(57)【要約】【課題】  電気鉄道用変電所の受電電圧の変動に左右されることなく、適切なタイミングで電力貯蔵装置がき電線との電力の授受を行うように制御すること。【解決手段】  制御装置５３は、基準放電電圧VD(t)*と基準充電電圧VC(t)*を、電圧検出器４４が検出した整流器出力電圧V (t)と電流検出器４５が検出した整流器出力電流I(t)に基づいてリアルタイムで算出する。そして、制御装置５３は、電圧検出器５４が検出したき電線電圧Ｖが、基準放電電圧VD(t)*を下回ったときには、電力貯蔵媒体５１からの放電電力によりき電線電圧Ｖをその定格範囲の下限値を下回らない値に保持するように電力変換器５２を制御する。また、き電線電圧Ｖが基準充電電圧VC(t)*を上回ったときには、電力貯蔵媒体５１への放電電力により電車のブレーキ時に生じる電力回生エネルギーを吸収するように電力変換器５２を制御する。【選択図】  図１
2009241677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車の力行電力の供給または回生電力の吸収を電力変換器により電力貯蔵媒体の充放電で行う直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムにおいて、
前記電力貯蔵媒体の基準放電電圧と基準充電電圧を電気鉄道用変電所の無負荷直流電圧に基いて算出することを特徴とする直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システム。
【請求項２】
前記電気鉄道用変電所の整流器出力電流と整流器出力電圧の相関によって求まる等価無負荷直流電圧からある電圧を差し引いて得られた電圧を時々刻々の基準放電電圧とし、且つ前記等価無負荷直流電圧に所定の補正を施した無負荷直流電圧にある電圧を加えた電圧を時々刻々の基準充電電圧としたことを特徴とする請求項１に記載の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システム。
【請求項３】
前記電気鉄道用変電所の整流器の入力側の出力電流と整流器の入力電圧の相関によって求まる等価無負荷直流電圧からある電圧を差し引いて得られた電圧を時々刻々の基準放電電圧とし、且つ前記等価無負荷直流電圧に所定の補正を施した無負荷直流電圧にある電圧を加えて得られた電圧を時々刻々の基準充電電圧としたことを特徴とする請求項１に記載の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システム。
【請求項４】
前記電気鉄道用変電所の整流器に並列に設置した基準電圧生成用回路の整流器の直流出力電圧である無負荷直流電圧に所定の係数を乗じた電圧からある電圧を差し引いて得られた電圧を時々刻々の基準放電電圧とし、且つ前記無負荷直流電圧に所定の係数を乗じた電圧にある電圧を加えて得られた電圧を時々刻々の基準充電電圧としたことを特徴とする請求項１に記載の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直流電気鉄道のき電線に並列に接続され、力行運転時には電気車に電力を供給し、力行運転時以外には電気車から回生電力を授受する直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
直流き電系統においては、その間隔がある距離を有して設備される。このため、変電所から遠隔した地点に位置する電気車では、その起動時など、大きな電流が流れるときにき電線の電圧降下が大きくなり、パンタ点電圧が規定値よりも低くなってしまうことが予測される。この電圧降下を補償するため、電源送り出し変電所（ＤＣＶＲ）を設置したり、電気車側でノッチ制御を行っている。
【０００３】
また、電気車が回生運転状態にあるときに、この電力回生エネルギーを他の電気車で力行電力として吸収する条件において、電気車側で回生失効（電気制動不能）となり易い。また、電気車が回生運転状態のときに他の電気車が力行運転状態を終了した場合には、負荷の急激な減少による回生失効が起こる。
【０００４】
そこで、直流電気鉄道のき電線に並列に接続され、力行運転時には電気車に電力を供給し、力行運転時以外には電気車から回生電力を授受する直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムが開発された。即ち、図５に示す如く、電力変換器５２は、き電線３０から電力貯蔵媒体５１に流れ込む充電電流、ならびに電力貯蔵媒体５１からき電線３０に流し込む放電電流を制御する。
【０００５】
制御装置５３は、基準電圧設定手段５５から設定された固定基準放電電圧ＶSDと固定基準充電電圧Ｖscと、電圧検出器５４が検出したき電線電圧Ｖとを比較し、比較結果に基いて電力変換器５２を制御する。即ち、電気車１の力行動作でき電線電圧が定格電圧範囲の下限を下回ったときに、電力変換器５２によりき電線電圧Ｖを昇圧する制御を行い、電力貯蔵媒体５１からき電線３０に放電する。これによりき電線３０の電圧降下を抑制する。
【０００６】
他方、電気車１の回生動作でき電線電圧Ｖが定格電圧範囲の上限を上回ったときに、電力変換器５２によりき電線電圧Ｖを降圧する制御を行い、き電線３０から電力貯蔵媒体５１に充電電流を流す。これにより回生電力を電力貯蔵媒体５１に充電電力として電力回生する。
【０００７】
上述の従来の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムでは、き電線電圧Ｖが固定基準放電電圧ＶSDを下回ったときに、電力貯蔵媒体５１から放電を行う。また、き電線電圧Ｖが或る固定基準充電電圧Ｖscを上回ったときに、電力貯蔵媒体５１への充電を行う。しかしながら、電気車１０の負荷の状況によっては、き電線電圧Ｖがこれらの固定基準電圧を横切っても充電または放電を行う必要がないケース、或いはこれらの固定基準電圧を横切らなくても充電又は放電動作を行う必要があるケースがる。また、電車負荷が極めて小さい場合に整流器出力電圧が基準充電電圧を上回り、無負荷状態において不要な充電を行うことがあると言う問題もある。
【０００８】
そこで、時間帯のき電線電圧に従って、電力貯蔵装置の充放電特性を学習させることによって、効率を高めた直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムが開発された。即ち、特開２００６−１６８３９０号公報（特許文献１）には、き電線電圧を検出する第１の手段と、時間帯のき電線電圧平均値を求める第２の手段と、第２の手段で求められたき電線電圧時間帯平均値に基づき、き電系統の電力貯蔵装置の充放電特性を学習する第３の手段と、き電線電圧値と学習された充放電特性に基づき、電力貯蔵装置の充放電すべき電力値を算出する第４の手段とを儲け、第４の手段で求められた電力貯蔵装置の充放電電力値を半導体電力変換器の電力制御指令値とすることによって、き電系統の電力貯蔵装置の電力授受を制御する直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムが開示されている。
【０００９】
特許文献１に開示のシステムは、電力貯蔵装置の充放電電圧の基準電圧を固定しないでで、時間帯のき電線電圧の変動を考慮して変動させているので、それなりに効率の向上が認められるものである。しかしながら、電気鉄道用変電所の受電電圧の変動が考慮されていないという問題がある。
【特許文献１】特開２００６−１６８３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
電気鉄道用変電所の受電電圧の変動に左右されることなく、適切なタイミングで電力貯蔵装置がき電線との電力の授受を行うことによって、き電線の電圧降下抑制や電力回生エネルギー吸収を効率的に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するシステムは、電気車の力行電力の供給または回生電力の吸収を直流／直流変換装置による電力貯蔵媒体の充放電で行う直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムにおいて、前記電力貯蔵媒体の充放電の基準放電電圧と基準充電電圧値を電気鉄道用変電所の無負荷直流電圧に基いて算出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、き電線電圧の変化、電気鉄道用変電所の受電電圧の変化によらず、適切な基準電圧を得ることが可能になり、電力貯蔵装置の効率的な充電及び放電がなされる直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムが提供された。
また、直流電気鉄道の電力貯蔵装置の大型化およびコスト高を招くことなく、電圧降下抑制のために供給できる電力量を大幅に高めることが出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、整流器出力電流と整流器出力電圧の相関によって求まる等価無負荷直流電圧に所定の補正を施して算出した電圧を時々刻々の基準放電電圧とし、き電線電圧が前記基準放電電圧を下回ったときには、電力貯蔵媒体からの放電電力により前記き電線電圧をその定格範囲の下限値を下回らないように値に保持するように電力変換器を制御する。
【００１４】
また、本発明に係る直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、整流器出力電流と整流器出力電圧の相関によって求まる等価無負荷直流電圧に所定の補正を施して算出した電圧を時々刻々の基準充電電圧とし、き電線電圧が前記基準充電電圧を上回ったときには、電力貯蔵媒体への放電電力により電車のブレーキ時に生じる電力回生エネルギーを吸収するように電力変換器を制御する。
【実施例１】
【００１５】
実施例１の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、図１に示す如く、電気鉄道用変電所４０、電気鉄道用変電所４０の一対の出力端子にそれぞれ接続されたき電線３０とレール２０、及び電力貯蔵装置５０を含んで構成されている。電気鉄道用変電所４０は商用電源４１、変圧器４２及び整流器４３とで構成され、その一対の出力端子は整流器４３の一対の出力端子である。更に、電気鉄道用変電所４０には整流器４３の出力電圧V (t)と出力電流I (t)をそれぞれ検出する電圧検出器４４と電流検出器４５が設けられている。電力貯蔵装置５０は、電力貯蔵媒体５１、電力変換器５２、制御装置５３、及び、き電線３０のき電線電圧Vを検出する電圧検出器５４とで構成されている。
【００１６】
制御装置５３は、き電線電圧Vが基準放電電圧VD(t)*を下回ったときには、電力貯蔵媒体５１からの放電電力によりき電線電圧Vをその定格範囲の下限値を下回らない範囲に保持するように電力変換器５２を制御する。また、制御装置５３は、き電線電圧Vが基準充電電圧VC(t)*を上回ったときには、電力貯蔵媒体５１への充電電力により電車のブレーキ時に生じる電力回生エネルギーを吸収するように電力変換器５２を制御するものである。 
【００１７】
このため制御装置５３は、図５に示す従来の制御システムにおけるものと異なり、基準放電電圧VD(t)*と基準充電電圧VC(t)*を、電圧検出器４４が検出した整流器出力電圧V (t)と電流検出器４５が検出した整流器出力電流I(t)に基づいてリアルタイムで算出する機能を有する。以下、図４を参照しながら、制御装置５３が基準放電電圧VD(t)*と基準充電電圧VC(t)*をどのようにして算出するのかを詳細に説明する。
【００１８】
整流器４３の特性図である図４に示す如く、電気鉄道用変電所４０の整流器４３の出力電圧は、臨界電流Ioよりも大きい範囲では、出力電流が増加すると傾きkで低下する一次方程式で表される関係にある。定常状態における整流器４３の電圧電流の関係式(ａ)は、整流器４３の入力電圧の変動に従って関係式(ｂ) と関係式(ｃ)へと上下に移動する。すると、基準放電電圧VD(t)*
は上下に変動することになる。これは、基準放電電流I* は固定されているからである。
【００１９】
同様に、定常状態における整流器４３の電圧電流の関係式(ａ)は、整流器４３の入力電圧の変動に従って関係式(ｂ) と関係式(ｃ)へと上下に移動すると、基準充電電圧も上下に変動する。整流器４３の入力電圧は、商用電源４１の電圧を変圧器４２で変圧して得られたものである。昨今の商用電源の電圧は電力需給関係によりしばしば大きく変動することがあることが周知の事実である。従って、直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムにおける充放電の基準値も、商用電源の電圧変動の影響を直に受けているのが実情である。
【００２０】
さて、ある時刻tにおいて、整流器出力電圧がV (t)、整流器出力電流がI(t)であるとすると、整流器出力電流I(t)が零のときの整流器４３の等価無負荷直流電圧VO(t)は数１で表される。
【００２１】
【数１】
2009241677.tif 000003
ここで、f(I(t))はI(t)の関数である。
【００２２】
整流器出力電流I(t)が臨界電流Ioよりも大きい場合には、整流器出力電圧V (t)と整流器出力電流I(t)の関係は線形であると近似できる。従って、その傾きをkとすると、f(I(t))は数式２で表される。
【００２３】
【数２】
2009241677.tif 000004
【００２４】
数式１と数式２から、整流器４３の等価無負荷直流電圧VO(t)は数式３で表される。
【００２５】
【数３】
2009241677.tif 000005
【００２６】
実際の整流器４３の出力電圧と出力電流の関係は図４に示す如くであり、出力電流I(t)が臨界電流IOよりも小さくなると出力電圧V (t)の上昇が大きくなる。これは、整流器４３に並列接続されるコンデンサの充電によるものである。そこで、等価無負荷直流電圧VO(t)を無負荷直流電圧VO(t)’に補正するため、π/3を乗算する。ここで、π/3は交流電圧の波高値と交流電圧の実効値の比（√2）を、直流電圧の平均値と交流電圧の実効値の比（3√2/π）で除した値である。即ち、整流器出力I(t)が零から臨界電流IOの範囲では、数式４により交流電圧の波高値に換算することによって、等価無負荷直流電圧VO(t)を無負荷直流電圧VO(t)’に補正する。
【００２７】
【数４】
2009241677.tif 000006
【００２８】
（基準充電電圧VC(t)*の算出）
基準充電電圧VC(t)*は、無負荷直流電圧VO(t)’に固定した電圧ΔVCを加えて、数式５により求められる。
【００２９】
【数５】
2009241677.tif 000007
【００３０】
図４を参照して説明した通り、基準充電電圧VC(t)*は無負荷直流電圧VO(t)’に固定した電圧ΔVCを加えた電圧である。そして、無負荷直流電圧VO(t)’は、等価無負荷直流電圧VO(t)を所定の算式により補正した電圧である。更に、等価無負荷直流電圧VO(t) は、整流器出力電圧V (t)と整流器出力電流I(t)に基づいて算出される電圧である。更にまた、固定した電圧ΔVCは、電気鉄道変電所４０の整流器４３の特性により予め定められるものである。
【００３１】
上記の数式２と数式５から、基準充電電圧VC(t)*は数式６で表される。
【００３２】
【数６】
2009241677.tif 000008
【００３３】
このようにして、無負荷直流電圧VO(t)’に固定した電圧ΔVCを加えた電圧である基準充電電圧VC(t)*は、数式６で表される。電圧ΔVCと傾きkは既知の値であるから、基準充電電圧VC(t)*は電圧検出器４４が検出した整流器出力電圧V (t)と電流検出器４５が検出した整流器出力電流I(t)を数式６に代入して求められる。数式６の演算は、制御装置５３によってリアルタイムで行われる。
【００３４】
（基準放電電圧VD(t)*の算出）
基準放電電圧VD(t)*は、等価無負荷直流電圧VO(t)から固定した電圧ΔVDを引いて、数式７により求められる。
【００３５】
【数７】
2009241677.tif 000009
【００３６】
図４の特性図では、基準放電電流I*に達したときに放電を開始する場合、ΔVDは数式８で表される。なお、基準放電電流I*は、電力貯蔵媒体５１の特性により予め定められた固定の電流値である。
【００３７】
【数８】
2009241677.tif 000010
【００３８】
従って、基準放電電圧VD(t)*は数式９で表される。
【００３９】
【数９】
2009241677.tif 000011
【００４０】
このようにして、等価無負荷直流電圧VO(t)から固定した電圧ΔVDを差し引いた電圧である基準放電電圧VD(t)*は、数式９で表される。基準放電電流I*と傾きkは既知の値であるから、基準放電電圧VD(t)*は電圧検出器４４が検出した整流器出力電圧V (t)と電流検出器４５が検出した整流器出力電流I(t)を数式９に代入して求められる。数式９の演算は、制御装置５３によってリアルタイムで行われる。
【００４１】
如上の通り、実施例１の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、電流検出器４５が検出した整流器出力電流I(t)と電圧検出器４４が検出した整流器出力電圧V (t)の相関によって求まる等価無負荷直流電圧VO(t)から固定した電圧ΔVＤを差し引いて得られた電圧を時々刻々の基準放電電圧VD(t)*としたことを特徴とするものである。そして、制御装置５３は、き電線３０のき電線電圧Ｖが基準放電電圧VD(t)*を下回ったときには、電力貯蔵媒体５１からの放電電力によりき電線電圧Vをその定格範囲の下限値を下回らない範囲に保持するように電力変換器５２を制御する。
【００４２】
また、実施例１の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、電流検出器４５が検出した整流器出力電流がI(t)と電圧検出器４４が検出した整流器出力電圧V (t)の相関によって求まる等価無負荷直流電圧VO(t)に所定の補正を施した無負荷直流電圧VO(t)’に固定の電圧ΔVCを加えた電圧を時々刻々の基準充電電圧VＣ(t)*としたことを特徴とするものである。そして、制御装置５３は、き電線電圧Vが基準充電電圧VＣ(t)*を上回ったときには、電力貯蔵媒体５１への充電電力により電車１０のブレーキ時に生じる電力回生エネルギーを吸収するように電力変換器５２を制御する。
【００４３】
なお、実施例１では、ΔVCとΔVＤは固定した電圧としたが、電力貯蔵媒体５１の充電状況に応じて可変する電圧として適用することも可能である。
【実施例２】
【００４４】
実施例２の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、図２に示す如く、電気鉄道用変電所４０、電気鉄道用変電所４０の一対の出力端子にそれぞれ接続されたき電線３０とレール２０、及び電力貯蔵装置５０を含んで構成されている。電気鉄道用変電所４０は商用電源４１、変圧器４２及び整流器４３とで構成され、その一対の出力端子は整流器４３の一対の出力端子である。更に、電気鉄道用変電所４０にある整流器４３の入力側にある三相交流の線間電圧の実効値VAC(t)を検出する電圧検出器４６と三相交流の線電流の実効値IAC(t)を検出する電流検出器４７が設けられている。電力貯蔵装置５０は、電力貯蔵媒体５１、電力変換器５２、制御装置５３、及び、き電線３０のき電線電圧Vを検出する電圧検出器５４とで構成されている。
【００４５】
実施例２においては、電気鉄道用変電所４０にある整流器４３の入力側にある三相交流の線間電圧の実効値VAC(t)と三相交流の線電流の実効値IAC(t)を検出することにより、制御装置５３が基準放電電圧VD(t)*と基準充電電圧VC(t)*を算出することができる。即ち、  一例として、整流器４３が電気鉄道用変電所で一般的に採用されている三相ブリッジ整流回路であれば、三相交流の線間電圧の実効値VAC(t)と整流器出力電圧V(t)、及び三相交流の線電流の実効値IAC(t)と整流器出力電流I(t)との関係は以下の式で与えられる。
【００４６】
【数１０】
2009241677.tif 000012
【００４７】
【数１１】
2009241677.tif 000013
【００４８】
上記の数式１０により、三相交流の線間電圧の実効値VAC(t)を整流器出力電圧V(t)に置き換え、また、上記の数式１１により、三相交流の線電流の実効値IAC(t)を整流器出力電流I(t)に置き換えることができる。
【００４９】
（基準放電電圧VD(t)*の算出）
従って、実施例２における基準放電電圧VD(t)*は、実施例１における数式９の整流器出力電圧V (t)と整流器出力電流I(t)に、数式１０と数式１１をそれぞれ代入することによって求めることができる。
【００５０】
（基準充電電圧VＣ(t)*の算出）
また、実施例２における基準充電電圧VＣ(t)*は、実施例１における数式６の整流器出力電圧V (t)と整流器出力電流I(t)に、数式１０と数式１１をそれぞれ代入することによって求めることができる。
【００５１】
如上の通り、実施例２の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、電流検出器４７が検出した三相交流の線電流の実効値IAC(t)と電圧検出器４６が検出した三相交流の線間電圧の実効値VAC(t)の相関によって求まる等価無負荷直流電圧VO(t)から電圧ΔVDを差し引いて得られた電圧を時々刻々の基準放電電圧VD(t)*としたことを特徴とするものである。そして、制御装置５３は、き電線３０のき電線電圧Ｖが基準放電電圧VD(t)*を下回ったときには、電力貯蔵媒体５１からの放電電力によりき電線電圧Vをその定格範囲の下限値を下回らない範囲に保持するように電力変換器５２を制御する。
【００５２】
また、実施例２の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、電流検出器４７が検出した三相交流の線電流の実効値IAC(t)と電圧検出器４６が検出した三相交流の線間電圧の実効値VAC(t)の相関によって求まる等価無負荷直流電圧VO(t)に所定の補正を施した無負荷直流電圧VO(t)’に電圧ΔVCを加えた電圧を時々刻々の基準充電電圧VＣ(t)*としたことを特徴とするものである。そして、制御装置５３は、き電線電圧Vが基準充電電圧VＣ(t)*を上回ったときには、電力貯蔵媒体５１への充電電力により電車１０のブレーキ時に生じる電力回生エネルギーを吸収するように電力変換器５２を制御する。
【００５３】
なお、整流器４３の特性により、上記の数式１０と数式１１の関係に若干のずれが生じる場合、VAC(t)とV(t)、及びIAC(t)とI(t)との関係を予め実験データを得ることで、上記式を適宜補正することができる。
【００５４】
また、図２においては、電気鉄道用変電所の変圧器４２と整流器４３の間の電圧と電流を検出するようになっているが、商用電源４１と変圧器４２の間の電圧、電流を検出するようにしてもよい。この場合には、整流器４３の特性に加えて変圧器の特性を加味して整流器出力電圧V(t)と整流器出力電流I(t)に置き換えることにより、実施例１と同様の手法で基準放電電圧VD(t)*と基準充電電圧VC(t)*を算出することができる。
【実施例３】
【００５５】
実施例３の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、図３に示す如く、電気鉄道用変電所４０、電気鉄道用変電所４０の一対の出力端子にそれぞれ接続されたき電線３０とレール２０、電力貯蔵装置５０、及び基準電圧生成用回路６０を含んで構成されている。電気鉄道用変電所４０は商用電源４１、変圧器４２及び整流器４３とで構成され、その一対の出力端子は整流器４３の一対の出力端子である。更に、基準電圧生成用回路６０は、変圧器６２、整流器６３及び電圧検出器６４とで構成されている。
【００５６】
実施例３において、整流器６３の出力側に負荷は何も接続されていない状態である。この場合、整流器出力側の電圧検出器６４で検出する電圧は、電気車１０の状況に関係なく、常時、無負荷直流電圧VOX(t)として検出される。なお、基準電圧生成用回路６０の変圧器６２と整流器６３の特性は、電気鉄道用変電所の変圧器４２と整流器４３の特性と相似しているものとする。
【００５７】
例えば、直流電気鉄道の標準電圧が直流１５００Ｖで、基準電圧生成用回路６０の標準電圧が直流１００Ｖであるとすると、整流器４３の無負荷直流電圧VO(t)’と整流器６３の無負荷直流電圧VOX(t)との関係は数式１２で表される。要するに、無負荷直流電圧VO(t)’は電圧検出器６４が検出する無負荷直流電圧VOX(t)に一定の係数を乗じたものである。
【００５８】
【数１２】
2009241677.tif 000014
【００５９】
（基準放電電圧VD(t)*の算出）
基準放電電圧VD(t)*は、等価無負荷直流電圧VO(t)から電圧ΔVDを差し引いた電圧である。そして、上記の実施例１における数式４により、等価無負荷直流電圧VO(t)を無負荷直流電圧VO(t)’に補正する。従って、基準放電電圧VD(t)*は、数式１３により求められる。
【００６０】
【数１３】
2009241677.tif 000015
【００６１】
（基準充電電圧VＣ(t)*の算出）
基準充電電圧VC(t)*は無負荷直流電圧VO(t)’に電圧ΔVCを加えた電圧であるから、数式１４により求められる。
【００６２】
【数１４】
2009241677.tif 000016
【００６３】
如上の通り、実施例３の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、数式１３に示す如く、基準電圧生成用回路６０の電圧検出器６４が検出した無負荷直流電圧VOX(t)に所定の係数を乗じた電圧から電圧ΔVDを差し引いて得られた電圧を時々刻々の基準放電電圧VD(t)*としたことを特徴とするものである。そして、制御装置５３は、き電線３０のき電線電圧Ｖが基準放電電圧VD(t)*を下回ったときには、電力貯蔵媒体５１からの放電電力によりき電線電圧Vをその定格範囲の下限値を下回らない範囲に保持するように電力変換器５２を制御する。
【００６４】
また、実施例３の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、数式１４に示す如く、基準電圧生成用回路６０の電圧検出器６４が検出した無負荷直流電圧VOX(t)に所定の係数を乗じた電圧に電圧ΔVCを加えた電圧を時々刻々の基準充電電圧VＣ(t)*としたことを特徴とするものである。そして、制御装置５３は、き電線電圧Vが基準充電電圧VＣ(t)*を上回ったときには、電力貯蔵媒体５１への充電電力により電車１０のブレーキ時に生じる電力回生エネルギーを吸収するように電力変換器５２を制御する。
【００６５】
実施例３の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システムは、変圧器６２、整流器６３及び電圧検出器６４とで構成された基準電圧生成用回路６０を設けたことにより、電気車の負荷状態を知るために電流検出しなくても、実施例１や実施例２と同等の基準放電電圧VD(t)*と基準充電電圧VＣ(t)*を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施例１の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システム構成図である。
【図２】実施例２の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システム構成図である。
【図３】実施例３の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システム構成図である。
【図４】横軸を出力電流を且つ縦軸を出力電圧として示し実施例１における整流器の特性図である。
【図５】従来の直流電気鉄道の電力貯蔵装置の制御システム構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  電気車
２０  レール
３０  き電線
４０  電気鉄道用変電所
４１  商用電源
４２  変圧器
４３  整流器
４４  電圧検出器
４５  電流検出器
４６  電圧検出器
４７  電流検出器
５０  電力貯蔵装置
５１  電力貯蔵媒体
５２  電力変換器
５３  制御装置
５４  電圧検出器
５５  基準電圧設定器
６０  基準電圧生成用回路
６２  変圧器
６３  整流器
６４  電圧検出器
ＶSD    固定基準放電電圧
ＶSC    固定基準充電電圧
VC(t)*  基準充電電圧 
VD(t)*  基準放電電圧
V (t)  
整流器出力電圧
VO(t)   等価無負荷直流電圧
VO(t)’   無負荷直流電圧
VOX（t）無負荷直流電圧
I(t)  整流器出力電流
IO   臨界電流
I*  基準放電電流
【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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