(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる電気方式の路線で同時に生じた回生電力を有効活用する。【解決手段】き電システムは、第１のき電回路１に接続された第１の電力変換器７と、第１のき電回路１と異なる電気方式の第２のき電回路２に接続された第２の電力変換器８と、第１の電力変換器７と第２の電力変換器８とに並列に接続された蓄電装置９と、第１の電力変換器７から蓄電装置９に出力される電流を第１の電流指令により制御し、第２の電力変換器８から蓄電装置９に出力される電流を第２の電流指令により制御する電力管理装置１０と、を備え、電力管理装置１０は、第１のき電回路１のき電電圧１３と蓄電装置９の充電率１２とから第１の電流指令を決定し、第２のき電回路２のき電電圧１４と蓄電装置９の充電率１２とから第２の電流指令を決定する。【選択図】図１
2015030406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のき電回路に接続された第１の電力変換器と、
前記第１のき電回路と異なる電気方式の第２のき電回路に接続された第２の電力変換器と、
前記第１の電力変換器と前記第２の電力変換器とに並列に接続された蓄電装置と、
前記第１の電力変換器から前記蓄電装置に出力される電流を第１の電流指令により制御し、前記第２の電力変換器から前記蓄電装置に出力される電流を第２の電流指令により制御する電力管理装置と、
を備え、
前記電力管理装置は、
前記第１のき電回路のき電電圧、及び前記第１のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第１の目標電圧に基づいて前記第１の電流指令を決定し、
前記第２のき電回路のき電電圧、及び前記第２のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第２の目標電圧に基づいて前記第２の電流指令を決定する
ことを特徴とする、き電システム。
【請求項２】
前記第１の目標電圧は、第１の基準電圧に対する前記第１のき電回路のき電電圧の偏差、及び前記蓄電装置の充電率に基づいて算出され、
前記第２の目標電圧は、第２の基準電圧に対する前記第２のき電回路のき電電圧の偏差、及び前記蓄電装置の充電率に基づいて算出される
ことを特徴とする、請求項１に記載のき電システム。
【請求項３】
前記第１の電流指令は、前記第１の目標電圧と前記第１の基準電圧の差分に応じた比例積分制御により算出され、
前記第２の電流指令は、前記第２の目標電圧と前記第２の基準電圧の差分に応じた比例積分制御により算出される
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のき電システム。
【請求項４】
前記電力管理装置は、
前記第１の電流指令と前記第２の電流指令との和を所定の基準値以下とするリミッタを備える
ことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のき電システム。
【請求項５】
前記電力管理装置は、
前記リミッタにより前記第１の電流指令と前記第２の電流指令に所定の重み付けをして、前記第１の電流指令及び前記第２の電流指令を決定する
ことを特徴とする、請求項４に記載のき電システム。
【請求項６】
前記リミッタは、所定の重み付けを電力需要の変化に応じて変更する
ことを特徴とする、請求項５に記載のき電システム。
【請求項７】
前記電力管理装置は、
前記第１の基準電圧及び前記第２の基準電圧を、時間帯、または前記蓄電装置の充電率、またはその両方に応じて変更する
ことを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載のき電システム。
【請求項８】
第１のき電回路に接続された第１の電力変換器と、前記第１のき電回路と異なる電気方式の第２のき電回路に接続された第２の電力変換器と、前記第１の電力変換器と前記第２の電力変換器とに並列に接続された蓄電装置と、前記第１の電力変換器及び前記第２の電力変換器の出力を制御する電力管理装置と、を備えた電力供給方法において、
前記電力管理装置が、前記第１のき電回路のき電電圧、及び前記第１のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第１の基準電圧に基づいて第１の電流指令を決定する第１のステップと、
前記電力管理装置が、前記第２のき電回路のき電電圧、及び前記第２のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第２の基準電圧に基づいて第２の電流指令を決定する第２のステップと、
前記第１の電力変換器から前記蓄電装置に出力される電流を前記第１の電流指令により制御する第３のステップと、
前記第２の電力変換器から前記蓄電装置に出力される電流を前記第２の電流指令により制御する第４のステップと、
を含むことを特徴とする、電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、き電システム及び電力供給方法に関し、蓄電型回生吸収システムを備えたき電システム及び電力供給方法に適用して好適なるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のエネルギー環境問題の深刻化から、鉄道の省エネ技術が重要視されている。省エネ技術のうち、列車の制動時に発生する回生電力を有効活用する技術が注目されている。列車の制動時に発生する回生電力は、架線を通じ、力行中の列車に供給される。一方、制動時に力行中の列車が不在の場合には、回生電力を利用することができない。このため、蓄電装置を活用して、常時、回生電力を有効活用することが可能な蓄電型回生吸収システムが導入されている。
【０００３】
蓄電装置を用いた蓄電型回生吸収システムでは、電力変換装置による蓄電装置への充放電を制御することにより、回生電力の有効活用を実現している。具体的に、列車の制動時に発生した回生電力を一時的に蓄電装置に充電し、列車が力行する際に蓄電装置から放電することにより回生電力を利用している。一方、蓄電装置導入時のコスト削減の観点から、蓄電型回生吸収システムを複数の路線で共有することにより、コストに対する導入効果を向上させることが求められている。
【０００４】
特許文献１では、交流電気鉄道と直流電気鉄道が並行している区間において、交流電気鉄道と直流電気鉄道との間で電力を相互に融通する技術が開示されている。しかし、特許文献１では、交流側の電力を一度直流き電の電圧に変換し、さらに、蓄電装置の電圧に変換する必要がある。このため、交流路線に対して電力を充放電する場合に、二重に電力を変換しなければならず、電力変換による損失が大きいという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２では、２つの電力変換器と蓄電装置を用いて受電系統の異なる２つのき電用変電所からのき電区間に対して、並列き電を行う技術が開示されている。しかし、特許文献２では、２つの電力変換器は路線間の負荷を均衡にするために設けられており、２つの路線で同時に回生電力が発生した場合に、この回生電力を吸収することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１３２２０９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２１８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、異なる電気方式の路線で同時間帯に生じた回生電力を有効活用することが可能なき電システム及び電力供給方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために本発明においては、第１のき電回路に接続された第１の電力変換器と、前記第１のき電回路と異なる電気方式の第２のき電回路に接続された第２の電力変換器と、前記第１の電力変換器と前記第２の電力変換器とに並列に接続された蓄電装置と、前記第１の電力変換器から前記蓄電装置に出力される第１の電流を第１の電流指令により制御し、前記第２の電力変換器から前記蓄電装置に出力される第２の電流を第２の電流指令により制御する電力管理装置と、を備え、前記電力管理装置は、前記第１のき電回路のき電電圧、及び前記第１のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第１の目標電圧に基づいて前記第１の電流指令を決定し、前記第２のき電回路のき電電圧、及び前記第２のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第２の目標電圧に基づいて前記第２の電流指令を決定することを特徴とする、鉄道き電システムが提供される。
【０００９】
かかる構成によれば、鉄道き電システムにおいて、電力管理装置は、第１のき電回路のき電電圧、及び前記第１のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第１の目標電圧に基づいて前記第１の電流指令を決定し、電力管理装置が、第２のき電回路のき電電圧、及び前記第２のき電回路のき電電圧と前記蓄電装置の充電率とから算出される第２の目標電圧に基づいて前記第２の電流指令を決定し、前記第１の電力変換器から前記蓄電装置に出力される第１の電流を前記第１の電流指令により制御し、前記第２の電力変換器から前記蓄電装置に出力される第２の電流を前記第２の電流指令により制御する。これにより、２つの路線の架線電圧を監視し、電力変換器を通過する電流を協調制御することで、異なる電気方式の路線で同時に生じた回生電力をそれぞれ１回の電力変換で蓄電装置に充電可能とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、異なる電気方式の路線で同時間帯に生じた回生電力を有効活用して、蓄電型回生吸収システム導入による消費エネルギー削減効果を向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るき電システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態にかかる電力管理システムの構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態にかかる目標架線電圧を説明する概念図である。
【図４】同実施形態にかかるリミッタの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る電力管理システムの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る電力管理システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
（１）第１の実施の形態
（１−１）き電システムの構成
まず、図１を参照して、本実施の形態にかかるき電システムの構成について説明する。図１に示すように、き電システムは、第１の路線のき電線１と、第２の路線のき電線２と、電気車ａ３と、電気車ｂ４と、電力変換装置ａ７と、電力変換装置ｂ８、蓄電装置９及び電力管理システム１０から構成される。
【００１４】
き電線ａ１は、第１の路線を走行する電気車ａ３に接続される。電気車ａ３が力行する際にき電線ａ１から電気車ａ３に電力が供給され、回生する際に電気車ａ３からき電線ａ１に電力が供給される。
【００１５】
き電線ｂ２は、第２の路線を走行する電気車ｂ４に接続される。電気車ｂ４が力行する際にき電線ｂ２から電気車ｂ４に電力が供給され、回生する際に電気車ｂ４からき電線ｂ２に電力が供給される。
【００１６】
蓄電装置９は、電力を充電したり放電したりする蓄電池であり、電力変換装置ａ７を介してき電線ａ１に接続され、電力変換装置ｂ８を介してき電線ｂ２に接続される。つまり、蓄電池９は、電力変換器である電力変換装置a７と電力変換装置b８とに並列に接続される。
【００１７】
電力管理システム１０は、電力変換装置ａ７、電力変換装置ｂ８及び蓄電装置９を制御する装置である。具体的に、電力管理システム１０は、電力変換装置ａ７のき電線ａ１電圧情報１３と、電力変換装置ｂ８のき電線ｂ２電圧情報１４と、蓄電装置９の充電率１２に基づいて、電力変換装置ａ７に対する電流指令aIt1*と電力変換装置ｂ８に対する電流指令aIt2*を出力する。
【００１８】
電力変換装置ａ７は、電力管理システム１０から出力された電流指令aIt1*に基づいて、き電線ａ１から蓄電装置９側に向けて流れる電流を制御する。
【００１９】
電力変換装置ｂ８は、電力管理システム１０から出力された電流指令aIt2*に基づいて、き電線ｂ２から蓄電装置９側に向けて流れる電流を制御する。
【００２０】
電力変換器ａ７および電力変換器ｂ８は、接続されているき電線の電気方式に応じて、昇降圧チョッパまたはAC/DCコンバータを用いて電力を変換する。
【００２１】
また、蓄電装置９としては、二次電池、電気二重層キャパシタ、あるいはフライホイールなどを例示できる。
【００２２】
（１−２）電力管理システムの構成
次に、図２を参照して、電力管理システム１０の構成を説明する。電力管理システム１０は、目標電圧決定装置ａ２０、目標電流決定装置ａ２２、目標電圧決定装置ｂ２１、目標電流決定装置ｂ２３及びリミッタ２８から構成される。
【００２３】
目標電圧決定装置ａ２０は、電力変換装置ａ７の電圧情報１３及び蓄電装置９の充電率１２を入力とし、目標架線電圧ａ２０２２を出力する。目標電圧決定装置ｂ２１は、電力変換装置ｂ８の電圧情報１４及び蓄電装置０９の充電率１２を入力とし、目標架線電圧ｂ２１２３を出力する。
【００２４】
目標電流決定装置ａ２２は、電力変換装置ａ７の電圧情報１３と目標電圧決定装置ａ２０から出力された目標架線電圧ａ２０２２を入力とし、電圧情報１３と目標架線電圧ａ２０２２の差分に応じた比例積分制御により架線目標電流aIt1を出力する。同様に、目標電流決定装置ｂ２３は、電力変換装置ｂ８の電圧情報１４と目標電圧決定装置ｂ２１から出力された目標架線電圧ｂ２１２３を入力とし、電圧情報１４と目標架線電圧ａ２０２２の差分に応じた比例積分制御により架線目標電流bIt2を出力する。以降の説明では、架線目標電流aIt1、架線目標電流bIt2がともに蓄電装置９側に流れる場合を正とする。
【００２５】
リミッタ２８は、架線目標電流aIt1及び架線目標電流bIt2を入力とし、電流指令aIt1*及びbIt2*を出力する。
【００２６】
目標電圧決定装置ａ２０は、図３に示すように、横軸を充電率、縦軸を架線電圧とする電圧マップに基づいて、架線電圧が流入開始電圧２０３と流出開始電圧２０４の間に収まるように目標架線電圧ａ２０２２を決定する。流入開始電圧２０３と流出開始電圧２０４は各々、目標電圧である目標架線電圧を決定する際の基準電圧となるものである。
【００２７】
例えば、電圧情報１３が、流入開始電圧２０３よりも高い場合、流入開始電圧２０３を目標架線電圧ａ２０２２として出力する。また、電圧情報１３が、流出開始電圧２０４よりも低い場合、流出開始電圧２０４を目標架線電圧ａ２０２２として出力する。また、電圧情報１３が、流入開始電圧２０３より低く、流出開始電圧２０４より高い場合には、電圧情報１３を目標架線電圧ａ２０２２として出力する。
【００２８】
また、蓄電装置９の過充電を防ぐために、流入開始電圧２０３は、充電率の高い領域では充電率の上昇と共に増加する特性として設定する。また、蓄電装置９の過放電を防ぐために、流出開始電圧２０４は充電率の低い領域では充電率の低下と共に減少する特性として設定する。このように、基準電圧となる流入開始電圧２０３または流出開始電圧２０４に対する電圧情報１３の偏差、及び充電率に基づいて目標架線電圧a２０２２を算出できる。
【００２９】
目標電圧決定装置ｂ２１は、目標電圧決定装置ａ２０と同様に、図３に示す電圧マップに基づいて、架線電圧が流入開始電圧２０３と流出開始電圧２０４の間に収まるように目標電圧２１２３を出力する。
【００３０】
次に、図４を参照して、リミッタ２８の動作について説明する。図４に示すように、リミッタ２８は、まず、式（１）により、蓄電装置９に流れる電流の総和が正か負かを判定する（Ｓ１０１）。
【００３１】
【数１】
2015030406.tif 000003
【００３２】
ステップＳ１０１において、蓄電装置９に流れる電流の総和が正であると判定された場合には、リミッタ２８は、式（２）により、蓄電装置９の電流が定格充電電流Ibtchより大きいか否かを判定する（Ｓ１０２）。
【００３３】
【数２】
2015030406.tif 000004
【００３４】
ステップＳ１０２において、蓄電装置９の電流が定格充電電流Ibtchより大きいと判定された場合には、リミッタ２８は、後述する処理１により、電流指令aIt1*および電流指令bIt2*を決定する。
【００３５】
一方、ステップＳ１０２において、蓄電装置９の電流が定格充電電流Ibtch以下であると判定された場合には、リミッタ２８は、後述する処理２により、電流指令aIt1*および電流指令bIt2*を決定する。
【００３６】
また、ステップＳ１０１において、蓄電装置９に流れる電流の総和が負であると判定された場合には、リミッタ２８は、式（３）により、蓄電装置９の電流が定格放電電流Ibtdchより大きいか否かを判定する（Ｓ１０３）。
【００３７】
【数３】
2015030406.tif 000005
【００３８】
ステップＳ１０３において、蓄電装置９の電流が定格放電電流Ibtdchより大きいと判定された場合には、リミッタ２８は、後述する処理３により、電流指令aIt1*および電流指令bIt2*を決定する。
【００３９】
一方、ステップＳ１０３において、蓄電装置９の電流が定格放電電流Ibtdch以下であると判定された場合には、リミッタ２８は、後述する処理２により、電流指令aIt1*および電流指令bIt2*を決定する。
【００４０】
上記処理１では、リミッタ２８は、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtchを超えないように、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する。電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決める方法は、たとえば式(４)と式(５)から決定する。あるいは電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決める方法として式（４）’と（５）’から決定する方法も挙げられる。
【００４１】
【数４】
2015030406.tif 000006
【００４２】
また、上記処理２では、リミッタ２８は、式(６)または式(７)から、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する。
【００４３】
【数５】
2015030406.tif 000007
【００４４】
また、上記処理３では、リミッタ２８は、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtdchを超えないように、たとえば式(８)と式(９)を用いて、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する。電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する方法は他にも、It1_a<IbtdchとなるIt1_aをあらかじめ設定し、式(８)’と式(９)’を用いて決定することも挙げられる。
【００４５】
【数６】
2015030406.tif 000008
【００４６】
リミッタ２８によって出力された電流指令aIt1*は、電力変換装置ａ７に指令値として伝達される。そして、電力変換装置ａ７は、電流指令aIt1*に基づいて、き電線ａ１から蓄電装置９側に向けて流れるから電流を制御する。同様に、リミッタ２８によって出力された電流指令bIt2*は、電力変換装置ｂ８に指令値として伝達される。そして、電力変換装置ｂ８は、電流指令bIt2*に基づいて、き電線ｂ２から蓄電装置９側に向けて流れる電流を制御する。
【００４７】
（１−３）本実施の形態の効果
このように、本実施の形態では、図１に示したき電システムの構成を備え、図２に示した電力管理システム１０で２つの路線の架線電圧を監視し、電力変換器を通過する電流を協調制御することで、異なる電気方式の路線で同時に生じた回生電力をそれぞれ１回の電力変換で蓄電装置に充電可能とすることができる。これにより、回生失効の頻度を低減するとともに、充放電に伴う電力変換損失を低減し、回生吸収システム導入による消費エネルギー削減効果を向上させることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、２路線を接続した場合について説明したが、かかる例に限定されず、３路線以上を接続してもよい。３路線以上を接続した場合でも、２路線を接続した場合と同様に、各路線に対応する電力変換器を備えることにより、３つ以上の路線の架線電圧を監視し、電力変換器を通過する電流を協調制御することで、異なる電気方式の路線で同時に生じた回生電力をそれぞれ１回の電力変換で蓄電装置に充電可能とすることができる。また、異なる電気方式とは、例えば直流方式と交流方式、異なる電圧の直流方式同士、異なる電圧の交流方式同士などが挙げられる。
【００４９】
（２）第２の実施の形態
本実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、リミッタ２８によって出力される電流指令に基づいて電力変換装置を制御する点で共通するが、蓄電装置９を共有する路線の電力需要の変化に応じて、リミッタ２８におけるリミッタ値を設定する点で第１の実施の形態と異なる構成となっている。以下では、第１の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について詳細に説明する。
【００５０】
（２−１）き電システムの構成
本実施の形態にかかるき電システムの構成は、第１の実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
【００５１】
（２−２）電力管理システムの構成
本実施の形態にかかる電力管理システム１０Ｌは、リミッタ２８以外は第１の実施の形態と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。本実施の形態におけるリミッタ２８は、時間帯制御装置４０Ｘから出力されるリミッタ値をもとに制御される。
【００５２】
図５を参照して、本実施形態の時間帯制御装置４０Ｘ及びリミッタ２８について説明する。図５に示すように、時間帯制御装置４０Ｘは、記憶装置４０、リミッタスケジューラ４１及びタイマ４２から構成される。
【００５３】
記憶装置４０は、リミッタスケジューラ４１に接続され、時刻に対応して設定されているリミッタ値を蓄積している。
【００５４】
リミッタスケジューラ４１は、タイマ４２から出力された時刻情報４２４１に対応するリミッタ値を記憶装置４０から取得して、取得したリミッタ値４０４１をリミッタパラメータ４１２８としてリミッタ２８に出力する。
【００５５】
時間帯制御装置４０Ｘからリミッタ２８に出力されるリミッタパラメータ４１２８は、蓄電装置９を共有する路線の電力需要の変化に応じて任意に設定するようにしてもよい。例えば、上記した処理１及び処理３で電流指令を算出する際に、時間に応じて値が変わる重み付け項α（ｔ）を乗じて、電流指令を算出する。あるいは、時間に応じて値が変わる値It１_a(t)を用いて電流指令を算出する。
【００５６】
路線の電力需要の変化とは、例えば、通勤ラッシュ時と昼間の時間帯による電力需要の変化、平日や休日といった日による電力需要の変化、その他、お盆などの帰省ラッシュといった繁忙期と閑散期での時期・季節による電力需要の変化、突発的な列車遅延や天候変化によるダイヤの変更による電力需要の変化や、き電システムのトラブルによる電力需要の変化などが挙げられる。また、運行状況や電力供給状況から路線間での電力需要の変化に応じてリミッタパラメータ４１２８を設定するようにしてもよい。
【００５７】
本実施形態におけるリミッタ２８の制御アルゴリズムが第１の実施の形態と同様であるとした場合、具体的に、電力変換器ａ７及び電力変換器ｂ８への電流指令は以下の数式により算出される。
【００５８】
リミッタ２８の動作は、図４に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０３と同様であるが、処理１及び処理３の電流指令の算出において、時間に応じて値が変わる重み付け項α（ｔ）、あるいは値It１_a(t)を利用する点で異なっている。
【００５９】
具体的に、処理１では、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtchを超えないように、電力変換器a７への電流指令a１５及び電力変換器b８への電流指令b１６が出力される。電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtchを超えないために、たとえば、重み付け項α（ｔ）を用いて式(１０)と式（１１）から電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を算出する。あるいは、あらかじめ決めたIt１_a(t)を用いて式（１０）’と式（１１）’から電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を算出する。
【００６０】
【数７】
2015030406.tif 000009
【００６１】
また、処理２では、リミッタ２８は、式(６)または式(７)から、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*を決定する。
【００６２】
【数８】
2015030406.tif 000010
【００６３】
また、処理３では、電流指令aIt1*と電流指令bIt2*の和が定格充電電流Ibtdchを超えないように、たとえば、時間に応じて値が変わる重み付け項α（ｔ）を用いて式（１２）または式（１３）よって、電力変換器a７への電流指令a１５と電力変換器b８への電流指令b１６が出力される。あるいは、時間に応じて値の変わるIt1_a(t)を用いて、式（１２）’または式（１３）’よって、電力変換器a７への電流指令a１５と電力変換器b８への電流指令b１６が出力される。
【００６４】
【数９】
2015030406.tif 000011
【００６５】
なお、時間帯制御装置４０Ｘは、図５では電力管理システム１０Ｌの外部に設置されているが、電力管理システム１０Ｌの内部に設置するようにしてもよい。
【００６６】
（２−３）本実施の形態の効果
本実施の形態によれば、蓄電装置９を共有する路線の電力需要の変化に応じてリミッタ値を任意に設定して、特定の路線に優先的に電力を供給あるいは吸収をさせることが可能となる。これにより、ラッシュ時の電力の使用量ピークを削減するように電力を調整することが可能となる。
【００６７】
（３）第３の実施の形態
本実施の形態は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様に、リミッタ２８によって出力される電流指令に基づいて電力変換装置を制御する点で共通するが、蓄電装置９を共有する路線の電力需要の変化に応じて、目標電圧の設定を変更する点で第１の実施の形態及び第２の実施の形態と異なる構成となっている。以下では、第１の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について詳細に説明する。
【００６８】
（３−１）き電システムの構成
本実施の形態にかかるき電システムの構成は、第１の実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
【００６９】
（３−２）電力管理システムの構成
本実施の形態にかかる電力管理システム１０Ｓは、リミッタ２８以外は第１の実施の形態と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。本実施の形態におけるリミッタ２８は、時間帯制御装置５０Ｘ及び５３Ｘから出力される制御値をもとに制御される。この制御値は、例えば、目標電圧決定装置で利用される流入開始電圧、流出開始電圧及び充電率に対する設定値である。
【００７０】
図６に示すように、時間帯制御装置５０Ｘは、記憶装置５０、基準電圧スケジューラ５１及びタイマ５２から構成される。
【００７１】
記憶装置５０は、基準電圧スケジューラ５１に接続され、時刻に対応して設定されている流入開始電圧、流出開始電圧及び充電率を含む制御値を蓄積している。
【００７２】
基準電圧スケジューラ５１は、タイマ５２から出力された時刻情報５２５１に対応する制御値を記憶装置５０から取得して、取得した制御値５０５１を制御パラメータ５１２０として目標電圧決定装置ａ２０に出力する。
【００７３】
時間帯制御装置５３Ｘも時間帯制御装置５０Ｘと同様に、記憶装置５３、基準電圧スケジューラ５４及びタイマ５５から構成される。
【００７４】
記憶装置５３は、基準電圧スケジューラ５４に接続され、時刻に対応して設定されている流入開始電圧、流出開始電圧及び充電率を含む制御値を蓄積している。
【００７５】
基準電圧スケジューラ５４は、タイマ５５から出力された時刻情報５５５４に対応する制御値を記憶装置５３から取得して、取得した制御値５３５４を制御パラメータ５４２１として目標電圧決定装置ｂ２１に出力する。
【００７６】
例えば、記憶装置５０または５３には、時間や運行状況などに応じて設定された目標電圧決定装置の制御パラメータが蓄積するようにしてもよい。また、第１の路線または第２の路線のいずれかが運休となった場合に、いずれか一方の路線に優先的に電力を供給または吸収させるように制御パラメータを設定するようにしてもよい。
【００７７】
また、上述したように、ラッシュ時や繁忙期など、路線に多くの電車が運行する場合には、充電を開始する流入開始電圧２０３を上げるように制御値を設定するようにしてもよい。これにより、電圧が多少上昇しただけで蓄電装置９が充電状態となることを防止することができる。また、放電を開始する流出開始電圧２０４を下げるように制御値を設定してもよい。これにより、電圧が多少下降しただけで蓄電装置９が放電状態となることを防止することができる。これらにより、蓄電装置９が過剰に充電したり放電したりして、蓄電装置９の寿命が低下するのを防ぐことができる。
【００７８】
なお、時間帯制御装置５０Ｘ及び５３Ｘは、図６では電力管理システム１０Ｓの外部に設置されているが、電力管理システム１０Ｓの内部に設置するようにしてもよい。
【００７９】
（３−３）本実施の形態の効果
本実施の形態によれば、蓄電装置９を共有する路線の電力需要の変化に応じて目標電圧を設定するための制御値を任意に設定して、特定の路線に優先的に電力を供給あるいは吸収させたり、蓄電装置９への充放電を制御したりすることが可能となる。これにより、ラッシュ時の電力の使用量ピークを削減するように電力を調整することが可能となる。
【符号の説明】
【００８０】
１    き電線ａ
２    き電線ｂ
３    電気車ａ
４    電気車ｂ
７    電力変換装置ａ
８    電力変換装置ｂ
９    蓄電装置
１０  電力管理システム
２０  目標電圧決定装置ａ
２１  目標電圧決定装置ｂ
２２  目標電流決定装置ａ
２３  目標電流決定装置ｂ
２８  リミッタ
【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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