、変数ｃｏｕｎｔｅｒが３０を超えている場合には（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、監視装置２０は、当該時点の変数ｉｎｄｅｘの値から変数ｃｏｕｎｔｅｒの値を差し引いた値を第１区間変数Ａの値とし、変数ｉｎｄｅｘの値を第２区間変数Ｂの値とし、変数Ｓｉｇｎａｌ（Ａ：Ｂ）＝１とする。
【００３６】
すなわち、変数Ｓｉｇｎａｌ（Ａ）〜Ｓｉｇｎａｌ（Ｂ）を全て「１」（＝充電状態に相当）にセットし（ステップＳ１７）、処理をステップＳ１８に移行する。換言すれば、充電状態（充電動作）が途切れた時点で変数ｃｏｕｎｔｅｒの値を確認し、３０秒以上充電状態が継続していた場合には、充電状態が検出されていた期間に対応する、変数Ｓｉｇｎａｌ（Ａ）〜Ｓｉｇｎａｌ（Ｂ）を全て「１」とするのである。
【００３７】
ステップＳ１６の判別において、変数ｃｏｕｎｔｅｒが３０を超えていない場合には（ステップＳ１６；Ｎｏ）、監視装置２０は、充電継続期間が３０秒未満であるので、交流系統１１による蓄電池１５の充電ではなく、回生電力による充電であるとみなし、変数ｃｏｕｎｔｅｒをリセットして、変数ｃｏｕｎｔｅｒ＝０とする（ステップＳ１８）。
続いて、監視装置２０は、変数ｉｎｄｅｘに１を加算する（ステップＳ２０）。すなわち、
ｉｎｄｅｘ＝ｉｎｄｅｘ＋１
として、処理を再びステップＳ１３に移行し、以下同様の処理を繰り返すこととなる。
【００３８】
一方、ステップＳ１４の判別において、評価対象の電力データＰＷ及び当該電力データＰＷに対応する評価時間帯データがもう終了した（無い）場合には（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、監視装置２０は、変数Ｓｉｇｎａｌ（１：ｉｎｄｅｘ）に基づいて、横流判定処理及び後処理を行う（ステップＳ２１）。
【００３９】
ここで、変数Ｓｉｇｎａｌについてより具体的に説明する。
変数Ｓｉｇｎａｌの値は、０又は１であり、評価対象の期間において、全く充電がなされなかった場合には、Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）は、全て０となる。
【００４０】
一方、評価対象の期間の全期間において充電がなされていた場合には、Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）は、全て１となる。
したがって、評価対象の期間において、変数Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）の値の総和は、最大値で変数ｉｎｄｅｘの値と等しくなり、最小値は、０となる。
【００４１】
図４は、横流判定処理及び後処理の処理フローチャートである。
そこで、変数Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）のそれぞれについて、対応する電力データＰＷの値を乗じて、積算して得られた値を横流推定値とする（ステップＳ３１）。
より詳細には、変数Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）のそれぞれに対応する電力データＰＷを電力データＰＷ１〜ＰＷｉｎｄｅｘとすると、横流推定値ＳＳは、以下の通りとなる。
ＳＳ＝Ｓｉｇｎａｌ（１）・ＰＷ１＋Ｓｉｇｎａｌ（２）・ＰＷ２＋…
…＋Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）・ＰＷｉｎｄｅｘ
【００４２】
そして監視装置２０は、変数Ｓｉｇｎａｌ（１：ｉｎｄｅｘ）に基づいて、横流推定値ＳＳが所定の値（判断基準値）を超えたか否かに基づいて、横流判定を行う（ステップＳ３２）。
ステップＳ３２の判別において、横流推定値ＳＳが所定の値以下である場合には（ステップＳ３２；Ｎｏ）、処理を後述するステップＳ３４に移行する。
【００４３】
ステップＳ３２の判別において、横流推定値ＳＳが所定の値を超えた、すなわち、所定時間以上継続して充電がなされた電力量が所定の電力量を超えた場合には（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、監視装置２０は、横流が発生していたものと判別する。そして、横流抑制のための不感帯（充電を行う条件を満たしていないとされる電力量の領域）の補正処理と、翌日における時間毎（たとえば、１時間毎）の不感帯の設定値（翌日の計画値データＤＰＬ）を生成してデータベース１８に格納する（ステップＳ３３）。
【００４４】
ここで、不感帯の補正処理及び翌日の計画値データＤＰＬの生成、格納処理について説明する。
図５は、不感帯の補正処理及び翌日の計画値データの生成、格納処理の処理フローチャートである。
まず監視装置２０は、電圧データＤＶｂ及び評価時間帯データＤＴｍを読み込む（ステップＳ４１）。
【００４５】
続いて電圧データＤＶｂに対応する電圧Ｖｂから基準定格電圧Ｖｒｅｆ（たとえば、１．５ｋＶ）を差し引き、基準定格電圧Ｖｒｅｆで除したｐ．ｕ．（per  unit）値で表される電圧差分値ΔＶｂを算出する（ステップＳ４２）。
【００４６】
同様に評価時間帯データＤＴｍに対応する同一の評価時間帯（例えば、評価時間が１０分である場合、評価開始時刻から評価終了時刻までの１０分間。より詳細には、例えば、６時１０分〜６時２０分）に属する全ての電圧データＤＶｂについて、監視装置２０は、ｐ．ｕ．値に換算する。
【００４７】
続いて、監視装置２０は、評価時間帯データＤＴｍに対応する同一の評価時間帯におけるｐ．ｕ．値の平均値ＡＶ及び標準偏差σを算出する（ステップＳ４３）。
そして監視装置２０は、平均値ＡＶに標準偏差σを加算した値を不感帯補正値として算出する（ステップＳ４４）。この場合において、電圧上昇分のみが対象となるため、基準定格電圧Ｖｒｅｆとの差分について、正の値のみを用いることとなる。
【００４８】
続いて、監視装置２０は、算出した不感帯補正値を用いて、不感帯（＝−ａ〜＋ｂ）を補正する（ステップＳ４５）。より詳細には、上述したように電圧上昇分のみが対象となるため、不感帯を定義する値ａ及び値ｂのうち、非充電側の不感帯の上限値である値ｂを新たな不感帯補正値で置き換える。
【００４９】
このように監視装置２０において、横流が検知された場合には、監視装置２０は、その旨を不感帯制御部３３に通知する。
これにより不感帯制御部３３は、直流き電線１４に生じた回生電力を吸収し、蓄電池１５の充電制御を行わない不感帯を、新たな不感帯補正に対応する状態とし、より充電を行わない非充電側に拡げることとなる。
この結果、不感帯を拡げる前と比較して、充電が行われる直流き電線１４の電圧範囲が狭められることとなる。
【００５０】
上述したように、監視装置２０において、横流検知処理は、一定の実行周期毎に行われているので、横流が検知される度に不感帯が非充電側に拡がることとなり、いずれは、横流が抑制されることとなる。
【００５１】
そして、監視装置２０は、所定の単位時間（たとえば、１時間）に相当する評価時間帯について不感帯の補正処理を行った場合には、例えば、１０時から１１時迄の不感帯の値の平均値をとり、当該時間帯における翌日の不感帯の設定値とする。同様に、２４時間分の不感帯の値を翌日の計画値データＤＰＬとして生成し、データベース１８に格納する（ステップＳ４６）。
【００５２】
図６は、翌日の計画値データＤＰＬの具体例の説明図である。
図６に示すように、翌日の計画値データＤＰＬは、単位時間（図６では、１時間）に対応する時間帯毎に不感帯の設定値（上述の値ｂ：不感帯の上限値）が格納されている。
【００５３】
例えば、翌日の０時〜１時迄の不感帯の上限値である値ｂは、約３％であり、１時から２時迄の不感帯の上限値である値ｂは、約２％となっている。
そして、時系列で記憶されている所定の時間帯を代表する不感帯の上限値を時間帯毎に初期値として用いるようにされる。
【００５４】
このように単位時間毎の不感帯の設定値ｂが前日の運用に基づいて定められているため、実際に充放電制御部１７がＤＣ／ＤＣコンバータ１６を制御して、蓄電池１５の充放電を制御する場合でも、横流の発生を抑制することが可能となる。
【００５５】
続いて、監視装置２０は、評価時間帯を更新する（ステップＳ３４）。
具体的には、上述したように、横流検知のための評価時間帯は、一定の実行周期毎（例えば、５分毎）に一定の評価時間帯（例えば、１０分間）行われているが同時並行して複数の評価時間帯が存在しているので、最後に設定された評価時間帯の開始時刻及び終了時刻のそれぞれに対して、実行周期を加算して新たな評価時間帯を設定、更新することとなる。この場合において、分（minute）の指定が６０分を超過したら時間（hour）を繰り上げる処理を行う。
【００５６】
ここで、具体例を挙げて、横流検出について説明する。
図７は、横流が検出されていない正常運転時の説明図である。
図７（ａ）は、直流き電線１４の電圧変化を示す図である。
【００５７】
また図７（ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の出力電力の説明図である。図７（ｂ）においては、正の出力電力は、蓄電池１５の充電電力であり、負の出力電力は、蓄電池１５の放電電力を表している。
【００５８】
また、図７（ｃ）は、変数Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）の値を時系列で示した説明図であり、充電動作が３０秒以上継続した場合に変数Ｓｉｇｎａｌ（ｘ）［ｘ＝１〜ｉｎｄｅｘ］の値は、“１”となっている。
【００５９】
図７の例は、直流き電線１４の電圧変化に基づく横流検知を５時３０分〜６時４０分まで行った場合のものであり、この７０分の間に３０秒以上の継続充電がなされた回数は、図７（ｃ）に示すように、７回となっている。
【００６０】
この状態において、変数Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）のそれぞれについて、対応する電力データＰＷの値を乗じて、積算して得られた値を横流推定値とすることとなるが、この場合には、横流推定値ＳＳが所定の値（判断基準値）以下であるので、横流が無く、回生電力による充電がなされたものとされ、監視装置２０は、評価時間帯を更新して、以下、同様の処理を行うこととなる。
【００６１】
図８は、横流発生時の説明図である。
図８においては、理解の容易のため、横流発生の極端な例として、蓄電池１５が満充電状態に至った場合を例としているが、実際には、回生電力を有効に回収するため、蓄電池１５が満充電状態に至ることはないように設計されている。
【００６２】
図８（ａ）は、横流発生時の直流き電線１４の電圧変化を示す図である。
【００６３】
また図８（ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の出力電力の説明図である。図８（ｂ）においては、正の出力電力は、蓄電池１５の充電電力であり、負の出力電力は、蓄電池１５の放電電力を表している。
【００６４】
また、図８（ｃ）は、変数Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）の値を時系列で示した説明図であり、充電動作が３０秒以上継続した場合に変数Ｓｉｇｎａｌ（ｘ）［ｘ＝１〜ｉｎｄｅｘ］の値は、“１”となっている。
【００６５】
また、図８（ｄ）は、電圧上昇率を時系列で示した図である。
【００６６】
図８の例は、図７の場合と同様に、直流き電線１４の電圧変化に基づく横流検知を５時３０分〜６時４０分まで行った場合のものであるが、６時１５分に至った時点で、一旦満充電状態となり、蓄電池１５の放電がなされる時刻（＝６時１８分）までは、全く充電が行えなくなり、再び６時１９分に至った時点で満充電状態となり、それ以降、少なくとも６時３０分まで全く充電が行えなくなっている。
【００６７】
この場合には、直流き電線１４の電圧変化に基づく横流検知を５時３０分〜６時４０分まで行った７０分の間に３０秒以上の継続充電が非常に多くなされており、この状態において、変数Ｓｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（ｉｎｄｅｘ）のそれぞれについて、対応する電力データＰＷの値を乗じて、積算して得られた横流推定値ＳＳは所定の値（判断基準値）を超えることとなっている。
【００６８】
したがって、例えば、評価時間が終了した時刻５時５０分において、監視装置２０が算出したｐ．ｕ．値の平均値ＡＶ＝３．２５％であり、標準偏差σ＝１．６３％となっている。
この結果、監視装置２０は、平均値ＡＶ＝３．２５％に標準偏差σ＝１．６３％を加算した値である、４．８８％を次回の新たな値ｂとして置き換え（補正し）、不感帯制御部３３において、不感帯が非充電側に拡げられることとなるので、徐々に横流の発生が抑制されていくこととなる。
【００６９】
以上の説明のように本実施形態によれば、蓄電池１５の充電状態、特に充電状態の継続状態を電圧上昇率の平均値ＡＶ及び標準偏差σを用いて分析することで、交流系統１１（変電所）と蓄電池１５との間で直接的に充電がなされる横流を確実に検出することができるとともに、不感帯を非充電側に拡げることにより横流を抑制することができる。
【００７０】
以上の説明においては、蓄電池の所定の継続充電状態における充電電力量が所定の充電電力量を超えた場合に、商用交流電源からの電力により蓄電池が充電されている状態であると判別する構成を採っていたが、蓄電池の継続充電状態の基準時間に対する割合が基準割合を超えた場合に、商用交流電源からの電力により蓄電池が充電されている状態であると判別する構成を採ることも可能である。
【００７１】
本実施形態の蓄電池監視装置は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【００７２】
本実施形態の蓄電池監視装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００７３】
また、本実施形態の蓄電池監視装置で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の蓄電監視装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００７４】
また、本実施形態の蓄電池監視装置の制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。この場合、ＲＯＭ等に組み込まれる制御プログラムは、商用交流電源からの電力が直流に変換されて供給され、鉄道車両への電力供給を行う直流き電線に対する充放電が可能な蓄電池の充放電状態を監視する蓄電池監視装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムであり、前記蓄電池の継続充電状態の基準時間に対する割合が基準割合を超えた場合に、前記商用交流電源からの電力により前記蓄電池が充電されている状態であると判別し、前記商用交流電源からの電力により前記蓄電池が充電されている状態であると判別された場合に、前記直流き電線の電圧に基づく当該直流き電線に対する前記蓄電池の充電状態への移行制御における不感帯をより拡げるよう、コンピュータを動作させる。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１０  電力系
１１  交流系統
１２  変圧器
１３  整流器
１４  直流き電線
１５  蓄電池
１６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１７  充放電制御部
１８  データベース
１９  通信ネットワーク
２０  監視装置
２１  電車
３１  除算器
３２  減算器
３３  不感帯制御部
３４  電圧調整制御部
３５  ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部
Ｐｂ  指令値データ
Ｓｃ  コンバータ制御信号
【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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