电力管理装置以及电力管理系统的制作方法

文档序号:8268444阅读:430来源:国知局
电力管理装置以及电力管理系统的制作方法
【专利说明】电力管理装置以及电力管理系统
[0001]关联申请的引用
[0002]本申请以基于在2012年11月29日申请的先行日本专利申请第2012-261363号、以及在2012年10月31日申请的先行日本专利申请第2012-240758号的优先权的利益为基础,并且要求该利益,通过引用在此包含其全部内容。
技术领域
[0003]本实施方式涉及电力管理装置以及电力管理系统。
【背景技术】
[0004]为了有效活用电力,在世界各国中,能源管理的搭配得到了发展。
[0005]作为该搭配之一,有BEMS (Building and Energy Management System:建筑物能源管理系统)。BEMS是指,用于通过建筑物的机器/设备等的电力管理来削减能源消耗量的系统。例如,能够使用根据需求响应进行电力的供求调整的技术等来实现建筑物的电力、电力量的削减。
[0006]作为铁路中的能源管理的搭配,有通过使用蓄电装置而实现的再生电力的有效活用等。再生电力被用作其他牵引列车的动力是普通的,但在不存在牵引列车的情况下,发生由再生失效所致的电力损耗。作为其对策,例如有在变电站中设置蓄电装置、积蓄再生电力来在列车的牵引时、紧急时利用的方法等(例如专利文献I)。
[0007]专利文献1:日本特开2009-67206号公报

【发明内容】

[0008]在蓄电装置中对再生电力进行蓄电的情况下,再生电力一次发生的电力、电力量大,且片断地发生,所以在限定的容量的蓄电装置中,如果不计划性地进行充放电,则无法高效地利用电力。因此,需要制作对再生电力进行蓄电的蓄电装置的充放电计划的系统。
[0009]另外,将蓄电装置的充电剩余量相对满充电时的电池容量的比例称为State OfCharge:充电状态(以下称为SOC)。根据蓄电装置的种类,存在用于防止蓄电装置的性能劣化的SOC的适合的范围,在该适合的SOC的范围内进行蓄电装置的充放电控制。另外,在以后的说明中,将蓄电装置的适合的SOC的范围称为SOC宽度。
[0010]另外,如上所述,在以往技术中,在SOC宽度内进行了蓄电装置中的计划性的充放电。但是,暂时地超过SOC宽度不会对蓄电装置的性能劣化造成大的影响。因此,在以往技术中,有时无法更高效地利用再生电力。
[0011]根据本实施方式,能够提供用于针对积蓄再生电力等电力并对馈电线或者配电系统放电的蓄电装置进行有效的充放电的电力管理装置。
[0012]实施方式的电力管理装置具备切换计划制作单元,所述切换计划制作单元制作用于针对设置在蓄电装置与配电系统侧之间的第I开闭器、以及设置在蓄电装置与馈电线侧之间的第2开闭器的开/闭的切换控制的切换计划。而且,具备切换决定/指令单元,所述切换决定/指令单元依照由该切换计划制作单元制作了的切换计划,决定针对第I开闭器以及第2开闭器的切换控制内容,对第I开闭器以及第2开闭器输出决定了的指令。
[0013]根据上述结构,上述切换计划制作单元根据包括运行时刻表的列车信息,判定直至任意的单位时间后有无再生电力在列车间流通,在有再生电力在列车间流通的情况下,制作设为关闭第I开闭器单位时间的切换计划,在没有再生电力在列车间流通的情况下,制作设为关闭第2开闭器单位时间的切换计划。
[0014]另外,其他实施方式的电力管理系统具有:蓄电装置,针对用于对地上设备供给电力的电力线和用于对列车供给电力的馈电线供给电力;第I开闭器,设置在所述蓄电装置与所述电力线之间;第2开闭器,设置在所述蓄电装置与所述馈电线之间;以及电力管理装置,进行所述第I开闭器和第2开闭器的开闭控制,该电力管理装置具备:计划制作单元,利用列车的运行时刻表,每隔规定的时间宽度判定列车间是否有再生电力的流通,根据其判定结果来制作针对所述第I开闭器和所述第2开闭器的开闭控制计划;以及控制单元,根据由所述计划制作单元制作了的开闭控制计划和所述蓄电装置的充电状态,控制所述第I开闭器和所述第2开闭器的开闭,以使所述蓄电装置的充电状态收敛于规定的充电范围,并且依据根据所述列车的运行时刻表而预测为在所述蓄电装置中被蓄电的再生电力量,来变更所述规定的充电范围。
[0015]另外,其他实施方式的电力管理装置控制将积蓄在蓄电装置中的电力经由电力线向地上设备供给以及经由馈电线向列车供给,所述电力管理装置具备:控制单元,控制设置在所述蓄电装置与所述电力线之间的第I开闭器以及设置在所述蓄电装置与所述馈电线之间的第2开闭器的开闭;以及计划制作单元,利用列车的运行时刻表,每隔规定的时间宽度判定列车间是否有再生电力的流通,根据其判定结果来制作针对所述第I开闭器和所述第2开闭器的开闭控制计划,所述控制单元根据由所述计划制作单元制作了的开闭控制计划和所述蓄电装置的充电状态,控制所述第I开闭器和所述第2开闭器的开闭,以使所述蓄电装置的充电状态收敛于规定的充电范围,并且依据根据所述列车的运行时刻表而预测为在所述蓄电装置中被蓄电的再生电力量,来变更所述规定的充电范围。
【附图说明】
[0016]图1是示出利用第I实施方式的电力管理装置的车站系统和电气铁路系统的概略结构的图。
[0017]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的框图。
[0018]图3是第I实施方式中的电力管理装置的框图。
[0019]图4是第I实施方式中的开闭器切换计划制作部的动作流程图。
[0020]图5是第I实施方式中的开闭器切换决定/指令部的动作流程图。
[0021]图6-1是示出第I实施方式中的与保存的控制结果有关的数据库的一个例子的图。
[0022]图6-2是示出各主电动机中的与理想再生电力量有关的数据库的一个例子的图。
[0023]图7是示出第2实施方式中的电力管理装置、关联机器、以及交换的数据和信号的流动的框图。
[0024]图8是第2实施方式中的电力管理装置的框图。
[0025]图9是第2实施方式中的开闭器切换决定/指令部的动作流程图。
[0026]图10是示出第2实施方式中的与保存的控制结果有关的数据库的一个例子的图。
[0027]图11是第3实施方式中的开闭器切换决定/指令部的动作流程图。
[0028]图12是例示第4实施方式中的开闭器切换决定/指令部的动作的流程图。
[0029]图13是例示第4实施方式中的开闭器切换决定/指令部的动作的流程图。
[0030]图14是示出第5实施方式中的电力管理装置、关联机器、以及交换的数据和电力的流动的框图。
[0031]图15是例示了数据库的数据结构的图。
[0032]图16是示出第5实施方式中的电力管理装置的结构的框图。
[0033]图17是例示第5实施方式中的开闭器切换决定/指令部的动作的流程图。
[0034](符号说明)
[0035]101:电力管理装置;102:列车;103:PCS ;104:开闭器A ;105:蓄电装置;106:开闭器B ;109:车站设备;121:数据库;131:开闭器切换计划制作部;132:开闭器切换决定/指令部;133:控制结果保存部。
【具体实施方式】
[0036](概要)
[0037]在以下说明的各实施方式中,设想了在车站中设置对在列车间未流通的再生电力进行蓄电的蓄电装置,在馈电线侧和配电系统侧的任意一个中都利用积蓄在蓄电装置中的电力。在该情况下,作为其结构,需要在馈电线与蓄电装置之间设置斩波器,需要在蓄电装置与配电系统之间设置PCS (Power Condit1ning System:功率调节系统)。但是,尚未开发具有高的绝缘耐性的PCS,并且即使开发了也很昂贵。因此,在蓄电装置与PCS之间,为了控制连接/切断,设置开闭器是现实的。另外,如果在蓄电装置与斩波器之间也设置开闭器,则具有不需要斩波器的细微的控制这样的优点。
[0038]因此,在实施方式的电力管理装置中,成为设置上述开闭器、进行其控制的结构。另外,使设想了设置在车站中的蓄电装置对在列车间未流通的再生电力进行蓄电,并将该积蓄了的电力向馈电线、配电系统放电。
[0039]另外,在上述结构中,为了高效地利用能源,实施方式的电力管理装置制作考虑了来自列车的再生电力进入到蓄电装置的定时、列车的牵引、车站设备的负载的开闭器的切换计划,进行以该计划为基础的控制。
[0040]为此,在以下说明的各实施方式中,提出如下电力管理装置作为其具体的装置结构,该电力管理装置具备:制作开闭器的切换计划的单元(后述的开闭器切换计划制作部131)、决定开闭器的切换并对开闭器的切换进行指令的单元(后述的开闭器切换决定/指令部132)、以及保存开闭器的切换结果的单元(后述的控制结果保存部133)。另外,在本说明书中,放电是指从蓄电装置向馈电线、配电系统供给电力。
[0041]以下,参照【附图说明】各实施方式的电力管理装置。
[0042](第I实施方式)
[0043]首先,详细说明利用第I实施方式的电力管理装置的车站系统和电气铁路系统。图1是示出利用第I实施方式的电力管理装置的车站系统和电气铁路系统的概略结构的图。
[0044]电气铁路系统内的列车102将从馈电线111供给的电力作为动力源而动作。从变电站(未图示)向馈电线111供给电力。
[0045]在车站中,设置了电梯、自动扶梯、照明等各种车站设备109。
[0046]设想了在车站中设置蓄电装置105。这样的原因在于,例如,如果在变电站中设置蓄电装置105,则由于变电站处于车站之间等一般远离车站的位置,所以在蓄电以及放电时发生输电损耗。在蓄电装置105中,对在电气铁路系统内的列车102的列车间未流通的再生电力进行蓄电。列车102的再生电力通过馈电线111,由斩
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