特表 2025-501384 トラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システム及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-17

(54)【発明の名称】トラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システム及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/06 20060101AFI20250109BHJP

   H02J 3/28 20060101ALI20250109BHJP

   B60M 3/04 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H02J3/06

H02J3/28

B60M3/04 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024541232

(86)(22)【出願日】2022-11-16

(85)【翻訳文提出日】2024-07-09

(86)【国際出願番号】 CN2022132262

(87)【国際公開番号】W WO2023173783

(87)【国際公開日】2023-09-21

(31)【優先権主張番号】202210261871.3

(32)【優先日】2022-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】516379320

【氏名又は名称】西南交通大学

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】李 群湛

(72)【発明者】

【氏名】黄 小▲紅▼

(72)【発明者】

【氏名】▲呉▼ 波

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼ 乃▲キ▼

【テーマコード（参考）】

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G066AA04

5G066AA09

5G066HA06

5G066HB08

5G066HB09

5G066JA05

5G066JB03

(57)【要約】

本発明は、トラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システム及び制御方法を提供し、電気鉄道の給電の技術分野に関する。変電所ＴＳａに設置される電力変換装置ＢＣＳａとコントローラＣＣａ、及び変電所ＴＳｂに設置される電力変換装置ＢＣＳｂとコントローラＣＣｂを含み、変電所ＴＳａと変電所ＴＳｂの間のトラクションネットワークＯＣＳはバイラテラル給電を採用し、コントローラＣＣａは変電所ＴＳａの電力情報をリアルタイムで取得するために使用され、コントローラＣＣｂは変電所ＴＳｂの電力情報をリアルタイムで取得するために使用され、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂは光ファイバを介してＯＦＬに対して情報交換を行い、コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用するか、又はコントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによって電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システムであって、
トラクション変電所ＴＳａに設置される電力変換装置ＢＣＳａとコントローラＣＣａを含み、電力変換装置ＢＣＳａは交流ポートＪａを介してトラクションバスＴＳＢａに接続され、トラクションバスＴＳＢａには電圧変成器ＰＴａが設置され、トラクションフィーダＦａ１とトラクションフィーダＦａ２に電流変成器ＣＴａ１と電流変成器ＣＴａ２がそれぞれ設置され、前記電圧変成器ＰＴａ、電流変成器ＣＴａ１及び電流変成器ＣＴａ２の計測端子はコントローラＣＣａの入力端子に接続され、
トラクション変電所ＴＳｂに設置される電力変換装置ＢＣＳｂとコントローラＣＣｂをさらに含み、電力変換装置ＢＣＳｂは交流ポートＪｂを介してトラクションバスＴＳＢｂに接続され、トラクションバスＴＳＢｂに電圧変成器ＰＴｂが設置され、トラクションフィーダＦｂ１とトラクションフィーダＦｂ２に電流変成器ＣＴｂ１と電流変成器ＣＴｂ２がそれぞれ設置され、前記電圧変成器ＰＴｂ、電流変成器ＣＴｂ１及び電流変成器ＣＴｂ２の計測端子はコントローラＣＣｂの入力端子に接続され、
前記コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂは光ファイバを介してＯＦＬを接続して情報交換を行い、トラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂの間のトラクションネットワークＯＣＳはバイラテラル給電を採用し、コントローラＣＣａは変電所ＴＳａの電力情報をリアルタイムで取得するために使用され、コントローラＣＣｂは変電所ＴＳｂの電力情報をリアルタイムで取得するために使用され、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａ、電力変換装置ＢＣＳｂをそれぞれ制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａ又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす、ことを特徴とするトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システム。

【請求項2】

前記トラクション変電所ＴＳａは同相給電を採用し、トラクション変電所ＴＳａのトラクションバスＴＳＢａはトラクションフィーダＦａ１を介してトラクションネットワークＯＣＳに給電し、トラクションフィーダＦａ２を介して左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａに給電し、トラクションネットワークＯＣＳと左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａはセクショナライザを介して接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システム。

【請求項3】

前記トラクション変電所ＴＳｂは同相給電を採用し、トラクション変電所ＴＳｂのトラクションバスＴＳＢｂはトラクションフィーダＦｂ１を介してトラクションネットワークＯＣＳに給電し、トラクションフィーダＦｂ２を介して右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂに給電し、トラクションネットワークＯＣＳと右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂはセクショナライザを介して接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システム。

【請求項4】

前記電力変換装置ＢＣＳａは整流装置ＡＤＣａとインバータ装置ＤＡＣａを含み、整流装置ＡＤＣａの直流側は共通直流バスＤＣＢａを介してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａ及びインバータ装置ＤＡＣａの直流側に接続され、インバータ装置ＤＡＣａの三相交流側はトラクション変電所ＴＳａの配電システムバスＤＳＢａに接続され、前記コントローラＣＣａの出力端子は電力変換装置ＢＣＳａの制御端子に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システム。

【請求項5】

前記電力変換装置ＢＣＳｂは整流装置ＡＤＣｂとインバータ装置ＤＡＣｂを含み、整流装置ＡＤＣｂの直流側は共通直流バスＤＣＢｂを介してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂ及びインバータ装置ＤＡＣｂの直流側に接続され、インバータ装置ＤＡＣｂの三相交流側はトラクション変電所ＴＳｂの配電システムバスＤＳＢｂに接続され、前記コントローラＣＣｂの出力端子は電力変換装置ＢＣＳｂの制御端子に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システム。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載のトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システムに基づく制御方法であって、
前記コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂのリアルタイム電力情報をそれぞれ取得するステップと、
コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはそれぞれ取得したリアルタイム電力情報に応じて情報交換を行うステップと、
コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用し、コントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たすステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システムに基づく制御方法。

【請求項7】

前記トラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂはいずれも同相給電を採用し、前記制御方法において、
コントローラＣＣａがトラクション変電所ＴＳａのリアルタイム電力情報を取得するステップは、コントローラＣＣａがトラクションバスＴＳＢａの電圧Ｕａ、トラクションフィーダＦａ１の電流Ｉａ１、トラクションフィーダＦａ２の電流Ｉａ２をリアルタイムで検出するステップと、コントローラＣＣａがトラクションバスＴＳＢａの電圧ＵａとトラクションフィーダＦａ１の電流Ｉａ１に応じてトラクション変電所ＴＳａからトラクションネットワークＯＣＳに供給される有効電力Ｐｃａを計算するステップと、コントローラＣＣａがトラクションバスＴＳＢａの電圧ＵａとトラクションフィーダＦａ２の電流Ｉａ２に応じてトラクション変電所ＴＳａから左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａに供給される有効電力Ｐｃａａを計算するステップと、を含み、
コントローラＣＣｂが変電所ＴＳｂのリアルタイム電力情報を取得するステップは、コントローラＣＣｂがトラクションバスＴＳＢｂの電圧Ｕｂ、トラクションフィーダＦｂ１の電流Ｉｂ１、トラクションフィーダＦｂ２の電流Ｉｂ２をリアルタイムで検出するステップと、コントローラＣＣｂがトラクションバスＴＳＢｂの電圧ＵｂとトラクションフィーダＦｂ１の電流Ｉｂ１に応じてトラクション変電所ＴＳｂからトラクションネットワークＯＣＳに供給される有効電力Ｐｃｂを計算し、コントローラＣＣｂがトラクションバスＴＳＢｂの電圧ＵｂとトラクションフィーダＦｂ２の電流Ｉｂ２に応じてトラクション変電所ＴＳｂから右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂに供給される有効電力Ｐｃｂｂを計算するステップと、を含み、
トラクション変電所からトラクションネットワークへ流れる電力は正、トラクションネットワークからトラクション変電所へ流れる電力は負である、ことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。

【請求項8】

前記コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはそれぞれ取得したリアルタイム電力情報に応じて情報交換を行う前記ステップは、コントローラＣＣａは光ファイバを介してＯＦＬに対して有効電力Ｐｃａと有効電力ＰｃａａデータをコントローラＣＣｂに送信し、コントローラＣＣｂは光ファイバを介してＯＦＬに対して有効電力Ｐｃｂと有効電力ＰｃｂｂデータをコントローラＣＣａに送信するステップを含む、ことを特徴とする請求項７に記載の制御方法。

【請求項9】

前記コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用し、コントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす前記ステップは、
Ｐｃａ＞０、Ｐｃｂ＜０且つＰｃａ＋Ｐｃｂ＝０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳが無負荷動作条件にあると判定し、有効電力Ｐｃａと有効電力Ｐｃｂはライドスルー電力であり、トラクションフィーダＦａ１からトラクションフィーダＦｂ１に流れると、このとき、有効電力Ｐｃａ≧Ｐｃｂｂ≧０であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して配電システムバスＤＳＢｂに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝Ｐｃａ－Ｐｃｂｂであると同時に、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させ、有効電力Ｐｃｂｂ≧Ｐｃａであると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させると同時に、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させるステップと、
Ｐｃｂ＞０、Ｐｃａ＜０且つＰｃａ＋Ｐｃｂ＝０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳが無負荷動作条件にあると判定し、有効電力Ｐｃａと有効電力Ｐｃｂはライドスルー電力であり、トラクションフィーダＦｂ１からトラクションフィーダＦａ１に流れると、このとき、有効電力Ｐｃｂ≧Ｐｃａａ≧０であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して配電システムバスＤＳＢａに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝Ｐｃｂ－Ｐｃａａであると同時に、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させ、有効電力Ｐｃａａ≧Ｐｃｂであると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させると同時に、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させるステップと、
｜Ｐｃａ＋Ｐｃｂ｜＞０且つＰｃａ＞０、Ｐｃｂ＞０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳがトラクション動作条件にあると判定すると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａを放電状態で動作させ、エネルギー貯蔵装置ＥＳＤａの放電電力≦Ｐｃａであると同時に、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂを放電状態で動作させ、エネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂの放電電力≦Ｐｃｂであるステップと、を含む、ことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。

【請求項10】

前記コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用し、コントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす前記ステップは、
Ｐｃａ＜０且つＰｃｂ＜０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳが制動動作条件にあると判定すると、このとき、
Ｐｃａａ＜０であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して配電システムバスＤＳＢａに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃａ｜＋｜Ｐｃａａ｜であり、Ｐｃａａ＞０且つＰｃａａ＜｜Ｐｃａ｜であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して配電システムバスＤＳＢａに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃａ｜－｜Ｐｃａａ｜であり、Ｐｃａａ＞０且つＰｃａａ≧｜Ｐｃａ｜であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させるステップと、
Ｐｃｂｂ＜０であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して配電システムバスＤＳＢｂに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃｂ｜＋｜Ｐｃｂｂ｜であり、Ｐｃｂｂ＞０且つＰｃｂｂ＜｜Ｐｃｂ｜であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して配電システムバスＤＳＢｂに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃｂ｜－｜Ｐｃｂｂ｜であり、Ｐｃｂｂ＞０且つＰｃｂｂ≧｜Ｐｃｂ｜であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させるステップと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項９に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０２２年０３月１７日に提出された、中国特許出願２０２２１０２６１８７１．３の利益を主張しており、当該出願の内容は引用により本明細書に組み込まれている。

【0002】

本発明は、交流電気鉄道トラクション給電の技術分野に関し、特にトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システム及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0003】

電化鉄道の電気的分相はトラクション給電システム全体の中の弱い部分であり、電気的分相のニュートラルセクションはデッドセクションを形成し、給電の中断を引き起こす。ニュートラルセクションのデッドセクションは一般的に数十メートルしかないが、列車を制御して自動分相通過を行う停電距離は５００メートル以上に達し、列車の良好な運転を著しく制約し、さらには坂道を上る際に列車の坂道停止事故を引き起こすこともある。電化鉄道のバイラテラル給電は、区間の位置する電気的分相をなくし、ここのデッドセクションをなくし、列車の連続給電を保証すると同時に、過剰分相の危険性をなくすことができる。バイラテラル給電には、給電の信頼性が高く、電力網の電圧レベルが良く、給電能力が高く、電力損失が小さいなどのメリットがある。

【0004】

通常、バイラテラル給電トラクションネットワークは両側のトラクション変電所を介して電力網と並列構造を形成し、トラクションネットワークが無負荷の場合、トラクションネットワークには電力と電流が流れ、対応するこの電力をライドスルー電力（対応する電流を平衡電流と呼ぶ）と呼ぶ。このとき、ライドスルー電力が一方側のトラクション変電所から流入し、他方側のトラクション変電所から流出し、すなわち、ライドスルー電力が電力網からトラクションネットワークのトラクション変電所に流入するとき、負荷（電力消費）状態にあり、ライドスルー電力がトラクションネットワークから電力網のトラクション変電所に流入するとき、発電状態にある。バイラテラル給電が電力網の構造を変えたからこそ、バイラテラル給電を実施するには２つの重要な技術的問題を解決する必要がある。

【0005】

１つ目は、電力網とトラクションネットワークの継電保護の問題であり、継電保護はより広い保護範囲を持ち、電力網の故障時にトラクションネットワークを連動してトリップさせて潮流の伝達を遮断する機能などを持つ必要がある。これについては、電力網に送電線保護を配置したり、トラクションネットワークに段階的保護を配置したりすることなどによって完璧に解決することができる。

【0006】

２つ目は、ライドスルー電力の電力網への影響と計量の問題である。ライドスルー電力が電力網に戻ると、当該トラクション変電所が発電することに相当し、逆送電力を逆方向計量し、すなわち、発電として取り扱い、別のトラクション変電所の消費電力と相殺すると、ユーザーは経済的損失がない。ライドスルー電力が電力網に戻るときに逆送電力を計量されないか順方向計量されると、ユーザーに経済的損失をもたらし、このような場合、バイラテラル給電がどのようにライドスルー電力を減らすか、またはライドスルー電力をどのように利用して、バイラテラル給電の優位性を正常に発揮すると同時に、電力網とユーザーへの影響を減らし、電力消費の効益を高めるかを研究する必要がある。

【0007】

バイラテラル給電ライドスルー電力の鍵が電力網に戻る電力であるという難題を考慮して、現在、電化鉄道トラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用技術を提案し、区間の位置する電気的分相をキャンセルし、デッドセクションをなくすと同時に、ライドスルー電力を利用可能な電力と電気エネルギーに転化し、電力網に戻る電力は要件を満たし、さらには０になる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の第１目的は、変電所ＴＳａと変電所ＴＳｂの間にあるライドスルー電力の利用を効果的に解決することができ、それによって電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たすトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は以下の技術的手段によって実現される。

【0010】

トラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システムであって、トラクション変電所ＴＳａに設置される電力変換装置ＢＣＳａとコントローラＣＣａを含み、電力変換装置ＢＣＳａは交流ポートＪａを介してトラクションバスＴＳＢａに接続され、トラクションバスＴＳＢａには電圧変成器ＰＴａが設置され、トラクションフィーダＦａ１とトラクションフィーダＦａ２に電流変成器ＣＴａ１と電流変成器ＣＴａ２がそれぞれ設置され、前記電圧変成器ＰＴａ、電流変成器ＣＴａ１及び電流変成器ＣＴａ２の計測端子はコントローラＣＣａの入力端子に接続され、
トラクション変電所ＴＳｂに設置される電力変換装置ＢＣＳｂとコントローラＣＣｂをさらに含み、電力変換装置ＢＣＳｂは交流ポートＪｂを介してトラクションバスＴＳＢｂに接続され、トラクションバスＴＳＢｂに電圧変成器ＰＴｂが設置され、トラクションフィーダＦｂ１とトラクションフィーダＦｂ２に電流変成器ＣＴｂ１と電流変成器ＣＴｂ２がそれぞれ設置され、前記電圧変成器ＰＴｂ、電流変成器ＣＴｂ１及び電流変成器ＣＴｂ２の計測端子はコントローラＣＣｂの入力端子に接続され、
前記コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂは光ファイバを介してＯＦＬを接続して情報交換を行い、ここで、トラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂの間のトラクションネットワークＯＣＳはバイラテラル給電を採用し、コントローラＣＣａは変電所ＴＳａの電力情報をリアルタイムで取得するために使用され、コントローラＣＣｂは変電所ＴＳｂの電力情報をリアルタイムで取得するために使用され、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａ、電力変換装置ＢＣＳｂをそれぞれ制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａ又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす。

【0011】

さらに、前記トラクション変電所ＴＳａは同相給電を採用し、トラクション変電所ＴＳａのトラクションバスＴＳＢａはトラクションフィーダＦａ１を介してトラクションネットワークＯＣＳに給電し、トラクションフィーダＦａ２を介して左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａに給電し、トラクションネットワークＯＣＳと左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａはセクショナライザを介して接続される。

【0012】

さらに、前記トラクション変電所ＴＳｂは同相給電を採用し、トラクション変電所ＴＳｂのトラクションバスＴＳＢｂはトラクションフィーダＦｂ１を介してトラクションネットワークＯＣＳに給電し、トラクションフィーダＦｂ２を介して右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂに給電し、トラクションネットワークＯＣＳと右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂはセクショナライザを介して接続される。

【0013】

さらに、前記電力変換装置ＢＣＳａは整流装置ＡＤＣａとインバータ装置ＤＡＣａを含み、整流装置ＡＤＣａの直流側は共通直流バスＤＣＢａを介してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａ及びインバータ装置ＤＡＣａの直流側に接続され、インバータ装置ＤＡＣａの三相交流側はトラクション変電所ＴＳａの配電システムバスＤＳＢａに接続され、前記コントローラＣＣａの出力端子は電力変換装置ＢＣＳａの制御端子に接続される。

【0014】

さらに、前記電力変換装置ＢＣＳｂは整流装置ＡＤＣｂとインバータ装置ＤＡＣｂを含み、整流装置ＡＤＣｂの直流側は共通直流バスＤＣＢｂを介してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂ及びインバータ装置ＤＡＣｂの直流側に接続され、インバータ装置ＤＡＣｂの三相交流側はトラクション変電所ＴＳｂの配電システムバスＤＳＢｂに接続され、前記コントローラＣＣｂの出力端子は電力変換装置ＢＣＳｂの制御端子に接続される。

【0015】

本発明の別の目的は、
コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂのリアルタイム電力情報をそれぞれ取得するステップと、
コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはそれぞれ取得したリアルタイム電力情報に応じて情報交換を行うステップと、
コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用し、コントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たすステップと、を含む、上記トラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システムに基づく制御方法を提供する。

【0016】

さらに、前記トラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂはいずれも同相給電を採用し、前記制御方法において、
コントローラＣＣａがトラクション変電所ＴＳａのリアルタイム電力情報を取得するステップは、コントローラＣＣａがトラクションバスＴＳＢａの電圧Ｕａ、トラクションフィーダＦａ１の電流Ｉａ１、トラクションフィーダＦａ２の電流Ｉａ２をリアルタイムで検出するステップと、コントローラＣＣａがトラクションバスＴＳＢａの電圧ＵａとトラクションフィーダＦａ１の電流Ｉａ１に応じてトラクション変電所ＴＳａからトラクションネットワークＯＣＳに供給される有効電力Ｐｃａを計算するステップと、コントローラＣＣａがトラクションバスＴＳＢａの電圧ＵａとトラクションフィーダＦａ２の電流Ｉａ２に応じてトラクション変電所ＴＳａから左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａに供給される有効電力Ｐｃａａを計算するステップと、を含み、
コントローラＣＣｂが変電所ＴＳｂのリアルタイム電力情報を取得するステップは、コントローラＣＣｂがトラクションバスＴＳＢｂの電圧Ｕｂ、トラクションフィーダＦｂ１の電流Ｉｂ１、トラクションフィーダＦｂ２の電流Ｉｂ２をリアルタイムで検出するステップと、コントローラＣＣｂがトラクションバスＴＳＢｂの電圧ＵｂとトラクションフィーダＦｂ１の電流Ｉｂ１に応じてトラクション変電所ＴＳｂからトラクションネットワークＯＣＳに供給される有効電力Ｐｃｂを計算し、コントローラＣＣｂがトラクションバスＴＳＢｂの電圧ＵｂとトラクションフィーダＦｂ２の電流Ｉｂ２に応じてトラクション変電所ＴＳｂから右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂに供給される有効電力Ｐｃｂｂを計算するステップと、を含み、
トラクション変電所からトラクションネットワークへ流れる電力は正、トラクションネットワークからトラクション変電所へ流れる電力は負である。

【0017】

さらに、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂがそれぞれ取得したリアルタイム電力情報に応じて情報交換を行う前記ステップは、コントローラＣＣａは光ファイバを介してＯＦＬに対して有効電力Ｐｃａと有効電力ＰｃａａデータをコントローラＣＣｂに送信し、コントローラＣＣｂは光ファイバを介してＯＦＬに対して有効電力Ｐｃｂと有効電力ＰｃｂｂデータをコントローラＣＣａに送信するステップを含む。

【0018】

さらに、コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用し、コントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす前記ステップは、
Ｐｃａ＞０、Ｐｃｂ＜０且つＰｃａ＋Ｐｃｂ＝０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳが無負荷動作条件にあると判定し、有効電力Ｐｃａと有効電力Ｐｃｂはライドスルー電力であり、トラクションフィーダＦａ１からトラクションフィーダＦｂ１に流れると、このとき、有効電力Ｐｃａ≧Ｐｃｂｂ≧０であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して配電システムバスＤＳＢｂに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝Ｐｃａ－Ｐｃｂｂであると同時に、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させ、有効電力Ｐｃｂｂ≧Ｐｃａであると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させると同時に、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させるステップと、
Ｐｃｂ＞０、Ｐｃａ＜０且つＰｃａ＋Ｐｃｂ＝０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳが無負荷動作条件にあると判定し、有効電力Ｐｃａと有効電力Ｐｃｂはライドスルー電力であり、トラクションフィーダＦｂ１からトラクションフィーダＦａ１に流れると、このとき、有効電力Ｐｃｂ≧Ｐｃａａ≧０であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して配電システムバスＤＳＢａに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝Ｐｃｂ－Ｐｃａａであると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させ、有効電力Ｐｃａａ≧Ｐｃｂであると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させると同時に、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させるステップと、
｜Ｐｃａ＋Ｐｃｂ｜＞０、Ｐｃａ＞０、Ｐｃｂ＞０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳがトラクション動作条件にあると判定すると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａを放電状態で動作させ、エネルギー貯蔵装置ＥＳＤａの放電電力≦Ｐｃａであると同時に、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂを放電状態で動作させ、エネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂの放電電力≦Ｐｃｂであるステップと、を含む。

【0019】

さらに、コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用し、コントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす前記ステップは、
Ｐｃａ＜０且つＰｃｂ＜０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳが制動動作条件にあると判定すると、このとき、
Ｐｃａａ＜０であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して配電システムバスＤＳＢａに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃａ｜＋｜Ｐｃａａ｜であり、Ｐｃａａ＞０且つＰｃａａ＜｜Ｐｃａ｜であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して配電システムバスＤＳＢａに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃａ｜－｜Ｐｃａａ｜であり、Ｐｃａａ＞０且つＰｃａａ≧｜Ｐｃａ｜であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させるステップと、
Ｐｃｂｂ＜０であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して配電システムバスＤＳＢｂに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃｂ｜＋｜Ｐｃｂｂ｜であり、Ｐｃｂｂ＞０且つＰｃｂｂ＜｜Ｐｃｂ｜であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して配電システムバスＤＳＢｂに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃｂ｜－｜Ｐｃｂｂ｜であり、Ｐｃｂｂ＞０且つＰｃｂｂ≧｜Ｐｃｂ｜であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させるステップと、をさらに含む。

【0020】

本発明の作動原理は以下の通りである。通常、バイラテラル給電トラクションネットワークは電力網と並列構造を形成し、トラクションネットワークが無負荷の場合、電力網から送電された電力の一部はトラクションネットワークを流れ、対応するこの電力をライドスルー電力（対応する電流を平衡電流と呼ぶ）と呼ぶ。送電線、トラクションネットワークの分布容量には充電電流と充電電力がさらに発生する。ライドスルー電力はトラクションネットワークに沿って流れ、縦方向成分に属し、充電電力は負荷と同様に横方向成分と呼ばれる。トラクションネットワークが無負荷の場合、ライドスルー電力を計測する有効成分を選択するだけで、ライドスルーの状況を反映でき、トラクション変電所の引込線、トラクションフィーダ及びトラクションネットワークの任意の便利な部位で計測できる。トラクション変電所の同相給電とトラクションネットワークバイラテラル給電は給電アームの延長に等価し、伴走車両のうちトラクション列車は制動列車の回生電力をより高い確率で吸収でき、最終的に電力網に戻る回生電力を大幅に低減し、さらに０にする。トラクション負荷によって大きな横方向成分が発生し、電力網に戻るライドスルー電力の値以上である場合、横方向成分効果のみを示し、すなわち、等価なトラクション動作条件である。トラクションネットワークの負荷が回生制動動作条件である場合、発生する回生制動エネルギーは最初に隣接する給電区間に消費され、余剰の回生エネルギーはトラクション変電所を介して電力網にフィードバックされる。バイラテラル給電のための２つのトラクション変電所の電圧と電流情報を利用して、バイラテラル給電区間トラクションネットワークの動作条件を判定し、無負荷の動作条件では、電力変換装置によってライドスルー電力をエネルギー貯蔵装置に貯蔵するか、又は変電所自家の電力消費システムに変換し、それによって電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たし、トラクション動作条件（又は等価なトラクション動作条件）では、エネルギー貯蔵装置はエネルギーを放出して列車に使用し、回生制動動作条件（このとき、ライドスルー電力もある）では、電力変換装置によって回生電力とライドスルー電力をともにエネルギー貯蔵装置に貯蔵するか、又は変電所自家の電力消費システムに変換し、それによって電力網に戻る電力が所定の要件を満たす。

【発明の効果】

【0021】

従来技術と比べて、本発明の有益な効果は以下の通りである。
１.電力網の鉄道への給電構造を変えずに、トラクションネットワークのライドスルー電力を利用し、ライドスルー電力が電力網とユーザーに与える悪影響を取り除き、バイラテラル給電のメリットを十分に発揮する。
２.同相給電を基礎とした上でバイラテラル給電を実施することは、給電アームの回生エネルギーの利用により有利であり、回生制動エネルギーの直接利用率を高め、通常の場合、電力網に戻る回生電力と電気エネルギーが所定の要件を満たすことができ、さらには０になり得る。
３.電力変換装置はトラクション変電所のエネルギー貯蔵装置と配電システムに接続して給電することができ、ライドスルー電力を利用するほか、余剰の回生制動電気エネルギーを利用することもできる。
４.技術が先進的で信頼性が高く、実施しやすい。

【0022】

図面は、本発明の実施例の更なる理解を提供するために使用され、明細書の一部を構成し、以下の発明を実施するための形態とともに本発明の実施例を説明するために使用されるが、本発明の実施例を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明のバイラテラル給電と電力網との接続関係の模式図である。

【図2】本発明の構造模式図である。

【図3】本発明の電力変換装置ＢＣＳａの構造模式図である。

【図4】本発明の電力変換装置ＢＣＳｂの構造模式図である

【図5】本発明の制御方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

当業者が本発明の技術案をよりよく理解するために、以下、図面及び具体的な実施形態を参照して本発明をさらに説明する。

【0025】

実施例１
バイラテラル給電と電力網との接続関係の単線の模式図は、図１に示され、バイラテラル給電トラクションネットワークＯＣＳは両側のトラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂを介して電力網Ｇと並列構造を形成する。並列シャントの原理によると、バイラテラル給電によって、トラクションネットワークＯＣＳで電力網Ｇに平行な電流成分が発生し、平衡電流と呼ばれ、ライドスルー電力が発生し、鉄道の電気料金問題に影響を与える。バイラテラル給電の２つの変電所の一次側の電気料金は逆送電力の逆方向計量方法を採用すると、この問題をよく解決でき、逆送電力を計量しないか、又は逆送電力を順方向計量すると、鉄道のさらなる負担になる。

【0026】

このため、図２に示すように、本実施例は、トラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システムを提供し、トラクション変電所ＴＳａに設置される電力変換装置ＢＣＳａとコントローラＣＣａを含み、電力変換装置ＢＣＳａは交流ポートＪａを介してトラクションバスＴＳＢａに接続され、トラクションバスＴＳＢａには電圧変成器ＰＴａが設置され、トラクションフィーダＦａ１とトラクションフィーダＦａ２に電流変成器ＣＴａ１と電流変成器ＣＴａ２がそれぞれ設置され、前記電圧変成器ＰＴａ、電流変成器ＣＴａ１及び電流変成器ＣＴａ２の計測端子はコントローラＣＣａの入力端子に接続され、
トラクション変電所ＴＳｂに設置される電力変換装置ＢＣＳｂとコントローラＣＣｂをさらに含み、電力変換装置ＢＣＳｂは交流ポートＪｂを介してトラクションバスＴＳＢｂに接続され、トラクションバスＴＳＢｂに電圧変成器ＰＴｂが設置され、トラクションフィーダＦｂ１とトラクションフィーダＦｂ２に電流変成器ＣＴｂ１と電流変成器ＣＴｂ２がそれぞれ設置され、前記電圧変成器ＰＴｂ、電流変成器ＣＴｂ１及び電流変成器ＣＴｂ２の計測端子はコントローラＣＣｂの入力端子に接続され、
前記コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂは光ファイバを介してＯＦＬを接続して情報交換を行い、トラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂの間のトラクションネットワークＯＣＳはバイラテラル給電を採用し、コントローラＣＣａは変電所ＴＳａの電力情報をリアルタイムで取得するために使用され、コントローラＣＣｂは変電所ＴＳｂの電力情報をリアルタイムで取得するために使用され、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａ、電力変換装置ＢＣＳｂをそれぞれ制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａ又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす。

【0027】

本実施例の応用シーンでは、トラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂの間の電気的分相を取り消し、即ち、トラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂの間のトラクションネットワークＯＣＳはバイラテラル給電を採用する。また、背景技術で述べたように、トラクション変電所のトラクション変圧器の二次側にリアクトルを直列に接続することで平衡電流を低減するか、又はトラクション変電所に電圧補償装置を追加することで電圧位相補償を実現してバイラテラル給電の２つのトラクション変電所の出力電圧差を低減する必要があり、本実施例では、これら２つの措置について必須ではない。即ち、本実施例は、これら２つの措置を採用してもよいしこれら２つの措置を採用しなくてもよく、本実施例のコアは、ライドスルー電力、又はライドスルー電力がある、トラクション変電所に戻る電力を利用することであり、ライドスルー電力の発生を抑制するのではなく、ライドスルー電力が発生した後の対応に重点をおいており、これは本実施例を従来技術と区別する鍵となる。また、本実施例は、ライドスルー電力を利用するという技術構想をもとに、実際の動作条件では、列車の制動時に発生する回生電力が元々存在するライドスルー電力とともにトラクション変電所に戻ることがあるため、本実施例でいうライドスルー電力利用は、ライドスルー電力を含む、トラクション変電所に戻る電力を利用することを指してもよい。ライドスルー電力の利用によって、前記トラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又は前記トラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たし、さらにライドスルー電力の電力網とユーザーへの悪影響を取り除き、バイラテラル給電のメリットを充分に発揮する。

【0028】

好ましくは、本実施例におけるトラクション変電所ＴＳａは同相給電を採用し、トラクション変電所ＴＳａのトラクションバスＴＳＢａはトラクションフィーダＦａ１を介してトラクションネットワークＯＣＳに給電し、トラクションフィーダＦａ２を介して左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａに給電し、トラクションネットワークＯＣＳと左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａはセクショナライザを介して接続される。

【0029】

ここで、変電所ＴＳａが同相給電技術を採用すると、給電アームが延長し、伴走車両のうちトラクション列車は制動列車の回生電力をより高い確率で吸収でき、回生制動エネルギーの直接利用率を高め、最終的に電力網に戻る回生電力を大幅に低減し、さらに０にする。メンテナンスを容易にするために、本実施例は、トラクション変電所ＴＳａのトラクションネットワークに電気セクションを設置し、即ち、トラクションネットワークＯＣＳと左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａとの間に電気セクションを設置する。電気セクションが設置されることで、一方では、セクショニング計測制御保護技術と組み合わせて使用し、列車が停電することなく点検やメンテナンスを容易にし、他方では、変電所ＴＳｂに設置された電気セクションと組み合わせることで、トラクションネットワークＯＣＳの動作条件を検出して分析することもできる（トラクションネットワークＯＣＳが無負荷であるか否かを検出して分析することを含み、無負荷時に変電所に戻る電力はライドスルー電力であり、具体的な分析について、実施例２を参照できる）。

【0030】

好ましくは、本実施例におけるトラクション変電所ＴＳｂは同相給電を採用し、トラクション変電所ＴＳｂのトラクションバスＴＳＢｂはトラクションフィーダＦｂ１を介してトラクションネットワークＯＣＳに給電し、トラクションフィーダＦｂ２を介して右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂに給電し、トラクションネットワークＯＣＳと右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂはセクショナライザを介して接続される。

【0031】

ここで、変電所ＴＳｂが同相給電技術を採用すると、給電アームが延長し、伴走車両のうちトラクション列車は制動列車の回生電力をより高い確率で吸収でき、回生制動エネルギーの直接利用率を高め、最終的に電力網に戻る回生電力を大幅に低減し、さらに０にする。メンテナンスを容易にするために、本実施例は、変電所ＴＳｂのトラクションネットワークに電気セクションを設置し、即ち、トラクションネットワークＯＣＳと右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂとの間に電気セクションを設置してもよい。電気セクションが設置されることで、一方では、セクショニング計測制御保護技術と組み合わせて使用し、列車が停電することなく点検やメンテナンスを容易にし、他方では、トラクション変電所ＴＳａに設置された電気セクションと組み合わせることで、トラクションネットワークＯＣＳの動作条件を検出して分析することもできる（トラクションネットワークＯＣＳが無負荷であるか否かを検出して分析することを含み、無負荷時に変電所に戻る電力はライドスルー電力であり、具体的な分析について、実施例２を参照できる）。

【0032】

好ましくは、図３に示すように、前記電力変換装置ＢＣＳａは整流装置ＡＤＣａとインバータ装置ＤＡＣａを含み、整流装置ＡＤＣａの直流側は共通直流バスＤＣＢａを介してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａ及びインバータ装置ＤＡＣａの直流側に接続され、インバータ装置ＤＡＣａの三相交流側はトラクション変電所ＴＳａの配電システムバスＤＳＢａに接続され、前記コントローラＣＣａの出力端子は電力変換装置ＢＣＳａの制御端子に接続される。

【0033】

ここで、ライドスルー電力、又はライドスルー電力を含む逆送電力がトラクション変電所ＴＳａに流れると、コントローラＣＣａはエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａを制御して、トラクション変電所ＴＳａに流れるライドスルー電力、又はライドスルー電力を含む逆送電力を貯蔵してもよいし、トラクション変電所ＴＳａに流れるライドスルー電力、又はライドスルー電力を含む逆送電力を配電システムバスＤＳＢａに流して配電システムの関連電気装置に利用されるように制御し、それによって前記変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす。

【0034】

好ましくは、図４に示すように、前記電力変換装置ＢＣＳｂは整流装置ＡＤＣｂとインバータ装置ＤＡＣｂを含み、整流装置ＡＤＣｂの直流側は共通直流バスＤＣＢｂを介してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂ及びインバータ装置ＤＡＣｂの直流側に接続され、インバータ装置ＤＡＣｂの三相交流側はトラクション変電所ＴＳｂの配電システムバスＤＳＢｂに接続され、前記コントローラＣＣｂの出力端子は電力変換装置ＢＣＳｂの制御端子に接続される。

【0035】

ここで、ライドスルー電力、又はライドスルー電力を含む逆送電力が変電所ＴＳｂに流れるとき、コントローラＣＣｂはエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂを制御して、変電所ＴＳｂに流れるライドスルー電力、又はライドスルー電力を含む逆送電力を貯蔵してもよいし、変電所ＴＳｂに流れるライドスルー電力、又はライドスルー電力を含む逆送電力を配電システムバスＤＳＢｂに流して配電システムの関連電気装置に利用されるように制御し、それによって前記変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす。

【0036】

以上のように、本発明の実施例のトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システムは少なくとも以下の利点を有する。

【0037】

１.電力網の鉄道への給電構造を変えずに、トラクションネットワークのライドスルー電力を利用し、ライドスルー電力が電力網とユーザーに与える悪影響を取り除き、バイラテラル給電のメリットを十分に発揮する。
２.同相給電を基礎とした上でバイラテラル給電を実施することは、給電アームの回生エネルギーの利用により有利であり、回生制動エネルギーの直接利用率を高め、通常の場合、電力網に戻る回生電力と電気エネルギーが所定の要件を満たすことができ、さらには０になり得る。
３.電力変換装置はトラクション変電所のエネルギー貯蔵装置と配電システムに接続して給電することができ、ライドスルー電力を利用するほか、余剰の回生制動電気エネルギーを利用することもできる。
４.技術が先進的で信頼性が高く、実施しやすい。

【0038】

実施例２
図５に示すように、本実施例は、実施例１に提供するトラクションネットワークのバイラテラル給電ライドスルー電力利用システムに基づく制御方法を提供し、
コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂのリアルタイム電力情報をそれぞれ取得するステップＳ１００と、
コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはそれぞれ取得したリアルタイム電力情報に応じて情報交換を行うステップＳ２００と、
コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用し、コントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たすステップＳ３００と、を含む。

【0039】

好ましくは、前記トラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂはいずれも同相給電を採用し、前記方法において、
コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂがトラクション変電所ＴＳａとトラクション変電所ＴＳｂのリアルタイム電力情報をそれぞれ取得するステップＳ１００は、コントローラＣＣａがトラクションバスＴＳＢａの電圧Ｕａ、トラクションフィーダＦａ１の電流Ｉａ１、トラクションフィーダＦａ２の電流Ｉａ２をリアルタイムで検出し、コントローラＣＣａがトラクションバスＴＳＢａの電圧ＵａとトラクションフィーダＦａ１の電流Ｉａ１に応じてトラクション変電所ＴＳａからトラクションネットワークＯＣＳに供給される有効電力Ｐｃａを計算し、コントローラＣＣａがトラクションバスＴＳＢａの電圧ＵａとトラクションフィーダＦａ２の電流Ｉａ２に応じてトラクション変電所ＴＳａから左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａに供給される有効電力Ｐｃａａを計算するステップと、
コントローラＣＣｂがトラクションバスＴＳＢｂの電圧Ｕｂ、トラクションフィーダＦｂ１の電流Ｉｂ１、トラクションフィーダＦｂ２の電流Ｉｂ２をリアルタイムで検出し、コントローラＣＣｂがトラクションバスＴＳＢｂの電圧ＵｂとトラクションフィーダＦｂ１の電流Ｉｂ１に応じてトラクション変電所ＴＳｂからトラクションネットワークＯＣＳに供給される有効電力Ｐｃｂを計算し、コントローラＣＣｂがトラクションバスＴＳＢｂの電圧ＵｂとトラクションフィーダＦｂ２の電流Ｉｂ２に応じてトラクション変電所ＴＳｂから右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂに供給される有効電力Ｐｃｂｂを計算するステップと、を含み、
トラクション変電所からトラクションネットワークへ流れる電力は正、トラクションネットワークからトラクション変電所へ流れる電力は負である。

【0040】

ここで、トラクション変電所からトラクションネットワークに流れる電力が正であることは、トラクション変電所ＴＳａからトラクションネットワークＯＣＳ又は左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａに流れる電力のみが正であることを指すだけでなく、トラクション変電所ＴＳｂからトラクションネットワークＯＣＳ又は右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂに流れる電力が正であることも指す、トラクションネットワークからトラクション変電所に流れる電力が負であることは、トラクションネットワークＯＣＳ又は左側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳａからトラクション変電所ＴＳａに流れる電力が負であることを指すだけでなく、トラクションネットワークＯＣＳ又は右側隣接給電区間トラクションネットワークＯＣＳｂからトラクション変電所ＴＳｂに流れる電力が負であることも指す。

【0041】

好ましくは、前記コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂがそれぞれリアルタイムで取得した電力情報に応じて情報交換を行うステップＳ２００は以下を含む。前記コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂがそれぞれ取得したリアルタイム電力情報に応じて情報交換を行う前記ステップは、コントローラＣＣａは光ファイバを介してＯＦＬに対して有効電力Ｐｃａと有効電力ＰｃａａデータをコントローラＣＣｂに送信し、コントローラＣＣｂは光ファイバを介してＯＦＬに対して有効電力Ｐｃｂと有効電力ＰｃｂｂデータをコントローラＣＣａに送信するステップを含む。

【0042】

好ましくは、コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用し、コントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす前記ステップＳ３００は、
Ｐｃａ＞０、Ｐｃｂ＜０且つＰｃａ＋Ｐｃｂ＝０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳが無負荷動作条件にあると判定し、有効電力Ｐｃａと有効電力Ｐｃｂはライドスルー電力であり、トラクションフィーダＦａ１からトラクションフィーダＦｂ１に流れると、このとき、有効電力Ｐｃａ≧Ｐｃｂｂ≧０であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して配電システムバスＤＳＢｂに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝Ｐｃａ－Ｐｃｂｂであると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させ、有効電力Ｐｃｂｂ≧Ｐｃａであると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させると同時に、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させるステップＳ３０１と、
Ｐｃｂ＞０、Ｐｃａ＜０且つＰｃａ＋Ｐｃｂ＝０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳが無負荷動作条件にあると判定し、有効電力Ｐｃａと有効電力Ｐｃｂはライドスルー電力であり、トラクションフィーダＦｂ１からトラクションフィーダＦａ１に流れると、このとき、有効電力Ｐｃｂ≧Ｐｃａａ≧０であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して配電システムバスＤＳＢａに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝Ｐｃｂ－Ｐｃａａであると同時に、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させ、有効電力Ｐｃａａ≧Ｐｃｂであると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させると同時に、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させるステップＳ３０２と、
｜Ｐｃａ＋Ｐｃｂ｜＞０、且つＰｃａ＞０、Ｐｃｂ＞０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳがトラクション動作条件にあると判定すると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａを放電状態で動作させ、エネルギー貯蔵装置ＥＳＤａの放電電力≦Ｐｃａであると同時に、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御してエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂを放電状態で動作させ、エネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂの放電電力≦ＰｃｂであるステップＳ３０３と、を含む。

【0043】

好ましくは、コントローラＣＣａは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳａを制御してライドスルー電力を利用し、コントローラＣＣｂは情報交換結果に応じて電力変換装置ＢＣＳｂを制御してライドスルー電力を利用し、それによってトラクション変電所ＴＳａから電力網に戻るライドスルー電力又はトラクション変電所ＴＳｂから電力網に戻るライドスルー電力が所定の要件を満たす前記ステップ３００は、ステップＳ３０４をさらに含み、
ステップＳ３０４は、Ｐｃａ＜０且つＰｃｂ＜０であり、コントローラＣＣａとコントローラＣＣｂはトラクションネットワークＯＣＳが制動動作条件にあると判定すると、このとき、
ステップＳ３０４－１において、Ｐｃａａ＜０であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して配電システムバスＤＳＢａに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃａ｜＋｜Ｐｃａａ｜であり、Ｐｃａａ＞０且つＰｃａａ＜｜Ｐｃａ｜であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して配電システムバスＤＳＢａに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤａをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃａ｜－｜Ｐｃａａ｜であり、Ｐｃａａ＞０且つＰｃａａ≧｜Ｐｃａ｜であると、コントローラＣＣａは電力変換装置ＢＣＳａを制御して待機させ、
ステップＳ３０４－２において、Ｐｃｂｂ＜０であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して配電システムバスＤＳＢｂに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃｂ｜＋｜Ｐｃｂｂ｜であり、Ｐｃｂｂ＞０且つＰｃｂｂ＜｜Ｐｃｂ｜であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して配電システムバスＤＳＢｂに給電するか、又はエネルギー貯蔵装置ＥＳＤｂをエネルギー貯蔵状態で動作させ、両者の電力の和＝｜Ｐｃｂ｜－｜Ｐｃｂｂ｜であり、Ｐｃｂｂ＞０且つＰｃｂｂ≧｜Ｐｃｂ｜であると、コントローラＣＣｂは電力変換装置ＢＣＳｂを制御して待機させる。

【0044】

以上は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、なお、上記の好ましい実施形態は本発明に対する制限とみなすべきではなく、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で定められた範囲に準じるものである。当業者は、本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲で、いくつかの改良及び修正を加えることもでき、これらの改良及び修正も本発明の保護範囲とみなされるものとする。

【符号の説明】

【0045】

３００ ステップ
Ｓ１００ ステップ
Ｓ２００ ステップ
Ｓ３００ ステップ
Ｓ３０１ ステップ
Ｓ３０２ ステップ
Ｓ３０３ ステップ
Ｓ３０４ ステップ
Ｓ３０４－１ ステップ
Ｓ３０４－２ ステップ
ＡＤＣａ 整流装置
ＡＤＣｂ 整流装置
ＢＣＳａ 電力変換装置
ＢＣＳｂ 電力変換装置
ＣＣａ コントローラ
ＣＣｂ コントローラ
ＣＴａ１ 電流変成器
ＣＴａ２ 電流変成器
ＣＴｂ１ 電流変成器
ＣＴｂ２ 電流変成器
ＤＡＣａ インバータ装置
ＤＡＣｂ インバータ装置
ＤＣＢａ 共通直流バス
ＤＣＢｂ 共通直流バス
ＤＳＢａ 配電システムバス
ＤＳＢｂ 配電システムバス
ＥＳＤａ エネルギー貯蔵装置
ＥＳＤｂ エネルギー貯蔵装置
Ｆａ１ トラクションフィーダ
Ｆａ２ トラクションフィーダ
Ｆｂ１ トラクションフィーダ
Ｆｂ２ トラクションフィーダ
Ｇ 電力網
Ｉａ１ 電流
Ｉａ２ 電流
Ｉｂ１ 電流
Ｉｂ２ 電流
Ｊａ 交流ポート
Ｊｂ 交流ポート
ＯＣＳ トラクションネットワーク
ＯＣＳ バイラテラル給電トラクションネットワーク
ＯＣＳａ 左側隣接給電区間トラクションネットワーク
ＯＣＳｂ 右側隣接給電区間トラクションネットワーク
Ｐｃａ 有効電力
Ｐｃａａ 有効電力
Ｐｃｂ 有効電力
Ｐｃｂｂ 有効電力
ＰＴａ 電圧変成器
ＰＴｂ 電圧変成器
ＴＳａ 変電所
ＴＳａ トラクション変電所
ＴＳｂ 変電所
ＴＳｂ トラクション変電所
ＴＳＢａ トラクションバス
ＴＳＢｂ トラクションバス
Ｕａ 電圧
Ｕｂ 電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】