(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電車と地上蓄電設備のうち少なくとも一方に搭載された蓄電池の充放電タイミングを管理する蓄電池充放電管理装置において、
前記電車が走行する路線線形及び運行ダイヤが記憶されたデータベースと、
前記電車の前記路線線形及び前記運行ダイヤに基づいて前記電車の走行予測を行う予測部と、
前記蓄電池を搭載した前記電車と前記地上蓄電設備のうち少なくとも一方と通信する通信部と、
前記通信部で受信した前記電車と前記地上蓄電設備の情報のうち少なくとも一方の情報及び前記走行予測に基づいて前記蓄電池の充放電タイミングを含む充放電計画を作成する制御部と、を備え、
前記制御部は、回生失効が発生する回数と充電する回数に対応した複数の充放電パターンを作成し、
前記複数の充放電パターンの中から、前記電車における充放電計画を、消費電力に基づいて決定することを特徴とする蓄電池充放電管理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、最新の蓄電池充放電計画と、前記最新の蓄電池充放電計画を作成した際の走行予測とを記憶しており、前記最新の蓄電池充放電計画を作成した際の走行予測及び蓄電池の残量と、前記電車の位置情報及び蓄電池の残量とを比較して許容可能な範囲を超えるずれが生じると、前記予測部に再度走行予測を行わせることを特徴とする蓄電池充放電管理装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記充放電計画において、前記電車に回生失効が生じる場合には、前記電車と電力の授受が可能な前記地上蓄電設備または他の電車の放電を抑制し、または前記地上蓄電設備若しくは他の電車に充電することを特徴とする蓄電池充放電管理装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記充放電計画は、前記予測部が前記データベースの前記路線線形及び前記運行ダイヤを参照して、路線全電車の運行シミュレーション及び電力シミュレーションを行い、
前記制御部が前記運行シミュレーション及び前記電力シミュレーションの結果から、予め設定した初期設定方針に基づいて作成され、回生失効が生じなくなるまで、または消費電力量をさらに削減することができなくなるまで変更され、
回生失効が生じなくなり、または消費電力量をさらに削減することができなくなると、最新の前記充放電計画が、前記蓄電池を搭載した前記電車と前記地上蓄電設備のうち少なくとも一方に送信されることを特徴とする蓄電池充放電管理装置。
【請求項５】
蓄電池を搭載した電車と、該蓄電池を設置した地上蓄電設備と、前記電車又は前記地上蓄電設備のうち少なくとも一方に搭載された蓄電池の充放電タイミングを管理する蓄電池充放電管理装置と、が互いに通信可能に接続された蓄電池充放電管理システムにおいて、
前記電車は、該電車に搭載された蓄電池を、該電車の力行時に放電し、
前記地上蓄電設備は、当該地上蓄電設備に設置された前記蓄電池を、当該地上蓄電設備に接続された架線の電圧が予め定められた値よりも低い時に放電し、
前記蓄電池充放電管理装置は、
前記電車が走行する路線線形及び運行ダイヤが記憶されたデータベースと、
前記電車の前記路線線形及び前記運行ダイヤに基づいて前記電車の走行予測を行う予測部と、
前記蓄電池を搭載した前記電車と前記地上蓄電設備のうち少なくとも一方と通信する通信部と、
前記通信部で受信した前記電車と前記地上蓄電設備の情報のうち少なくとも一方の情報及び前記走行予測に基づいて前記蓄電池の充放電タイミングを含む充放電計画を作成する制御部と、を備え、
前記制御部は、回生失効が発生する回数と充電する回数に対応した複数の充放電パターンを作成し、
前記複数の充放電パターンの中から、前記電車における充放電計画を、消費電力に基づいて決定することを特徴とする蓄電池充放電管理システム。
【請求項６】
請求項５において、
前記制御部は、最新の蓄電池充放電計画と、前記最新の蓄電池充放電計画を作成した際の走行予測とを記憶しており、前記最新の蓄電池充放電計画を作成した際の走行予測及び蓄電池の残量と、前記電車の位置情報及び蓄電池の残量とを比較して許容可能な範囲を超えるずれが生じると、前記予測部に再度走行予測を行わせることを特徴とする蓄電池充放電管理システム。
【請求項７】
請求項５において、
前記充放電計画において、前記電車に回生失効が生じる場合には、前記電車と電力の授受が可能な前記地上蓄電設備若しくは他の電車の放電を抑制し、または前記地上蓄電設備若しくは他の電車に充電することを特徴とする蓄電池充放電管理システム。
【請求項８】
請求項５において、
前記充放電計画は、前記予測部が前記データベースの前記路線線形及び前記運行ダイヤを参照して、路線全電車の運行シミュレーション及び電力シミュレーションを行い、
前記制御部が前記運行シミュレーション及び前記電力シミュレーションの結果から、予め設定した初期設定方針に基づいて作成され、回生失効が生じなくなるまで、または消費電力量をさらに削減することができなくなるまで変更され、
回生失効が生じなくなり、または消費電力量をさらに削減することができなくなると、最新の前記充放電計画が、前記蓄電池を搭載した前記電車と前記地上蓄電設備のうち少なくとも一方に送信されることを特徴とする蓄電池充放電管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電車及び地上蓄電設備の蓄電池の充放電を管理する蓄電池充放電管理装置並びに蓄電池充放電管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電池を電車及び地上設備の一方または双方に設置して電車の力行時には蓄電池を放電させて電圧降下を軽減し、電車の回生時には蓄電池を充電することで回生失効を抑制しつつエネルギの有効活用を行うシステムが検討されている。
【０００３】
なお、電車の回生動作においては、電車に生じた駆動力が電気エネルギに変換され、該電気エネルギが架線に供給され、架線に供給された電気エネルギが、他の電車の駆動に用いられまたは蓄電池に充電される。回生失効とは、このような電車の回生動作ができない状態をいう。
【０００４】
例えば、特許文献１には、「き電線・架線の電圧の安定化及び損失の低減を実現するとともに、設備費の低減も図り得る電気車の駆動システムを提供する」ことを課題とし「架線１から供給される直流電力をモータ駆動変換器３で変換してモータ４を駆動し、この駆動力で電気車を走行させる一方、上記架線１に対してモータ駆動変換器３に並列に大容量蓄電装置５を接続し、電気車Ｉの力行時の電力は、主に大容量蓄電装置５から供給する一方、回生制動時の回生電力は前記大電流蓄電装置５に蓄えることによって、電気車Ｉに架線１から供給する電力量及び電気車Ｉが架線１に回生する電力量を低減する」電気車の駆動システムが開示されている。特許文献１では、車上に大容量蓄電装置を搭載し、電車の運行ダイヤ、速度及び位置に応じて充放電パターンを制御することが開示されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、「鉄道システム全体の中のミクロな列車単位のエネルギ状態や、他列車とのエネルギ授受の状態ならびに、変電所の電力供給状態をトータルで目にすることができ、シミュレーション解析においては、解析の深度化や効率改善が見込まれるシミュレーション装置を提供する」ことを課題とし、「列車運行に関わる列車制御システムと、車両システムと、エネルギ蓄積装置を模擬し、少なくとも運行ダイヤを入力として時々刻々の列車運行・電力供給を所望の演算式により計算し、少なくとも前記エネルギ蓄積装置の消費エネルギの特性値を算出する消費エネルギ算出装置と、この算出結果を報知する報知装置を具備した」シミュレーション装置が開示されている。特許文献２では、車上及び地上の双方に蓄電池を設置し、架線を通じて車上と地上との間で電力をやり取りし、電車の走行状況に基づいて電力のシミュレーションを行い、該シミュレーション結果は運転士に示され、運転士はシミュレーション結果に応じて出発タイミングを調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８７０２号公報
【特許文献２】特開２００６−２５４５３６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、上記従来の技術である特許文献１及び特許文献２では、蓄電池の充放電のタイミングが考慮されていない。そのため、蓄電池の充放電のタイミングに応じて回生失効の発生を抑制し、エネルギ消費量を低減することが困難であるという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来よりも回生失効を抑制し、エネルギ消費量を低減することが可能な蓄電池充放電管理装置及び蓄電池充放電管理システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電車と地上蓄電設備のうち少なくとも一方に搭載された蓄電池の充放電タイミングを管理する蓄電池充放電管理装置において、前記電車が走行する路線線形及び運行ダイヤが記憶されたデータベースと、前記電車の前記路線線形及び前記運行ダイヤに基づいて前記電車の走行予測を行う予測部と、前記蓄電池を搭載した前記電車と前記地上蓄電設備のうち少なくとも一方と通信する通信部と、前記通信部で受信した前記電車と前記地上蓄電設備の情報のうち少なくとも一方の情報及び前記走行予測に基づいて前記蓄電池の充放電タイミングを含む充放電計画を作成する制御部と、を備え、前記制御部は、回生失効が発生する回数と充電する回数に対応した複数の充放電パターンを作成し、前記複数の充放電パターンの中から、前記電車における充放電計画を、消費電力に基づいて決定することを特徴とする。
【００１０】
なお、路線線形とは、電車が走行する線路の３次元的な形状をいう。路線線形には、路線の平面的な形状を示す平面線形、縦断勾配とも呼ばれる縦断線形の情報が含まれる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、従来よりも回生失効を抑制し、エネルギ消費量を低減することが可能な蓄電池充放電管理装置及び蓄電池充放電管理システムを得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態にかかる蓄電池充放電管理システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる蓄電池充放電管理システムの蓄電池充放電管理の予測部が行う走行予測を示す図である。
【図３】図３は、比較例である蓄電池充放電管理システムの走行予測カーブにおける電車の位置に対する速度カーブ及び蓄電池残量を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態にかかる蓄電池充放電管理システムの走行予測カーブにおける電車の位置に対する速度カーブ及び蓄電池残量を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態にかかる蓄電池充放電管理システムにおける充電のタイミングの変更方法を説明する図である。
【図６】図６は、実施の形態にかかる蓄電池充放電管理システムにおける充電のタイミングの変更方法を説明する図である。
【図７】図７は、実施の形態にかかる蓄電池充放電管理システムにおける充放電計画を設定する手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施の形態にかかる蓄電池充放電管理システムにおける充放電計画を変更する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる蓄電池充放電管理装置及び蓄電池充放電管理システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態．
図１は、本発明にかかる蓄電池充放電管理システムの実施の形態の構成を示す図である。図１に示す蓄電池充放電管理システムは、電車１０、地上蓄電設備２０及び蓄電池充放電管理装置３０を有し、電車１０と地上蓄電設備２０は、架線４０により電気的に接続されている。
【００１５】
電車１０は、蓄電池１１と、車上制御装置１２と、通信部１３と、主電動機１４とを備える。蓄電池１１は、電車１０の走行状況に応じて、架線４０を介して車上制御装置１２によって充放電される蓄電池である。車上制御装置１２は、主電動機１４を制御し、蓄電池１１の充放電を管理する。通信部１３は、蓄電池充放電管理装置３０の通信部３２と情報の授受を行う。具体的には、通信部１３からは電車情報である電車１０の位置、速度、重量、消費電力、蓄電池１１の残量及び架線４０の電圧が送信される。主電動機１４は車上制御装置１２によって制御され、電車１０を走行させる。
【００１６】
地上蓄電設備２０は、蓄電池２１と、地上蓄電設備制御装置２２と、通信部２３とを備える。蓄電池２１は、架線４０を介して地上蓄電設備制御装置２２によって充放電される蓄電池である。地上蓄電設備制御装置２２は、蓄電池２１の充放電も管理する。通信部２３は、蓄電池充放電管理装置３０の通信部３２と情報の授受を行う。具体的には、通信部２３からは地上蓄電設備情報である蓄電池２１の残量及び架線４０の電圧が送信される。なお、本実施の形態では、蓄電池が電車１０及び地上蓄電設備２０の双方に搭載された場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、蓄電池は電車１０及び地上蓄電設備２０のうち少なくともいずれか一方に搭載されていればよい。
【００１７】
蓄電池充放電管理装置３０は、データベース３１と、通信部３２と、制御部３３と、予測部３４とを備える。データベース３１には、路線線形及び電車の運行ダイヤが記憶されている。通信部３２は、電車１０の通信部１３及び地上蓄電設備２０の通信部２３に蓄電池充放電指令を送信し、電車情報及び地上蓄電設備情報を受信する。制御部３３は、通信部３２からの電車情報及び地上蓄電設備情報を受信し、予測部３４に電車情報及び地上蓄電設備情報並びに現在の蓄電池充放電計画を送信する。予測部３４は、データベース３１の路線線形及び電車の運行ダイヤに基づいて電車１０の走行予測を行い、予測結果を制御部３３に送信する。予測結果を受信した制御部３３は、該予測結果に基づいて蓄電池充放電計画を変更し、変更した蓄電池充放電計画を通信部３２に送信する。
【００１８】
なお、制御部３３は、少なくとも最新の蓄電池充放電計画と、最新の蓄電池充放電計画を作成した際の走行予測とを記憶している。制御部３３は、最新の蓄電池充放電計画を作成した際の走行予測と、通信部３２を介して取得した電車情報とを比較し、許容可能な範囲を超えるずれが生じた場合には、予測部３４に電車１０の走行予測を再度行わせる。制御部３３は、変更された走行予測に基づいて蓄電池充放電計画を変更し、変更した蓄電池充放電計画を通信部３２に送信する。
【００１９】
なお、蓄電池充放電計画において電車１０に回生失効が生じる場合には、電車１０と電力の授受が可能な地上蓄電設備２０または他の電車の放電を抑制し、地上蓄電設備２０または他の電車に充電するように蓄電池の充放電を管理することが好ましい。
【００２０】
図２は、予測部３４の走行予測を示す図である。図２においては、横軸に時刻、縦軸に位置を示し、走行予測カーブ５０，５１，５２が示されている。ここで、走行予測カーブ５０は先行電車の走行予測を示し、走行予測カーブ５１は第１の後続電車の走行予測を示し、走行予測カーブ５２は第２の後続電車の走行予測を示す。また、図２の走行予測カーブ５０，５１，５２において、太線は蓄電池１１が満充電の状態を示し、点線は蓄電池１１が空の状態を示す。図２に示すように、走行予測カーブ５０，５２では満充電の状態がしばらく続いた後に回生失効が生じる。
【００２１】
図３は、図２の走行予測カーブ５２を描く電車１０の位置に対する速度カーブ６０及び蓄電池残量を表す充放電カーブ６１を示す図である。図３において、蓄電池１１が満充電の状態で駅Ａを出発した電車１０は、区間Ａでは蓄電池１１を放電させつつ加速していき、その後区間Ｂでは充放電を行わない定速運転に切り替わる。そして、区間Ｃでは、定速運転後に減速しつつ、発生した回生電力により蓄電池１１を充電し、その後区間Ｄの短い放電期間を経て、区間Ｅの定速運転に切り替わる。しばらく定速運転を行った後の区間Ｆでは、駅Ｂに停車するために減速すると蓄電池１１が充電されていき、区間Ｇでは蓄電池１１の最大容量まで充電された後に回生失効が生じる。このように回生失効が生じると、回生ブレーキが効かなくなるため、他のブレーキ、例えば空気圧ブレーキを使用せざるを得ない。しかしながら、空気圧ブレーキを使用すると電車１０のエネルギは熱消費されてしまうので、エネルギ消費量を増大させてしまう。
【００２２】
そこで、本実施の形態においては、回生失効が生じないように充放電タイミングを制御する。図４は、図２の走行予測カーブ５２を描く電車に本発明を適用した際の位置に対する速度カーブ７０及び蓄電池残量を表す充放電カーブ７１を示す図である。図３の速度カーブ６０と図４の速度カーブ７０は同じ形状であり、走行パターンは同一である。図４においても図３と同様に、蓄電池１１が満充電の状態で駅Ａを出発した電車１０は、区間ａでは蓄電池１１を放電させつつ加速していき、その後区間ｂでは充放電を行わない定速運転に切り替わる。そして、図３と同様に、定速運転後の区間ｃでは、減速しつつ、発生した回生電力により蓄電池１１を充電し、その後、区間ｄでは短い放電期間を経て定速運転に切り替わる。区間ｅでは、その後しばらく定速運転を行った後に駅Ｂにて停車するために減速するが、減速開始時には蓄電池１１の充電を開始せず、駅Ｂへの到着直前の区間ｆに入ると充電を開始する。このように、充電タイミングを遅らせると、回生失効を抑制することができる。
【００２３】
ここで、本発明における充放電タイミングの設定方法について説明する。本発明においては、回生失効を極力抑制するため、近いうちに回生電力が生じることが判明している場合には蓄電池の残量はできるだけ少なくしておいた方が回生電力の受け入れ余地が大きくなるため好ましい。そこで、回生電力が生じることが判明している場合には、蓄電池を可能な限り放電しておくように設定する。具体的には、車上蓄電池である蓄電池１１では電車１０の力行時には蓄電池１１の残量があれば放電するように設定し、地上蓄電池である蓄電池２１では地上蓄電設備２０との接続部分である架線４０の電圧が予め定められたしきい値よりも低い時には蓄電池２１の残量があれば放電するように設定する。なお、しきい値には、電車が力行中である場合の架線電圧に対応した電圧値を設定することができる。一方、回生失効を防止するために、蓄電池に充電しなければ回生失効が発生してしまう場面では蓄電池に空き容量がある限り充電する充電タイミングを初期設定とする。
【００２４】
図５は、充電のタイミングを変更するときの問題の区切り方を説明する図である。充放電タイミングの初期設定によって図５に示す充放電カーブ８０が得られたとき、電池残量が０になる点から次に電池残量が０となる点までの間を１つの区間として分割する。このとき、充放電タイミングの初期設定の方針により、充電しなければ回生失効する場面で蓄電池の空き容量があればできる限り充電し、一方で放電が可能な場面ではできる限り放電しているので、ある区間における充電タイミングを任意に変更したとしても、電池残量が０となる地点は変わらず、前後の区間に影響を与えることはない。すなわち、区間ごとに充電タイミングを調整し、その区間内においてできる限り回生失効が生じないような充放電カーブに修正すると、全体としても回生失効を減らすことができる。
【００２５】
図６は、横軸に位置をとり、縦軸に電池残量をとった、充電のタイミングの変更方法を説明する図である。図６に示す充放電カーブ９０は、変更前におけるもとの充放電カーブである。充放電カーブ９０では、蓄電池が満充電となった後も回生電力が供給されて、回生失効が生じている。そこで、回生失効が起きている地点で充電するように、充放電カーブの形状を調整する。図６では、２か所で回生失効が発生しているので、１か所目の回生失効地点で充電となる充放電カーブ９１及び２か所目の回生失効地点で充電となる充放電カーブ９２を作成する。こうした場所で充電を可能にするためには、蓄電池の空き容量を生み出すために、代わりに充電を止める場所を決定する必要がある。そこで、充放電カーブ９１，９２では、新たに充電となる場所より前にあった充電箇所を充電しないように変更している。ここで、充電カーブ９０において回生失効が生じる回数をｍとし、充電する回数をｎとすると、回生失効場所を充電に変更し、充電していた場所を充電なしに変更する、最大でｍ×ｎ通りの充電計画を作成する。電車における回生失効の回数と充電する回数に対応した最大でｍ×ｎ通りの充放電カーブのうち消費電力が最小のものを選択することによって、従来よりもエネルギ消費量を自動で低減することができる。すなわち、複数の充放電パターンの中から、充放電計画を、電車の消費電力に基づいて決定する。選択された充放電カーブにおいてもなお回生失効が発生している場合、再度同じ手順で探索して、消費電力をさらに改善する充放電カーブが見つからなくなるまで繰り返してもよい。なお、探索回数を減らすために、制限が設けられていてもよい。
【００２６】
このように、制御部３３は回生失効が生じる回数と充電する回数に対応した複数の充放電パターン、すなわち充放電カーブを作成し、充放電計画は、これら複数の充放電パターンのうち、電車１０における回生失効がなるべく生じず、且つ充放電タイミングの調整を行わなかった場合よりも消費電力が小さい充放電パターンに基づいて作成される。なお、電車において回生失効が発生する回数に対応した充放電パターンのうち、回生失効の回数が最小であるものを選択して充放電計画を作成することもできる。
【００２７】
以上説明したように、充放電カーブを任意に設定することが可能であり、回生失効を抑制し、消費電力を低減することができる。
【００２８】
次に、本実施の形態における充放電計画を設定する手順を説明する。図７は、充放電計画を設定する手順を示すフローチャートである。まず、処理を開始し（Ｓ１１）、予測部３４がデータベース３１の路線線形及び電車の運行ダイヤを参照しつつ、路線全電車の運行シミュレーション及び電力シミュレーションを行う（Ｓ１２）。そして、前記運行シミュレーション及び前記電力シミュレーションの結果から、初期設定方針に基づいて、制御部３３が充放電計画を作成する（Ｓ１３）。ここで、初期設定方針として、なるべく回生失効を回避するために蓄電池の残量を空ける目的で、充電しなければ回生失効するような場合のみ充電し、放電が可能な時はいつでも放電するようにする。その後、予測部３４が、前記充放電計画に回生失効があるか否かを判定する（Ｓ１４）。回生失効が生じている場合、すなわちＳ１４の判定においてＹｅｓに分岐する場合には、消費電力量をさらに削減可能であるか否かを判定する（Ｓ１５）。消費電力量をさらに削減可能である場合、すなわちＳ１５の判定においてＹｅｓに分岐する場合には、充放電計画を変更し（Ｓ１６）、Ｓ１４の判定に戻る。回生失効が生じていない場合、すなわちＳ１４の判定においてＮｏに分岐する場合、または、消費電力量をさらに削減可能でない場合、すなわちＳ１５の判定においてＮｏに分岐する場合には、最新の充放電計画を通信部３２を介して電車１０及び地上蓄電設備２０に送信して（Ｓ１７）処理を終了する（Ｓ１８）。
【００２９】
図８は、充放電計画を変更する手順を示すフローチャートである。まず、処理を開始し（Ｓ２１）、回生失効が生じる箇所を抽出し（Ｓ２２）、回生失効があるか否かを判定する（Ｓ２３）。回生失効が生じない場合（Ｓ２３においてＮｏに分岐する場合）には、充放電計画を変更する必要がないため処理を終了する（Ｓ２８）。回生失効が生じる場合（Ｓ２３においてＹｅｓに分岐する場合）には、充電箇所を抽出し（Ｓ２４）、充放電計算を行う（Ｓ２５）。ここで、充放電計算は、回生失効が生じる箇所ごと及び充電箇所ごとに、充電タイミングを回生失効が生じる場所に変更させる形で行い、回生失効が生じる箇所のすべてと充電箇所のすべての組み合わせについて行う。その後、回生失効が生じる箇所のすべてと充電箇所のすべての組み合わせについて行った充放電計算結果から電力消費量が最小である組み合わせを選択し（Ｓ２６）、計画変更があるか否か、すなわち、充放電計画を変更すべきか否かを判定する（Ｓ２７）。充放電計画を変更すべきでない場合、すなわち、もとの計画のままでよい場合（Ｓ２７においてＮｏに分岐する場合）には、処理を終了する（Ｓ２８）。充放電計画を変更すべきである場合（Ｓ２７においてＹｅｓに分岐する場合）には、選択された電力消費量が最小である組み合わせにおいて回生失効が生じる箇所の抽出（Ｓ２２）に戻り、再度処理を繰り返す。
【００３０】
以上説明したように、従来よりも回生失効を抑制し、エネルギ消費量を低減することが可能な蓄電池充放電管理装置を得ることができる。本発明によれば回生失効を抑制することができるため、消費電力を低減し、電車の走行を効率的なものとすることができる。
【００３１】
なお、本発明は上記説明した蓄電池充放電管理装置に限定されるものではなく、上記蓄電池充放電管理装置を適用した蓄電池充放電管理システムも本発明に含まれる。すなわち、蓄電池を搭載した電車と、該蓄電池を設置した地上蓄電設備と、前記電車又は前記地上蓄電設備のうち少なくとも一方に搭載された蓄電池の充放電タイミングを管理する蓄電池充放電管理装置と、が互いに通信可能に接続された蓄電池充放電管理システムにおいて、前記電車は、該電車に搭載された蓄電池を、該電車の力行時に放電し、前記地上蓄電設備は、当該地上蓄電設備に設置された前記蓄電池を、当該地上蓄電設備に接続された架線の電圧が予め定められた値よりも低い時に放電し、前記蓄電池充放電管理装置は、前記電車が走行する路線線形及び運行ダイヤが記憶されたデータベースと、前記電車の前記路線線形及び前記運行ダイヤに基づいて前記電車の走行予測を行う予測部と、前記蓄電池を搭載した前記電車と前記地上蓄電設備のうち少なくとも一方と通信する通信部と、前記通信部で受信した前記電車と前記地上蓄電設備の情報のうち少なくとも一方の情報及び前記走行予測に基づいて前記蓄電池の充放電タイミングを含む充放電計画を作成する制御部と、を備え、前記制御部は、回生失効が発生する回数と充電する回数に対応した複数の充放電パターンを作成し、前記複数の充放電パターンの中から、前記電車における充放電計画を、消費電力に基づいて決定する蓄電池充放電管理システムも本発明に含まれる。
【００３２】
また、上記蓄電池充放電管理装置及び上記蓄電池充放電管理システムにおいて、前記制御部は、最新の蓄電池充放電計画と、前記最新の蓄電池充放電計画を作成した際の走行予測とを記憶しており、前記最新の蓄電池充放電計画を作成した際の走行予測及び蓄電池の残量と、前記電車の位置情報及び蓄電池の残量とを比較して許容可能な範囲を超えるずれが生じると、前記予測部に再度走行予測を行わせることを特徴とする蓄電池充放電管理装置及び蓄電池充放電管理システムも本発明に含まれる。また、上記蓄電池充放電管理装置及び上記蓄電池充放電管理システムの前記充放電計画において、前記電車に回生失効が生じる場合には、前記電車と電力の授受が可能な前記地上蓄電設備若しくは他の電車の放電を抑制し、または前記地上蓄電設備若しくは他の電車に充電することを特徴とする蓄電池充放電管理装置及び蓄電池充放電管理システムも本発明に含まれる。また、上記蓄電池充放電管理装置及び上記蓄電池充放電管理システムの前記充放電計画は、前記予測部が前記データベースの前記路線線形及び前記運行ダイヤを参照して、路線全電車の運行シミュレーション及び電力シミュレーションを行い、前記制御部が前記運行シミュレーション及び前記電力シミュレーションの結果から、予め設定した初期設定方針に基づいて作成され、回生失効が生じなくなるまで、または消費電力量をさらに削減することができなくなるまで変更され、回生失効が生じなくなり、または消費電力量をさらに削減することができなくなると、最新の前記充放電計画が、前記蓄電池を搭載した前記電車と前記地上蓄電設備のうち少なくとも一方に送信されることを特徴とする蓄電池充放電管理装置及び蓄電池充放電管理システムも本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかる蓄電池充放電管理装置及び蓄電池充放電管理システムは、回生失効が生じうる路線に有用であり、特に、蓄電池を搭載した電車及び地上蓄電設備が多数存在して密集する場合に適している。
【符号の説明】
【００３４】
１０  電車、１１  蓄電池、１２  車上制御装置、１３  通信部、１４  主電動機、２０  地上蓄電設備、２１  蓄電池、２２  地上蓄電設備制御装置、２３  通信部、３０  蓄電池充放電管理装置、３１  データベース、３２  通信部、３３  制御部、３４  予測部、４０  架線、５０，５１，５２  走行予測カーブ、６０，７０  速度カーブ、６１，７１，８０，９０，９１，９２  充放電カーブ。
【図１】
0006282212.tif 000002
【図２】
0006282212.tif 000003
【図３】
0006282212.tif 000004
【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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