特許 7580676 電力制御装置、電力制御システム、電力制御方法、および電力制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-31

(45)【発行日】2024-11-11

(54)【発明の名称】電力制御装置、電力制御システム、電力制御方法、および電力制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B60M 3/00 20060101AFI20241101BHJP

【ＦＩ】

B60M3/00 Z

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2024540822

(86)(22)【出願日】2024-02-20

(86)【国際出願番号】 JP2024006116

【審査請求日】2024-07-04

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】石山 琢麻

(72)【発明者】

【氏名】倉橋 一豪

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅也

(72)【発明者】

【氏名】進士 晃輔

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１３２９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第４２０７５２９（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－７３０１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｍ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備、前記電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象から状態データを取得するデータ取得部と、
前記き電系統設備、前記電車、および前記駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、前記被制御対象とは異なる前記被管理対象の前記状態データに基づいて算出する演算部と、
算出された前記制御パラメータを前記被制御対象へ送信する送信処理部と、を備え、
前記データ取得部は、前記き電系統設備および前記駅設備を含む鉄道システムの外部の施設であって、前記鉄道システムから供給される電力を利用できる外部施設の状態データを更に取得し、
前記演算部は、取得された前記外部施設の前記状態データに基づいて、前記被制御対象の制御に用いる前記制御パラメータを算出する
ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項2】

前記演算部は、前記被制御対象における電力の制御に用いる前記制御パラメータを、前記被制御対象とは異なる前記被管理対象の前記状態データを含む状態データ群に基づいて算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。

【請求項3】

前記駅設備には、前記電車が発生する回生電力を取り込んで他の前記駅設備または前記外部施設へ電力を供給する電源装置が含まれており、
前記データ取得部は、前記被管理対象である前記電源装置の前記状態データを取得し、
前記送信処理部は、前記被制御対象である前記電源装置へ前記制御パラメータを送信する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力制御装置。

【請求項4】

前記データ取得部は、前記状態データとして、前記被管理対象における電気的状態を示すデータおよび物理的状態を示すデータのうち少なくとも一方を取得する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力制御装置。

【請求項5】

前記データ取得部は、前記状態データとして、前記被管理対象の位置の気象データを更に取得し、
前記演算部は、取得された前記気象データに基づいて、前記被制御対象の制御に用いる前記制御パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力制御装置。

【請求項6】

前記被管理対象は、複数の鉄道事業者により管理され、
前記データ取得部は、複数の前記鉄道事業者により管理される前記被管理対象の前記状態データを取得し、
前記送信処理部は、複数の前記鉄道事業者により管理される前記被制御対象へ前記制御パラメータを送信する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力制御装置。

【請求項7】

前記演算部は、
前記き電系統設備および前記駅設備を含む鉄道システムの電力消費を、前記状態データと前記電車の運行ダイヤとに基づいてシミュレーションするシミュレータと、
前記シミュレータによるシミュレーションの結果に基づいて前記制御パラメータを算出する制御パラメータ算出部と、を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力制御装置。

【請求項8】

前記制御パラメータ算出部は、複数の目的関数に基づいて前記制御パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の電力制御装置。

【請求項9】

前記制御パラメータ算出部は、複数の前記目的関数の各々の重み付けを調整して、各々の前記重み付けが調整された複数の前記目的関数に基づいて前記制御パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項８に記載の電力制御装置。

【請求項10】

前記制御パラメータ算出部は、複数の前記目的関数の各々の前記重み付けを指定する操作に従って前記重み付けを調整する
ことを特徴とする請求項９に記載の電力制御装置。

【請求項11】

前記制御パラメータ算出部は、前記状態データに基づいて複数の前記目的関数の各々の前記重み付けを調整する
ことを特徴とする請求項９に記載の電力制御装置。

【請求項12】

前記演算部は、前記データ取得部により前記状態データが取得されたときに、取得された前記状態データの演算により前記制御パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力制御装置。

【請求項13】

前記演算部は、設定された期間における前記状態データの演算により前記制御パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力制御装置。

【請求項14】

前記演算部は、前記設定された期間の時期的な種別を示す種別情報が紐付けられた前記制御パラメータである時期別制御パラメータを保持し、保持されている前記時期別制御パラメータの中から前記種別情報に基づいて前記時期別制御パラメータを選択することによって、前記送信処理部による送信が予定される前記制御パラメータを決定する
ことを特徴とする請求項１３に記載の電力制御装置。

【請求項15】

電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備、前記電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象から状態データを取得するデータ取得部と、
前記き電系統設備、前記電車、および前記駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、前記被制御対象とは異なる前記被管理対象の前記状態データに基づいて算出する演算部と、
算出された前記制御パラメータを前記被制御対象へ送信する送信処理部と、を備え、
前記演算部は、
前記き電系統設備および前記駅設備を含む鉄道システムの電力消費を、前記状態データと前記電車の運行ダイヤとに基づいてシミュレーションするシミュレータと、
前記シミュレータによるシミュレーションの結果に基づいて前記制御パラメータを算出する制御パラメータ算出部と、を有し、
前記制御パラメータ算出部は、複数の目的関数に基づいて前記制御パラメータを算出し、
複数の前記目的関数には、前記鉄道システム、および前記鉄道システムの外部の施設であって前記鉄道システムから供給される電力を利用できる外部施設のうち少なくとも一方における二酸化炭素排出量を表す第１の目的関数と、前記鉄道システムおよび前記外部施設のうち少なくとも一方における電気料金を表す第２の目的関数と、前記鉄道システムおよび前記外部施設のうち少なくとも一方における電力系統の安定性を表す第３の目的関数と、前記電車の実際の運行と前記運行ダイヤとのずれを表す第４の目的関数と、が含まれる
ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項16】

電車と、
駅設備と、
前記電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備と、
前記電車、前記駅設備、および前記き電系統設備のうち少なくとも一つの被管理対象の状態データを取得するデータ取得部と、前記電車、前記駅設備、および前記き電系統設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、前記被制御対象とは異なる前記被管理対象の前記状態データに基づいて算出する演算部と、算出された前記制御パラメータを前記被制御対象へ送信する送信処理部とを有する電力制御装置と、を備え、
前記データ取得部は、前記き電系統設備および前記駅設備を含む鉄道システムの外部の施設であって、前記鉄道システムから供給される電力を利用できる外部施設の状態データを更に取得し、
前記演算部は、取得された前記外部施設の前記状態データに基づいて、前記被制御対象の制御に用いる前記制御パラメータを算出する
ことを特徴とする電力制御システム。

【請求項17】

電車と、
駅設備と、
前記電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備と、
前記電車、前記駅設備、および前記き電系統設備のうち少なくとも一つの被管理対象の状態データを取得するデータ取得部と、前記電車、前記駅設備、および前記き電系統設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、前記被制御対象とは異なる前記被管理対象の前記状態データに基づいて算出する演算部と、算出された前記制御パラメータを前記被制御対象へ送信する送信処理部とを有する電力制御装置と、を備え、
前記演算部は、
前記き電系統設備および前記駅設備を含む鉄道システムの電力消費を、前記状態データと前記電車の運行ダイヤとに基づいてシミュレーションするシミュレータと、
前記シミュレータによるシミュレーションの結果に基づいて前記制御パラメータを算出する制御パラメータ算出部と、を有し、
前記制御パラメータ算出部は、複数の目的関数に基づいて前記制御パラメータを算出し、
複数の前記目的関数には、前記鉄道システム、および前記鉄道システムの外部の施設であって前記鉄道システムから供給される電力を利用できる外部施設のうち少なくとも一方における二酸化炭素排出量を表す第１の目的関数と、前記鉄道システムおよび前記外部施設のうち少なくとも一方における電気料金を表す第２の目的関数と、前記鉄道システムおよび前記外部施設のうち少なくとも一方における電力系統の安定性を表す第３の目的関数と、前記電車の実際の運行と前記運行ダイヤとのずれを表す第４の目的関数と、が含まれる
ことを特徴とする電力制御システム。

【請求項18】

電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備、前記電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象から状態データを取得するステップと、
前記き電系統設備、前記電車、および前記駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、前記被制御対象とは異なる前記被管理対象の前記状態データに基づいて算出するステップと、
算出された前記制御パラメータを前記被制御対象へ送信するステップと、を含み、
前記状態データを取得する前記ステップでは、前記き電系統設備および前記駅設備を含む鉄道システムの外部の施設であって、前記鉄道システムから供給される電力を利用できる外部施設の状態データを更に取得し、
前記制御パラメータを算出する前記ステップでは、取得された前記外部施設の前記状態データに基づいて、前記被制御対象の制御に用いる前記制御パラメータを算出する
ことを特徴とする電力制御方法。

【請求項19】

電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備、前記電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象から状態データを取得するステップと、
前記き電系統設備、前記電車、および前記駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、前記被制御対象とは異なる前記被管理対象の前記状態データに基づいて算出するステップと、
算出された前記制御パラメータを前記被制御対象へ送信するステップと、を含み、
前記制御パラメータを演算する前記ステップは、
前記き電系統設備および前記駅設備を含む鉄道システムの電力消費を、前記状態データと前記電車の運行ダイヤとに基づいてシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションの結果に基づいて前記制御パラメータを算出するステップと、を含み、
前記シミュレーションの結果に基づいて前記制御パラメータを算出する前記ステップでは、複数の目的関数に基づいて前記制御パラメータを算出し、
複数の前記目的関数には、前記鉄道システム、および前記鉄道システムの外部の施設であって前記鉄道システムから供給される電力を利用できる外部施設のうち少なくとも一方における二酸化炭素排出量を表す第１の目的関数と、前記鉄道システムおよび前記外部施設のうち少なくとも一方における電気料金を表す第２の目的関数と、前記鉄道システムおよび前記外部施設のうち少なくとも一方における電力系統の安定性を表す第３の目的関数と、前記電車の実際の運行と前記運行ダイヤとのずれを表す第４の目的関数と、が含まれる
ことを特徴とする電力制御方法。

【請求項20】

コンピュータに、
電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備、前記電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象から状態データを取得するステップと、
前記き電系統設備、前記電車、および前記駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、前記被制御対象とは異なる前記被管理対象の前記状態データに基づいて算出するステップと、
算出された前記制御パラメータを前記被制御対象へ送信するステップと、を実行させ、
前記状態データを取得する前記ステップでは、前記き電系統設備および前記駅設備を含む鉄道システムの外部の施設であって、前記鉄道システムから供給される電力を利用できる外部施設の状態データを更に取得し、
前記制御パラメータを算出する前記ステップでは、取得された前記外部施設の前記状態データに基づいて、前記被制御対象の制御に用いる前記制御パラメータを算出する
ことを特徴とする電力制御プログラム。

【請求項21】

コンピュータに、
電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備、前記電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象から状態データを取得するステップと、
前記き電系統設備、前記電車、および前記駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、前記被制御対象とは異なる前記被管理対象の前記状態データに基づいて算出するステップと、
算出された前記制御パラメータを前記被制御対象へ送信するステップと、を実行させ、
前記制御パラメータを演算する前記ステップは、
前記き電系統設備および前記駅設備を含む鉄道システムの電力消費を、前記状態データと前記電車の運行ダイヤとに基づいてシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションの結果に基づいて前記制御パラメータを算出するステップと、を含み、
前記シミュレーションの結果に基づいて前記制御パラメータを算出する前記ステップでは、複数の目的関数に基づいて前記制御パラメータを算出し、
複数の前記目的関数には、前記鉄道システム、および前記鉄道システムの外部の施設であって前記鉄道システムから供給される電力を利用できる外部施設のうち少なくとも一方における二酸化炭素排出量を表す第１の目的関数と、前記鉄道システムおよび前記外部施設のうち少なくとも一方における電気料金を表す第２の目的関数と、前記鉄道システムおよび前記外部施設のうち少なくとも一方における電力系統の安定性を表す第３の目的関数と、前記電車の実際の運行と前記運行ダイヤとのずれを表す第４の目的関数と、が含まれる
ことを特徴とする電力制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力系統を制御する電力制御装置、電力制御システム、電力制御方法、および電力制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電車および駅を含む鉄道システムにおける電力の有効利用を図るための種々の技術が提案されている。

【0003】

特許文献１には、電車の回生動作により発生する回生電力を蓄電装置において蓄え、蓄電装置に蓄えられた電力を電車または駅にて利用する鉄道システムが開示されている。特許文献１によると、鉄道システムのエネルギー管理を担う電力管理システムは、運行ダイヤに従って電車が走行した場合における電車の消費電力量の推移と電車が発生する回生電力量の推移とを算出することにより、蓄電装置における蓄電量の推移と蓄電装置による放電量の推移とを推測する。かかる電力管理システムは、蓄電量の推移と放電量の推移とを推測した結果に基づいて蓄電装置を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－３２９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

鉄道システムがエネルギー管理の範囲とされる場合において、鉄道システムに含まれる設備の状況に応じて鉄道システムの全体における適切な電力利用が可能であることが望まれる。

【0006】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、鉄道システムに含まれる設備の状況に応じた適切な電力利用を行わせることを可能とする電力制御装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る電力制御装置は、電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備、電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象から状態データを取得するデータ取得部と、き電系統設備、電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、被制御対象とは異なる被管理対象の状態データに基づいて算出する演算部と、算出された制御パラメータを被制御対象へ送信する送信処理部と、を備える。データ取得部は、き電系統設備および駅設備を含む鉄道システムの外部の施設であって、鉄道システムから供給される電力を利用できる外部施設の状態データを更に取得する。演算部は、取得された外部施設の状態データに基づいて、被制御対象の制御に用いる制御パラメータを算出する。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る電力制御装置は、鉄道システムに含まれる設備の状況に応じた適切な電力利用を行わせることができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る電力制御システムによるエネルギー管理の対象の例を示す模式図

【図2】実施の形態１に係る電力制御システムの構成例を示す図

【図3】実施の形態１に係る電力制御システムによる動作手順の例を示すフローチャート

【図4】実施の形態１の変形例に係る演算部の構成例を示す図

【図5】実施の形態１の変形例に係る演算部において保持される時期別制御パラメータの例を示す図

【図6】実施の形態１の変形例において送信処理部により制御パラメータが送信されるスケジュールの例を示す図

【図7】実施の形態１の変形例に係る電力制御システムによる動作手順の例を示すフローチャート

【図8】実施の形態１に係る電力制御装置のハードウェア構成例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、実施の形態に係る電力制御装置、電力制御システム、電力制御方法、および電力制御プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電力制御システムによるエネルギー管理の対象の例を示す模式図である。実施の形態１に係る電力制御システムは、鉄道システム１の電力系統を制御する。鉄道システム１は、鉄道を運行する電車５と、電車５へ電気を送る設備を含むき電系統設備２と、鉄道の駅３とを含む。また、電力制御システムは、鉄道システム１と外部施設１３とのエネルギー管理を担う。外部施設１３は、鉄道システム１の外部の施設であって、鉄道システム１から供給される電力を利用可能な施設である。実施の形態１では、エネルギー管理とは、鉄道システム１および外部施設１３における電力の利用状況をモニタすることによって、鉄道システム１と外部施設１３とを含むシステム全体における電力の利用状況を把握することを指すものとする。このように、電力制御システムによるエネルギー管理が実行される範囲には、鉄道システム１と外部施設１３とが含まれている。

【0012】

変電所６は、電車５へ電気を送る設備である。変電所６には、商用系統から交流電圧が供給される。変電所６は、交流電圧を降圧し、交流電圧を直流電圧へ変換する。変電所６は、直流電圧をき電線７へ供給する。実施の形態１において、き電系統設備２とは、例えば、変電所６およびき電線７である。なお、き電線７に接続される変電所６の数は任意であるものとする。図１では、商用系統の図示を省略する。

【0013】

鉄道を運行する複数の電車５は、レール８を走行する。各電車５は、き電線７から電力が供給されることによって力行する。図１では、レール８を走行する複数の電車５のうちの１つを示す。各電車５は、回生動作により回生電力を発生させる。例えば、ある１つの電車５にて回生電力が発生した場合に、当該電車５の近くを走行する電車５は、その回生電力を、力行または車両機器の駆動に利用することができる。車両機器とは、電車５に設置されている電気機器であって、空調機器または照明機器などである。き電系統設備２で余剰となった回生電力は、駅３に設置されている電源装置９にて回収される。

【0014】

鉄道システム１には、鉄道の路線に設置されている複数の駅３が含まれる。図１には、鉄道の路線に設置されている複数の駅３のうちの１つを示す。駅３には、電源装置９と、複数の駅舎設備１０と、送電設備１１とが設置されている。電源装置９と、複数の駅舎設備１０と、送電設備１１との各々は、鉄道の駅３に設置される設備である。実施の形態１では、鉄道の駅３に設置されるこれらの設備の各々を、駅設備と称する。なお、図１では、複数の駅舎設備１０のうちの１つを示している。

【0015】

複数の駅舎設備１０の各々は、駅舎に設置される電気設備である。駅舎設備１０の例は、空調機器、照明機器、自動改札機、掲示板、サイネージ、または昇降機などである。電源装置９と、複数の駅舎設備１０と、送電設備１１との各々は、配線１２を介して互いに接続されている。

【0016】

電源装置９は、電車５が発生する回生電力を取り込んで、回生電力を蓄える。電源装置９は、回生電力を直流電力から交流電力へ変換する。電源装置９は、電力制御システムによる制御に従い、複数の駅舎設備１０と送電設備１１とのうち少なくとも１つへ電力を供給する。送電設備１１は、電源装置９により供給された電力を外部施設１３へ送る。電源装置９は、電車５が発生する回生電力を取り込んで駅設備および外部施設１３の各々へ電力を供給する。

【0017】

なお、駅３には、駅設備である太陽光発電装置が設置されても良い。太陽光発電装置は、電力制御システムによる制御に従い、複数の駅舎設備１０と送電設備１１とのうち少なくとも１つへ電力を供給する。送電設備１１は、太陽光発電装置により供給された電力を外部施設１３へ送る。送電設備１１は、電源装置９へ電力を供給しても良い。この場合、電源装置９は、太陽光発電装置により供給された電力を蓄える。

【0018】

駅３には、駅設備であるＥＶ（Electric Vehicle）充電装置が設置されても良い。ＥＶ充電装置は、駅３の駐車場に設置される。ＥＶ充電装置は、電力制御システムによる制御に従い、ＥＶへ電力を供給する。ＥＶは、ＥＶ充電装置に接続されることによって充電を行う。

【0019】

外部施設１３は、例えば、商業ビルまたはオフィスビルといった施設、集合住宅、あるいは戸建住宅である。外部施設１３には、送電設備１１から送られる電力により駆動する電気機器が設置されている。かかる電気機器は、空調機器、照明機器、昇降機、または家庭用電気機械器具などである。なお、送電設備１１に接続される外部施設１３の数は任意であるものとする。

【0020】

実施の形態１において、外部施設１３における電力の利用状況の管理は、電力制御システムによって行われる。一方、電力制御システムは、外部施設１３における電力利用に関する制御に関与しないものとする。外部施設１３における電力利用に関する制御は、外部施設１３において独自に実行される。このように、外部施設１３は、電力の利用状況が電力制御システムによって管理される対象には該当し、電力制御システムによって制御される対象には該当しないものとする。なお、電力の利用状況が電力制御システムによって管理される外部施設１３の中には、電力制御システムによって制御される対象に該当する施設が含まれていても良い。

【0021】

次に、電力制御システムの構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る電力制御システム２０の構成例を示す図である。電力制御システム２０は、複数の電車５、駅設備、き電系統設備２、および電力制御装置２１を備える。電力制御装置２１は、例えば、鉄道システム１の運転指令所に設置される。運転指令所の指令員は、電車５の運行状況を監視して電車５の乗務員または駅員へ業務指示を行う。なお、図２では、複数の電車５、駅設備、およびき電系統設備２の図示を省略する。

【0022】

実施の形態１において、被管理対象とは、電力制御装置２１によって電力の利用状況が管理される対象とする。電力制御装置２１は、被管理対象の状態をモニタする。各電車５、き電系統設備２の変電所６、各駅設備、および外部施設１３の各々は、被管理対象である。図２には、複数の被管理対象のうちの１つを示す。各被管理対象は、電力制御装置２１へ状態データを送信する。電力制御装置２１は、各被管理対象の状態データを取得する。電力制御装置２１は、取得された状態データに基づいて、鉄道システム１および外部施設１３における電力の利用状況をモニタする。状態データは、被管理対象の電気的状態を示すデータと被管理対象の物理的状態を示すデータとの少なくとも一方を含む。状態データの詳細については後述する。

【0023】

複数の被管理対象のうちの一部についての状態データは、クラウド環境に一時的に蓄えられて、クラウド環境から電力制御装置２１へ送信されても良い。図２には、クラウド環境において状態データを蓄えるクラウドサーバ４１を示す。図２に示すクラウドサーバ４１は、電力制御システム２０の構成要素の１つである。クラウドサーバ４１は、クラウドサービスプラットフォームにおいて提供されるコンピュータ資源を含むクラウド環境に構築されるサーバである。クラウドサーバ４１は、ネットワークに接続されている。被管理対象から送信された状態データは、ネットワークを介してクラウドサーバ４１へ入力される。

【0024】

複数の被管理対象のうち電力制御装置２１へ状態データを送信する被管理対象の各々は、ネットワークに接続されており、ネットワークを介して電力制御装置２１へ状態データを送信する。クラウドサーバ４１は、ネットワークを介して電力制御装置２１へ状態データを送信する。実施の形態１において、ネットワークは、例えば、インターネットなどのＷＡＮ（Wide Area Network）であるが、ＬＡＮ（Local Area Network）であっても良い。

【0025】

電力制御システム２０は、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ：Human Machine Interface）４２を備える。ＨＭＩ４２は、電力制御装置２１へ入力される情報を受け付け、かつ電力制御装置２１から送信された情報を出力する入出力装置である。ＨＭＩ４２は、ネットワークに接続されている。ＨＭＩ４２は、ネットワークを介して電力制御装置２１へ情報を送信する。電力制御装置２１は、ネットワークを介してＨＭＩ４２へ情報を送信する。ＨＭＩ４２は、例えば、電力制御装置２１に設けられていても良い。

【0026】

電力制御装置２１は、データ取得部２２と、データ保持部２３と、演算部２４と、送信処理部２５と、通信部２６とを備える。

【0027】

通信部２６は、情報の送受信を行うためのインタフェースであり、電力制御装置２１の外部の装置との通信を行う。図２に示す例において、通信部２６は、複数の被管理対象、クラウドサーバ４１、およびＨＭＩ４２の各々との通信を行う。また、通信部２６は、後述する被制御対象との通信を行う。通信部２６は、例えば有線ネットワーク端子であるＬＡＮ端子であるが、これに限られず、ワイヤレスＬＡＮ方式によって無線通信を行っても良い。

【0028】

通信部２６は、複数の被管理対象の各々から送信される状態データを受信する。複数の被管理対象のうちの一部についての状態データがクラウドサーバ４１に蓄えられる場合は、データ取得部２２は、クラウドサーバ４１から送信される状態データを受信する。通信部２６は、受信された状態データをデータ取得部２２へ出力する。これにより、データ取得部２２は、複数の被管理対象から状態データを取得する。データ取得部２２が取得する状態データは、き電系統設備２、電車５、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象の状態データである。データ取得部２２は、被管理対象の電気データおよび物理データのうちの少なくとも一方を取得する。データ取得部２２は、取得された状態データをデータ保持部２３へ出力する。

【0029】

通信部２６は、ＨＭＩ４２から送信されるシミュレーション条件情報を受信する。通信部２６は、受信されたシミュレーション条件情報をデータ取得部２２へ出力する。これにより、データ取得部２２は、シミュレーション条件情報を取得する。シミュレーション条件情報は、後述するシミュレータ３４が実行するシミュレーションの条件を示す情報である。データ取得部２２は、取得されたシミュレーション条件情報をデータ保持部２３へ出力する。

【0030】

データ保持部２３は、状態データ保持部３１、シミュレーション条件保持部３２、および制御パラメータ保持部３３を備える。状態データ保持部３１は、データ保持部２３へ入力された状態データを保持する。シミュレーション条件保持部３２は、データ保持部２３へ入力されたシミュレーション条件情報を保持する。このように、データ保持部２３は、データ取得部２２により取得された状態データとシミュレーション条件情報とを保持する。

【0031】

シミュレーション条件情報には、車両特性情報と、運行ダイヤ情報と、路線情報と、変電所特性情報とが含まれる。車両特性情報は、複数の電車５の各々である車両の特性を示す情報である。運行ダイヤ情報は、複数の電車５の各々の運行ダイヤを示す情報である。路線情報は、複数の電車５の各々について、電車５が運行される鉄道路線を示す情報である。路線情報には、各電車５の具体的な走行経路である運行系統の情報が含まれる。変電所特性情報は、変電所６の特性を示す情報である。

【0032】

なお、車両特性情報、運行ダイヤ情報、路線情報、および変電所特性情報の各情報は、シミュレーション条件情報に含まれる情報の例であるものとする。シミュレーション条件情報には、車両特性情報、運行ダイヤ情報、路線情報、および変電所特性情報のうちの１つ以上の情報が含まれていなくても良い。シミュレーション条件情報には、車両特性情報、運行ダイヤ情報、路線情報、および変電所特性情報以外の情報が含まれても良い。

【0033】

データ保持部２３には、演算部２４により算出された制御パラメータが入力される。制御パラメータ保持部３３は、データ保持部２３へ入力されたシミュレーション条件情報を保持する。このように、データ保持部２３は、演算部２４により算出された制御パラメータを保持する。

【0034】

演算部２４は、データ取得部２２により取得された状態データの演算により、鉄道システム１の電力利用に関しての制御に使用される制御パラメータを算出する。演算部２４は、き電系統設備２、電車５、および駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、被制御対象とは異なる被管理対象の状態データに基づいて算出する。実施の形態１において、被制御対象とは、電力制御装置２１によって電力の制御が実行される対象とする。

【0035】

演算部２４は、シミュレータ３４と制御パラメータ算出部３５とを備える。シミュレータ３４は、鉄道システム１の電力消費を、状態データと電車５の運行ダイヤとに基づいてシミュレーションする。シミュレータ３４が実行するシミュレーションは、後述する運行シミュレーション、および、後述する電力シミュレーションである。制御パラメータ算出部３５は、シミュレータ３４によるシミュレーションの結果に基づいて制御パラメータを算出する。制御パラメータ算出部３５は、算出された制御パラメータを制御パラメータ保持部３３へ出力する。制御パラメータ算出部３５により算出された制御パラメータは、制御パラメータ保持部３３において保持される。

【0036】

演算部２４は、データ取得部２２により取得された状態データについて、ＨＭＩ４２での表示のための加工を行うデータ加工部を備える。データ加工部は、加工後の状態データを通信部２６へ出力する。通信部２６は、加工後の状態データをＨＭＩ４２へ送信する。データ加工部の図示は省略する。

【0037】

シミュレータ３４は、状態データ保持部３１から状態データを読み出す。シミュレータ３４は、シミュレーション条件保持部３２からシミュレーション条件情報を読み出す。シミュレータ３４は、読み出されたシミュレーション条件情報に含まれる運行ダイヤ情報および路線情報に基づいて、運行シミュレーションを実行する。運行シミュレーションは、運行ダイヤに示される路線にて電車５を運行した場合における運行状況についてのシミュレーションである。

【0038】

また、シミュレータ３４は、読み出された状態データと、運行シミュレーションの結果と、読み出されたシミュレーション条件情報に含まれる車両特性情報および変電所特性情報とに基づいて、電力シミュレーションを実行する。電力シミュレーションは、鉄道システム１における電力消費についてのシミュレーションである。シミュレータ３４は、運行シミュレーションの結果に従って電車５を運行した場合における電力シミュレーションを実行する。シミュレータ３４は、電力シミュレーションの結果を制御パラメータ算出部３５へ出力する。また、シミュレータ３４は、電力シミュレーションの結果を通信部２６へ出力する。通信部２６は、電力シミュレーションの結果をＨＭＩ４２へ送信する。

【0039】

制御パラメータ算出部３５は、電力シミュレーションの結果に基づいて制御パラメータを算出する。その際に、制御パラメータ算出部３５は、互いに異なる目的を表す複数の目的関数に基づいて制御パラメータを算出する。制御パラメータ算出部３５は、複数の目的関数の各々を最適化させる制御パラメータを算出する。ここでは、複数の目的関数は、４つの目的関数であるものとする。

【0040】

４つの目的関数のうち第１の目的関数は、鉄道システム１および外部施設１３のうち少なくとも一方における二酸化炭素排出量を表す。第１の目的関数により表される目的は、鉄道システム１と外部施設１３とを含むシステム全体における二酸化炭素排出量を最小化させることである。二酸化炭素排出量を最小化させるとは、電力系統において消費または損失される電力量を最小化させること、または、商用系統から鉄道システム１へ供給される電力量を最小化させることともいえる。

【0041】

４つの目的関数のうち第２の目的関数は、鉄道システム１および外部施設１３のうち少なくとも一方における電気料金を表す。第２の目的関数により表される目的は、鉄道システム１と外部施設１３とを含むシステム全体における電気料金を最小化させることである。ここで、システム全体における電気料金を最小化させるとは、当該システム全体の中で電気料金が課せられる全ての施設の各々における電気料金を合計した額を最小化させることを指すものとする。

【0042】

４つの目的関数のうち第３の目的関数は、鉄道システム１および外部施設１３のうち少なくとも一方における電力系統の安定性を表す。第３の目的関数により表される目的は、鉄道システム１および外部施設１３における電力系統を安定化させることである。電力系統の安定化には、例えば、天候の変化があった場合における電力潮流の急変を緩和させることなどが含まれる。

【0043】

４つの目的関数のうち第４の目的関数は、電車５の実際の運行と運行ダイヤとのずれを表す。第４の目的関数により表される目的は、電車５の実際の運行と運行ダイヤとのずれを最小化させることである。

【0044】

制御パラメータ算出部３５は、複数の目的関数の各々の重み付けを調整する。制御パラメータ算出部３５は、各々の重み付けが調整された複数の目的関数に基づいて制御パラメータを算出する。

【0045】

ここで、複数の目的関数の各々について、重み付けを表す係数をω_kとする。ｋは１からｍまでの整数を表す。ｍは、目的関数の個数を表す。制御パラメータ算出部３５は、各係数であるω₁，・・・，ω_mを調整する。上記の例では、ｍ＝４である。ω₁は、第１の目的関数の重み付けを表す係数である。ω₂は、第２の目的関数の重み付けを表す係数である。ω₃は、第３の目的関数の重み付けを表す係数である。ω₄は、第４の目的関数の重み付けを表す係数である。

【0046】

以下の説明にて、ｘは制御パラメータ、Ｆ_k（ｘ）は複数の目的関数の各々を表すものとする。Ｆ₁（ｘ）は、第１の目的関数を表す。Ｆ₂（ｘ）は、第２の目的関数を表す。Ｆ₃（ｘ）は、第３の目的関数を表す。Ｆ₄（ｘ）は、第４の目的関数を表す。

【0047】

制御パラメータ算出部３５は、Ｆ_k（ｘ）の総和であるＦ（ｘ）が最小または最大となるｘを求める。Ｆ（ｘ）は、次の式（１）により表される。
Ｆ（ｘ）＝ω₁×Ｆ₁（ｘ）＋ω₂×Ｆ₂（ｘ）＋ω₃×Ｆ₃（ｘ）＋ω₄×Ｆ₄（ｘ） ・・・（１）

【0048】

このように、制御パラメータ算出部３５は、各々の重み付けが調整された複数の目的関数に基づいて制御パラメータを算出する。

【0049】

ここで、鉄道システム１と外部施設１３とを含むシステム全体における二酸化炭素排出量の最小化のみを目的として鉄道システム１を制御する場合における制御の態様を、第１の制御モードとする。鉄道システム１と外部施設１３とを含むシステム全体における電気料金の最小化のみを目的として鉄道システム１を制御する場合における制御の態様を、第２の制御モードとする。鉄道システム１および外部施設１３における電力系統の安定化のみを目的として鉄道システム１を制御する場合における制御の態様を、第３の制御モードとする。電車５の実際の運行と運行ダイヤとのずれの最小化のみを目的として鉄道システム１を制御する場合における制御の態様を、第４の制御モードとする。係数の集合［ω₁，ω₂，ω₃，ω₄］に含まれる要素である各係数を調整することは、これらの各制御モードによる制御の割合を調整することといえる。以下の説明において、制御モードの割合を調整するとは、複数の目的関数の各々についての重み付けを調整することを指すものとする。制御モードの割合とは、係数の集合［ω₁，ω₂，ω₃，ω₄］における各係数の配分を表す。以下、係数の集合［ω₁，ω₂，ω₃，ω₄］を、モード割合情報と称する。

【0050】

ＨＭＩ４２は、通信部４３と、情報を表示する表示部４４と、情報入力のための操作を受け付ける操作部４５とを備える。通信部４３は、ＨＭＩ４２の外部の装置との通信を行う。図２に示す例において、通信部４３は、電力制御装置２１との通信を行う。

【0051】

通信部４３は、表示のための加工が施された状態データを受信し、受信された状態データを表示部４４へ出力する。表示部４４は、表示部４４へ入力された状態データを表示する。ＨＭＩ４２は、制御パラメータ算出部３５により算出された制御パラメータを通信部４３にて受信し、制御パラメータに基づいて、電力制御システム２０による鉄道システム１の制御の状況についての表示を表示部４４にて行うこととしても良い。通信部４３は、シミュレータ３４による電力シミュレーションの結果を受信し、電力シミュレーションの結果を表示部４４へ出力する。表示部４４は、表示部４４へ入力された電力シミュレーションの結果を表示する。

【0052】

操作部４５は、鉄道システム１の運転指令所にて監視制御業務に従事する指令員によって操作される。操作部４５は、制御モードの割合を指定するための操作を受け付ける。すなわち、操作部４５は、複数の目的関数の各々の重み付けを指定する操作を受け付ける。通信部４３は、操作部４５への操作によってＨＭＩ４２へ入力された入力情報を電力制御装置２１へ送信する。電力制御装置２１の通信部２６は、入力情報を受信し、入力情報を演算部２４へ出力する。制御パラメータ算出部３５は、演算部２４へ入力された入力情報に従ってモード割合情報を設定する。このようにして、制御パラメータ算出部３５は、操作部４５への操作に従って、複数の目的関数の各々の重み付けを調整する。

【0053】

送信処理部２５は、制御パラメータ算出部３５により算出された制御パラメータを、通信部２６を介して被制御対象へ送信する。送信処理部２５は、送信データ作成部３６と、送信対象判別部３７と、送信データ出力部３８とを備える。

【0054】

送信データ作成部３６は、制御パラメータ保持部３３から制御パラメータを読み出し、送信データを作成する。送信データは、制御パラメータ保持部３３から読み出された制御パラメータを含むデータであって、被制御対象である設備へ送信されるデータである。電車５、き電系統設備２の変電所６、および駅施設の各々は、被制御対象である。電力の利用状況が電力制御システム２０によって管理される外部施設１３の中には、被制御対象に該当する施設が含まれていても良い。送信データ作成部３６は、作成された送信データを送信対象判別部３７へ出力する。電気利用に関する制御については後述する。

【0055】

送信対象判別部３７は、送信データを送信する対象である被制御対象を、送信データに基づいて判別する。送信対象判別部３７は、判別された被制御対象を示す情報が紐付けられた送信データを送信データ出力部３８へ出力する。送信データ出力部３８は、送信データを通信部２６へ出力する。通信部２６は、送信データに紐付けられている情報に示される被制御対象へ送信データを送信する。図２において、通信部２６から電力制御装置２１の外部へ向かう矢印は、通信部２６から被制御対象へ送信データが送信されることを表す。

【0056】

次に、データ取得部２２によって取得される状態データの例について説明する。以下、状態データのうち被管理対象の電気的状態を示すデータを、電気データと称する。また、状態データのうち被管理対象の物理的状態を示すデータを、物理データと称する。

【0057】

データ取得部２２は、電車５の電気データおよび電車５の物理データを取得する。電車５の電気データの例は、電車５へ供給される電圧、電流、電力、または電力量のデータ、電車５の力率のデータ、あるいは、回生絞り込み電力量のデータなどである。回生絞り込み電力量とは、回生絞り込み制御が行われる際における電車５の電力量である。回生絞り込み制御は、回生電力の一部または全部のき電線７への供給を抑止する制御である。電力制御装置２１は、回生動作を行っている電車５で発生した回生電力に対し、力行運転を行っている電車５が必要とする力行電力が少ない場合に、回生絞り込み制御を行う。電力制御装置２１は、回生絞り込み制御を行うことによって、き電線７の電圧が高くなりすぎることを防止する。

【0058】

電車５の物理データの例は、電車５を構成する車両の重量、電車５が居る位置、電車５の速度、電車５における乗客の数、電車５における乗客の総重量、または、電車５が居る位置の標高などのデータである。電力制御装置２１は、電車５の状態データを取得することにより、電車５の状況、および電車５における電力の利用状況をモニタする。また、電車５の物理データには、電車５の運行実績を示すデータが含まれても良い。運行実績を示すデータの例は、駅３から電車５が出発した時刻、駅３へ電車５が到着した時刻、駅間において電車５が走行した時間、または、駅３にて電車５が停車した時間などのデータである。

【0059】

データ取得部２２は、き電系統設備２である変電所６の電気データを取得する。変電所６の電気データの例は、変電所６からき電線７へ出力される電流、電圧、電力、または電力量のデータ、あるいは、変電所６に設けられている変圧器のタップ値などである。電力制御装置２１は、変電所６の状態データを取得することにより、変電所６からき電線７へ電力が供給されている状況をモニタする。変電所６の物理データの例は、変電所６に設けられている整流器の稼動台数などのデータである。

【0060】

データ取得部２２は、駅設備の電気データおよび駅設備の物理データを取得する。駅設備である電源装置９の電気データの例は、電源装置９へ取り込まれる電力のデータ、電源装置９から出力される電力のデータ、または回生判定指標値などである。回生判定指標値は、電車５が回生動作をしているか否かを判定するための指標の値である。

【0061】

駅設備である駅舎設備１０の電気データの例は、駅舎設備１０へ供給される電圧、電流、電力、または電力量のデータ、あるいは駅舎設備１０の力率のデータなどである。駅設備である駅舎設備１０の物理データの例は、自動改札機を通過した人数などのデータである。駅設備である太陽光発電装置の電気データの例は、発電量のデータなどである。駅設備であるＥＶ充電装置の電気データの例は、ＥＶ充電装置からＥＶへ出力される電力または電力量のデータなどである。駅設備であるＥＶ充電装置の物理データの例は、ＥＶ充電装置に接続されているＥＶの数、または、充電を待機しているＥＶの数などのデータである。駅設備である送電設備１１の電気データの例は、送電設備１１から外部施設１３へ送られる電力または電力量のデータなどである。電力制御装置２１は、送電設備１１の状態データを取得することにより、送電設備１１から外部施設１３へ電力が供給されている状況をモニタする。

【0062】

データ取得部２２は、外部施設１３の電気データを取得する。外部施設１３の電気データの例は、外部施設１３へ供給される電圧、電流、電力、または電力量のデータ、あるいは外部施設１３に設置されている設備の力率のデータなどである。電力制御装置２１は、外部施設１３の状態データを取得することにより、外部施設１３における電力の利用状況をモニタする。

【0063】

被管理対象が複数の鉄道事業者により管理される場合に、データ取得部２２は、複数の鉄道事業者により管理される被管理対象の状態データを取得する。この場合、演算部２４は、取得された状態データに基づいて、複数の鉄道事業者により管理される被制御対象の制御に用いる制御パラメータを算出する。送信処理部２５は、複数の鉄道事業者により管理される被制御対象へ制御パラメータを送信する。

【0064】

例えば、鉄道システム１では、複数の鉄道事業者の各々が管轄する路線を跨いで複数の鉄道事業者の電車５が運行されても良い。すなわち、複数の鉄道事業者の電車５が共通の路線において運行されても良い。この場合、各鉄道事業者によって運行される複数の電車５の各々は、複数の鉄道事業者により管理される被管理対象である。鉄道システム１には、各鉄道事業者によって運行される複数の電車５が含まれる。データ取得部２２は、各鉄道事業者によって運行される各電車５の状態データを取得する。

【0065】

複数の鉄道事業者の各々が管轄する路線を跨いで電車５が運行する場合、各鉄道事業者が管轄する範囲の分界点に変成器を設けることとし、変成器により電気データが取得されても良い。複数の鉄道事業者の各々が管轄する路線を跨いで電車５が運行する場合における電気データの例は、電圧、あるいは、複数の鉄道事業者間で相互に流入または流出する電流などのデータである。複数の鉄道事業者の各々が管轄する路線を跨いで電車５が運行する場合における物理データの例は、運行される電車５の数などのデータである。

【0066】

複数の鉄道事業者の電車５が共通の路線において運行される場合に、データ取得部２２は、各鉄道事業者によって運行される電車５についてのシミュレーション条件情報である、車両特性情報と運行ダイヤ情報と路線情報とを取得する。各鉄道事業者によって運行される電車５についてのシミュレーション条件情報は、各鉄道事業者によって提供される。

【0067】

なお、実施の形態１において、鉄道システム１は、全路線において１つの鉄道事業者の電車５のみが運行されるものであっても良い。鉄道システム１は、全路線の中に、１つの鉄道事業者の電車５のみが運行される路線と、複数の鉄道事業者の各々の電車５が運行される路線とが含まれても良い。

【0068】

データ取得部２２によって取得される状態データには、被管理対象の位置の気象データが含まれる。気象データには、被管理対象が設けられている場所における天候または気温などを示すデータが含まれる。被管理対象が設けられている場所についての気象データは、当該被管理対象についての状態データに含まれるものとする。気象データは、例えば、気象データを配信する事業者から取得される。データ取得部２２によって気象データが取得される場合、演算部２４は、取得された気象データに基づいて、被制御対象の制御に用いる制御パラメータを算出する。なお、電力制御装置２１によって取得される状態データは、被管理対象の状態についてのデータであれば良く、上記のデータに限られないものとする。

【0069】

次に、送信処理部２５によって出力される制御パラメータの例について説明する。ここでは、送信処理部２５によって出力される制御パラメータの５つの例を説明する。

【0070】

制御パラメータの第１の例は、変電所６によりき電線７へ出力される電圧を制御するための制御パラメータである。送信処理部２５は、第１の例の制御パラメータを変電所６へ送信する。第１の例の制御パラメータには、変電所６に設けられている変圧器のタップ値を変更するためのパラメータ、または、運転する整流器の数を変更するためのパラメータなどが含まれる。第１の例の制御パラメータによる変電所６の制御によって、電車５同士での融通を可能とする回生電力を増加させ、回生電力を有効に利用することができる。これにより、電力制御装置２１は、電車５の運行による消費電力の削減が可能となる。

【0071】

制御パラメータの第２の例は、電源装置９によるき電線７からの電力の取り込みを制御するための制御パラメータである。送信処理部２５は、第２の例の制御パラメータを電源装置９へ送信する。第２の例の制御パラメータには、回生判定指標値などが含まれる。第２の例の制御パラメータによる電源装置９の制御によって、回生電力の損失を低減させることができる。これにより、電力制御装置２１は、鉄道システム１における消費電力の削減が可能となる。

【0072】

制御パラメータの第３の例は、電車５を制御するための制御パラメータである。送信処理部２５は、第３の例の制御パラメータを電車５へ送信する。第３の例の制御パラメータには、運転指令所から電車５の運転士へ出される指示を調整するためのパラメータが含まれる。電車５の操作支援画面に示される操作内容の設定、またはランカーブの変更などが、当該パラメータに基づいて行われる。また、第３の例の制御パラメータには、電車５の車両機器を制御するためのパラメータなどが含まれる。第３の例の制御パラメータによる電車５の制御によって、電車５の省電力の促進が可能となる。または、第３の例の制御パラメータにより電車５の走行が調整されることで、電車５の実際の運行と運行ダイヤとのずれを減少させることが可能となる。

【0073】

制御パラメータの第４の例は、駅３または電車５における人流を制御するための制御パラメータである。第４の例の制御パラメータには、駅３に居る人または電車５の乗客に提示されるガイダンスの内容を設定するためのパラメータが含まれる。当該ガイダンスは、駅３の待合室などに設置される掲示板、トレインビジョン、あるいは、駅３に居る人または電車５の乗客が所持する携帯端末において表示される。第４の例の制御パラメータによる人流の制御によって、駅務員の業務負荷を低減させることができる。または、第４の例の制御パラメータによる人流の制御によって駅３または電車５の混雑が緩和されることで、駅３に居る人または電車５の乗客のＱＯＬ（Quality Of Life）を向上させることができる。電車５の混雑の緩和により電車５の乗客が減ることで、電車５の重量が減少することとなり、電車５の力行の際における消費電力の削減が可能となる。また、電車５の乗客が減ることで、空調の強度を下げても車内の快適さを保つことができ、電車５の消費電力の削減が可能となる。

【0074】

制御パラメータの第５の例は、駅設備の制御に関する制御パラメータである。第５の例の制御パラメータには、電源装置９の充電を制御するためのパラメータ、電源装置９からＥＶ充電装置または送電設備１１への電力供給を制御するためのパラメータ、あるいは、太陽光発電装置から電源装置９または送電設備１１への電力供給を制御するためのパラメータが含まれる。また、第５の例の制御パラメータには、ＥＶ充電装置による充電を促すガイダンスをＥＶの利用者へ配信するためのパラメータが含まれる。当該ガイダンスを受けた利用者によるＥＶの充電が促進されることで、電源装置９に蓄えられた電力または太陽光発電装置で発生した電力の有効利用が促進される。第５の例の制御パラメータによる駅設備の制御によって、電力の有効利用が可能となる。または、第５の例の制御パラメータによる駅設備の制御によって、電力潮流の急変を緩和させることが可能となる。

【0075】

複数の鉄道事業者の電車５が共通の路線において運行される場合、各鉄道事業者によって運行される電車５は、被制御対象である。送信処理部２５は、各鉄道事業者によって運行される電車５へ制御パラメータを送信する。

【0076】

なお、上記では、制御パラメータ算出部３５は、操作部４５への操作に従ってモード割合情報を設定することとした。制御パラメータ算出部３５は、操作部４５への操作によらず、データ取得部２２により取得される状態データに基づいて、モード割合情報を設定することとしても良い。例えば、制御パラメータ算出部３５が、電車５の運行実績を示すデータから、電車５の実際の運行と運行ダイヤとのずれがある基準を超えたと判断したとする。この場合、制御パラメータ算出部３５は、当該ずれが無い場合に比べて第４の目的関数の重み付けを大きくする。また、制御パラメータ算出部３５は、気象データから天候が急変したと判断した場合には、天候の変化が無い場合に比べて第３の目的関数の重み付けを大きくする。このように、電力制御装置２１は、状態データから判断される状況に鑑みて、各制御モードの最も適切な割合を選択する。これにより、電力制御装置２１は、状況の変化に合わせて鉄道システム１の制御の最適化を図ることができる。

【0077】

なお、制御パラメータ算出部３５において設定されるモード割合情報には、複数の制御モードの各々による制御の効果についての交互作用が反映されても良い。例えば、複数の制御モードのうち第一に優先される制御モードがある場合に、第一に優先される制御モードの次に優先される制御モードとしては、第一に優先される制御モードとの交互作用がある制御モードが選択される。これにより、制御パラメータ算出部３５は、制御モード同士の交互作用を考慮した制御パラメータを算出することができる。

【0078】

次に、シミュレーションおよび制御パラメータ算出の方法の例について説明する。ここでは、シミュレーションおよび制御パラメータ算出の例として、２つの方法を説明する。

【0079】

シミュレーションおよび制御パラメータ算出の第１の方法において、演算部２４は、電力制御装置２１へ入力された状態データをリアルタイムで取得して、シミュレーションと制御パラメータ算出とを行う。第１の方法では、演算部２４は、データ取得部２２により状態データが取得されたときに、取得された状態データの演算により制御パラメータを算出する。

【0080】

データ取得部２２は、複数の被管理対象の状態データを取得し、複数の被管理対象の状態データである状態データ群を状態データ保持部３１に保存する。状態データ保持部３１に保存される状態データ群は、複数の被管理対象から取得された状態データのグループである。演算部２４は、被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、被制御対象とは異なる被管理対象の状態データを含む状態データ群に基づいて算出する。状態データ群は、複数の被管理対象について互いに同時に取得された状態データのグループであっても良い。第１の方法では、状態データ群が状態データ保持部３１に格納されると、演算部２４は、当該状態データ群を状態データ保持部３１から読み出す。シミュレータ３４は、読み出された状態データ群に基づいて、運行シミュレーションと電力シミュレーションとを実行する。

【0081】

制御パラメータ算出部３５は、電力シミュレーションの結果を基に、制御パラメータを算出する。制御パラメータ算出部３５は、操作部４５への操作または状態データに基づいてモード割合情報を設定し、複数の目的関数の総和が最小または最大となる制御パラメータを算出する。すなわち、制御パラメータ算出部３５は、重み付けが調整された複数の目的関数を最適化させる制御パラメータを算出する。制御パラメータ算出部３５は、複数の被制御対象に対する制御パラメータである制御パラメータ群を出力する。

【0082】

図３は、実施の形態１に係る電力制御システム２０による動作手順の例を示すフローチャートである。図３では、演算部２４において第１の方法によるシミュレーションおよび制御パラメータ算出が行われる場合における電力制御装置２１の動作手順の例を示す。

【0083】

ステップＳ１において、データ取得部２２は、被管理対象の状態データを取得する。データ取得部２２は、複数の被管理対象の状態データ群を状態データ保持部３１に保存する。

【0084】

ステップＳ２において、制御パラメータ算出部３５は、モード割合情報を設定する。制御パラメータ算出部３５は、操作部４５への操作によって入力された情報に従ってモード割合情報を設定する。または、制御パラメータ算出部３５は、ステップＳ１において取得された状態データに基づいて、モード割合情報を設定する。

【0085】

シミュレータ３４は、状態データ保持部３１から状態データ群を読み出す。シミュレータ３４は、シミュレーション条件保持部３２からシミュレーション条件情報を読み出す。ステップＳ３において、シミュレータ３４は、状態データ群と、シミュレーション条件情報のうちの運行ダイヤ情報および路線情報とに基づいて、運行シミュレーションを実行する。

【0086】

ステップＳ４において、シミュレータ３４は、ステップＳ３における運行シミュレーションの結果と、状態データ群と、シミュレーション条件情報のうちの車両特性情報および変電所特性情報とに基づいて、電力シミュレーションを実行する。

【0087】

ステップＳ５において、制御パラメータ算出部３５は、ステップＳ２において設定されたモード割合情報とステップＳ４における電力シミュレーションの結果とに基づいて、制御パラメータを算出する。制御パラメータ算出部３５は、算出された制御パラメータを制御パラメータ保持部３３に保存する。

【0088】

送信データ作成部３６は、制御パラメータを含む送信データを作成する。ステップＳ６において、送信データ出力部３８は、制御パラメータを含む送信データを通信部２６へ出力する。通信部２６は、制御パラメータを含む送信データを被制御対象へ送信する。以上により、電力制御装置２１は、図３に示す手順による動作を終了する。電力制御装置２１は、複数の被管理対象の状態データを随時取得して、図３に示す手順による動作を実行する。

【0089】

なお、演算部２４は、人工知能（ＡＩ：Artificial Intelligence）を用いて制御パラメータを算出することとしても良い。この場合、演算部２４は、状態データと制御パラメータとの関係を学習させた学習済モデルへ状態データを入力することによって、制御パラメータを算出する。

【0090】

次に、シミュレーションおよび制御パラメータ算出の第２の方法について説明する。第２の方法によるシミュレーションおよび制御パラメータ算出は、変形例に係る演算部により実現される。図４は、実施の形態１の変形例に係る演算部５１の構成例を示す図である。演算部５１は、シミュレータ５２と、制御パラメータ算出部５３と、時期別制御パラメータ保持部５４とを備える。図４には、通信部２６を介して演算部５１と情報をやり取りするＨＭＩ４２も示す。図４では、通信部２６の図示を省略する。

【0091】

第２の方法において、電力制御装置２１は、データ取得部２２により取得された状態データをデータ保持部２３において蓄積する。演算部５１は、データ保持部２３に集められた状態データをデータ保持部２３から一括で取得して、設定された期間の状態データについてのシミュレーションと制御パラメータ算出とを行う。第２の方法では、演算部５１は、いわゆるバッチ処理によりシミュレーションと制御パラメータ算出とを行う。

【0092】

データ取得部２２は、複数の被管理対象の各々についての状態データを取得し、複数の被管理対象の状態データである状態データ群を状態データ保持部３１に保存する。第２の方法では、データ取得部２２による状態データの取得と状態データ保持部３１への状態データ群の保存とが随時繰り返されることによって、データ保持部２３に状態データ群が蓄積される。

【0093】

演算部５１は、状態データ保持部３１に蓄積された状態データ群を、あらかじめ決められた日時において読み出す。演算部５１は、例えば夜間の決められた時刻に、１日分の状態データ群を読み出す。この場合、演算部５１は、１日を周期として状態データ群を取得する。なお、演算部５１が状態データ群を取得する周期は任意であるものとする。周期は、１日よりも短い期間でも１日よりも長い期間でも良い。

【0094】

シミュレータ５２は、設定された期間の状態データ群に基づいて、運行シミュレーションと電力シミュレーションとを実行する。制御パラメータ算出部５３は、電力シミュレーションの結果を基に、制御パラメータを算出する。すなわち、第２の方法では、演算部５１は、設定された期間における状態データの演算により制御パラメータを算出する。設定された期間とは、例えば、１日を複数の時間帯に分けた場合における各時間帯を指すものとする。

【0095】

制御パラメータ算出部５３は、設定された期間ごとについて、複数の被制御対象に対する制御パラメータである制御パラメータ群を算出する。制御パラメータ算出部５３は、設定された期間ごとについての制御パラメータ群を時期別制御パラメータ保持部５４へ出力する。

【0096】

時期別制御パラメータ保持部５４へ入力される制御パラメータ群には、設定された期間の時期的な種別を示す種別情報が付与される。制御パラメータ群は、種別情報が紐付けられて時期別制御パラメータ保持部５４に保存される。演算部５１は、種別情報が紐付けられた制御パラメータである時期別制御パラメータを、時期別制御パラメータ保持部５４において保持する。時期別制御パラメータ保持部５４には、互いに異なる内容の種別情報が紐付けられている複数の制御パラメータ群が蓄積される。

【0097】

図５は、実施の形態１の変形例に係る演算部５１において保持される時期別制御パラメータの例を示す図である。図５では、時期別制御パラメータである制御パラメータと、当該制御パラメータに紐付けられている種別情報とを、表形式のデータとして示している。また、図５に示す例では、制御パラメータには、種別情報と併せて、制御パラメータが算出された際に適用された制御モードの割合を示すモード割合情報が紐付けられている。

【0098】

図５に示す例において、設定された期間は、平日および休日の区分を表す「日種別」、季節を表す「季節種別」、および「時間帯」の３つの要素により分類される。種別情報には、「日種別」、「季節種別」、および「時間帯」の各情報が含まれる。

【0099】

例えば、ある期間の状態データに基づいて制御パラメータ群である「制御パラメータ群Ａ」が算出され、当該期間が、夏の平日における６時０分から７時０分までの期間であったとする。この場合、「制御パラメータ群Ａ」に紐付けられている種別情報には、当該期間の種別を示す「日種別［平日］」、「季節種別［夏］」、および「時間帯［６：００－７：００］」の各情報が含まれる。また、図５に示す例では、「制御パラメータ群Ａ」には、当該種別情報とともに「パターンＡ」が紐付けられている。「パターンＡ」とは、「制御パラメータ群Ａ」が算出された際に適用された制御モードの割合を示すモード割合情報とする。

【0100】

図５において、「制御パラメータ群Ａ」および「制御パラメータ群Ｂ」は、時期別制御パラメータ保持部５４に蓄積されている時期別制御パラメータを例示したものである。「制御パラメータ群Ｂ」は、夏の平日における７時０分から８時０分までの期間の状態データに基づいて算出された制御パラメータ群である。この場合、「制御パラメータ群Ｂ」に紐付けられている種別情報には、当該期間の種別を示す「日種別［平日］」、「季節種別［夏］」、および「時間帯［７：００－８：００］」の各情報が含まれる。また、図５に示す例では、「制御パラメータ群Ｂ」が算出された際に適用された制御モードの割合は、「制御パラメータ群Ａ」が算出された際に適用された制御モードの割合と同じである。「制御パラメータ群Ｂ」には、当該種別情報とともに、モード割合情報である「パターンＡ」が紐付けられている。このように、時期別制御パラメータ保持部５４に保存される時期別制御パラメータには、設定された期間に応じた種別情報と、制御モードの割合に応じたモード割合情報とが紐付けられる。

【0101】

被制御対象の制御が行われる際に、制御パラメータ算出部５３は、制御が行われる時期に当てはまる種別情報が紐付けられている時期別制御パラメータを時期別制御パラメータ保持部５４において検索する。制御パラメータ算出部５３は、制御が行われる時期に当てはまる種別情報が紐付けられている時期別制御パラメータを検索によって特定し、特定された時期別制御パラメータを読み出す。また、制御パラメータ算出部５３は、読み出された時期別制御パラメータの中に、時期別制御パラメータに紐付けられているモード割合情報が、被制御対象の制御が行われる際に設定されたモード割合情報と同じである時期別制御パラメータがあるか否かを判断する。

【0102】

読み出された時期別制御パラメータの中に、紐付けられているモード割合情報が、設定されたモード割合情報と同じである時期別制御パラメータがある場合、制御パラメータ算出部５３は、当該時期別制御パラメータを選択する。読み出された時期別制御パラメータの中に、紐付けられているモード割合情報が、設定されたモード割合情報と一致している時期別制御パラメータが無い場合、制御パラメータ算出部５３は、時期別制御パラメータ保持部５４における検索を再度行う。制御パラメータ算出部５３は、制御が行われる時期と時期的条件が最も近い種別情報が紐付けられている時期別制御パラメータであって、紐付けられているモード割合情報が、設定されたモード割合情報と一致している時期別制御パラメータを時期別制御パラメータ保持部５４において検索する。制御パラメータ算出部５３は、検索によって特定された時期別制御パラメータを選択する。

【0103】

このようにして、制御パラメータ算出部５３は、時期別制御パラメータ保持部５４に保持されている時期別制御パラメータの中から種別情報およびモード割合情報に基づいて時期別制御パラメータを選択する。制御パラメータ算出部５３は、種別情報およびモード割合情報に基づいて時期別制御パラメータを選択することによって、送信処理部２５による送信が予定される制御パラメータを決定する。制御パラメータ算出部５３は、決定された制御パラメータを制御パラメータ保持部３３へ出力する。

【0104】

制御パラメータ保持部３３は、制御パラメータ保持部３３へ入力された制御パラメータを、当該制御パラメータが送信される予定を示すスケジュールとして保持する。送信データ作成部３６は、スケジュールとして保持されている制御パラメータを、制御パラメータ保持部３３から読み出す。送信データ出力部３８は、制御パラメータを含む送信データを、スケジュールに従って出力する。

【0105】

図６は、実施の形態１の変形例において送信処理部２５により制御パラメータが送信されるスケジュールの例を示す図である。図６では、制御パラメータと、当該制御パラメータが送信される日および時間帯とを、表形式のデータとして示している。ここでは、時期別制御パラメータに紐付けられているモード割合情報が、被制御対象の制御が行われる際に設定されたモード割合情報と同じであるものとする。

【0106】

図６には、「ＸＸＸＸ年８月Ｙ日」についてのスケジュールの一部を例示している。「ＸＸＸＸ年８月Ｙ日」は、平日であるものとする。図５に示す「制御パラメータ群Ａ」に紐付けられている種別情報は、「ＸＸＸＸ年８月Ｙ日」における６時０分から７時０分までの期間に当てはまる種別情報である。制御パラメータ算出部５３は、「ＸＸＸＸ年８月Ｙ日」の６時０分から７時０分までにおける制御に適用される制御パラメータとして、「制御パラメータ群Ａ」を選択する。また、図５に示す「制御パラメータ群Ｂ」に紐付けられている種別情報は、「ＸＸＸＸ年８月Ｙ日」における７時０分から８時０分までの期間に当てはまる種別情報である。制御パラメータ算出部５３は、「ＸＸＸＸ年８月Ｙ日」の７時０分から８時０分までにおける制御に適用される制御パラメータとして、「制御パラメータ群Ｂ」を選択する。

【0107】

制御パラメータ保持部３３には、日を示す「ＸＸＸＸ年８月Ｙ日」、および時間帯を示す「６：００－７：００」の各情報に紐付けられた「制御パラメータ群Ａ」が保持される。また、日を示す「ＸＸＸＸ年８月Ｙ日」、および時間帯を示す「７：００－８：００」の各情報に紐付けられた「制御パラメータ群Ｂ」が保持される。このように、制御パラメータ保持部３３において、制御パラメータは、当該制御パラメータが送信される予定を示すスケジュールとして保持される。

【0108】

図７は、実施の形態１の変形例に係る電力制御システム２０による動作手順の例を示すフローチャートである。図７では、演算部５１において第２の方法によるシミュレーションおよび制御パラメータ算出が行われる場合における電力制御装置２１の動作手順の例を示す。図７に示す動作手順の開始時において、データ取得部２２により取得された状態データが状態データ保持部３１に蓄積されているものとする。

【0109】

ステップＳ１１からステップＳ１４は、時期別制御パラメータを求めるときの動作であって、周期的に実行される動作である。ステップＳ１１において、シミュレータ５２は、状態データ保持部３１に蓄積された状態データを読み出す。また、シミュレータ５２は、シミュレーション条件保持部３２からシミュレーション条件情報を読み出す。

【0110】

ステップＳ１２において、シミュレータ５２は、運行シミュレーションおよび電力シミュレーションを実行する。シミュレータ５２は、状態データ群と、シミュレーション条件情報のうちの運行ダイヤ情報および路線情報とに基づいて、運行シミュレーションを実行する。シミュレータ５２は、運行シミュレーションの結果と、状態データ群と、シミュレーション条件情報のうちの車両特性情報および変電所特性情報とに基づいて、電力シミュレーションを実行する。シミュレータ５２は、設定された期間ごとの運行シミュレーションおよび電力シミュレーションを実行する。

【0111】

制御パラメータ算出部５３は、操作部４５への操作によって入力された情報に従ってモード割合情報を設定する。または、制御パラメータ算出部５３は、ステップＳ１１において読み出された状態データに基づいて、モード割合情報を設定する。ステップＳ１３において、制御パラメータ算出部５３は、設定されたモード割合情報とステップＳ１２における電力シミュレーションの結果とに基づいて、制御パラメータを算出する。制御パラメータ算出部５３は、設定された期間ごとについて、制御パラメータを算出する。

【0112】

ステップＳ１４において、制御パラメータ算出部５３は、時期別制御パラメータ保持部５４に、種別情報が紐付けられた制御パラメータである時期別制御パラメータを保存する。ステップＳ１１からステップＳ１４により、時期別制御パラメータ保持部５４には、時期別制御パラメータが蓄積される。

【0113】

ステップＳ１５およびステップＳ１６は、被制御対象の制御が行われるときの動作である。ステップＳ１５において、制御パラメータ算出部５３は、時期別制御パラメータを選択することによって、送信が予定される制御パラメータを決定する。制御パラメータ算出部５３は、制御が行われる時期に当てはまる種別情報が紐付けられている時期別制御パラメータを検索によって特定し、特定された時期別制御パラメータを読み出す。

【0114】

読み出された時期別制御パラメータの中に、時期別制御パラメータに紐付けられているモード割合情報が、被制御対象の制御が行われる際に設定されたモード割合情報と同じである時期別制御パラメータがある場合、制御パラメータ算出部５３は、当該時期別制御パラメータを選択する。

【0115】

読み出された時期別制御パラメータの中に、紐付けられているモード割合情報が、設定されたモード割合情報と一致している時期別制御パラメータが無い場合、制御パラメータ算出部５３は、時期別制御パラメータ保持部５４における検索を再度行う。制御パラメータ算出部５３は、制御が行われる時期と条件が最も近い種別情報が紐付けられている時期別制御パラメータであって、紐付けられているモード割合情報が、設定されたモード割合情報と一致している時期別制御パラメータを時期別制御パラメータ保持部５４において検索する。制御パラメータ算出部５３は、検索によって特定された時期別制御パラメータを選択する。

【0116】

制御パラメータ算出部５３は、このようにして、種別情報およびモード割合情報に基づいて時期別制御パラメータを選択することによって、送信が予定される制御パラメータを決定する。制御パラメータ保持部３３は、制御パラメータ算出部５３により決定された制御パラメータを、当該制御パラメータが送信される予定を示すスケジュールとして保持する。

【0117】

ステップＳ１６において、送信データ出力部３８は、制御パラメータ保持部３３において保持されているスケジュールに従って、制御パラメータを含む送信データを出力する。すなわち、送信データ出力部３８は、制御パラメータ保持部３３において保持されているスケジュールに従って、制御パラメータを含む送信データを被制御対象へ送信する。以上により、電力制御装置２１は、図７に示す手順による動作を終了する。

【0118】

なお、演算部５１は、ＡＩを用いて制御パラメータを算出することとしても良い。この場合、演算部５１は、状態データと制御パラメータとの関係を学習させた学習済モデルへ状態データを入力することによって、制御パラメータを算出する。

【0119】

次に、実施の形態１に係る電力制御装置２１のハードウェア構成について説明する。図８は、実施の形態１に係る電力制御装置２１のハードウェア構成例を示す図である。電力制御装置２１は、処理回路６０および通信装置６３を備えるコンピュータシステムにより実現される。処理回路６０は、プロセッサ６１およびメモリ６２を備える。処理回路６０は、プロセッサ６１がソフトウェアを実行する回路である。

【0120】

電力制御装置２１の処理部である、データ取得部２２、演算部２４、および送信処理部２５は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ６２に格納される。処理回路６０では、メモリ６２に記憶されたプログラムである電力制御プログラムをプロセッサ６１が読み出して実行することにより、電力制御装置２１の処理部の機能を実現する。処理回路６０は、電力制御システム２０の処理が結果的に実行されることになる電力制御プログラムを格納するメモリ６２を備える。また、電力制御プログラムは、電力制御システム２０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

【0121】

プロセッサ６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）である。メモリ６２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等が該当する。電力制御装置２１のデータ保持部２３は、メモリ６２により実現される。

【0122】

通信装置６３は、電力制御装置２１の外部の装置との通信を行う。電力制御装置２１の通信部２６は、通信装置６３により実現される。通信装置６３は、被管理対象の状態データを受信する。通信装置６３は、制御パラメータを含む送信データを被制御対象へ送信する。

【0123】

電力制御装置２１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路を含んでいても良い。電力制御プログラムは、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭなどの記録媒体に格納され、電力制御システム２０を実現させるために記録媒体が提供されても良い。

【0124】

上記では、電力制御システム２０は、電力制御装置２１の使用により実現されるものとした。電力制御システム２０は、２つ以上の装置で構成されても良い。２つ以上の装置のうちの少なくとも１つは、クラウドサーバであっても良く、オンプレミスのサーバであっても良い。２つ以上の装置の各々は、図８に示す処理回路６０および通信装置６３と同様の構成を備える。２つ以上の装置間の通信は、通信装置６３により行われる。

【0125】

ＨＭＩ４２は、図８に示すハードウェア構成と同様のハードウェア構成を備える。ＨＭＩ４２の通信部４３は、通信装置６３と同様の構成により実現される。また、ＨＭＩ４２は、入力のため装置である入力デバイスと、画面を表示するモニタとを備える。入力デバイスは、例えば、キーボード、マウス、キーパッド、またはタッチパネルなどを含む。操作部４５は、入力デバイスにより実現される。モニタは、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）または有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイなどである。表示部４４は、モニタにより実現される。

【0126】

実施の形態１によると、電力制御装置２１は、き電系統設備２、電車５、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象から状態データを取得するデータ取得部２２と、き電系統設備２、電車５、および駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、被制御対象とは異なる被管理対象の状態データに基づいて算出する演算部２４と、算出された制御パラメータを被制御対象へ送信する送信処理部２５と、を備える。電力制御装置２１は、被制御対象とは異なる被管理対象の状態データに基づいて制御パラメータを算出することで、被制御対象とは異なる被管理対象の状況に応じて、鉄道システム１の全体における適切な電力利用を図ることが可能となる。これにより、電力制御装置２１は、電車５および駅３を含む鉄道システム１において、鉄道システム１の状況に応じた適切な電力利用を行わせることができる。

【0127】

また、演算部２４は、被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、被制御対象とは異なる被管理対象の状態データを含む状態データ群に基づいて算出する。これにより、電力制御装置２１は、複数の被管理対象から取得された状態データ群に基づいて、鉄道システム１における適切な電力利用を図ることができる。

【0128】

また、データ取得部２２は、鉄道システム１の外部の施設であって、鉄道システム１から供給される電力を利用できる外部施設１３の状態データを更に取得する。演算部２４は、取得された外部施設１３の状態データに基づいて、被制御対象の制御に用いる制御パラメータを算出する。これにより、電力制御装置２１は、鉄道システム１と外部施設１３とを含むシステム全体における電力の有効利用を図ることができる。

【0129】

また、駅設備には、電車５が発生する回生電力を取り込んで他の駅設備または外部施設１３へ電力を供給する電源装置９が含まれている。データ取得部２２は、被管理対象である電源装置９の状態データを取得する。送信処理部２５は、被制御対象である電源装置９へ制御パラメータを送信する。これにより、電力制御装置２１は、鉄道システム１または外部施設１３の状況に応じて、駅設備または外部施設１３において回生電力を有効に利用させることができる。

【0130】

また、データ取得部２２は、状態データとして、被管理対象における電気的状態を示すデータおよび物理的状態を示すデータのうち少なくとも一方を取得する。これにより、電力制御装置２１は、被管理対象の電気的状態および物理的状態の少なくとも一方に応じて、適切な電力利用を鉄道システム１に行わせることができる。

【0131】

また、データ取得部２２は、状態データとして、被管理対象の位置の気象データを更に取得する。演算部２４は、取得された気象データに基づいて、被制御対象の制御に用いる制御パラメータを算出する。これにより、電力制御装置２１は、被管理対象の位置における気象の状況に応じて、適切な電力利用を鉄道システム１に行わせることができる。

【0132】

また、被管理対象は、複数の鉄道事業者により管理される。データ取得部２２は、複数の鉄道事業者により管理される被管理対象の状態データを取得する。送信処理部２５は、複数の鉄道事業者により管理される被管理対象へ制御パラメータを送信する。これにより、電力制御装置２１は、複数の鉄道事業者により管理される被管理対象を含む鉄道システム１において、状況に応じた適切な電力利用を行わせることができる。

【0133】

また、演算部２４は、鉄道システム１の電力消費を状態データと運行ダイヤとに基づいてシミュレーションするシミュレータ３４と、シミュレータ３４によるシミュレーションの結果に基づいて制御パラメータを算出する制御パラメータ算出部３５と、を有する。これにより、電力制御装置２１は、状況に応じた適切な電力利用を鉄道システム１に行わせるための制御パラメータを求めることができる。

【0134】

また、制御パラメータ算出部３５は、複数の目的関数に基づいて制御パラメータを算出する。これにより、電力制御装置２１は、鉄道システム１において、複数の目的の各々を最適化させ得る電力利用を行わせることができる。

【0135】

また、制御パラメータ算出部３５は、複数の目的関数の各々の重み付けを調整して、各々の重み付けが調整された複数の目的関数に基づいて制御パラメータを算出する。これにより、電力制御装置２１は、鉄道システム１の状況に応じて制御モードの割合を調整することができる。

【0136】

また、制御パラメータ算出部３５は、複数の目的関数の各々の重み付けを指定する操作に従って重み付けを調整する。これにより、電力制御装置２１は、任意の操作に従って制御モードの割合を調整することができる。

【0137】

また、制御パラメータ算出部３５は、状態データに基づいて複数の目的関数の各々の重み付けを調整する。これにより、電力制御装置２１は、鉄道システム１の状況に応じて、制御モードの割合を操作によらずに調整することができる。

【0138】

また、複数の目的関数には、鉄道システム１および外部施設１３のうち少なくとも一方における二酸化炭素排出量を表す第１の目的関数と、鉄道システム１および外部施設１３のうち少なくとも一方における電気料金を表す第２の目的関数と、鉄道システム１および外部施設１３のうち少なくとも一方における電力系統の安定性を表す第３の目的関数と、電車５の実際の運行と運行ダイヤとのずれを表す第４の目的関数と、が含まれる。これにより、電力制御装置２１は、二酸化炭素排出量の最小化を目的とする制御と、電気料金の最小化を目的とする制御と、電力系統の安定化を目的とする制御と、電車５の実際の運行と運行ダイヤとのずれの最小化を目的とする制御と、を同時に行うことができる。

【0139】

また、演算部２４は、データ取得部２２により状態データが取得されたときに、取得された状態データの演算により制御パラメータを算出する。これにより、電力制御装置２１は、鉄道システム１の状況に応じた適切な電力利用をリアルタイムにて行わせることができる。

【0140】

また、演算部２４は、設定された期間における状態データの演算により制御パラメータを算出する。これにより、電力制御装置２１は、設定された期間について最適化された制御パラメータを求めることができる。

【0141】

また、演算部２４は、設定された期間の時期的な種別を示す種別情報が紐付けられた制御パラメータである時期別制御パラメータを保持し、保持されている時期別制御パラメータの中から種別情報に基づいて時期別制御パラメータを選択することによって、送信処理部２５による送信が予定される制御パラメータを決定する。これにより、電力制御装置２１は、制御パラメータが送信される予定を示すスケジュールを設定して、スケジュールに従って被制御対象へ制御パラメータを送信することができる。

【0142】

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。

【符号の説明】

【0143】

１ 鉄道システム、２ き電系統設備、３ 駅、５ 電車、６ 変電所、７ き電線、８ レール、９ 電源装置、１０ 駅舎設備、１１ 送電設備、１２ 配線、１３ 外部施設、２０ 電力制御システム、２１ 電力制御装置、２２ データ取得部、２３ データ保持部、２４，５１ 演算部、２５ 送信処理部、２６，４３ 通信部、３１ 状態データ保持部、３２ シミュレーション条件保持部、３３ 制御パラメータ保持部、３４，５２ シミュレータ、３５，５３ 制御パラメータ算出部、３６ 送信データ作成部、３７ 送信対象判別部、３８ 送信データ出力部、４１ クラウドサーバ、４２ ＨＭＩ、４４ 表示部、４５ 操作部、５４ 時期別制御パラメータ保持部、６０ 処理回路、６１ プロセッサ、６２ メモリ、６３ 通信装置。

【要約】

電力制御装置（２１）は、電車へ電気を送る設備を含むき電系統設備、電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被管理対象から状態データを取得するデータ取得部（２２）と、き電系統設備、電車、および駅設備のうち少なくとも一つの被制御対象における電力の制御に用いる制御パラメータを、被制御対象とは異なる被管理対象の状態データに基づいて算出する演算部（２４）と、算出された制御パラメータを被制御対象へ送信する送信処理部（２５）と、を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】