(57)【要約】【課題】  電気車のセクションポイント通過による負荷急減直後の電圧上昇を抑制することのできる電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置を提供することにある。【解決手段】  セクションポイントＳＥＰよりも電気車４の走行方向に対して手前の２つの地点ＰＡ，ＰＢに電気車４がそれぞれ到達することを検知し、２つの地点ＰＡ，ＰＢのそれぞれの到達時間差に基づいて、無効電力を補償する制御を開始するトリガーＴＧ１を出力し、電気車４のセクションポイントＳＥＰの通過による電圧上昇前に、ＡＴき電システム３の無効電力を補償する制御を開始する電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車の走行方向に対してセクションポイントよりも手前の所定の地点に前記電気車が到達することを検知する電気車到達検知手段と、
前記電気車到達検知手段による前記電気車の前記所定の地点の到達の検知に基づいて、前記電気車の前記セクションポイントの通過による電圧上昇前に、電気鉄道用電力系統の無効電力を補償する制御を開始するための事前制御開始信号を生成する事前制御開始信号生成手段と、
前記事前制御開始信号生成手段により生成された事前制御開始信号に基づいて、前記電気鉄道用電力系統の無効電力を補償する制御をする無効電力補償事前制御手段と
を備えたことを特徴とする電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置。
【請求項２】
前記無効電力補償事前制御手段は、前記電気車が前記セクションポイントから遠ざかるほど、無効電力補償量を減少させること
を特徴とする請求項１に記載の電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置。
【請求項３】
前記電気車到達検知手段は、
前記電気車の走行方向に対して前記セクションポイントよりも手前にある第１の地点に、前記電気車が到達することを検知する第１の電気車到達検知手段と、
前記第１の地点と前記セクションポイントの間にある第２の地点に、前記電気車が到達することを検知する第２の電気車到達検知手段とを含み、
前記事前制御開始信号生成手段は、
前記第１の電気車到達検知手段による前記電気車の前記第１の地点の到達の検知及び前記第２の電気車到達検知手段による前記電気車の前記第２の地点の到達の検知に基づいて、前記電気車が前記第１の地点から前記第２の地点に到達するまでに掛かる到達時間を演算する到達時間演算手段と、
前記到達時間演算手段により演算された前記到達時間に基づいて、前記事前制御開始信号を生成する開始信号生成手段とを含むこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置。
【請求項４】
前記電気車の前記セクションポイントの通過による電圧上昇を検知する電圧上昇検知手段と、
前記電圧上昇検知手段による電圧上昇の検知に基づいて、前記電気鉄道用電力系統の無効電力を補償する制御をする無効電力補償事後制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置。
【請求項５】
前記無効電力補償事後制御手段は、前記電気車が前記セクションポイントから遠ざかるほど、無効電力補償量を減少させること
を特徴とする請求項４に記載の電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置。
【請求項６】
前記電気車到達検知手段は、
前記電気車の走行方向に対して前記セクションポイントよりも手前にある第１の地点に、前記電気車が到達することを検知する第１の電気車到達検知手段と、
前記第１の地点と前記セクションポイントの間にある第２の地点に、前記電気車が到達することを検知する第２の電気車到達検知手段とを含み、
前記事前制御開始信号生成手段は、
前記第１の電気車到達検知手段による前記電気車の前記第１の地点の到達の検知及び前記第２の電気車到達検知手段による前記電気車の前記第２の地点の到達の検知に基づいて、前記電気車が前記第１の地点から前記第２の地点に到達するまでに掛かる到達時間を演算する到達時間演算手段と、
前記到達時間演算手段により演算された前記到達時間に基づいて、前記電気車の平均速度を演算する平均速度演算手段と、
前記平均速度演算手段により演算された前記平均速度演算手段に基づいて、前記事前制御開始信号を生成する開始信号生成手段とを含むこと
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置。
【請求項７】
前記電気車到達検知手段は、軌道回路を利用して前記電気車の前記所定の地点の到達を検知すること
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置。
【請求項８】
電気車の走行方向に対してセクションポイントよりも手前の所定の地点に前記電気車が到達することを検知し、
前記電気車の前記所定の地点の到達の検知に基づいて、前記電気車の前記セクションポイントの通過による電圧上昇前に、電気鉄道用電力系統の無効電力を補償する制御を開始するための事前制御開始信号を生成し、
生成した事前制御開始信号に基づいて、前記電気鉄道用電力系統の無効電力を補償するために無効電力補償装置を制御すること
を含むことを特徴とする電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電気鉄道用電力系統に用いられる無効電力補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気鉄道用の電力供給システムとして、高速鉄道に多く適用される交流き電方式が知られている。交流き電方式では、電力会社などの電力系統から受電する三相電力を単相電力に変換する。この電力変換には、変電所に用いられているスコット変圧器などの機器により行われる。変換された単相電力は、き電線に供給される。電気車は、き電線から電力供給される電力により走行する。電気車は、２２ｋＶが運転限界である。このため、き電電圧は、通常は２５ｋＶ以上で運用している。
【０００３】
また、１つの変電所から長い距離を送電すると、電圧低下が大きい。このため、き電する電車線路を分割したき電区間毎に、変電所が設置されている。これにより、き電区間毎に、変電所からき電線に電力供給がされている。
【０００４】
しかし、各き電区間で分担して電力供給を行っても、三相交流側のインピーダンスが大きく、力行状態の電気車が多いなどの場合には、電圧低下が大きくなる。そのような厳しい条件の変電所では、電圧補償装置が設置されている。電圧低下の大きさにより、電圧補償装置は、無効電力補償量を調整する。このような無効電力補償により、変電所端の電圧は維持される。
【０００５】
き電区間の境には、セクションポイント（き電区分所）と呼ばれる電気的に絶縁された箇所がある。電気車が力行運転でセクションポイントを通過し、別のき電区間に移動すると、元のき電区間では、それまで電力供給していた負荷（電気車）が突然に無くなるように見える。よって、元のき電区間では、負荷急減となる。
【０００６】
き電区間が電圧補償装置で電圧補償されていた場合、負荷急減で無効電力が大幅に余ると電圧が急上昇する。この電圧の急上昇は、定格電圧３０ｋＶの場合、瞬間的には３５ｋＶ程度に達する場合もある。このような場合、機器への負担が大きい。また、機器が保護停止になることも考えられる。このため、一般的には、電圧は定格の１０％を超えないように運用されている。
【０００７】
このような電圧の急上昇に備えるために、スコット変圧器の１次側電圧タップを上げ、き電電圧を下げて運用する場合がある。この場合、三相電力側が定格電圧で維持されている状態では、き電線側の電圧は定格電圧より低くなる。従って、通常の運転電圧が低めに設定されるため、負荷急減で電圧が上昇した場合に到達する電圧値を下げる効果がある。
【０００８】
この方法で電圧上昇の対策を行うと、電圧が常時低めで運転されることになる。電気車の運転には２２ｋＶ以上を維持する必要がある。しかし、電圧を常時低めで維持すると、回路末端では２２ｋＶに近づきやすくなる。また、電気車負荷は、定電力負荷であるため、電圧低めでは、電流が増えることになる。このため、この方法には、電力損失が増大するなどの欠点がある。
【０００９】
その他に、負荷急減時の電圧急上昇に対する対策としては、セクションポイント近傍に無効電力補償装置を設置することにより電圧上昇を抑制する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１０４２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、セクションポイント近傍に無効電力補償装置を設置しても、急峻な電圧変動を検出してからでは、制御遅れなどにより、負荷急減の直後に無効電力補償装置を働かせることが困難である。
【００１２】
そこで、本発明の実施形態による目的は、電気車のセクションポイント通過による負荷急減直後の電圧上昇を抑制することのできる電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施形態の観点に従った電気鉄道用電力系統の無効電力補償装置は、電気車の走行方向に対してセクションポイントよりも手前の所定の地点に前記電気車が到達することを検知する電気車到達検知手段と、前記電気車到達検知手段による前記電気車の前記所定の地点の到達の検知に基づいて、前記電気車の前記セクションポイントの通過による電圧上昇前に、電気鉄道用電力系統の無効電力を補償する制御を開始するための事前制御開始信号を生成する事前制御開始信号生成手段と、前記事前制御開始信号生成手段により生成された事前制御開始信号に基づいて、前記電気鉄道用電力系統の無効電力を補償する制御をする無効電力補償事前制御手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無効電力補償装置の制御装置が適用された電気鉄道用電力供給システムの構成を示す構成図。
【図２】本実施形態に係る事前制御トリガー発信部の構成を示す構成図。
【図３】本実施形態に係る事前制御トリガー発信部の処理手順を示すフローチャート。
【図４】本実施形態に係る無効電力補償制御部の構成を示す構成図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る無効電力補償装置の制御装置が適用された電気鉄道用電力供給システムの構成を示す構成図。
【図６】本実施形態に係る事後制御トリガー発信部の構成を示す構成図。
【図７】本実施形態に係る無効電力補償制御部の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無効電力補償装置の制御装置１が適用された電気鉄道用電力供給システムの構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
【００１７】
本実施形態に係る電気鉄道用電力供給システムは、三相交流系統９と、スコット変圧器２と、ＡＴき電システム３と、無効電力補償装置５と、無効電力補償装置の制御装置１と、Ａ地点列車検知センサー６と、Ｂ地点列車検知センサー７とを備えている。電気車４は、ＡＴき電システム３から電力供給を受けて走行する。ＡＴき電システム３は、２つのき電区分ＳＥ１，ＳＥ２に分かれている。セクションポイントＳＥＰは、２つのき電区分ＳＥ１，ＳＥ２の切換え地点に設置されている。
【００１８】
三相交流系統９は、三相電力の電力供給源となる電力系統である。
【００１９】
スコット変圧器２は、三相交流系統９から受電する三相電力を単相電力に変換する。スコット変圧器２は、変換した単相電力をＡＴき電システム３にき電する。
【００２０】
ＡＴき電システム３は、電気車４に単相電力を供給する電力系統システムである。
【００２１】
無効電力補償装置５は、ＡＴき電システム３の無効電力を補償するＴＣＲ（thyristor controlled reactor）方式の装置である。
【００２２】
Ａ地点列車検知センサー６は、セクションポイントＳＥＰのある地点Ｃよりも電気車４の走行方向に対して手前の地点Ａに、電気車４が到達したことを検知するセンサーである。即ち、Ａ地点列車検知センサー６は、電気車４がセクションポイントＳＥＰにある程度接近したことを検知するためのセンサーである。Ａ地点列車検知センサー６は、電気車４を検知すると、検知信号ＤＰＡを制御装置１に送信する。Ａ地点列車検知センサー６は、例えば自動列車制御装置(ATC, automatic train control)等で用いられる軌道回路を利用した検知である。
【００２３】
Ｂ地点列車検知センサー７は、Ａ地点とＣ地点との間の地点Ｂに、電気車４が到達したことを検知するセンサーである。即ち、Ｂ地点列車検知センサー７は、電気車４がセクションポイントＳＥＰにかなり接近したことを検知するためのセンサーである。Ｂ地点列車検知センサー７は、電気車４を検知すると、検知信号ＤＰＢを制御装置１に送信する。Ｂ地点列車検知センサー７は、例えば自動列車制御装置等で用いられる軌道回路を利用した検知である。
【００２４】
制御装置１は、無効電力補償装置５の制御をする装置である。Ａ地点列車検知センサー６及びＢ地点列車検知センサー７から検知信号ＤＰＡ，ＤＰＢを検出する。制御装置１は、受信した２つの検知信号ＤＰＡ，ＤＰＢに基づいて、無効電力補償装置５の制御を開始する。
【００２５】
制御装置１は、事前制御トリガー発信部１２と、無効電力補償制御部１３とを備えている。
【００２６】
事前制御トリガー発信部１２は、電気車４がセクションポイントＳＥＰを通過する前に、無効電力補償装置５を制御するためのトリガーＴＧ１を発信するための処理部である。
【００２７】
無効電力補償制御部１３は、事前制御トリガー発信部１２から受信するトリガーＴＧ１により、無効電力補償装置５を制御するための処理部である。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る事前制御トリガー発信部１２の構成を示す構成図である。図３は、本実施形態に係る事前制御トリガー発信部１２の処理手順を示すフローチャートである。
【００２９】
事前制御トリガー発信部１２は、Ａ地点到達検出部２１と、Ｂ地点到達検出部２２と、トリガー発信時間算出部２３と、トリガー発信部２４とを備えている。
【００３０】
Ａ地点到達検出部２１は、Ａ地点列車検知センサー６からの検知信号ＤＰＡを受信する。Ａ地点到達検出部２１は、検知信号ＤＰＡを受信することにより、電気車４がＡ地点ＰＡに到達したことを検出する（ステップＳ１１０）。Ａ地点到達検出部２１は、検知信号ＤＰＡを受信すると、検知信号ＤＰＡの受信時刻（又はＡ地点列車検知センサー６による検知時刻）をトリガー発信時間算出部２３に送信する。検知信号ＤＰＡの受信時刻（又は検知時刻）は、電気車４がＡ地点ＰＡに到達した時間として扱われる。
【００３１】
Ｂ地点到達検出部２２は、Ｂ地点列車検知センサー７からの検知信号ＤＰＢを受信する。Ｂ地点到達検出部２２は、検知信号ＤＰＢを受信することにより、電気車４がＢ地点ＰＢに到達したことを検出する（ステップＳ１２０）。Ｂ地点到達検出部２２は、検知信号ＤＰＢを受信すると、検知信号ＤＰＢの受信時刻（又はＢ地点列車検知センサー７による検知時刻）をトリガー発信時間算出部２３に送信する。検知信号ＤＰＢの受信時刻（又は検知時刻）は、電気車４がＢ地点ＰＢに到達した時間として扱われる。
【００３２】
トリガー発信時間算出部２３は、Ａ地点到達検出部２１から受信した受信時刻（又は検知時刻）とＢ地点到達検出部２２から受信した受信時刻（又は検知時刻）との時間差を到達時間差として算出する（ステップＳ１３０）。
【００３３】
トリガー発信時間算出部２３は、予め記憶されているＡ地点ＰＡとＢ地点ＰＢとの距離を、算出した到達時間差で割り、電気車４の平均速度を算出する（ステップＳ１４０）。
【００３４】
トリガー発信時間算出部２３は、予め記憶されているＢ地点ＰＢとセクションポイントＳＥＰのあるＣ地点ＰＣとの距離を算出した電気車４の平均速度で割り、Ｂ地点ＰＢからＣ地点ＰＣまでに掛かる推定時間を算出する。トリガー発信時間算出部２３は、算出した推定時間に基づいて、電気車４がＣ地点ＰＣに到達するＣ地点到達推定時間を算出する（ステップＳ１５０）。トリガー発信時間算出部２３は、算出したＣ地点到達推定時間をトリガー発信部２４に送信する。
【００３５】
トリガー発信部２４は、トリガー発信時間算出部２３から受信したＣ地点到達推定時間に基づいて決定される遅延時間の経過後に無効電力補償制御部１３にトリガーＴＧ１を発信する（ステップＳ１６０）。トリガーＴＧ１の発信を遅延させる遅延時間は、電気車４がセクションポイントＳＥＰのあるＣ地点ＰＣに到達する直前に、無効電力補償装置５による制御が開始するように決定する。なお、トリガー発信部２４は、列車検知センサー６，７による検知誤差又は演算誤差などを考慮して、早めに無効電力補償装置５による制御が開始されるように、遅延時間を常に一定時間短くしてもよい。これにより、誤差などにより、無効電力補償装置５による制御の開始が電気車４のセクションポイントＳＥＰ通過後になることを防止することができる。
【００３６】
図４は、本実施形態に係る無効電力補償制御部１３の構成を示す構成図である。
【００３７】
無効電力補償制御部１３は、積分器３１と、減算器３２と、ゲイン３３と、制御角算出部３４と、ゲート信号出力部３５とを備えている。
【００３８】
積分器３１には、常時最大出力値Ｑｍａｘが入力されている。積分器３１は、出力が最大出力値Ｑｍａｘにリミットされている。最大出力値Ｑｍａｘは、無効電力補償装置５の定格容量に応じて決定される値である。積分器３１は、通常時は時定数の時間が経過した状態である。このため、積分器３１は、通常時は最大出力値Ｑｍａｘを出力している。積分器３１は、事前制御トリガー発信部１２からトリガーＴＧ１を受信することにより、ゼロリセットされる。ゼロリセット後、積分器３１は、最大出力値Ｑｍａｘの入力により徐々に増加し、時定数の時間経過後に最大出力値Ｑｍａｘに戻る。時定数の時間経過後、積分器３１は、上限リミット値である最大出力値Ｑｍａｘに張り付いた出力となる。積分器３１は、積分演算した値を減算器３２に出力する。
【００３９】
減算器３２には、積分器３１の出力値と最大出力値Ｑｍａｘが入力される。減算器３２は、積分器３１の出力値と最大出力値Ｑｍａｘとの差分を演算する。通常時は、積分器３１の出力値は、最大出力値Ｑｍａｘである。このため、減算器３２は、ゼロを出力する。積分器３１にトリガーＴＧ１が入力されると、積分器３１の出力値は、ゼロになる。これにより、減算器３２は、最大出力値Ｑｍａｘを出力する。その後、積分器３１の出力値が徐々に最大出力値Ｑｍａｘに戻るのに従い、減算器３２の出力は、徐々にゼロになる。減算器３２は、演算した値を、ゲイン３３を介して制御角算出部３４に出力する。
【００４０】
積分器３１及び減算器３２の構成により、無効電力補償装置５による無効電力の補償量は、電気車４がセクションポイントＳＥＰから遠ざかるにつれ減少する。
【００４１】
ゲイン３３は、減算器３２の出力値にゲイン係数Ｋ（０≦Ｋ≦１）を掛ける。これにより、ゲイン３３は、減算器３２の出力を調整する。電気車４がセクションポイントＳＥＰを通過する直前で最大出力値Ｑｍａｘとすると、不足電圧の可能性が考えられる。このため、無効電力の補償量を調整するために、ゲイン３３が設けられている。ゲイン係数Ｋを決定するために、予めセクションポイントＳＥＰ近傍に電気車４が走行中に、変電所端の無効電力量の割出しを行う。ゲイン係数Ｋは、最大運転が割出した値に相当する無効電力になるように設定する。また、ゲイン係数Ｋは、ＡＴき電システム３の電圧感度に応じて決定される。
【００４２】
制御角算出部３４には、無効電力補償装置５の特性により決まる制御角を求めるための演算式が設定されている。制御角算出部３４は、ゲイン３３の出力値に基づいて、無効電力に応じた運転点を得るための制御角を演算する。制御角算出部３４は、演算した制御角をゲート信号出力部３５に出力する。
【００４３】
ゲート信号出力部３５は、制御角算出部３４から入力された制御角に応じたゲート信号ＳＧを生成する。ゲート信号出力部３５は、ゲート信号ＳＧを無効電力補償装置５に出力して、無効電力補償装置５を制御する。これにより、無効電力補償装置５は、電気車４のセクションポイントＳＥＰ通過直後の負荷急減による電圧上昇を抑制するように、無効電力補償を行う。
【００４４】
本実施形態によれば、無効電力補償装置の制御装置１は、電気車４がセクションポイントＳＥＰを通過する時刻を予測することで、負荷急減の直前に無効電力補償させるように、無効電力補償装置５の制御を開始させることができる。これにより、無効電力補償装置５は、電気車４のセクションポイントＳＥＰ通過直後の負荷急減による電圧上昇を抑制することができる。これにより、無効電力補償装置５は、電圧上昇による周辺機器への影響を緩和することができる。
【００４５】
また、列車検知センサー６，７は、セクションポイントＳＥＰ近傍を走行する列車を検知できればよい。即ち、制御装置１は、単純な原理による列車検知センサー６，７から出力された検知信号ＤＰＡ，ＤＰＢを受信するだけで、無効電力補償装置５の制御を開始するためのトリガーＴＧ１を発信することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る無効電力補償装置の制御装置１Ａが適用された電気鉄道用電力供給システムの構成を示す構成図である。
【００４７】
本実施形態に係る電気鉄道用電力供給システムは、図１に示す第１の実施形態に係る電気鉄道用電力供給システムにおいて、制御装置１を制御装置１Ａに代え、ＡＴき電システム３に電圧検出器８を設けた構成である。制御装置１Ａは、制御装置１において、無効電力補償制御部１３を無効電力補償制御部１３Ａに代え、事後制御トリガー発信部１４Ａを追加した構成である。その他は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
電圧検出器８は、ＡＴき電システム３のき電電圧を検出する。電圧検出器８は、検出したき電電圧を電圧信号ＤＶとして制御装置１Ａに出力する。
【００４９】
図６は、本実施形態に係る事後制御トリガー発信部１４Ａの構成を示す構成図である。
【００５０】
事後制御トリガー発信部１４Ａは、電気車４がセクションポイントＳＥＰを通過後に、無効電力補償装置５の制御を開始するためのトリガーＴＧ２を発信するための処理部である。
【００５１】
事後制御トリガー発信部１４Ａは、電圧検出部４１と、電圧比較部４２と、トリガー発信部４３とを備えている。
【００５２】
電圧検出部４１は、電圧検出器８から電圧信号ＤＶを受信する。電圧検出部４１は、電圧信号ＤＶに基づいて、き電電圧を検出する。電圧検出部４１は、検出したき電電圧を電圧比較部４２に出力する。
【００５３】
電圧比較部４２には、電圧リミット値ＶＬが設定されている。電圧リミット値ＶＬは、電気車４のセクションポイントＳＥＰ通過後によるき電電圧の上昇を許容する上限の電圧である。電圧比較部４２は、電圧検出部４１から受信したき電電圧と電圧リミット値ＶＬを比較する。き電電圧が電圧リミット値ＶＬを下回っている間は、電圧比較部４２は、何も信号を出力しない（又は、ゼロを示す信号を出力する）。き電電圧が電圧リミット値ＶＬを超過した場合、電圧比較部４２は、トリガーＴＧ２を発信させるための信号をトリガー発信部４３に出力する。
【００５４】
トリガー発信部４３は、電圧比較部４２からトリガーＴＧ２を発信させるための信号を受信すると、トリガーＴＧ２を無効電力補償制御部１３Ａに出力する。
【００５５】
図７は、本実施形態に係る無効電力補償制御部１３Ａの構成を示す構成図である。
【００５６】
無効電力補償制御部１３Ａは、事前制御トリガー発信部１２から受信するトリガーＴＧ１及び事後制御トリガー発信部１４Ａから受信するトリガーＴＧ２により、無効電力補償装置５を制御するための演算をする処理部である。
【００５７】
無効電力補償制御部１３Ａは、図４に示す第１の実施形態に係る無効電力補償制御部１３において、積分器３６、減算器３７、加算器３８、及びリミッタ３９を追加した構成である。減算器３２は、演算した値を、ゲイン３３を介して加算器３８に出力する。制御角算出部３４には、リミッタ３９から出力された値が入力される。その他は、第１の実施形態に係る無効電力補償制御部１３と同様である。
【００５８】
積分器３６には、常時最大出力値Ｑｍａｘが入力されている。積分器３６は、出力が最大出力値Ｑｍａｘにリミットされている。積分器３６は、通常時は時定数の時間が経過した状態である。このため、積分器３６は、通常時は最大出力値Ｑｍａｘを出力している。積分器３６は、事後制御トリガー発信部１４ＡからトリガーＴＧ２を受信することにより、ゼロリセットされる。ゼロリセット後、積分器３６は、最大出力値Ｑｍａｘの入力により徐々に増加し、時定数の時間経過後に最大出力値Ｑｍａｘに戻る。時定数の時間経過後、積分器３６は、上限リミット値である最大出力値Ｑｍａｘに張り付いた出力となる。積分器３６は、積分演算した値を減算器３７に出力する。
【００５９】
減算器３７には、積分器３６の出力値と最大出力値Ｑｍａｘが入力される。減算器３７は、積分器３６の出力値と最大出力値Ｑｍａｘとの差分を演算する。通常時は、積分器３６の出力値は、最大出力値Ｑｍａｘである。このため、減算器３７は、ゼロを出力する。積分器３６にトリガーＴＧ２が入力されると、積分器３６の出力値は、ゼロになる。これにより、減算器３７は、最大出力値Ｑｍａｘを出力する。その後、積分器３６の出力値が徐々に最大出力値Ｑｍａｘに戻るのに従い、減算器３７の出力は、徐々にゼロになる。減算器３７は、演算した値を、加算器３８に出力する。
【００６０】
積分器３６及び減算器３７の構成により、無効電力補償装置５による無効電力の補償量は、電気車４がセクションポイントＳＥＰから遠ざかるにつれ減少する。
【００６１】
加算器３８は、減算器３２のゲイン３３を介した出力値と減算器３７の出力値が入力される。加算器３８は、入力された２つの値を加算する。加算器３８は、演算した値をリミッタ３９に出力する。
【００６２】
リミッタ３９には、加算器３８の出力値が入力される。リミッタ３９は、加算器３８の出力値を最大出力値Ｑｍａｘにより制限する。これにより、リミッタ３９は、無効電力補償装置５の定格容量に応じた出力制限を行う。リミッタ３９は、制限した値を制御角算出部３４に出力する。
【００６３】
制御角算出部３４は、加算器３８のリミッタ３９を介した出力値に基づいて、無効電力制御角を演算する。ゲート信号出力部３５は、制御角算出部３４により演算された制御角に応じてゲート信号ＳＧＡを生成する。ゲート信号出力部３５は、生成したゲート信号ＳＧＡを無効電力補償装置５に出力して、無効電力補償装置５を制御する。
【００６４】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００６５】
制御装置１Ａは、事前制御トリガー発信部１２から発信されるトリガーＴＧ１により、負荷急減の直前に無効電力補償をするように、無効電力補償装置５を制御する。これにより、無効電力補償装置５は、電気車４のセクションポイントＳＥＰ通過直後の負荷急減による電圧上昇を抑制することができる。この事前制御による無効電力補償を行っても、電気車４のセクションポイントＳＥＰ通過直後の電圧が高くなる場合、事後制御トリガー発信部１４ＡからトリガーＴＧ２が発信される。これにより、制御装置１Ａは、最大出力値Ｑｍａｘを上限として、さらに大きく無効電力を補償するように、無効電力補償装置５を制御する。
【００６６】
これにより、電気車４のセクションポイントＳＥＰ通過直後の負荷急減による電圧上昇をより確実に抑制することができる。
【００６７】
なお、各実施形態において、制御装置１，１Ａは、無効電力補償装置５と別の装置として構成したが、無効電力補償装置５に組み込まれていてもよい。
【００６８】
また、各実施形態において、事前制御トリガー発信部１２から出力するトリガーＴＧ１の発信時間を演算する方法は、図３に示すフローチャートの手順に限らない。セクションポイントＳＥＰのある地点ＰＣに電気車４が到達する時間を推測できるのであれば、どのように演算してもよい。例えば、電気車４の平均速度を算出しなくても、Ａ地点ＰＡとＢ地点ＰＢとの距離とＢ地点ＰＢとＣ地点ＰＣとの距離との比により、２つの列車検知センサー６，７による検知信号ＤＰＡ，ＤＰＢに基づいて、Ａ地点ＰＡとＢ地点ＰＢとの到達時間差を演算することで、Ｂ地点ＰＢからＣ地点ＰＢまでに掛かる推定時間を演算することができる。このように演算した推定時間に基づいて、トリガー発信時間算出部２３は、トリガーＴＧ１の発信時間を演算してもよい。
【００６９】
さらに、セクションポイントＳＥＰの手前に列車検知センサーを１つ設け、この列車検知センサーからセクションポイントＳＥＰまで電気車４が到達する平均時間（又は電気車４の平均速度）等を予め記憶させて、電気車４がセクションポイントＳＥＰに到達する時間を推定してもよい。これにより、１つの列車検知センサーでも、電気車４のセクションポイントＳＥＰ通過直後の負荷急減による電圧上昇を抑制するためのトリガーＴＧ１を生成することができる。
【００７０】
なお、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】
【００７１】
１…無効電力補償装置の制御装置、２…スコット変圧器、３…ＡＴき電システム、４…電気車、５…無効電力補償装置、６…地点列車検知センサー、７…Ｂ地点列車検知センサー、９…三相交流系統、１２…事前制御トリガー発信部、１３…無効電力補償制御部、ＤＰＡ，ＤＰＢ…検知信号、ＳＥ１，ＳＥ２…き電区分、ＳＧ…ゲート信号、ＳＥＰ…セクションポイント、ＴＧ１…トリガー。
【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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