(57)【要約】【課題】  迅速に回生電力の発生を検出し電力損失を最小限に抑制しつつ、列車ブレーキの効きを確保し、しかも歪んだ波形の回生電力を受電系統に逆供給させない回生制動制御装置を提供することである。【解決手段】  回生電力量計測部２７で計測された回生電力量が動力負荷電力量計測部３１で計測された動力負荷電力量より大きいとき、またはブレーキ信号入力部２３にブレーキ信号が入力された状態のときに動力負荷電力量計測部３１で検出された負荷電力量が規定値以下であるときは、電力吸収装置２０を動力負荷系統に接続する電力吸収装置投入判定部２４を設け、電力吸収整定値演算部２９は、回生電力量計測部２７で計測された回生電力量と動力負荷電力量計測部３１で計測された動力負荷電力量との差に基づいて、電力吸収装置２１の整定値を演算し電力吸収装置２９に出力する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
き電系統の電流およびき電系統の電圧に基づいて回生される電力量を計測する回生電力量計測部と、前記き電系統の回生電力を動力負荷に供給する動力負荷系統の動力負荷電流および動力負荷電圧に基づいて動力負荷電力を計測する動力負荷電力量計測部と、前記き電系統の列車から回生制動によるブレーキ信号を入力するブレーキ信号入力部と、前記回生電力量計測部で計測された回生電力量が前記動力負荷電力量計測部で計測された動力負荷電力量より大きいとき、または前記ブレーキ信号入力部にブレーキ信号が入力された状態のときに前記動力負荷電力量計測部で検出された負荷電力量が規定値以下であるときは電力吸収装置を前記動力負荷系統に接続する電力吸収装置投入判定部と、前記回生電力量計測部で計測された回生電力量と前記動力負荷電力量計測部で計測された動力負荷電力量との差に基づいて電力吸収装置の整定値を演算し前記電力吸収装置に出力する電力吸収整定値演算部とを備えたことを特徴とする回生制動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車の回生制動による回生電力を吸収する回生電力吸収システムに適用される回生制動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
列車にブレーキをかける場合の一つとして回生制動がある。これは、ブレーキをかける際には電車を駆動する電動機を発電機として作用させ、発電された電力を回生電力として取り出すものである。回生制動により得られた回生電力は、回生電力吸収システムに供給され消費される。
【０００３】
例えば、電鉄き電系統における回生電力吸収システムは、回生電力をインバータを用いて交流に変換し、動力負荷系統の動力負荷等に供給することで吸収させる。そして、動力負荷等で吸収できない余分な電力は、電力吸収装置にて消費させ吸収するようにしている。なお、回生電力は常に供給されるわけではないので、この動力負荷には、受電系統から交流電力が供給されるようになっており、通常時は受電系統から電力が供給され回生制動時に回生電力を消費することになる。
【０００４】
このような回生電力吸収システムにおいては、電力吸収装置は動力負荷等で吸収できない余分な電力が検出されて初めて投入されるので、余分な電力の吸収が間に合わないことがある。そこで、き電系統の列車から回生制動によるブレーキ信号を入力し、ブレーキ信号が入力された状態のときに動力負荷の電力量が規定値以下（軽負荷）であるときは電力吸収装置を動力負荷系統に接続するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０５７７３号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電力吸収装置が吸収する電力量が適切でない場合には、エネルギーの無駄使いとなったり、余分な回生電力が受電点へ戻ろうとし受電系統に逆供給する恐れがある。電力吸収装置で吸収する電力量が多い場合には、回生電力が供給されているにもかかわらず、受電系統から電力を受電しなければならないことになる。また、電力吸収装置で吸収する電力量が少ない場合には回生電力が余剰となり受電系統に逆供給され、回生電力は歪んだ波形の電力であるので受電系統に多大の悪影響を与える。
【０００６】
本発明の目的は、迅速に回生電力の発生を検出し電力損失を最小限に抑制しつつ、列車ブレーキの効きを確保し、しかも歪んだ波形の回生電力を受電系統に逆供給させない回生制動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回生制動制御装置は、き電系統の電流およびき電系統の電圧に基づいて回生される電力量を計測する回生電力量計測部と、前記き電系統の回生電力を動力負荷に供給する動力負荷系統の動力負荷電流および動力負荷電圧に基づいて動力負荷電力を計測する動力負荷電力量計測部と、前記き電系統の列車から回生制動によるブレーキ信号を入力するブレーキ信号入力部と、前記回生電力量計測部で計測された回生電力量が前記動力負荷電力量計測部で計測された動力負荷電力量より大きいとき、または前記ブレーキ信号入力部にブレーキ信号が入力された状態のときに前記動力負荷電力量計測部で検出された負荷電力量が規定値以下であるときは電力吸収装置を前記動力負荷系統に接続する電力吸収装置投入判定部と、前記回生電力量計測部で計測された回生電力量と前記動力負荷電力量計測部で計測された動力負荷電力量との差に基づいて電力吸収装置の整定値を演算し前記電力吸収装置に出力する電力吸収整定値演算部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、列車を回生失効させることなく回生電力を適正に吸収することができるので、列車ブレーキの効力を確保し、乱れた波形の電力を受電点へ逆供給することなく、電力損失を必要最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
列車のブレーキ信号または回生電力が発生したことの検出により、電力吸収装置を投入し、回生電力量が動力負荷系統の動力負荷側で吸収できない電力量の場合は、回生電力量および動力負荷電力量に基づいて余分な電力量のみを電力吸収装置にて消費する。つまり、回生失効させることなく、回生電力を吸収できるように働かせる。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明の実施例１に係る回生制動制御装置１１を回生電力吸収システムに適用した場合のシステム構成図である。列車１２のき電系統１３には直流電力が供給されている。すなわち、受電系統１４から供給される交流電圧を変圧器１５で変圧しコンバータ１６で直流に変換してき電系統１３に供給する。
【００１１】
また、列車１２の回生制動時の回生電力はインバータ１７を介して交流に変換され、変圧器１８を介して動力負荷等が接続された動力動力負荷系統１９に供給される。動力負荷系統１９には遮断器２０を介して電力吸収装置２１が接続され、回生制動時の余分な回生電力を吸収する。また、回生電力は常に供給されるわけではないので、動力負荷系統１９の動力負荷等には、受電系統１４から変圧器２２を介して交流電力が供給されるになっており、通常時は受電系統１４から電力が供給される。そして、回生制動時に回生電力を消費することになる。
【００１２】
き電区内での列車１２からの回生制動時のブレーキ信号ＢＫは、変電所に設置された回生制動制御装置１１に入力される。この列車１２のブレーキ信号ＢＫは、例えば無線により直接的に、または指令所の遠隔制御装置（遠制装置）を経由して回生制動制御装置１１に入力される。
【００１３】
また、き電系統１３のき電系統電流ＩＤおよびき電系統電圧ＶＤは回生制動制御装置１１に入力され、同様に、動力負荷系統１９の動力負荷電流ＩＡおよび動力負荷電圧ＶＡは回生制動制御装置１１に入力される。回生制動制御装置１１では、き電系統電流ＩＤおよびき電系統電圧ＶＤに基づいて回生電力量を算出すると共に、動力負荷電流ＩＡおよび動力負荷電圧ＶＡに基づいて動力負荷電力量を算出する。そして、列車のブレーキ信号ＢＫが入力された状態のときに動力負荷電力量が規定値以下であるとき、または、回生電力量が動力負荷電力量より大きいときは、遮断器２０を投入して電力吸収装置２１を動力負荷系統に接続し、回生電力量と動力負荷電力量との差に基づいて電力吸収装置２１の整定値を演算し電力吸収装置２１に出力する。電力吸収装置２１は整定値の電力量を吸収することになる。
【００１４】
図２は、本発明の実施例１に係わる回生制動制御装置１１のブロック構成図である。列車のブレーキ信号ＢＫは回生制動制御装置１１のブレーキ信号入力部２３に入力され、電力吸収装置投入判定部２４に入力される。一方、き電系統１３のき電系統電流ＩＤはき電電流入力部２５に入力され、き電電流入力部２５で数値データに変換されて方向判定部２６および回生電力量計測部２７に入力される。同様に、き電系統１３のき電系統電圧ＶＤはき電電圧入力部２８に入力され、き電電圧入力部２８で数値データに変換されて方向判定部２６および回生電力量計測部２７に入力される。
【００１５】
方向判別部２６は、き電電流入力部２５からのき電系統電流ＩＤおよびき電電圧入力部２８からのき電系統電圧ＶＤに基づいて、き電系統電流ＩＤの方向を判別するものであり、そのき電系統電流ＩＤの方向は電力吸収装置投入判定部２４に入力される。なお、き電系統電流ＩＤがインバータ１７の方向に流れているときは回生運転である。回生電力量計測部２７は、き電電流入力部２５からのき電系統電流ＩＤおよびき電電圧入力部２８からのき電系統電圧ＶＤに基づいて、き電系統１３の回生電力量を計測するものであり、その計測された回生電力量は電力吸収装置投入判定部２４および電力吸収整定値演算部２９に入力される。
【００１６】
一方、動力負荷系統１９の動力負荷電流ＩＡは動力負荷電流入力部３０に入力され、数値データに変換されて動力負荷電力量計測部３１に入力される。同様に、動力負荷系統１９の動力負荷電圧ＶＡは動力負荷電圧入力部３２に入力され、数値データに変換されて動力負荷電力量計測部３１に入力される。動力負荷電力量計測部３１は、動力負荷電流入力部３０からの動力負荷電流ＩＡおよび動力負荷電圧入力部３２からの動力負荷電圧ＶＡに基づいて動力負荷電力量を計測するものであり、計測された動力負荷系統の動力負荷電力量は、電力吸収装置投入判定部２４および電力吸収整定値演算部２９に入力される。
【００１７】
電力吸収装置投入判定部２４は、回生電力量計測部２７で計測された回生電力量が動力負荷電力量計測部３１で計測された動力負荷電力量より大きいとき、またはブレーキ信号入力部２３にブレーキ信号が入力された状態のときに動力負荷電力量計測部３１で検出された負荷電力量が規定値以下であるときは、電力吸収装置を動力負荷系統に接続するための遮断器２０を投入する。
【００１８】
また、電力吸収整定値演算部２９は、回生電力量計測部２７で計測された回生電力量と動力負荷電力量計測部３１で計測された動力負荷電力量との差に基づいて、電力吸収装置２１の整定値を演算し電力吸収装置２１に出力する。電力吸収装置２１はその整定値に基づいた回生電力量を吸収することになる。つまり、動力負荷系統１９側で消費しきれない回生電力であった場合に、電力吸収装置２１はその消費できない分だけの電力を吸収することになる。
【００１９】
本発明の実施例１によれば、列車のブレーキ信号または回生電力が発生したことの検出により、電力吸収装置を動力負荷系統に接続するので、迅速に列車ブレーキの効力を確保できる。また、電力吸収装置で吸収する電力整定値を回生電力量および動力負荷電力量に基づいて定めるので、乱れた波形の電力を受電点へ逆供給することなく、電力損失を必要最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に係る回生制動制御装置を回生電力吸収システムに適用した場合のシステム構成図。
【図２】本発明の実施例１に係わる回生制動制御装置のブロック構成図。
【符号の説明】
【００２１】
１１…回生制動制御装置、１２…列車、１３…き電系統、１４…受電系統、１５…変圧器、１６…コンバータ、１７…インバータ、１８…変圧器、１９…動力負荷系統、２０…遮断器、２１…電力吸収装置、２２…変圧器、２３…ブレーキ信号入力部、２４…電力吸収装置投入判定部、２５…き電電流入力部、２６…方向判別部、２７…回生電力量計測部、２８…き電電圧入力部、２９…電力吸収整定値演算部、３０…動力負荷電流入力部、３１…動力負荷電力量計測部、３２…動力負荷電圧入力部
【図１】
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【図２】
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