直流電気鉄道の電力貯蔵装置
【課題】早朝、夜間時において、回生電力ではないき電電力の吸収を抑制すると共に、走行電気車の回生失効を抑制する直流電気鉄道の電力貯蔵装置を提供する。
【解決手段】早朝，夜間時において電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが回生電流が無い場合は、き電電圧Ｖdcの上昇に応じて、充電基準電圧Ｖdcrefを上昇させる。一方、早朝，夜間時において、電気車が存在し、その電気車から回生電流が発生した時は、電力貯蔵装置と電気車の距離と、回生電流に応じて充電基準電圧Ｖdcrefを設定する。
【解決手段】早朝，夜間時において電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが回生電流が無い場合は、き電電圧Ｖdcの上昇に応じて、充電基準電圧Ｖdcrefを上昇させる。一方、早朝，夜間時において、電気車が存在し、その電気車から回生電流が発生した時は、電力貯蔵装置と電気車の距離と、回生電流に応じて充電基準電圧Ｖdcrefを設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電気鉄道に係り、特に、き電線の電圧安定化のために電圧補償装置として利用される電力貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電気鉄道においては、電気車の力行，回生時に発生するき電電圧の電圧降下，電圧上昇を抑制するため、電力貯蔵装置が設けられている。この電力貯蔵装置は、蓄電手段としての電気二重層キャパシタ（以下、ＥＤＬＣと称する）を有し、このＥＤＬＣには電気車からの回生電力が双方向チョッパを介して充電されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５２６１７号公報
【特許文献２】特開２００９−６７２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
早朝，夜間時においては、走行電気車が少ない（または、存在しない）ため、昼間と比べてき電線の電力消費が極端に少なく、き電電圧が上昇する。また、早朝，夜間は、昼間と比べて電気車，鉄道以外の一般の電力消費も減少するため、鉄道変電所への送電系統電圧が昼間よりも上昇することがあり、き電電圧がさらに上昇することとなる。このように、き電電圧が上昇することにより、以下の問題が発生する。
【０００５】
早朝，夜間の無負荷時にき電電圧が上昇し、き電電圧が充電基準電圧を超えると、回生車が存在しないのにもかかわらず、電力貯蔵装置は回生吸収動作を行ってしまう。すなわち、早朝，夜間時の無負荷時における充電動作は、回生電力の吸収ではなく、き電線電力の吸収を行ってしまうこととなり、不要動作となる。
【０００６】
また、その解決策として、早朝，夜間時に電力貯蔵装置を停止し、き電線電力の吸収を抑制する方法が考えられる。しかしながら、走行電気車が存在しない場合は問題ないが、走行電気車が存在する場合は、電力貯蔵装置が停止しており、かつ、き電電圧が上昇しているため、電気車の回生に対応できない。すなわち、早朝，夜間時において、電力貯蔵装置を停止した場合、電気車は回生失効に至り易い。また、機械ブレーキの動作も増加するため、機械ブレーキにおけるブレーキディスク等の部品の磨耗が顕著となり、部品の短寿命化につながってしまう。
【０００７】
以上示したようなことから、早朝、夜間時において、回生電力ではないき電電力の吸収を抑制すると共に、走行電気車の回生失効を抑制する直流電気鉄道の電力貯蔵装置を提供することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、き電電圧が充電基準電圧以上の場合、き電電圧を双方向チョッパを介して蓄電手段に充電し、き電電圧が放電基準電圧以下の場合は、双方向チョッパを介して蓄電手段からき電線に放電することにより、当該き電電圧の電圧降下，電圧上昇を抑制する直流電気鉄道の電力貯蔵装置であって、前記双方向チョッパの制御部は、早朝，夜間時において電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが回生電流が発生しない場合は、き電電圧の上昇に応じて、充電基準電圧を上昇させ、早朝，夜間時において、電気車が存在し、その電気車から回生電流が発生した場合は、電力貯蔵装置と電気車の距離と回生電流に応じて、充電基準電圧を設定することを特徴とする。
【０００９】
また、前記双方向チョッパの制御部は、早朝，夜間時において、電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが、回生電流が発生しない場合は、充電基準電圧を下記（２）式により算出しても良い。
【００１０】
【数１】
【００１１】
また、前記双方向チョッパの制御部は、早朝，夜間時において、電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが、回生電流が発生しない場合は、充電基準電圧を下記（４），（５）式により算出しても良い。
【００１２】
【数２】
【００１３】
また、前記双方向チョッパの制御部は、走行電気車または司令所からの情報により走行電気車の有無を判断し、走行電気車が存在しない場合は、充電を開始しないように設定しても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、早朝，夜間時において、回生電力ではないき電電力の吸収を抑制すると共に、走行電気車の回生失効を抑制する直流電気鉄道の電力貯蔵装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１における電力貯蔵装置を用いた直流電気鉄道を示す概略図である。
【図２】実施形態１における電力貯蔵装置の構成図である。
【図３】実施形態１における電力貯蔵装置の運転モード設定手順を示すフローチャートである。
【図４】回生ブレーキと機械ブレーキとの協調概念図である。
【図５】分散方式による通信の一例を示す概略説明図である。
【図６】集中方式による通信の一例を示す概略説明図である。
【図７】実施形態１における電力貯蔵装置の回生吸収（充電時）における制御ブロック図である。
【図８】通常運転時［（１）式］における充電基準電圧を示すグラフである。
【図９】（２）式における充電基準電圧を示すグラフである。
【図１０】（４），（５）式における充電基準電圧を示すグラフである。
【図１１】従来の電力貯蔵装置の回生吸収（充電時）における制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態１，２における直流電気鉄道の電力貯蔵装置を図面等に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
［実施形態１］
図１は、電力貯蔵装置１０を直流電気鉄道に用いた場合の概略図である。図１には、き電線１と、き電線１から電力が供給され、レール２を走行する電気車３と、き電線１とレール２との間に介挿された電力貯蔵装置１０と、が図示されている。
【００１８】
電力貯蔵装置１０は、直流／直流変換手段としての双方向チョッパ部１１と、蓄電手段（例えば、ＥＤＬＣ：以下、ＥＤＬＣと称する）１４と、を備えている。
【００１９】
前記双方向チョッパ部１１は、き電線１とレール２との間に直列接続された半導体スイッチング素子１２ａ，１２ｂ（例えば、ＩＧＢＴ等）と、一端が半導体スイッチング素子１２ａ，１２ｂの共通接続点に接続された平滑リアクトル１３と、を備えている。また、ＥＤＬＣ１４は、平滑リアクトル１３の他端とレール２との間に介挿されている。
【００２０】
また、電力貯蔵装置１０は、図２に示すように、フィルタ用リアクトル１６と、フィルタ用コンデンサ１７と、き電電流検出器１５と、き電電圧検出器１８と、ＥＤＬＣ電圧検出器１９と、ＥＤＬＣ電流検出器２０と、を備えている。フィルタ用リアクトル１６およびフィルタ用コンデンサ１７は、き電線１とレール２との間に直接接続されている。
【００２１】
上記のように構成された電力貯蔵装置１０が適用された直流電気鉄道においては、図１に示すように、電気車３が回生ブレーキを動作させると、回生電力によりき電線１の電圧（以下、き電電圧と称する）が上昇する。特に、無負荷の場合は、急激に上昇することとなる。そして、き電電圧が上昇すると電力貯蔵装置１０が充電を開始し、回生電力を吸収する。
【００２２】
一方、電気車３が力行するときは、電気車３が大きな負荷となる。その結果、き電電圧が低下するため、電力貯蔵装置１０は放電を開始し、これにより電力を補償する。
【００２３】
図３は、電力貯蔵装置１０における運転モードの設定手順を示すフローチャートである。まず、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが充電基準電圧Ｖdcref以上か否かを判断し（Ｓ１）、充電基準電圧Ｖdcref以上の場合、Ｓ２の充電動作（回生吸収動作）へ移行し、この充電動作を運転モードとして設定する（Ｓ３）。
【００２４】
一方、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが充電基準電圧Ｖdcref以上でない場合は、Ｓ４へ移行し、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが放電基準電圧以下か否かを判定する。ここで、き電電圧が放電基準電圧以下の場合は放電動作（電力補償動作）へ移行し（Ｓ５）、この放電動作を運転モードとして設定する。また、Ｓ４でき電電圧が放電基準電圧以下でないと判断された場合は、待機動作（Ｓ６）へ移行し、この待機動作が運転モードとして設定される（Ｓ３）。
【００２５】
すなわち、電力貯蔵装置１０は、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが充電基準電圧Ｖdcrefを超えると回生吸収（充電）を行ってき電電圧を一定に保つように動作し、ＥＤＬＣ１４に充電する。一方、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが放電基準電圧より下がると、ＥＤＬＣ１４より放電し、き電電圧を一定に保つように動作する。
【００２６】
次に、直流電気鉄道における回生ブレーキ６と機械ブレーキ７の協調制御を、図４に基づいて説明する。図４に示すように、ブレーキハンドル４からのブレーキ指令は、ブレーキ制御装置５に出力される。ブレーキ制御装置５では、ブレーキ指令から回生ブレーキにおける回生トルク発生量信号を減算し、回生ブレーキ６のみでは不足するブレーキ力を算出する。そして、この不足するブレーキ力を機械ブレーキ７により補足している。
【００２７】
そのため、き電電圧が高い時ほど機械ブレーキ７の割合が増加し、き電電圧がある電圧（回生失効電圧）以上になると、機械ブレーキ７のみでブレーキ力をまかなうこととなる。
【００２８】
次に、電気車３と電力貯蔵装置１０の協調動作例を、図５（分散方式），図６（集中方式）に基づき説明する。
【００２９】
図５に示す分散方式は、機器（電気車３，電力貯蔵装置１０）毎に情報を交換し、その情報に基づいて機器毎に制御値を判断し制御する方式である。一方、図６に示す集中方式は、機器（電気車３，電力貯蔵装置１０）の情報を、運転を管理する司令所８に一旦集め、司令所８において前記情報に基づいて制御値を判断し、指令所８から各機器に制御値を出力する方式である。
【００３０】
ここで、電気車３から出力される情報としては、位置情報（ＧＰＳ，軌道信号等），回生電流，パンタ点電圧，回生絞り開始電圧，回生失効電圧，回生絞りノッチ（回生中）等が挙げられる。また、電力貯蔵装置１０から出力される情報としては、ＥＤＬＣ１４の充電率，充電電流等が挙げられる。さらに、制御値としては充電基準電圧，ブレーキノッチ上限等が挙げられる。
【００３１】
図７は、実施形態における双方向チョッパ部１１の半導体スイッチング素子１２ａ，１２ｂを制御する制御部５０の構成図である。また、図１１は従来の制御部５０の構成図である。
【００３２】
図７において、前記き電電圧検出部１８で検出された電力貯蔵装置１０のき電電圧検出値Ｖdcと、充電基準電圧値Ｖdcrefとの偏差を減算部５１で求め、規格化演算部５２において、その偏差を定格値で除算して規格演算出力値（例えば、定格電圧２０００Ｖで、入力電圧１０００Ｖの場合、規格演算出力値として０．５となる）を得る。この規格演算出力値は、ＰＩアンプ５３に入力されて出力に電流指令値を得る。この電流指令値は、リミッタ５４に入力されて「０〜１」に制限処理される。
【００３３】
このリミッタ５４により制限処理された電流指令値と、フィルタ５６によりＥＤＬＣ１４の内部抵抗値を考慮して電流指令値を絞りこんだ新たな電流指令値とを比較器５５により比較して、小さい方の電流指令値を充電電流指令値として出力する。
【００３４】
この充電電流指令値は、（Ｉedlc＋（Ｖedlc_max−Ｖedlc）／Ｒedlc）／Ｉedlc_maxにより算出される。なお、ＩedlcはＥＤＬＣ１４に流れる電流であり、Ｖedlc_maxはＥＤＬＣ電圧Ｖedlcの最大値であり、Ｉedlc_maxはＥＤＬＣ電流Ｉedlcの最大値である。
【００３５】
前記比較器５５から出力された充電電流指令値とＥＤＬＣ１４の充電電流検出値（ＥＤＬＣ電流検出値２０で検出）との偏差を偏差部５７で求め、その偏差出力がＰＩアンプ５８に出力される。このＰＩアンプ５８により双方向チョッパ部１１のデューティを決めるＰＩ制御出力が送出される。
【００３６】
ＰＩアンプ５８から送出されたＰＩ制御出力は、リミッタ５９で「０〜１」に制限処理されてＤｕｔｙアンプ６０に出力される。Ｄｕｔｙアンプ６０は双方向チョッパ部１１のデューティ比を決定する。そして、このＤｕｔｙアンプ６０から出力されるデューティ比に見合ったＰＷＭ信号をＣＭＰ生成部６１で生成する。
【００３７】
ＡＮＤ回路６２には、例えば図３において充電動作を運転モードに設定した時に電力貯蔵装置１０が発生する充電許可条件信号と、ゲート許可条件信号（充放電許可モード）と、走行電気車３（または、司令所８）からの情報により判断した走行電気車有無条件信号と、が供給され、これら充電許可条件信号とゲート許可条件信号と走行電気車有無条件信号が満たされたとき、そのＡＮＤ回路部６２の出力信号が、ＡＮＤ回路６３の第１入力端子に供給される。一方、従来の制御部５０におけるＡＮＤ回路６２は、充電許可条件信号とゲート許可条件信号のみを入力信号としており、ここが本実施形態と異なる。
【００３８】
また、ＣＭＰ生成部６１で生成されたＰＷＭ信号がＡＮＤ回路６３の第２入力端子に供給される。これら両入力端子に信号が供給された時に、ＡＮＤ回路６３からは双方向チョッパ部１１を制御するゲート信号が送出され、そのゲート信号により双方向チョッパ部１１が制御されてＥＤＬＣ１４への充電電流が制御される。
【００３９】
ここで、本実施形態１の通常時における充電基準電圧Ｖdcrefの設定方法について説明する。通常時は、電気車３の回生絞りが電力貯蔵装置１０の充電絞りよりも先に動作するように、最も遅い場合でも同時に動作するように充電基準電圧Ｖdcrefを設定する。そのためには、ＥＤＬＣ電圧Ｖedlcが電力貯蔵装置１０の充電絞り開始電圧Ｖedlc充電絞り開始に到達する前に、電気車３のき電電圧Ｖtrainが回生絞りの動作開始電圧Ｖoffsetを超える必要がある（または、同時に到達する必要がある）。すなわち、充電基準電圧Ｖdcrefを、下記（１）式のように設定している。
【００４０】
【数３】
【００４１】
なお、上記（１）式中のａ1は、ＥＤＬＣ１４の内部抵抗とＥＤＬＣ電流検出器２０が検出するＥＤＬＣ１４の充電電流との乗算で求められる電圧から、当該電圧の加算によりＥＤＬＣ１４が過電圧とならないように決定される変数である。また、Ｖｄｃ２は、電気車３の回生絞りを電圧貯蔵装置１０の充電絞りよりも先に動作させるための設定値である。
【００４２】
図８を用いて、上記（１）式をさらに説明する。図８は上記（１）式を説明するための図面であり、縦軸に充電基準電圧Ｖdcrefをとり、横軸にＥＤＬＣ電圧Ｖedlcをとっている。
【００４３】
傾きに相当するａ1に（Ｖedlc−Ｖedlc充電絞り開始）を乗算し、Ｖdc2を加算することにより、図８における２本の斜め線（一方がＶdc2＞Ｖoffset，他方がＶdc2＝Ｖoffset）に相当した値となる。ここで、Ｖdc2は前記斜め線と充電絞り開始電圧を示す直線の交点となる。そのため、Ｖdc2＞Ｖoffsetの場合は、必ず電気車３の回生絞りが電力貯蔵装置１０の充電絞りよりも先に動作し、Ｖdc2＝Ｖoffsetの場合は、Ｄｔｅ＝０で電気車３の回生絞りと電力貯蔵装置１０の充電絞りが同時に動作することとなる。
【００４４】
次に、早朝，夜間時において、き電電圧が上昇している時間帯の電力貯蔵装置１０の動作を“電気車有り”、“電気車無し”に場合分けして説明する。
【００４５】
［電気車無しの場合］
電力貯蔵装置１０は、前記分散方式（図５）、または、集中方式（図６）によって、電気車３（または司令所８）からの情報を得ることにより、電気車３の有無を知ることができる。電力貯蔵装置１０は電気車３が存在しない場合、充電開始電圧Ｖdcrefを、き電電圧Ｖdcの上昇に従って上昇させることにより回生吸収動作を抑制する。
【００４６】
また、前述したとおり、ＡＮＤ回路６２の入力信号に電気車有無条件信号を付加する。これにより、仮に電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に対して充電基準電圧Ｖdcrefの上昇が間に合わない場合でも、電気車３が存在しない場合はＡＮＤ回路６２の条件が成立しないため、回生吸収動作を防止することが可能となる。
【００４７】
［電気車有りの場合］
電力貯蔵装置１０は、前記分散方式（図５）、または、集中方式（図６）によって、電気車３（または、司令所８）からの情報を得ることにより、電気車３の有無、および、電気車回生電流Ｉｒｅｇの有無を知ることができる。そこで、電力貯蔵装置１０は“電気車有り”で“回生電流無し”の場合は、充電基準電圧Ｖdcrefを、き電電圧Ｖdcの上昇に従って上昇させることにより、回生吸収動作を防止する。
【００４８】
ここで、図９に基づき、早朝や夜間時において、“電気車無し”または、“電気車有り”で“回生電流無し”の場合における充電基準電圧Ｖdcrefの設定方法について説明する。この場合には、上記（１）式の代わりに下記（２）式を用いて、充電基準電圧Ｖdcrefを設定する。
【００４９】
【数１】
【００５０】
上記（２）式は、上記（１）式のＶdcsにＶoff2を加算したものである。Ｖoff2は電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの測定値Ｖdc測定値から、無負荷時における電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの基準値Ｖdc無負荷基準値を減算した値である。すなわち、Ｖoff2は、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に伴って上昇する値である。そのため、充電基準電圧ＶdcrefとしてＶdcs＋Ｖoff2が出力されている場合、充電基準電圧Ｖdcrefは、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に伴って上昇することとなる。
【００５１】
また、充電基準電圧Ｖdcrefとして、ａ1×（Ｖedlc−Ｖedlc充電開始）＋Ｖdc2が出力されている場合は、（１）式と同様に、Ｖdc2＞Ｖoffsetの場合は、必ず電気車３の回生絞りが電力貯蔵装置１０の充電絞りよりも先に動作し、Ｖdc＝Ｖoffsetの場合は、Ｄｔｅ＝０で電気車３の回生絞りと電力貯蔵装置１０の充電絞りが同時に動作することとなる。
【００５２】
一方、電力貯蔵装置１０は、“電気車有り”で“回生電流有り”の場合、電気車３と電力貯蔵装置１０との距離Ｄｔｅと回生電流Ｉｒｅｇに応じて適切な充電基準電圧Ｖdcrefを設定する。
【００５３】
この場合の充電基準電圧Ｖdcrefは、例えば下記（３）式により算出することができる。
【００５４】
【数４】
【００５５】
上記（３）式に示すように、充電基準電圧Ｖdcrefを設定することにより、回生電力を電力貯蔵装置１０に吸収させることができる。
【００５６】
本実施形態１のように、充電基準電圧Ｖdcrefを設定することにより、電気車３が存在しない場合、または、電気車３が存在し、回生電流Ｉｒｅｇが無い場合は、充電基準電圧Ｖdcrefは、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に伴って上昇するため、回生電力でないき電電圧の吸収を行う不要動作を抑制することができる。
【００５７】
また、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に対して充電基準電圧Ｖdcrefの上昇が間に合わない場合でも、電気車３が存在しない時は、ＡＮＤ回路６２の条件が成立しないため、回生電力でないき電電圧の吸収を行う不要動作を防止することができる。
【００５８】
さらに、電気車３が回生し、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが高い場合は、回生電力を電力貯蔵装置１０に吸収させることができる。その結果、電気車３の回生失効を抑制すると共に、機械ブレーキ動作が増加し、ブレーキディスク等の部品の磨耗を抑制することが可能となる。
【００５９】
［実施形態２］
本実施形態２における電力貯蔵装置１０について説明する。本実施形態２における電力貯蔵装置１０は、早朝や夜間時において、“電気車無し”または“電気車有り”で“回生電流無し”の場合における充電基準電圧Ｖdcrefの設定方法以外は、実施形態１と同様である。
【００６０】
本実施形態２は、ＥＤＬＣ電圧ＶedlcがＶedlc2よりも大きい場合、充電基準電圧Ｖdcrefを下記（４）式とし、ＥＤＬＣ電圧ＶedlcがＶedlc2よりも小さい場合は充電基準電圧Ｖdcrefを下記（５）式とするものである。なお、Ｖedlc2は、下記（４）式を選択するか、下記（５）式を選択するかの基準点であり、予め設定された値とする。
【００６１】
【数２】
【００６２】
上記（４）式のＶoffset−（Ｖdcs＋Ｖoff2）／Ｖedlc−Ｖedlc2は、図１０の斜め線の傾きに相当する。この傾きにＶedlc−Ｖedlc充電絞り開始を乗算し、Ｖdcs＋Ｖoff2を加算することにより、図１０のグラフの斜め線に相当した値となる。なお、本実施形態２では、Ｖdc2＝Ｖoffsetとなるため、電気車３の回生絞り開始と電力貯蔵装置１０の充電絞り開始はＤｔｅ＝０で同時に動作することとなる。
【００６３】
上記（５）式の場合、実施形態１と同様に、充電基準電圧Ｖdcrefは、き電電圧Ｖdcの上昇に伴って引き上げられることとなる。
【００６４】
このように、充電開始電圧Ｖdcrefを設定することにより、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００６５】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００６６】
例えば、実施形態２では、Ｖdc2＝Ｖoffsetとなるように、充電基準電圧Ｖdcrefを設定したが、Ｖdc2≧Ｖoffsetとなるように充電基準電圧Ｖdcrefを設定しても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１…き電線
３…電気車
１０…電力貯蔵装置
１１…双方向チョッパ
１４…蓄電手段（ＥＤＬＣ）
５０…制御部
Ｖdc…き電電圧
Ｖdcref…充電基準電圧
Ｉｒｅｇ…回生電流
Ｄｔｅ…電力貯蔵装置‐電気車間距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電気鉄道に係り、特に、き電線の電圧安定化のために電圧補償装置として利用される電力貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電気鉄道においては、電気車の力行，回生時に発生するき電電圧の電圧降下，電圧上昇を抑制するため、電力貯蔵装置が設けられている。この電力貯蔵装置は、蓄電手段としての電気二重層キャパシタ（以下、ＥＤＬＣと称する）を有し、このＥＤＬＣには電気車からの回生電力が双方向チョッパを介して充電されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５２６１７号公報
【特許文献２】特開２００９−６７２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
早朝，夜間時においては、走行電気車が少ない（または、存在しない）ため、昼間と比べてき電線の電力消費が極端に少なく、き電電圧が上昇する。また、早朝，夜間は、昼間と比べて電気車，鉄道以外の一般の電力消費も減少するため、鉄道変電所への送電系統電圧が昼間よりも上昇することがあり、き電電圧がさらに上昇することとなる。このように、き電電圧が上昇することにより、以下の問題が発生する。
【０００５】
早朝，夜間の無負荷時にき電電圧が上昇し、き電電圧が充電基準電圧を超えると、回生車が存在しないのにもかかわらず、電力貯蔵装置は回生吸収動作を行ってしまう。すなわち、早朝，夜間時の無負荷時における充電動作は、回生電力の吸収ではなく、き電線電力の吸収を行ってしまうこととなり、不要動作となる。
【０００６】
また、その解決策として、早朝，夜間時に電力貯蔵装置を停止し、き電線電力の吸収を抑制する方法が考えられる。しかしながら、走行電気車が存在しない場合は問題ないが、走行電気車が存在する場合は、電力貯蔵装置が停止しており、かつ、き電電圧が上昇しているため、電気車の回生に対応できない。すなわち、早朝，夜間時において、電力貯蔵装置を停止した場合、電気車は回生失効に至り易い。また、機械ブレーキの動作も増加するため、機械ブレーキにおけるブレーキディスク等の部品の磨耗が顕著となり、部品の短寿命化につながってしまう。
【０００７】
以上示したようなことから、早朝、夜間時において、回生電力ではないき電電力の吸収を抑制すると共に、走行電気車の回生失効を抑制する直流電気鉄道の電力貯蔵装置を提供することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、き電電圧が充電基準電圧以上の場合、き電電圧を双方向チョッパを介して蓄電手段に充電し、き電電圧が放電基準電圧以下の場合は、双方向チョッパを介して蓄電手段からき電線に放電することにより、当該き電電圧の電圧降下，電圧上昇を抑制する直流電気鉄道の電力貯蔵装置であって、前記双方向チョッパの制御部は、早朝，夜間時において電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが回生電流が発生しない場合は、き電電圧の上昇に応じて、充電基準電圧を上昇させ、早朝，夜間時において、電気車が存在し、その電気車から回生電流が発生した場合は、電力貯蔵装置と電気車の距離と回生電流に応じて、充電基準電圧を設定することを特徴とする。
【０００９】
また、前記双方向チョッパの制御部は、早朝，夜間時において、電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが、回生電流が発生しない場合は、充電基準電圧を下記（２）式により算出しても良い。
【００１０】
【数１】
【００１１】
また、前記双方向チョッパの制御部は、早朝，夜間時において、電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが、回生電流が発生しない場合は、充電基準電圧を下記（４），（５）式により算出しても良い。
【００１２】
【数２】
【００１３】
また、前記双方向チョッパの制御部は、走行電気車または司令所からの情報により走行電気車の有無を判断し、走行電気車が存在しない場合は、充電を開始しないように設定しても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、早朝，夜間時において、回生電力ではないき電電力の吸収を抑制すると共に、走行電気車の回生失効を抑制する直流電気鉄道の電力貯蔵装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１における電力貯蔵装置を用いた直流電気鉄道を示す概略図である。
【図２】実施形態１における電力貯蔵装置の構成図である。
【図３】実施形態１における電力貯蔵装置の運転モード設定手順を示すフローチャートである。
【図４】回生ブレーキと機械ブレーキとの協調概念図である。
【図５】分散方式による通信の一例を示す概略説明図である。
【図６】集中方式による通信の一例を示す概略説明図である。
【図７】実施形態１における電力貯蔵装置の回生吸収（充電時）における制御ブロック図である。
【図８】通常運転時［（１）式］における充電基準電圧を示すグラフである。
【図９】（２）式における充電基準電圧を示すグラフである。
【図１０】（４），（５）式における充電基準電圧を示すグラフである。
【図１１】従来の電力貯蔵装置の回生吸収（充電時）における制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態１，２における直流電気鉄道の電力貯蔵装置を図面等に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
［実施形態１］
図１は、電力貯蔵装置１０を直流電気鉄道に用いた場合の概略図である。図１には、き電線１と、き電線１から電力が供給され、レール２を走行する電気車３と、き電線１とレール２との間に介挿された電力貯蔵装置１０と、が図示されている。
【００１８】
電力貯蔵装置１０は、直流／直流変換手段としての双方向チョッパ部１１と、蓄電手段（例えば、ＥＤＬＣ：以下、ＥＤＬＣと称する）１４と、を備えている。
【００１９】
前記双方向チョッパ部１１は、き電線１とレール２との間に直列接続された半導体スイッチング素子１２ａ，１２ｂ（例えば、ＩＧＢＴ等）と、一端が半導体スイッチング素子１２ａ，１２ｂの共通接続点に接続された平滑リアクトル１３と、を備えている。また、ＥＤＬＣ１４は、平滑リアクトル１３の他端とレール２との間に介挿されている。
【００２０】
また、電力貯蔵装置１０は、図２に示すように、フィルタ用リアクトル１６と、フィルタ用コンデンサ１７と、き電電流検出器１５と、き電電圧検出器１８と、ＥＤＬＣ電圧検出器１９と、ＥＤＬＣ電流検出器２０と、を備えている。フィルタ用リアクトル１６およびフィルタ用コンデンサ１７は、き電線１とレール２との間に直接接続されている。
【００２１】
上記のように構成された電力貯蔵装置１０が適用された直流電気鉄道においては、図１に示すように、電気車３が回生ブレーキを動作させると、回生電力によりき電線１の電圧（以下、き電電圧と称する）が上昇する。特に、無負荷の場合は、急激に上昇することとなる。そして、き電電圧が上昇すると電力貯蔵装置１０が充電を開始し、回生電力を吸収する。
【００２２】
一方、電気車３が力行するときは、電気車３が大きな負荷となる。その結果、き電電圧が低下するため、電力貯蔵装置１０は放電を開始し、これにより電力を補償する。
【００２３】
図３は、電力貯蔵装置１０における運転モードの設定手順を示すフローチャートである。まず、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが充電基準電圧Ｖdcref以上か否かを判断し（Ｓ１）、充電基準電圧Ｖdcref以上の場合、Ｓ２の充電動作（回生吸収動作）へ移行し、この充電動作を運転モードとして設定する（Ｓ３）。
【００２４】
一方、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが充電基準電圧Ｖdcref以上でない場合は、Ｓ４へ移行し、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが放電基準電圧以下か否かを判定する。ここで、き電電圧が放電基準電圧以下の場合は放電動作（電力補償動作）へ移行し（Ｓ５）、この放電動作を運転モードとして設定する。また、Ｓ４でき電電圧が放電基準電圧以下でないと判断された場合は、待機動作（Ｓ６）へ移行し、この待機動作が運転モードとして設定される（Ｓ３）。
【００２５】
すなわち、電力貯蔵装置１０は、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが充電基準電圧Ｖdcrefを超えると回生吸収（充電）を行ってき電電圧を一定に保つように動作し、ＥＤＬＣ１４に充電する。一方、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが放電基準電圧より下がると、ＥＤＬＣ１４より放電し、き電電圧を一定に保つように動作する。
【００２６】
次に、直流電気鉄道における回生ブレーキ６と機械ブレーキ７の協調制御を、図４に基づいて説明する。図４に示すように、ブレーキハンドル４からのブレーキ指令は、ブレーキ制御装置５に出力される。ブレーキ制御装置５では、ブレーキ指令から回生ブレーキにおける回生トルク発生量信号を減算し、回生ブレーキ６のみでは不足するブレーキ力を算出する。そして、この不足するブレーキ力を機械ブレーキ７により補足している。
【００２７】
そのため、き電電圧が高い時ほど機械ブレーキ７の割合が増加し、き電電圧がある電圧（回生失効電圧）以上になると、機械ブレーキ７のみでブレーキ力をまかなうこととなる。
【００２８】
次に、電気車３と電力貯蔵装置１０の協調動作例を、図５（分散方式），図６（集中方式）に基づき説明する。
【００２９】
図５に示す分散方式は、機器（電気車３，電力貯蔵装置１０）毎に情報を交換し、その情報に基づいて機器毎に制御値を判断し制御する方式である。一方、図６に示す集中方式は、機器（電気車３，電力貯蔵装置１０）の情報を、運転を管理する司令所８に一旦集め、司令所８において前記情報に基づいて制御値を判断し、指令所８から各機器に制御値を出力する方式である。
【００３０】
ここで、電気車３から出力される情報としては、位置情報（ＧＰＳ，軌道信号等），回生電流，パンタ点電圧，回生絞り開始電圧，回生失効電圧，回生絞りノッチ（回生中）等が挙げられる。また、電力貯蔵装置１０から出力される情報としては、ＥＤＬＣ１４の充電率，充電電流等が挙げられる。さらに、制御値としては充電基準電圧，ブレーキノッチ上限等が挙げられる。
【００３１】
図７は、実施形態における双方向チョッパ部１１の半導体スイッチング素子１２ａ，１２ｂを制御する制御部５０の構成図である。また、図１１は従来の制御部５０の構成図である。
【００３２】
図７において、前記き電電圧検出部１８で検出された電力貯蔵装置１０のき電電圧検出値Ｖdcと、充電基準電圧値Ｖdcrefとの偏差を減算部５１で求め、規格化演算部５２において、その偏差を定格値で除算して規格演算出力値（例えば、定格電圧２０００Ｖで、入力電圧１０００Ｖの場合、規格演算出力値として０．５となる）を得る。この規格演算出力値は、ＰＩアンプ５３に入力されて出力に電流指令値を得る。この電流指令値は、リミッタ５４に入力されて「０〜１」に制限処理される。
【００３３】
このリミッタ５４により制限処理された電流指令値と、フィルタ５６によりＥＤＬＣ１４の内部抵抗値を考慮して電流指令値を絞りこんだ新たな電流指令値とを比較器５５により比較して、小さい方の電流指令値を充電電流指令値として出力する。
【００３４】
この充電電流指令値は、（Ｉedlc＋（Ｖedlc_max−Ｖedlc）／Ｒedlc）／Ｉedlc_maxにより算出される。なお、ＩedlcはＥＤＬＣ１４に流れる電流であり、Ｖedlc_maxはＥＤＬＣ電圧Ｖedlcの最大値であり、Ｉedlc_maxはＥＤＬＣ電流Ｉedlcの最大値である。
【００３５】
前記比較器５５から出力された充電電流指令値とＥＤＬＣ１４の充電電流検出値（ＥＤＬＣ電流検出値２０で検出）との偏差を偏差部５７で求め、その偏差出力がＰＩアンプ５８に出力される。このＰＩアンプ５８により双方向チョッパ部１１のデューティを決めるＰＩ制御出力が送出される。
【００３６】
ＰＩアンプ５８から送出されたＰＩ制御出力は、リミッタ５９で「０〜１」に制限処理されてＤｕｔｙアンプ６０に出力される。Ｄｕｔｙアンプ６０は双方向チョッパ部１１のデューティ比を決定する。そして、このＤｕｔｙアンプ６０から出力されるデューティ比に見合ったＰＷＭ信号をＣＭＰ生成部６１で生成する。
【００３７】
ＡＮＤ回路６２には、例えば図３において充電動作を運転モードに設定した時に電力貯蔵装置１０が発生する充電許可条件信号と、ゲート許可条件信号（充放電許可モード）と、走行電気車３（または、司令所８）からの情報により判断した走行電気車有無条件信号と、が供給され、これら充電許可条件信号とゲート許可条件信号と走行電気車有無条件信号が満たされたとき、そのＡＮＤ回路部６２の出力信号が、ＡＮＤ回路６３の第１入力端子に供給される。一方、従来の制御部５０におけるＡＮＤ回路６２は、充電許可条件信号とゲート許可条件信号のみを入力信号としており、ここが本実施形態と異なる。
【００３８】
また、ＣＭＰ生成部６１で生成されたＰＷＭ信号がＡＮＤ回路６３の第２入力端子に供給される。これら両入力端子に信号が供給された時に、ＡＮＤ回路６３からは双方向チョッパ部１１を制御するゲート信号が送出され、そのゲート信号により双方向チョッパ部１１が制御されてＥＤＬＣ１４への充電電流が制御される。
【００３９】
ここで、本実施形態１の通常時における充電基準電圧Ｖdcrefの設定方法について説明する。通常時は、電気車３の回生絞りが電力貯蔵装置１０の充電絞りよりも先に動作するように、最も遅い場合でも同時に動作するように充電基準電圧Ｖdcrefを設定する。そのためには、ＥＤＬＣ電圧Ｖedlcが電力貯蔵装置１０の充電絞り開始電圧Ｖedlc充電絞り開始に到達する前に、電気車３のき電電圧Ｖtrainが回生絞りの動作開始電圧Ｖoffsetを超える必要がある（または、同時に到達する必要がある）。すなわち、充電基準電圧Ｖdcrefを、下記（１）式のように設定している。
【００４０】
【数３】
【００４１】
なお、上記（１）式中のａ1は、ＥＤＬＣ１４の内部抵抗とＥＤＬＣ電流検出器２０が検出するＥＤＬＣ１４の充電電流との乗算で求められる電圧から、当該電圧の加算によりＥＤＬＣ１４が過電圧とならないように決定される変数である。また、Ｖｄｃ２は、電気車３の回生絞りを電圧貯蔵装置１０の充電絞りよりも先に動作させるための設定値である。
【００４２】
図８を用いて、上記（１）式をさらに説明する。図８は上記（１）式を説明するための図面であり、縦軸に充電基準電圧Ｖdcrefをとり、横軸にＥＤＬＣ電圧Ｖedlcをとっている。
【００４３】
傾きに相当するａ1に（Ｖedlc−Ｖedlc充電絞り開始）を乗算し、Ｖdc2を加算することにより、図８における２本の斜め線（一方がＶdc2＞Ｖoffset，他方がＶdc2＝Ｖoffset）に相当した値となる。ここで、Ｖdc2は前記斜め線と充電絞り開始電圧を示す直線の交点となる。そのため、Ｖdc2＞Ｖoffsetの場合は、必ず電気車３の回生絞りが電力貯蔵装置１０の充電絞りよりも先に動作し、Ｖdc2＝Ｖoffsetの場合は、Ｄｔｅ＝０で電気車３の回生絞りと電力貯蔵装置１０の充電絞りが同時に動作することとなる。
【００４４】
次に、早朝，夜間時において、き電電圧が上昇している時間帯の電力貯蔵装置１０の動作を“電気車有り”、“電気車無し”に場合分けして説明する。
【００４５】
［電気車無しの場合］
電力貯蔵装置１０は、前記分散方式（図５）、または、集中方式（図６）によって、電気車３（または司令所８）からの情報を得ることにより、電気車３の有無を知ることができる。電力貯蔵装置１０は電気車３が存在しない場合、充電開始電圧Ｖdcrefを、き電電圧Ｖdcの上昇に従って上昇させることにより回生吸収動作を抑制する。
【００４６】
また、前述したとおり、ＡＮＤ回路６２の入力信号に電気車有無条件信号を付加する。これにより、仮に電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に対して充電基準電圧Ｖdcrefの上昇が間に合わない場合でも、電気車３が存在しない場合はＡＮＤ回路６２の条件が成立しないため、回生吸収動作を防止することが可能となる。
【００４７】
［電気車有りの場合］
電力貯蔵装置１０は、前記分散方式（図５）、または、集中方式（図６）によって、電気車３（または、司令所８）からの情報を得ることにより、電気車３の有無、および、電気車回生電流Ｉｒｅｇの有無を知ることができる。そこで、電力貯蔵装置１０は“電気車有り”で“回生電流無し”の場合は、充電基準電圧Ｖdcrefを、き電電圧Ｖdcの上昇に従って上昇させることにより、回生吸収動作を防止する。
【００４８】
ここで、図９に基づき、早朝や夜間時において、“電気車無し”または、“電気車有り”で“回生電流無し”の場合における充電基準電圧Ｖdcrefの設定方法について説明する。この場合には、上記（１）式の代わりに下記（２）式を用いて、充電基準電圧Ｖdcrefを設定する。
【００４９】
【数１】
【００５０】
上記（２）式は、上記（１）式のＶdcsにＶoff2を加算したものである。Ｖoff2は電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの測定値Ｖdc測定値から、無負荷時における電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの基準値Ｖdc無負荷基準値を減算した値である。すなわち、Ｖoff2は、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に伴って上昇する値である。そのため、充電基準電圧ＶdcrefとしてＶdcs＋Ｖoff2が出力されている場合、充電基準電圧Ｖdcrefは、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に伴って上昇することとなる。
【００５１】
また、充電基準電圧Ｖdcrefとして、ａ1×（Ｖedlc−Ｖedlc充電開始）＋Ｖdc2が出力されている場合は、（１）式と同様に、Ｖdc2＞Ｖoffsetの場合は、必ず電気車３の回生絞りが電力貯蔵装置１０の充電絞りよりも先に動作し、Ｖdc＝Ｖoffsetの場合は、Ｄｔｅ＝０で電気車３の回生絞りと電力貯蔵装置１０の充電絞りが同時に動作することとなる。
【００５２】
一方、電力貯蔵装置１０は、“電気車有り”で“回生電流有り”の場合、電気車３と電力貯蔵装置１０との距離Ｄｔｅと回生電流Ｉｒｅｇに応じて適切な充電基準電圧Ｖdcrefを設定する。
【００５３】
この場合の充電基準電圧Ｖdcrefは、例えば下記（３）式により算出することができる。
【００５４】
【数４】
【００５５】
上記（３）式に示すように、充電基準電圧Ｖdcrefを設定することにより、回生電力を電力貯蔵装置１０に吸収させることができる。
【００５６】
本実施形態１のように、充電基準電圧Ｖdcrefを設定することにより、電気車３が存在しない場合、または、電気車３が存在し、回生電流Ｉｒｅｇが無い場合は、充電基準電圧Ｖdcrefは、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に伴って上昇するため、回生電力でないき電電圧の吸収を行う不要動作を抑制することができる。
【００５７】
また、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcの上昇に対して充電基準電圧Ｖdcrefの上昇が間に合わない場合でも、電気車３が存在しない時は、ＡＮＤ回路６２の条件が成立しないため、回生電力でないき電電圧の吸収を行う不要動作を防止することができる。
【００５８】
さらに、電気車３が回生し、電力貯蔵装置き電電圧Ｖdcが高い場合は、回生電力を電力貯蔵装置１０に吸収させることができる。その結果、電気車３の回生失効を抑制すると共に、機械ブレーキ動作が増加し、ブレーキディスク等の部品の磨耗を抑制することが可能となる。
【００５９】
［実施形態２］
本実施形態２における電力貯蔵装置１０について説明する。本実施形態２における電力貯蔵装置１０は、早朝や夜間時において、“電気車無し”または“電気車有り”で“回生電流無し”の場合における充電基準電圧Ｖdcrefの設定方法以外は、実施形態１と同様である。
【００６０】
本実施形態２は、ＥＤＬＣ電圧ＶedlcがＶedlc2よりも大きい場合、充電基準電圧Ｖdcrefを下記（４）式とし、ＥＤＬＣ電圧ＶedlcがＶedlc2よりも小さい場合は充電基準電圧Ｖdcrefを下記（５）式とするものである。なお、Ｖedlc2は、下記（４）式を選択するか、下記（５）式を選択するかの基準点であり、予め設定された値とする。
【００６１】
【数２】
【００６２】
上記（４）式のＶoffset−（Ｖdcs＋Ｖoff2）／Ｖedlc−Ｖedlc2は、図１０の斜め線の傾きに相当する。この傾きにＶedlc−Ｖedlc充電絞り開始を乗算し、Ｖdcs＋Ｖoff2を加算することにより、図１０のグラフの斜め線に相当した値となる。なお、本実施形態２では、Ｖdc2＝Ｖoffsetとなるため、電気車３の回生絞り開始と電力貯蔵装置１０の充電絞り開始はＤｔｅ＝０で同時に動作することとなる。
【００６３】
上記（５）式の場合、実施形態１と同様に、充電基準電圧Ｖdcrefは、き電電圧Ｖdcの上昇に伴って引き上げられることとなる。
【００６４】
このように、充電開始電圧Ｖdcrefを設定することにより、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００６５】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００６６】
例えば、実施形態２では、Ｖdc2＝Ｖoffsetとなるように、充電基準電圧Ｖdcrefを設定したが、Ｖdc2≧Ｖoffsetとなるように充電基準電圧Ｖdcrefを設定しても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１…き電線
３…電気車
１０…電力貯蔵装置
１１…双方向チョッパ
１４…蓄電手段（ＥＤＬＣ）
５０…制御部
Ｖdc…き電電圧
Ｖdcref…充電基準電圧
Ｉｒｅｇ…回生電流
Ｄｔｅ…電力貯蔵装置‐電気車間距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
き電電圧が充電基準電圧以上の場合、き電電圧を双方向チョッパを介して蓄電手段に充電し、き電電圧が放電基準電圧以下の場合は、双方向チョッパを介して蓄電手段からき電線に放電することにより、当該き電電圧の電圧降下，電圧上昇を抑制する直流電気鉄道の電力貯蔵装置であって、
前記双方向チョッパの制御部は、
早朝，夜間時において電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが回生電流が発生しない場合は、き電電圧の上昇に応じて、充電基準電圧を上昇させ、
早朝，夜間時において、電気車が存在し、その電気車から回生電流が発生した場合は、電力貯蔵装置と電気車の距離と回生電流に応じて、充電基準電圧を設定することを特徴とする直流電気鉄道の電力貯蔵装置。
【請求項２】
前記双方向チョッパの制御部は、
早朝，夜間時において、電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが、回生電流が発生しない場合は、充電基準電圧を下記（２）式により算出することを特徴とする請求項１記載の直流電気鉄道の電力貯蔵装置。
【数１】
【請求項３】
前記双方向チョッパの制御部は、
早朝，夜間時において、電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが、回生電流が発生しない場合は、充電基準電圧を下記（４），（５）式により算出することを特徴とする請求項１記載の直流電気鉄道の電力貯蔵装置。
【数２】
【請求項４】
前記双方向チョッパの制御部は、
走行電気車または司令所からの情報により走行電気車の有無を判断し、走行電気車が存在しない場合は、充電を開始しないことを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の直流電気鉄道の電力貯蔵装置。
【請求項１】
き電電圧が充電基準電圧以上の場合、き電電圧を双方向チョッパを介して蓄電手段に充電し、き電電圧が放電基準電圧以下の場合は、双方向チョッパを介して蓄電手段からき電線に放電することにより、当該き電電圧の電圧降下，電圧上昇を抑制する直流電気鉄道の電力貯蔵装置であって、
前記双方向チョッパの制御部は、
早朝，夜間時において電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが回生電流が発生しない場合は、き電電圧の上昇に応じて、充電基準電圧を上昇させ、
早朝，夜間時において、電気車が存在し、その電気車から回生電流が発生した場合は、電力貯蔵装置と電気車の距離と回生電流に応じて、充電基準電圧を設定することを特徴とする直流電気鉄道の電力貯蔵装置。
【請求項２】
前記双方向チョッパの制御部は、
早朝，夜間時において、電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが、回生電流が発生しない場合は、充電基準電圧を下記（２）式により算出することを特徴とする請求項１記載の直流電気鉄道の電力貯蔵装置。
【数１】
【請求項３】
前記双方向チョッパの制御部は、
早朝，夜間時において、電気車が存在しない場合、および、電気車は存在するが、回生電流が発生しない場合は、充電基準電圧を下記（４），（５）式により算出することを特徴とする請求項１記載の直流電気鉄道の電力貯蔵装置。
【数２】
【請求項４】
前記双方向チョッパの制御部は、
走行電気車または司令所からの情報により走行電気車の有無を判断し、走行電気車が存在しない場合は、充電を開始しないことを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の直流電気鉄道の電力貯蔵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１３３８（Ｐ２０１３−１３３８Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６９２５（Ｐ２０１１−１３６９２５）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
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