电力管理装置以及电力管理系统的制作方法_2

文档序号:8268444阅读:来源:国知局
波器107调整电压,而积蓄到蓄电装置105中。另外,从蓄电装置105向电气铁路系统内的牵引的列车102、车站设备109放出电力。由斩波器107调整电压而电力向馈电线111流动到电气铁路系统内的牵引的列车102,由PCS103对直流/交流进行变换而向配电系统108流动到车站设备109。
[0047]在蓄电装置105与PCS103之间设置开闭器A/104,在蓄电装置105与斩波器107之间设置开闭器B/106。这样的原因在于,如上所述,尚未开发具有高的绝缘耐性的PCS103并且即便开发了也很昂贵,以及不需要斩波器107的细微的控制。但是,由于发生电弧,所以开闭器A/104和开闭器B/106仅某一方可以关闭。另外,在关闭某一个开闭器的情况下,必须在确认另一方的开闭器打开之后关闭。
[0048]为了使电气铁路系统内的列车102的再生电力积蓄在蓄电装置105中,并向馈电线111和配电系统108放电,电力管理装置101控制开闭器A/104以及开闭器B/106的切换。为此,电力管理装置101制作上述两个开闭器的切换计划,决定该两个开闭器的切换而进行其指令,保存开闭器切换的控制结果。
[0049]图2是示出图1所示的结构中的电力管理装置、关联机器、以及交换的数据和信号的流动(虚线的箭头)的框图。另外,实线的箭头表示电力供给的流动。
[0050]电力管理装置101能够参照记录在存储设备等的数据库121中的信息。另外,电力管理装置101能够从外部(例如运行管理装置)取得运转曲线、运行时刻表等列车信息。另外,从设置在蓄电装置105中的传感器(未图示)等还取得电池剩余量等蓄电装置信息。电力管理装置101通过取得记录在数据库121中的列车信息等信息,能够预测在蓄电装置105中积蓄的再生电力量,通过得到蓄电装置信息,能够进行考虑了电池剩余量的充放电(详细后述)。
[0051]接下来,说明本实施方式的电力管理装置的结构。图3是示出本实施方式的电力管理装置的结构的框图。
[0052]在电力管理装置101中,作为其主要部,具备开闭器切换计划制作部131、开闭器切换决定/指令部132、以及控制结果保存部133。此处,开闭器切换计划制作部131、开闭器切换决定/指令部132、控制结果保存部133是通过CPU (Central Processing Unit:中央处理单元)将存储在ROM (Read Only Memory:只读存储器)等中的程序在RAM (RandomAccess Memory:随机存取存储器)中展开并依次执行来实现的功能部(CPU、ROM、RAM未图示)°
[0053]在开闭器切换计划制作部131中,作为其功能(或者执行的处理),进行列车102的再生电力量的预测的处理,制作开闭器切换计划。因此,电力管理装置101从外部取得了的列车信息被送到开闭器切换计划制作部131。
[0054]使用取得了的列车信息来进行由开闭器切换计划制作部131实施的再生电力量的预测的处理。开闭器切换计划制作部131用于再生电力量的预测的列车信息是例如时刻表制作装置(未图示)内的运行时刻表和车辆运用计划制作装置内或时刻表制作装置内的型号名称数据。另外,在再生电力量的预测中,还需要每个型号名称的在车站中停车时发生的每I编组的再生电力量的值,但该信息预先存储在开闭器切换计划制作部131内的存储器(未图示)中、或者预先存储在数据库121中即可。
[0055]通过将时刻表制作装置内的运行时刻表导入电力管理装置101,能够通过再生电力是否在列车间流通、以及使用运行时刻表和车辆运用计划制作装置内的型号名称数据来确定发生的再生电力不在列车间流通而在蓄电装置105中蓄电的列车102。然后,通过核对型号名称和每个型号名称的每I编组的再生电力量的值,能够预测在该列车102进行了刹车的情况下发生的再生电力量。
[0056]作为其他再生电力的预测方法,还考虑如下方法:电力管理装置101从ATC(Automatic Train Control:自动列车控制)、从其他地上装置得到的列车通过信息取得刹车模式(也可以从车上装置直接得到刹车模式),使用预先在电力管理装置101中具备的列车特性内的再生刹车力计算再生电力量。具体而言,通过速度(m/s) X再生刹车力(kN/MM),求出每个马达的再生电力(kW/MM),针对全部马达对它们进行累计,来计算该列车102的再生电力量(kWh/MM)。
[0057]通过以上叙述的方法进行再生电力量的预测,但现实上有时再生电力稍微流到相邻的车站。因此,将对再生电力100%进入到该车站的情况的电力量乘以系数α而得到的值设为在蓄电装置105中积蓄的电力量。其中,系数α是O至I的范围。另外,系数α设为使用经验值,例如将预先具备的每个型号名称的在车站中停车时发生的每I编组的再生电力量的值在单位时间内进行加法而得到的结果、和作为控制结果保存在数据库121中的在蓄电装置105中积蓄了的电力量进行比较而求出。
[0058]另外,作为其他方法,还有如下方法:使用数据库121来检索过去的同一时刻表中的同一型号名称的列车,引用该列车发生了的再生电力量来预测再生电力量。
[0059]在开闭器切换计划制作部131中,制作每隔单位时间(例如60分钟)的开闭器Α/104以及开闭器Β/106的切换的计划。设为开闭器Α/104以及开闭器Β/106每隔任意的单位时间切换,设为在前一日或者深夜、早上制作该计划。另外,单位时间设为在即使暂时地超过SOC宽度也不会对蓄电装置105的性能劣化产生大的影响的程度的时间中任意地设定。在本实施方式中,例如,也可以将单位时间设定为I小时。
[0060]在开闭器切换计划制作部131中,首先判断直至任意的单位时间后在列车102间有无再生电力的流通(134)。具体而言,通过上述方法预测再生电力,预先规定与预测为进入到蓄电装置105的电力量有关的阈值(例如1kWh)。如果在单位时间内进入到蓄电装置105的电力量大于该阈值,则视为在列车间没有再生电力的流通,另外如果在单位时间内进入到蓄电装置105的电力量小于该阈值,则视为在列车间有再生电力的流通。
[0061]判断直至任意的单位时间后再生电力是否在列车间流通(图4:步骤S101),在判定为有列车间流通的情况下,在该单位时间的期间关闭开闭器Α/104(图4:步骤S102),在配电系统108侧使用蓄电装置105的电力。另外,在判定为没有列车间流通的情况下,在该单位时间的期间关闭开闭器B/106 (图4:步骤S103),在馈电线111侧使用蓄电装置105的电力。此处,在馈电线111侧使用蓄电装置105的情况下,为了向蓄电装置105积蓄再生电力、牵引列车102,从蓄电装置105放出电力。
[0062]在开闭器切换计划制作部131中,作为开闭器切换计划制作的处理(135),如果制作上述那样的任意的单位时间的开闭器切换计划,则接下来制作接下来的任意的单位时间的开闭器切换计划。在计划对象日的前一日、当日早上之前,结束对象日的一日量的计划的制作,但在实施该计划之前知道了利用的列车102的性能的急剧的变更等的情况下,再次重新制作开闭器切换计划。
[0063]向开闭器切换决定/指令部132发送电力管理装置101从蓄电装置105取得了的蓄电装置信息。此处的蓄电装置信息是指电池剩余量。在开闭器切换决定/指令部132中,基本上,即在开闭器切换计划是“关闭开闭器A” (图5:在步骤S201中判定为“是”的情况)并且从蓄电装置信息参照电池剩余量数据而有电池剩余量的情况下(图5:在步骤S202中判定为“是”的情况)、或者开闭器切换计划不是“关闭开闭器A”的情况下(图5:在步骤S201中判定为“否”的情况),按照从开闭器切换计划制作部131输出了的开闭器切换计划,输出针对开闭器A/104以及开闭器B/106的切换指令(图5:步骤S203)。
[0064]但是,在开闭器切换计划是“关闭开闭器A” (图5:在步骤S201中判定为“是”的情况)并且从蓄电装置信息参照电池剩余量数据而没有电池剩余量的情况下(图5:在步骤S202中判定为“否”的情况),开闭器切换决定/指令部132不依赖于开闭器切换计划,而将指令变更为“关闭开闭器B” (图5:步骤S204)。这样的原因是,在蓄电装置105没有电池剩余量的状态下,关闭开闭器A/104是无意义的。另外,在本实施方式中,开闭器A/104和开闭器B/106设为仅能够关闭某一方的结构,通过“关闭开闭器B”指令控制为打开开闭器A/104。
[0065]开闭器切换决定/指令部132进行以上的开闭器切换控制的处理(136)直至营业结束时为止(图5:在步骤S205的判断中如果“是”则结束/如果“否”则返回到步骤S201)。
[0066]控制结果保存部133进行针对每隔单位时间保存一日的控制结果的实际成果的处理(137)。作为一个例子,保存的内容是图6-1所示的每隔单位时间(在图示例中I小时)的来自开闭器切换计划制作部131的开闭器切换计划、来自开闭器切换决定/指令部132的开闭部切换指令、以及从蓄电装置105得到的单位时间开始时的蓄电装置剩余量、向蓄电装置105积蓄了的再生电力量、从蓄电装置105放电了的电力量。另外,还保存将预先保存了的每个型号类别的再生电力量数据和向蓄电装置105积蓄了的再生电力量进行比较而求出的系数α。此处,“开闭器切换计划”是计划制作部131制作了的开闭器Α、开闭器B的切换计划。例如,在时刻8:00?9:00中计划为开闭器A关闭。“开闭器切换指令”是基于“开闭器切换计划”的决定/指令部132的切换指令。“开始时的蓄电装置剩余量”是单位时间中的开始时的蓄电剩余量。“从蓄电装置放电了的电力量”是在单位时间中从蓄电装置105放电了的电力量。
[0067]另外,为了根据过去的数据预测再生电力量,将在车站中停车了的列车102的到达时间、方向、型号名称和其主电动机、每I编组的主电动机数、从每I编组的主电动机得到的理想再生电力量等基于取得了的列车信息的运行时刻表、表示运行时刻表上的列车的特性的信息
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