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公開番号2025030716
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136249
出願日2023-08-24
発明の名称き電電圧制御システムおよびき電電圧制御方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人第一国際特許事務所
主分類B60M 3/02 20060101AFI20250228BHJP(車両一般)
要約【課題】列車ダイヤの遅延等の影響を受けることなく変電所からの送り出し電圧を調整して、安定的な輸送と回生有効による省エネ化とを達成する。
【解決手段】き電電圧制御システムとして、路線を走行する列車に対するき電電圧を制御するき電電圧制御システムであって、路線を走行した列車の列車電圧と列車電力との関係性を示す電圧電力関係図と路線を走行中の各列車から得られる列車電圧情報および列車電力情報とに基づいて当該路線の現時点の電力状態を判断する路線電力状態判断部と、路線電力状態判断部が判断した路線の現時点の電力状態を基にして当該路線に電力を供給する変電所からの送り出し電圧を調整する調整部とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
路線を走行する列車に対するき電電圧を制御するき電電圧制御システムであって、
前記路線を走行した前記列車の列車電圧と列車電力との関係性を示す電圧電力関係図と前記路線を走行中の各列車から得られる列車電圧情報および列車電力情報とに基づいて当該路線の現時点の電力状態を判断する路線電力状態判断部と、
前記路線電力状態判断部が判断した前記路線の現時点の電力状態を基にして当該路線に電力を供給する変電所からの送り出し電圧を調整する調整部と
を備えるき電電圧制御システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載のき電電圧制御システムであって、
前記電圧電力関係図には、前記列車の電力状態が回生過多か否かを示す第１の領域境界線および前記列車の電力状態が力行過多か否かを示す第２の領域境界線が含まれる
ことを特徴とするき電電圧制御システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のき電電圧制御システムであって、
前記路線を過去に走行した前記列車の列車電圧情報および列車電力情報を基にして前記電圧電力関係図を作成する電圧電力関係作成部を
更に備えるき電電圧制御システム。
【請求項４】
請求項２に記載のき電電圧制御システムであって、
前記路線電力状態判断部は、前記路線を走行中の列車数分の前記列車電圧情報および前記列車電力情報が、前記電圧電力関係図に含まれる前記第１の領域境界線および前記第２の領域境界線に挟まれた領域に含まれるか否かにより、前記各列車の電力状態が回生過多であるか否かまたは力行過多であるか否かを判断し、判断した前記各列車の電力状態に基づいて前記路線の現時点の電力状態を判断する
ことを特徴とするき電電圧制御システム。
【請求項５】
請求項４に記載のき電電圧制御システムであって、
前記路線電力状態判断部は、前記各列車の電力状態の多数決または優先度に応じて前記路線の現時点の電力状態を判断する
ことを特徴とするき電電圧制御システム。
【請求項６】
請求項４に記載のき電電圧制御システムであって、
前記調整部は、前記路線電力状態判断部が前記路線の現時点の電力状態を力行過多と判断した場合に前記変電所からの送り出し電圧を上昇させ、前記路線電力状態判断部が前記路線の現時点の電力状態を回生過多と判断した場合に前記変電所からの送り出し電圧を下降させる
ことを特徴とするき電電圧制御システム。
【請求項７】
請求項１、２、４から６のいずれか１項に記載のき電電圧制御システムであって、
前記路線電力状態判断部は、前記変電所が複数ある場合に、前記列車の位置に基づいて調整対象とする変電所を決定し、
前記調整部は、前記路線電力状態判断部が決定した前記変電所からの送り出し電圧を前記路線の現時点の電力状態に基づいて調整する
ことを特徴とするき電電圧制御システム。
【請求項８】
請求項４に記載のき電電圧制御システムであって、
前記路線電力状態判断部は、前記各列車の電力状態から当該各列車に対する電圧調整幅を算出し、自らが判断した前記路線の現時点の電力状態および前記電圧調整幅に基づいて当該路線の電圧調整量を算出し、
前記調整部は、前記路線に電力を供給する変電所からの送り出し電圧を前記路線電力状態判断部が算出した前記路線の電圧調整量に基づいて調整する
ことを特徴とするき電電圧制御システム。
【請求項９】
請求項８に記載のき電電圧制御システムであって、
前記路線電力状態判断部は、前記電圧調整幅を算出する際に、前記各列車の電力状態が回生過多の場合には当該回生過多を解消するに必要な電圧下降幅を第１の電圧調整幅とし、前記各列車の電力状態が力行過多の場合には当該力行過多を解消するに必要な電圧上昇幅を第２の電圧調整幅とする
ことを特徴とするき電電圧制御システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のき電電圧制御システムであって、
前記路線電力状態判断部は、前記路線の現時点の電力状態が力行過多の場合に前記第２の電圧調整幅の最小値を前記電圧調整量として、前記路線の現時点の電力状態が回生過多の場合に前記第１の電圧調整幅の最大値を前記電圧調整量として決定する
ことを特徴とするき電電圧制御システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、変電所電圧を制御するき電電圧制御システムおよびき電電圧制御方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄道システムでは、遅延を起こさない安定的な輸送性と省エネ性が求められている。
これを実現するための方法の１つとして、例えば、以下に示す２つの方法が先行技術文献に開示されている。
【０００３】
先ず、特許文献１には、以下の方法が開示されている。列車毎の履歴情報（日時、位置、電力、イベントなどに関する履歴情報）、その履歴情報で得られた位置や電力およびき電計算に必要な回路モデルを用いてシミュレーションを行い、消費電力量を最小にする変電所の送り出し電圧を予め算出しておく。その上で、列車より得られた日時、位置、電力および当該日時のイベントなどを基にして、該当する履歴情報を探索し、探索した履歴情報に設定されている変電所からの送り出し電圧を設定する。
【０００４】
また、特許文献２には、以下の方法が開示されている。列車位置および列車電力情報に基づき列車挙動の予測とその予測精度を算出、予測精度に基づいて電圧指令の変動範囲を決定する。それと共に、列車位置および列車電力とき電計算に必要な回路定数や列車モデルとを用いて、決定した電圧指令の変動範囲を制約として電気回路を解くことで変電所からの送り出し電圧を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開２０１８／２２５１９４号
特開２０１９－１８８８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示の技術については、該当する事象に関連するデータが存在しない場合に対応できない。例えば、遅延などが発生した場合には、位置および電力共に定常とは異なっているため、電圧の調整ができない。また、近い状況を用いたとしても、状況が一致している訳ではないため、回生失効などは発生する可能性がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示の技術についても、列車挙動の予測に関しては、ダイヤなどが定まっている状態を想定していることから、遅延などによってダイヤが変わってしまうケースでは、その予測精度は著しく低下すると考えられる。
【０００８】
そこで、本発明では、列車ダイヤの遅延等の影響を受けることなく、路線の現時点の電力状態に基づいて変電所からの送り出し電圧を調整する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、代表的な本発明のき電電圧制御システムの一つは、路線を走行する列車に対するき電電圧を制御するき電電圧制御システムであって、路線を走行した列車の列車電圧と列車電力との関係性を示す電圧電力関係図と路線を走行中の各列車から得られる列車電圧情報および列車電力情報とに基づいて当該路線の現時点の電力状態を判断する路線電力状態判断部と、路線電力状態判断部が判断した路線の現時点の電力状態を基にして当該路線に電力を供給する変電所からの送り出し電圧を調整する調整部とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、列車ダイヤの遅延等の影響を受けることなく、走行中の車両に関するデータを基にして、変電所の送り出し電圧を路線として適切な値に設定することで、安定的な輸送と回生有効による省エネ化とを実現することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施をするための形態における説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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