JP7734862B2 - Electric vehicle charging system, power management device, and electric vehicle charging method - Google Patents
Electric vehicle charging system, power management device, and electric vehicle charging methodInfo
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Description
本開示は、電気自動車のバッテリーを充電する電気自動車充電システム及びこれに用いる電力管理装置並びに電気自動車充電方法に関する。 This disclosure relates to an electric vehicle charging system for charging the battery of an electric vehicle, a power management device used therein, and an electric vehicle charging method.
EV(Electric Vehicle)と称される電気自動車は、充電するために大きな電力を必要とし、電力量及びピーク電力のどちらについても大きな電力負荷となる。このため、電気自動車の充電に鉄道の回生電力を用いることで省エネルギーを図ることが試みられている。 Electric vehicles (EVs) require a large amount of power to charge, placing a heavy load on both the power consumption and peak power. For this reason, efforts are being made to save energy by using regenerative power from railways to charge EVs.
特許文献1に開示される電気自動車充電システムでは、鉄道のき電線に電気自動車充電装置を接続しており、鉄道の列車の制動時に発生する回生電力を回収して蓄電装置に貯め、電気自動車の充電に用いている。この方式では、通常は捨てられている回生電力を電気自動車の充電に用いるため、省エネルギーとなる。 In the electric vehicle charging system disclosed in Patent Document 1, an electric vehicle charging device is connected to a railway feeder line, and regenerative power generated when the train brakes is collected, stored in a power storage device, and used to charge the electric vehicle. This method saves energy because regenerative power that is normally wasted is used to charge the electric vehicle.
一方で、電気自動車の充電はピーク電力が大きいため、複数の電気自動車の充電需要に対応するために大容量の充電器を複数設置する場合には、電気自動車の充電のピーク電力に対応した大容量の変電設備を設ける必要があり、これがコスト増加に繋がるという課題がある。 However, because charging electric vehicles requires high peak power, installing multiple high-capacity chargers to meet the charging demand of multiple electric vehicles requires the installation of high-capacity substation equipment that can handle the peak power required for charging electric vehicles, which poses the issue of increased costs.
例えば、鉄道のき電設備に係る変電設備は、列車が必要とする電力のピーク値に合わせて、変電設備の容量が設計されている。このため、鉄道のき電線に電気自動車充電装置を接続する場合、ピーク電力の大きい電気自動車充電装置を追加するために変電設備の容量を大幅に増強する必要があり、高コストとなってしまう。 For example, the capacity of substation equipment related to railway power feeding facilities is designed to match the peak power required by trains. Therefore, when connecting electric vehicle charging equipment to railway feeder lines, the capacity of the substation equipment must be significantly increased to add electric vehicle charging equipment with high peak power demands, resulting in high costs.
一方、回生電力が発生しているときに回生電力のみを用いて電気自動車の充電を行う場合は、変電設備の容量を増やす必要は無い反面、回生電力が発生する時間帯及び回生電力の電力量は限られるため、充電可能な電気自動車の台数が少なくなってしまう。 On the other hand, if electric vehicles are charged using only regenerative power when it is being generated, there is no need to increase the capacity of the substation equipment, but the number of electric vehicles that can be charged is reduced because the time periods during which regenerative power is generated and the amount of regenerative power are limited.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、変電設備の容量を増やすことなく充電可能な電気自動車の数を増大させた電気自動車充電システムを得ることを目的とする。 This disclosure has been made in consideration of the above and aims to provide an electric vehicle charging system that increases the number of electric vehicles that can be charged without increasing the capacity of the substation equipment.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る電気自動車充電システムは、自営線から供給される電力を用いて電気自動車を充電可能な充電器を備えた充電ステーションと、自営線及びき電線に電力を供給する変電設備と、き電線と自営線との間に設置され、き電線から自営線へ供給される電力を降圧する電力変換器と、変電設備及び電力変換器を制御することにより、充電ステーションへ供給する電力を管理する電力管理装置とを備える。電力管理装置は、き電線に接続された列車が力行時に使用する使用電力と、列車の制動時に発生する回生電力と、変電設備の空き容量とを時間帯ごとに予測し、予測に基づいて、変電設備に供給される電力が、予め設定された定格容量を超えないように変電設備及び電力変換器を制御する。To solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, the electric vehicle charging system disclosed herein comprises a charging station equipped with a charger capable of charging electric vehicles using power supplied from a privately operated line; substation equipment that supplies power to the privately operated line and a feeder line; a power converter installed between the feeder line and the privately operated line and that steps down the power supplied from the feeder line to the privately operated line; and a power management device that manages the power supplied to the charging station by controlling the substation equipment and power converter. The power management device predicts, for each time period, the power used by a train connected to the feeder line when powering, the regenerative power generated when the train brakes, and the available capacity of the substation equipment, and based on the predictions, controls the substation equipment and power converter so that the power supplied to the substation equipment does not exceed a preset rated capacity.
本開示によれば、変電設備の容量を増やすことなく充電可能な電気自動車の数を増大させた電気自動車充電システムを得られるという効果を奏する。 The present disclosure has the effect of providing an electric vehicle charging system that increases the number of electric vehicles that can be charged without increasing the capacity of the substation equipment.
以下に、実施の形態に係る電気自動車充電システム、電力管理装置及び電気自動車充電方法を図面に基づいて詳細に説明する。 Below, the electric vehicle charging system, power management device, and electric vehicle charging method relating to the embodiments are described in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る電気自動車充電システムの構成を示す図である。図2は、実施の形態1に係る電気自動車充電システムにおける、電力管理装置及び電気自動車運行管理装置の動作を模式的に示す図である。実施の形態1に係る電気自動車充電システム300は、電気自動車600を充電するための充電ステーション6と、充電ステーション6の設置者によって敷設された自営線9と、電力系統に接続された主幹変電設備1と、主幹変電設備1に接続されたき電用変電設備2及び自営線用変電設備3とを備える。
Embodiment 1.
Fig. 1 is a diagram showing the configuration of an electric vehicle charging system according to embodiment 1. Fig. 2 is a diagram showing a schematic diagram of the operation of a power management device and an electric vehicle operation management device in the electric vehicle charging system according to embodiment 1. An electric vehicle charging system 300 according to embodiment 1 includes a charging station 6 for charging an electric vehicle 600, a private line 9 laid by an installer of the charging station 6, a main substation 1 connected to the power grid, and a feeding substation 2 and a private line substation 3 connected to the main substation 1.
また、電気自動車充電システム300は、電力変換器701を介して自営線9に接続された太陽光発電設備7と、き電線5と自営線9との間に設置された電力変換器8と、充電ステーション6へ供給する電力を管理する電力管理装置50と、電気自動車600の運行を管理する電気自動車運行管理装置60とを備える。 The electric vehicle charging system 300 also includes a solar power generation facility 7 connected to a private line 9 via a power converter 701, a power converter 8 installed between the feeder line 5 and the private line 9, a power management device 50 that manages the power supplied to the charging station 6, and an electric vehicle operation management device 60 that manages the operation of the electric vehicle 600.
電気自動車充電システム300において、主幹変電設備1、き電用変電設備2及び自営線用変電設備3は、自営線9及びき電線5に電力を供給する変電設備である。主幹変電設備1は、電力系統から供給される交流の電力P1を降圧して出力する。き電用変電設備2は、主幹変電設備1から供給される交流の電力P2を降圧及び直流化し、列車4に電力を供給するためのき電線5に供給する。自営線用変電設備3は、主幹変電設備1から供給された交流の電力P3を降圧して自営線9に供給する。実施の形態1に係る電気自動車充電システム300において、自営線9に流れる電流は交流である。 In the electric vehicle charging system 300, the main substation 1, the feeding substation 2, and the private line substation 3 are substation equipment that supplies power to the private line 9 and the feeder 5. The main substation 1 steps down the AC power P1 supplied from the power grid and outputs it. The feeding substation 2 steps down and converts the AC power P2 supplied from the main substation 1 into DC, and supplies it to the feeder 5 for supplying power to the train 4. The private line substation 3 steps down the AC power P3 supplied from the main substation 1 and supplies it to the private line 9. In the electric vehicle charging system 300 relating to embodiment 1, the current flowing through the private line 9 is AC.
主幹変電設備1に供給される電力P1は、き電用変電設備2に供給される電力P2と自営線用変電設備3に供給される電力P3との和である。 The power P1 supplied to the main substation 1 is the sum of the power P2 supplied to the feeding substation 2 and the power P3 supplied to the private line substation 3.
充電ステーション6は、電気自動車600を充電する充電器601と、電力を蓄積する蓄電池602と、蓄電池602を充電する電力を降圧し、蓄電池602が放電する電力の昇圧する電力変換器604と、自営線9から供給される電力を直流化するとともに降圧する電力変換器603とを備える。 The charging station 6 includes a charger 601 for charging the electric vehicle 600, a storage battery 602 for storing power, a power converter 604 for reducing the voltage of the power charging the storage battery 602 and for increasing the voltage of the power discharged from the storage battery 602, and a power converter 603 for converting the power supplied from the private line 9 to DC and reducing the voltage.
電力管理装置50は、充電器601、電力変換器603及び電力変換器604と通信し、電気自動車600への充電と、蓄電池602の充放電と、自営線9から充電ステーション6への電力供給とを行う。電気自動車運行管理装置60は、複数の電気自動車600の各々と通信し、予め設定した運行スケジュールに基づいて運行を指示する。 The power management device 50 communicates with the charger 601, power converter 603, and power converter 604, and charges the electric vehicle 600, charges and discharges the storage battery 602, and supplies power from the private line 9 to the charging station 6. The electric vehicle operation management device 60 communicates with each of the multiple electric vehicles 600 and instructs them to operate based on a preset operation schedule.
き電用変電設備2は、変圧器201と、整流器202とを備える。き電用変電設備2に供給された電力P2は、変圧器201によって降圧され、さらに整流器202によって直流化されて直流電力としてき電線5に供給される。列車4は、き電線5との間で直流電力をやりとりする。 The feeding substation 2 comprises a transformer 201 and a rectifier 202. The power P2 supplied to the feeding substation 2 is stepped down by the transformer 201, and then converted to DC power by the rectifier 202, which is then supplied to the feeder line 5 as DC power. The train 4 exchanges DC power with the feeder line 5.
き電線5と列車4とがやりとりする電力P4について、き電線5から列車4に供給される電力を正の電力、列車4からき電線5に供給される電力を負の電力と定義する。列車4が力行を行うときには、列車4がき電線5から電力P4を受け取るため、電力P4は、正の電力となる。一方、列車4が制動するときには、運動エネルギーを電気エネルギーに変換することで得られる回生電力が列車4からき電線5に供給されるため、電力P4は負の電力となる。 With regard to the power P4 exchanged between the feeder 5 and the train 4, the power supplied from the feeder 5 to the train 4 is defined as positive power, and the power supplied from the train 4 to the feeder 5 is defined as negative power. When the train 4 is powered, the train 4 receives power P4 from the feeder 5, so power P4 is positive. On the other hand, when the train 4 brakes, regenerative power obtained by converting kinetic energy into electrical energy is supplied from the train 4 to the feeder 5, so power P4 is negative.
電力変換器8は、き電線5から自営線9に供給される電力を交流化するとともに昇圧する。列車4が発生させた回生電力がき電線5に回収されると、電力変換器8を介してき電線5から自営線9に電力P5が供給される。太陽光発電設備7は、太陽光発電を行う。電力変換器701は、太陽光発電設備7において太陽光発電によって得られた電力を交流化するとともに昇圧し、太陽光発電電力P7を自営線9に供給する。このため、自営線9には、電力P3を自営線用変電設備3において降圧した電力P3と、き電線5が回生電力を回収することによって電力変換器8を通じてき電線5から供給される電力P5と、太陽光発電設備7における太陽光発電による電力を昇圧した太陽光発電電力P7とが流れる。 The power converter 8 converts the power supplied from the feeder 5 to the private line 9 into AC power and boosts its voltage. When regenerative power generated by the train 4 is recovered by the feeder 5, power P5 is supplied from the feeder 5 to the private line 9 via the power converter 8. The solar power generation facility 7 generates solar power. The power converter 701 converts the power obtained by solar power generation in the solar power generation facility 7 into AC power and boosts its voltage, and supplies the solar-generated power P7 to the private line 9. Therefore, the private line 9 is supplied with power P3 obtained by stepping down the voltage of power P3 in the private line substation 3, power P5 supplied from the feeder 5 through the power converter 8 by the feeder 5 recovering regenerative power, and solar-generated power P7 obtained by boosting the power generated by solar power generation in the solar power generation facility 7.
充電ステーション6は、自営線9から電力変換器603を介して電力P6が供給される。充電ステーション6に供給される電力P6は、電力P3を自営線用変電設備3において降圧した電力と、太陽光発電電力P7と、回生電力による電力P5との和である。 The charging station 6 is supplied with power P6 from the private line 9 via a power converter 603. The power P6 supplied to the charging station 6 is the sum of power P3 stepped down in the private line substation 3, solar-generated power P7, and regenerated power P5.
図3は、実施の形態1に係る電気自動車充電システムの電力管理装置の構成を示す図である。電力管理装置50は、充電器601、蓄電池602、電力変換器603、電力変換器604、電力変換器8、き電用変電設備2及び自営線用変電設備3を制御する制御部51と、蓄電池602の充放電制御により充電器601に供給可能な最大電力を時間帯ごとに示す最大充電電力テーブルと、電気自動車600の充電料金を時間帯ごと示す充電料金テーブルとを作成する処理部52とを備える。処理部52は、太陽光発電電力P7の電力量を予測する太陽光発電量予測部521と、回生電力の電力量を予測する回生電力量予測部522と、主幹変電設備1の空き容量を予測する変電設備空き容量予測部523と、最大充電電力テーブル及び充電料金テーブルを作成するテーブル作成部524とを備える。 Figure 3 is a diagram showing the configuration of a power management device for an electric vehicle charging system according to embodiment 1. The power management device 50 includes a control unit 51 that controls the charger 601, the storage battery 602, the power converter 603, the power converter 604, the power converter 8, the feeding substation 2, and the private line substation 3, and a processing unit 52 that creates a maximum charging power table that indicates the maximum power that can be supplied to the charger 601 by controlling the charging and discharging of the storage battery 602 for each time period, and a charging fee table that indicates the charging fee for the electric vehicle 600 for each time period. The processing unit 52 includes a solar power generation amount prediction unit 521 that predicts the amount of solar power generation power P7, a regenerative power amount prediction unit 522 that predicts the amount of regenerative power, a substation available capacity prediction unit 523 that predicts the available capacity of the main substation 1, and a table creation unit 524 that creates the maximum charging power table and the charging fee table.
図4は、実施の形態1に係る電気自動車運行管理装置の構成を示す図である。電気自動車運行管理装置60は、電気自動車600の配車を行う制御部61と、電気自動車600の充電計画を作成する処理部62とを備える。処理部62は、電気自動車600の充電需要を予測する充電需要予測部621と、電気自動車600の充電計画を作成する充電計画作成部622とを備える。 Figure 4 is a diagram showing the configuration of an electric vehicle operation management device according to embodiment 1. The electric vehicle operation management device 60 includes a control unit 61 that dispatches electric vehicles 600, and a processing unit 62 that creates a charging plan for the electric vehicles 600. The processing unit 62 includes a charging demand prediction unit 621 that predicts the charging demand for the electric vehicles 600, and a charging plan creation unit 622 that creates a charging plan for the electric vehicles 600.
図5は、実施の形態1に係る電気自動車充電システムにおいて発生する電力の一例を示す図である。図5において、縦軸は電力を示し、横軸は時間を示している。時間帯T1は、列車4が停車している時間帯であり、き電用変電設備2に供給される電力P2は小さい。時間帯T2は、列車4が力行している時間帯であり、き電用変電設備2に供給される電力P2は大きい。時間帯T3は、列車4が惰行している時間帯であり、き電用変電設備2に供給される電力P2は小さい。時間帯T4は、列車4が制動している時間帯であり、列車4からき電線5に回生電力を供給している状態であるため、列車4とき電線5との間でやりとりする電力P4は負の電力となっている。 Figure 5 is a diagram showing an example of power generated in the electric vehicle charging system according to embodiment 1. In Figure 5, the vertical axis represents power and the horizontal axis represents time. Time period T1 is a time period when train 4 is stopped, and the power P2 supplied to the feeding substation 2 is small. Time period T2 is a time period when train 4 is powering, and the power P2 supplied to the feeding substation 2 is large. Time period T3 is a time period when train 4 is coasting, and the power P2 supplied to the feeding substation 2 is small. Time period T4 is a time period when train 4 is braking, and regenerative power is being supplied from train 4 to feeder line 5, so the power P4 exchanged between train 4 and feeder line 5 is negative.
電力管理装置50は、充電器601と、蓄電池602と、電力変換器603と、電力変換器604と、電力変換器8と、電力変換器701とを制御することで、き電用変電設備2に供給される電力P2が小さい時間帯T1及び時間帯T3には、自営線用変電設備3に電力P3を制約なく電力を供給し、き電用変電設備2が受電する電力P2が大きい時間帯T2には、自営線用変電設備3に供給される電力P3を抑制する。 By controlling the charger 601, the storage battery 602, the power converter 603, the power converter 604, the power converter 8, and the power converter 701, the power management device 50 supplies power P3 to the private line substation 3 without restriction during time periods T1 and T3 when the power P2 supplied to the feeding substation 2 is low, and suppresses the power P3 supplied to the private line substation 3 during time period T2 when the power P2 received by the feeding substation 2 is high.
き電用変電設備2に供給される電力P2は、列車4が力行する時間帯T2にピークが生じる。一方、き電用変電設備2に供給される電力P2が大きい時間帯T2には、電力管理装置50によって自営線用変電設備3に供給される電力P3が抑制されるため、電力P3のピークは、き電用変電設備2に供給される電力P2が小さい時間帯T1又は時間帯T3に生じる。このように、電力P2のピークと電力P3のピークとをずらすことで、き電用変電設備2に供給される電力P2の電力ピーク値と、自営線用変電設備3に供給される電力P3の電力ピーク値との和が、主幹変電設備1の定格容量Pn1を超えていても、主幹変電設備1に供給される電力P1を、定格容量Pn1以下に抑えることができる。これにより、主幹変電設備1の定格容量を増加させる設備更新を行うことなしに、充電可能な電気自動車600の台数を増やすことができる。The power P2 supplied to the power feeding substation 2 peaks during time period T2 when the train 4 is powered. Meanwhile, during time period T2 when the power P2 supplied to the power feeding substation 2 is high, the power management device 50 suppresses the power P3 supplied to the private line substation 3. Therefore, the peak of power P3 occurs during time period T1 or T3 when the power P2 supplied to the power feeding substation 2 is low. By shifting the peaks of power P2 and P3 in this way, even if the sum of the peak power value of power P2 supplied to the power feeding substation 2 and the peak power value of power P3 supplied to the private line substation 3 exceeds the rated capacity Pn1 of the main substation 1, the power P1 supplied to the main substation 1 can be kept below the rated capacity Pn1. This allows the number of electric vehicles 600 that can be charged to be increased without upgrading the main substation 1 to increase its rated capacity.
次に、上記に説明した制御を実現する電力管理装置50及び電気自動車運行管理装置60の動作について説明する。図6は、実施の形態1に係る電気自動車充電システムの電力管理装置及び電気自動車運行管理装置の動作の流れを示すフローチャートである。ステップS1において、太陽光発電量予測部521は、天気予報に基づいて、太陽光発電設備7の発電量を予測する。次に、ステップS2において、回生電力量予測部522は、鉄道運行情報に基づいて、列車4が使用する電力量と、回生電力の発生量と、回生電力が発生する時間帯とを予測する。鉄道運行情報は、列車4の運行ダイヤ及び乗客数の予測データ等を含む。例えば、回生電力量予測部522は、鉄道運行情報に基づいて列車4が力行する時間帯を推定することにより、列車4が使用する使用電力の電力量及び列車4が電力を使用する時間帯の予測を行う。また、回生電力量予測部522は、鉄道運行情報に基づいて列車4が制動する時間帯を推定することにより、回生電力の発生量及び発生時間帯の予測を行う。また、変電設備空き容量予測部523は、主幹変電設備1の空き容量を予測する。例えば、変電設備空き容量予測部523は、鉄道運行情報に基づいて列車4が力行する時間帯を推定するとともに、き電用変電設備2に供給される電力P2及び自営線用変電設備3に供給される電力P3と、電力P2と電力P3との和である主幹変電設備1に供給される電力P1とを予測する。変電設備空き容量予測部523は、主幹変電設備1に供給される電力P1、き電用変電設備2に供給される電力P2及び自営線用変電設備3に供給される電力P3に基づいて、主幹変電設備1の定格容量Pn1に対する空き容量を推定する。Next, the operation of the power management device 50 and electric vehicle traffic management device 60, which realize the control described above, will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the operation flow of the power management device and electric vehicle traffic management device of the electric vehicle charging system according to embodiment 1. In step S1, the solar power generation amount prediction unit 521 predicts the amount of power generated by the solar power generation facility 7 based on a weather forecast. Next, in step S2, the regenerative power amount prediction unit 522 predicts the amount of power used by the train 4, the amount of regenerative power generated, and the time period during which the regenerative power will be generated based on railway operation information. The railway operation information includes predicted data on the train 4's schedule and number of passengers. For example, the regenerative power amount prediction unit 522 predicts the amount of power used by the train 4 and the time period during which the train 4 will use power by estimating the time period during which the train 4 will brake based on the railway operation information. Furthermore, the regenerative power amount prediction unit 522 predicts the amount of regenerative power generated and the time period during which the regenerative power will be generated by estimating the time period during which the train 4 will brake based on the railway operation information. Furthermore, the substation available capacity prediction unit 523 predicts the available capacity of the main substation 1. For example, the substation available capacity prediction unit 523 estimates the time period during which the train 4 will be powered based on railway operation information, and predicts the power P2 supplied to the feeding substation 2, the power P3 supplied to the private line substation 3, and the power P1 supplied to the main substation 1, which is the sum of the power P2 and the power P3. The substation available capacity prediction unit 523 estimates the available capacity relative to the rated capacity Pn1 of the main substation 1, based on the power P1 supplied to the main substation 1, the power P2 supplied to the feeding substation 2, and the power P3 supplied to the private line substation 3.
ステップS3において、テーブル作成部524は、最大充電電力テーブル及び充電料金テーブルを作成する。前述のように、自営線用変電設備3が供給可能な電力P3は、き電用変電設備2に供給される電力P2に応じて、時間帯ごとに制約される。このため、充電ステーション6に供給可能な最大電力は、き電用変電設備2に供給される電力P2と、太陽光発電設備7から供給される太陽光発電電力P7と、列車4から供給される回生電力による電力P5とに応じて、時間帯ごとに異なる大きさとなる。テーブル作成部524は、き電用変電設備2に供給される電力P2と、太陽光発電設備7から供給される太陽光発電電力P7と、列車4から供給される回生電力による電力P5とに基づき、充電ステーション6に設置した蓄電池602の充放電制御により充電器601に供給可能な最大電力について、時間帯ごとの表として最大充電電力テーブルを作成する。 In step S3, the table creation unit 524 creates a maximum charging power table and a charging fee table. As described above, the power P3 that can be supplied by the private line substation 3 is restricted for each time period depending on the power P2 supplied to the feeding substation 2. Therefore, the maximum power that can be supplied to the charging station 6 varies for each time period depending on the power P2 supplied to the feeding substation 2, the solar-generated power P7 supplied from the solar power generation equipment 7, and the power P5 resulting from regenerative power supplied from the train 4. The table creation unit 524 creates a maximum charging power table as a table for each time period for the maximum power that can be supplied to the charger 601 by charge/discharge control of the storage battery 602 installed in the charging station 6, based on the power P2 supplied to the feeding substation 2, the solar-generated power P7 supplied from the solar power generation equipment 7, and the power P5 resulting from regenerative power supplied from the train 4.
充電料金テーブルは、最大充電電力テーブルと、太陽光発電電力P7の予測値と、回生電力の予測値とに基づいて作成される。太陽光発電電力P7及び回生電力による電力P5が電気自動車600への充電に最大限に利用されるよう、太陽光発電電力P7及び回生電力が多く発生する時間帯は、充電料金が安価に設定される。また、列車4が力行しており、き電用変電設備2に供給される電力P2が大きい時間帯は、主幹変電設備1の空き容量が小さく、最大充電電力が小さい。このような最大充電電力が小さい時間帯は、充電需要が集中することを避けるために、充電料金は高価に設定される。このように、テーブル作成部524は、主幹変電設備1の空き容量に基づく最大充電電力と、太陽光発電電力P7と、回生電力の予測値とに基づいて、充電料金を時間帯ごとに異なる変動料金に設定することで、電気自動車600の充電計画の最適化を図る。The charging fee table is created based on the maximum charging power table, the predicted value of solar-generated power P7, and the predicted value of regenerated power. To maximize the use of solar-generated power P7 and regenerated power P5 for charging the electric vehicle 600, charging fees are set low during time periods when solar-generated power P7 and regenerated power are abundant. Furthermore, during time periods when the train 4 is powering and the power P2 supplied to the feeding substation 2 is high, the available capacity of the main substation 1 is low and the maximum charging power is low. To avoid a concentration of charging demand during such time periods when the maximum charging power is low, charging fees are set high. In this way, the table creation unit 524 optimizes the charging plan for the electric vehicle 600 by setting different variable charging fees for each time period based on the maximum charging power based on the available capacity of the main substation 1, the solar-generated power P7, and the predicted value of regenerated power.
ステップS4において、制御部51は、テーブル作成部524が作成した最大充電電力テーブル及び充電料金テーブルを、電気自動車運行管理装置60に送信する。 In step S4, the control unit 51 transmits the maximum charging power table and charging fee table created by the table creation unit 524 to the electric vehicle operation management device 60.
一方、電気自動車運行管理装置60では、ステップS11において、充電需要予測部621は、電気自動車運行情報に基づいて、電気自動車600の充電需要を予測する。電気自動車運行情報は、例えば、電気自動車600がバスの場合は、バスの運行ダイヤと、バスの乗客数の予測データを含むものである。また、例えば、電気自動車600がタクシーの場合は、電気自動車運行情報は、タクシーの乗客数と輸送距離との予測データを含むものである。また、例えば電気自動車600が自家用車である場合には、電気自動車運行情報は、道路の混雑具合を示す交通情報の予測データを含むものである。 Meanwhile, in the electric vehicle operation management device 60, in step S11, the charging demand prediction unit 621 predicts the charging demand for the electric vehicle 600 based on the electric vehicle operation information. For example, if the electric vehicle 600 is a bus, the electric vehicle operation information includes predicted data on the bus schedule and the number of bus passengers. Also, for example, if the electric vehicle 600 is a taxi, the electric vehicle operation information includes predicted data on the number of taxi passengers and the distance traveled. Also, for example, if the electric vehicle 600 is a private car, the electric vehicle operation information includes predicted data on traffic information indicating the degree of road congestion.
ステップS12において、電気自動車運行管理装置60の制御部61は、電力管理装置50から送信された最大充電電力テーブル及び充電料金テーブルを受信する。ステップS13において、充電計画作成部622は、最大充電電力テーブルと充電料金テーブルとに基づいて、運行を管理する電気自動車600の充電計画を作成する。例えば、充電計画作成部622は、電気自動車600の充電料金が安価に設定されている時間帯に優先的に電気自動車600の充電を行うように充電計画を作成する。ステップS14において、制御部61は、充電計画作成部622が作成した充電計画を電力管理装置50に送信する。In step S12, the control unit 61 of the electric vehicle operation management device 60 receives the maximum charging power table and charging fee table transmitted from the power management device 50. In step S13, the charging plan creation unit 622 creates a charging plan for the electric vehicle 600 whose operation it manages based on the maximum charging power table and the charging fee table. For example, the charging plan creation unit 622 creates a charging plan such that charging of the electric vehicle 600 is given priority during time periods when the charging fee for the electric vehicle 600 is set low. In step S14, the control unit 61 transmits the charging plan created by the charging plan creation unit 622 to the power management device 50.
ステップS5において、電力管理装置50の制御部51は、電気自動車運行管理装置60から送信された充電計画を受信する。電力管理装置50が、電気自動車運行管理装置60から受信した充電計画を不図示の表示部において表示したり、インターネットを介して公開することにより、電気自動車運行管理装置60が運行管理していない電気自動車600のユーザは、充電ステーション6の混雑度を事前に把握することができる。In step S5, the control unit 51 of the power management device 50 receives the charging plan transmitted from the electric vehicle operation management device 60. The power management device 50 displays the charging plan received from the electric vehicle operation management device 60 on a display unit (not shown) or makes it public via the Internet, allowing users of electric vehicles 600 whose operation is not managed by the electric vehicle operation management device 60 to know in advance the degree of congestion at the charging station 6.
以上により、営業開始前の電力管理装置50及び電気自動車運行管理装置60の動作が完了する。 This completes the operation of the power management device 50 and electric vehicle operation management device 60 before business hours begin.
上記の動作は、営業開始後においても予め設定された時間間隔をおいて繰り返し実行される。例えば、天気予報の変化、鉄道又はバスのダイヤの遅延発生及び電気自動車運行情報の更新の少なくとも一つに応じて、逐次修正を加えながら運用される。このような運用を行うことにより、実施の形態1に係る電気自動車充電システム300は、主幹変電設備1の容量を増やすことなく、充電可能な電気自動車600の台数を増やすことができる。 The above operations are repeatedly performed at preset time intervals even after business hours have begun. For example, the system is operated while making successive adjustments in response to at least one of changes in the weather forecast, delays in train or bus schedules, and updates to electric vehicle operation information. By operating in this manner, the electric vehicle charging system 300 according to embodiment 1 can increase the number of electric vehicles 600 that can be charged without increasing the capacity of the main substation equipment 1.
実施の形態1に係る電気自動車充電システム300は、き電線5に接続された列車4が力行時に使用する使用電力と、列車4の制動時に発生する回生電力と、主幹変電設備1の空き容量とを時間帯ごとに予測し、予測に基づいて、主幹変電設備1に供給される電力が、予め設定された定格容量を超えないようにき電用変電設備2及び電力変換器8を制御するため、主幹変電設備1の定格容量を増加させる設備更新を行うことなしに、充電可能な電気自動車600の台数を増やすことができる。 The electric vehicle charging system 300 of embodiment 1 predicts the power consumption of the train 4 connected to the feeder line 5 when powering, the regenerative power generated when the train 4 brakes, and the available capacity of the main substation 1 for each time period, and based on the predictions, controls the feeding substation 2 and the power converter 8 so that the power supplied to the main substation 1 does not exceed a preset rated capacity.Therefore, the number of electric vehicles 600 that can be charged can be increased without having to perform equipment updates that increase the rated capacity of the main substation 1.
実施の形態2.
図7は、実施の形態2に係る電気自動車充電システムの構成を示す図である。実施の形態1に係る電気自動車充電システム300と相違する部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
Embodiment 2.
7 is a diagram showing the configuration of an electric vehicle charging system according to embodiment 2. Only the parts that differ from electric vehicle charging system 300 according to embodiment 1 will be described, and a description of the parts that are common will be omitted.
実施の形態2に係る電気自動車充電システム300において、自営線9に流れる電流は直流である。実施の形態2に係る電気自動車充電システム300において、き電用変電設備2は、主幹変電設備1から供給される電力P2を降圧化及び直流化してき電線5に直流電力を供給する。き電線5と自営線9との間には、電力変換器8が設置されている。自営線9には、電力変換器8を介してき電用変電設備2から電力が供給される。なお、列車4の制動時に発生した回生電力がき電線5に回収されると、自営線9には、電力変換器8によって回生電力が降圧されて電力P5が供給される。電力変換器603は、自営線9から供給される電力を降圧する。電力変換器701は、太陽光発電設備7において太陽光発電によって得られた電力を昇圧し、太陽光発電電力P7を自営線9に供給する。 In the electric vehicle charging system 300 according to the second embodiment, the current flowing through the private power line 9 is direct current. In the electric vehicle charging system 300 according to the second embodiment, the power feeding substation 2 steps down and converts power P2 supplied from the main power substation 1 to direct current, and supplies the direct current power to the feeder line 5. A power converter 8 is installed between the feeder line 5 and the private power line 9. Power is supplied to the private power line 9 from the power feeding substation 2 via the power converter 8. When regenerative power generated during braking of the train 4 is recovered by the feeder line 5, the regenerative power is stepped down by the power converter 8 and power P5 is supplied to the private power line 9. The power converter 603 steps down the power supplied from the private power line 9. The power converter 701 boosts the power generated by solar power generation in the solar power generation facility 7, and supplies the solar-generated power P7 to the private power line 9.
図8は、実施の形態2に係る電気自動車充電システムにおいて発生する電力の一例を示す図である。図8において、縦軸は電力を示し、横軸は時間を示している。電力P2は、き電用変電設備2が主幹変電設備1から供給される電力である。電力P4は、列車4とき電線5との間でやりとりされる電力である。電力P5は、き電線5から電力変換器8を介して自営線9に供給される電力である。 Figure 8 is a diagram showing an example of power generated in an electric vehicle charging system according to embodiment 2. In Figure 8, the vertical axis represents power and the horizontal axis represents time. Power P2 is power supplied to the feeding substation 2 from the main substation 1. Power P4 is power exchanged between the train 4 and the feeder line 5. Power P5 is power supplied from the feeder line 5 to the private line 9 via the power converter 8.
実施の形態1と同様に、き電線5と列車4とがやりとりする電力P4について、き電線5から列車4に供給される電力を正の電力、列車4からき電線5に供給される電力を負の電力と定義する。 As in embodiment 1, with regard to the power P4 exchanged between the feeder 5 and the train 4, the power supplied from the feeder 5 to the train 4 is defined as positive power, and the power supplied from the train 4 to the feeder 5 is defined as negative power.
時間帯T1は、列車4が停車している時間帯であり、き電線5から列車4に供給される正の電力P4は小さい。時間帯T2は、列車4が力行している時間帯であり、き電線5から列車4に供給される正の電力P4は大きい。時間帯T3は、列車4が惰行している時間帯であり、き電線5から列車4に供給される正の電力P4は小さい。時間帯T4は、列車4が制動している時間帯であり、列車4からき電線5に負の電力が供給される。 Time period T1 is a time period when train 4 is stopped, and the positive power P4 supplied to train 4 from feeder 5 is small. Time period T2 is a time period when train 4 is powered, and the positive power P4 supplied to train 4 from feeder 5 is large. Time period T3 is a time period when train 4 is coasting, and the positive power P4 supplied to train 4 from feeder 5 is small. Time period T4 is a time period when train 4 is braking, and negative power is supplied from train 4 to feeder 5.
電力管理装置50は、充電器601と、蓄電池602と、電力変換器603と、電力変換器604と、電力変換器8とを制御することで、き電線5から列車4に供給される正の電力が小さい時間帯T1及び時間帯T3と、列車4からき電線5に負の電力が供給される時間帯T4とに、電力変換器8がき電線5から自営線9に電力P5を供給し、き電線5から列車4に供給される正の電力が大きい時間帯T2には、き電線5から自営線9へ供給する電力P5を抑制する制御を行う。したがって、列車4が制動するときには、列車4から充電ステーション6に電力が供給され、列車4が停車しているときには、き電用変電設備2から充電ステーション6に電力が供給され、列車4が力行しているときには、き電線5から充電ステーション6への電力の供給は停止される。 By controlling the charger 601, the storage battery 602, the power converter 603, the power converter 604, and the power converter 8, the power converter 8 supplies power P5 from the feeder 5 to the private line 9 during time periods T1 and T3 when the positive power supplied from the feeder 5 to the train 4 is low, and during time period T4 when negative power is supplied from the train 4 to the feeder 5, and controls the power converter 8 to suppress the power P5 supplied from the feeder 5 to the private line 9 during time period T2 when the positive power supplied from the feeder 5 to the train 4 is high. Therefore, when the train 4 brakes, power is supplied from the train 4 to the charging station 6, when the train 4 is stopped, power is supplied from the feeding substation 2 to the charging station 6, and when the train 4 is powered, the supply of power from the feeder 5 to the charging station 6 is stopped.
き電線5から列車4に供給される正の電力が大きい時間帯T2には、電力管理装置50によってき電線5から自営線9へ供給する電力P5が抑制されるため、主幹変電設備1からき電用変電設備2に供給される電力P2を定格容量Pn2以下としつつ、自営線9を介して充電ステーション6に定格容量Pn2を超える大きな電力P6を供給することができる。これにより、主幹変電設備1及びき電用変電設備2の定格容量を増加させる設備更新を行うことなく、充電可能な電気自動車600の台数を増やすことができる。 During time period T2 when the positive power supplied to the train 4 from the feeder line 5 is large, the power management device 50 suppresses the power P5 supplied from the feeder line 5 to the private line 9. This allows the power P2 supplied from the main substation 1 to the feeding substation 2 to be kept at or below the rated capacity Pn2, while a large amount of power P6 exceeding the rated capacity Pn2 can be supplied to the charging station 6 via the private line 9. This makes it possible to increase the number of electric vehicles 600 that can be charged without having to perform equipment upgrades that increase the rated capacity of the main substation 1 and the feeding substation 2.
実施の形態2に係る電気自動車充電システム300の動作の流れは、図6に示した実施の形態1に係る電気自動車充電システム300の動作の流れと同様であるが、ステップS2において、変電設備空き容量予測部523は、主幹変電設備1の空き容量ではなく、き電用変電設備2の空き容量を算出する。また、ステップS3において、テーブル作成部524は、列車4が力行していてき電用変電設備2に供給される電力P2が大きいためにき電用変電設備2の空き容量が小さく、最大充電電力が小さい時間帯には、その時間帯に充電需要が集中することを避けるため、充電料金を高価に設定して充電料金テーブルを作成する。このように、き電用変電設備2の空き容量に基づく最大充電電力と、太陽光発電電力P7と、回生電力の予測値とに基づいて、充電料金を時間帯ごとに異なる変動料金に設定することで、電気自動車600の充電計画の最適化が促される。The operational flow of the electric vehicle charging system 300 according to the second embodiment is the same as that of the electric vehicle charging system 300 according to the first embodiment shown in FIG. 6 , except that in step S2, the substation available capacity prediction unit 523 calculates the available capacity of the feeding substation 2, rather than the available capacity of the main substation 1. In addition, in step S3, the table creation unit 524 creates a charging rate table by setting a high charging fee for a time period when the available capacity of the feeding substation 2 is low and the maximum charging power is low because the train 4 is powering and the power P2 supplied to the feeding substation 2 is large, in order to avoid a concentration of charging demand during that time period. In this way, by setting a variable charging fee that differs for each time period based on the maximum charging power based on the available capacity of the feeding substation 2, the solar-generated power P7, and the predicted value of regenerative power, the charging plan for the electric vehicle 600 is optimized.
実施の形態2に係る電気自動車充電システム300は、き電線5に接続された列車4が力行時に使用する使用電力と、列車4の制動時に発生する回生電力と、き電用変電設備2の空き容量とを時間帯ごとに予測し、予測に基づいて、き電用変電設備2に供給される電力が、予め設定された定格容量を超えないように電力変換器8を制御するため、き電用変電設備2の定格容量を増加させる設備更新を行うことなしに、充電可能な電気自動車600の台数を増やすことができる。 The electric vehicle charging system 300 of embodiment 2 predicts the power consumption of the train 4 connected to the feeder line 5 when powering, the regenerative power generated when the train 4 brakes, and the available capacity of the feeding substation 2 for each time period, and based on the predictions, controls the power converter 8 so that the power supplied to the feeding substation 2 does not exceed a preset rated capacity.Therefore, the number of electric vehicles 600 that can be charged can be increased without having to perform equipment updates that increase the rated capacity of the feeding substation 2.
実施の形態3.
図9は、実施の形態3に係る電気自動車充電システムの構成を示す図である。実施の形態2に係る電気自動車充電システム300と相違する部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は省略する。
Embodiment 3.
9 is a diagram showing the configuration of an electric vehicle charging system according to embodiment 3. Only the parts that differ from electric vehicle charging system 300 according to embodiment 2 will be described, and a description of the parts that are common will be omitted.
実施の形態2に係る電気自動車充電システム300と同様に、実施の形態3に係る電気自動車充電システム300において、自営線9に流れる電流は直流である。実施の形態3に係る電気自動車充電システム300において、き電用変電設備2は、整流器202から出力される直流電力を降圧する電力変換器203を備える。き電用変電設備2は、自営線9には変圧器201で降圧した直流電力を供給し、き電線5には電力変換器203で降圧した直流電力を供給する。列車4の制動時に発生した回生電力がき電線5に回収されると、電力変換器8によって回生電力が昇圧されて、き電線5から自営線9に電力P5が供給される。太陽光発電設備7は、充電ステーション6の中に設置されている。 As with the electric vehicle charging system 300 according to embodiment 2, in the electric vehicle charging system 300 according to embodiment 3, the current flowing through the private line 9 is direct current. In the electric vehicle charging system 300 according to embodiment 3, the feeding substation 2 includes a power converter 203 that steps down the direct current power output from the rectifier 202. The feeding substation 2 supplies the private line 9 with direct current power stepped down by the transformer 201, and supplies the feeder line 5 with direct current power stepped down by the power converter 203. When regenerative power generated during braking of the train 4 is recovered by the feeder line 5, the regenerative power is boosted by the power converter 8, and power P5 is supplied from the feeder line 5 to the private line 9. The solar power generation facility 7 is installed within the charging station 6.
図10は、実施の形態3に係る電気自動車充電システムにおいて発生する電力の一例を示す図である。図10において、縦軸は電力を示し、横軸は時間を示している。電力P2は、き電用変電設備2に供給される電力である。電力P4は、列車4とき電線5との間でやりとりされる電力である。電力P6は、充電ステーション6に供給される電力である。 Figure 10 is a diagram showing an example of power generated in an electric vehicle charging system according to embodiment 3. In Figure 10, the vertical axis represents power and the horizontal axis represents time. Power P2 is power supplied to the feeding substation 2. Power P4 is power exchanged between the train 4 and the feeder line 5. Power P6 is power supplied to the charging station 6.
時間帯T1は、列車4が停車している時間帯であり、き電線5から列車4に供給される正の電力P4は小さい。時間帯T2は、列車4が力行している時間帯であり、き電線5から列車4に供給される正の電力P4は大きい。時間帯T3は、列車4が惰行している時間帯であり、き電線5から列車4に供給される正の電力P4は小さい。時間帯T4は、列車4が制動している時間帯であり、列車4からき電線5に負の電力が供給される。 Time period T1 is a time period when train 4 is stopped, and the positive power P4 supplied to train 4 from feeder 5 is small. Time period T2 is a time period when train 4 is powered, and the positive power P4 supplied to train 4 from feeder 5 is large. Time period T3 is a time period when train 4 is coasting, and the positive power P4 supplied to train 4 from feeder 5 is small. Time period T4 is a time period when train 4 is braking, and negative power is supplied from train 4 to feeder 5.
電力管理装置50は、充電器601と、蓄電池602と、電力変換器603と、電力変換器604と、電力変換器8と、電力変換器203とを制御することで、き電線5から列車4に供給される正の電力が小さい時間帯T1及び時間帯T3と、列車4からき電線5に負の電力が供給される時間帯T4とに、自営線9から充電ステーション6に電力P6を供給し、き電線5から列車4に供給される正の電力が大きい時間帯T2には、自営線9から充電ステーション6への電力P6の供給を抑制する制御を行う。すなわち、時間帯T1、時間帯T3及び時間帯T4においては、電力管理装置50は、き電線5から自営線9に電力変換器8を介して電力を供給するとともに、自営線9から電力変換器603を介して充電ステーション6に電力を供給する。一方、時間帯T2においては、電力管理装置50は、き電線5から自営線9への電力変換器8を介しての電力P5の供給及び、自営線9からの電力変換器603を介しての電力P6の供給の少なくとも一方を抑制する。 By controlling the charger 601, the storage battery 602, the power converter 603, the power converter 604, the power converter 8, and the power converter 203, the power management device 50 supplies power P6 from the private line 9 to the charging station 6 during time periods T1 and T3 when the positive power supplied from the feeder 5 to the train 4 is low, and during time period T4 when negative power is supplied from the train 4 to the feeder 5, and controls to suppress the supply of power P6 from the private line 9 to the charging station 6 during time period T2 when the positive power supplied from the feeder 5 to the train 4 is high. In other words, during time periods T1, T3, and T4, the power management device 50 supplies power from the feeder 5 to the private line 9 via the power converter 8, and supplies power from the private line 9 to the charging station 6 via the power converter 603. On the other hand, during time period T2, the power management device 50 suppresses at least one of the supply of power P5 from the feeder line 5 to the private line 9 via the power converter 8 and the supply of power P6 from the private line 9 via the power converter 603.
電力管理装置50が、き電線5から列車4に供給される正の電力が大きい時間帯T2には、自営線9から充電ステーション6へ供給する電力P6を抑制することで、主幹変電設備1からき電用変電設備2に供給される電力P2を定格容量Pn2以下としつつ、自営線9を介して充電ステーション6に定格容量Pn2を超える大きな電力P6を供給することができる。これにより、主幹変電設備1及びき電用変電設備2の定格容量を増加させる設備更新を行うことなく、充電可能な電気自動車600の台数を増やすことができる。 During time period T2 when the positive power supplied to the train 4 from the feeder line 5 is large, the power management device 50 suppresses the power P6 supplied from the private line 9 to the charging station 6. This makes it possible to keep the power P2 supplied from the main substation 1 to the feeding substation 2 at or below the rated capacity Pn2, while supplying a large amount of power P6 exceeding the rated capacity Pn2 to the charging station 6 via the private line 9. This makes it possible to increase the number of electric vehicles 600 that can be charged without having to perform equipment upgrades that increase the rated capacity of the main substation 1 and the feeding substation 2.
実施の形態3に係る電気自動車充電システム300の動作の流れは、図6に示した実施の形態1に係る電気自動車充電システム300の動作の流れと同様であるが、ステップS2において、変電設備空き容量予測部523は、主幹変電設備1の空き容量ではなく、き電用変電設備2の空き容量を算出する。また、ステップS3においては、列車4が力行していてき電用変電設備2に供給される電力P2が大きいためにき電用変電設備2の空き容量が小さく、最大充電電力が小さい時間帯には、その時間帯に充電需要が集中することを避けるため、充電料金を高価に設定する。このように、き電用変電設備2の空き容量に基づく最大充電電力と、太陽光発電電力P7と、回生電力の予測値とに基づいて、充電料金を時間帯ごとに異なる変動料金に設定することで、電気自動車600の充電計画の最適化が促される。The operational flow of the electric vehicle charging system 300 according to the third embodiment is the same as that of the electric vehicle charging system 300 according to the first embodiment shown in FIG. 6 , except that in step S2, the substation available capacity prediction unit 523 calculates the available capacity of the feeding substation 2, rather than the available capacity of the main substation 1. Furthermore, in step S3, during a time period when the train 4 is powering and the power P2 supplied to the feeding substation 2 is large, the available capacity of the feeding substation 2 is small, and the maximum charging power is low, a high charging fee is set to avoid a concentration of charging demand during that time period. In this way, by setting a variable charging fee that differs for each time period based on the maximum charging power based on the available capacity of the feeding substation 2, the solar-generated power P7, and the predicted value of regenerative power, the charging plan for the electric vehicle 600 is optimized.
実施の形態3に係る電気自動車充電システム300は、き電線5に接続された列車4が力行時に使用する使用電力と、列車4の制動時に発生する回生電力と、き電用変電設備2の空き容量とを時間帯ごとに予測し、予測に基づいて、き電用変電設備2に供給される電力が、予め設定された定格容量を超えないように電力変換器603を制御するため、き電用変電設備2の定格容量を増加させる設備更新を行うことなしに、充電可能な電気自動車600の台数を増やすことができる。 The electric vehicle charging system 300 of embodiment 3 predicts the power consumption of the train 4 connected to the feeder line 5 when powering, the regenerative power generated when the train 4 brakes, and the available capacity of the feeding substation 2 for each time period, and controls the power converter 603 based on the prediction so that the power supplied to the feeding substation 2 does not exceed a preset rated capacity.Therefore, the number of electric vehicles 600 that can be charged can be increased without having to perform equipment updates that increase the rated capacity of the feeding substation 2.
次に、電気自動車充電システム300を構成する電力管理装置50及び電気自動車運行管理装置60のハードウェア構成について説明する。図11は、実施の形態1から3のいずれかに係る電気自動車充電システムの電力管理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図11に示すように、電力管理装置50は、プロセッサ101と、メモリ102と、記憶装置103と、インタフェース回路104とを備えるコンピュータシステムである。プロセッサ101、メモリ102、記憶装置103及びインタフェース回路104は、バス105によって互いにデータの送受信が可能である。 Next, the hardware configuration of the power management device 50 and electric vehicle operation management device 60 that make up the electric vehicle charging system 300 will be described. Figure 11 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a power management device of an electric vehicle charging system relating to any of embodiments 1 to 3. As shown in Figure 11, the power management device 50 is a computer system comprising a processor 101, memory 102, storage device 103, and interface circuit 104. The processor 101, memory 102, storage device 103, and interface circuit 104 can send and receive data to and from each other via a bus 105.
プロセッサ101は、記憶装置103に記憶されたオペレーションシステムOS(Operation System)及び処理プログラムを読み出して実行することによって、制御部51及び処理部52の機能を実行する。なお、制御部51及び処理部52の一部又は全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit)及びFPGA(Field Programmable Gate Array)に代表されるハードウェアで構成することもできる。すなわち、制御部51及び処理部52の一部又は全部を実現する処理回路は、専用のハードウェアであってもよい。 The processor 101 executes the functions of the control unit 51 and processing unit 52 by reading and executing the operating system (OS) and processing programs stored in the storage device 103. Note that part or all of the control unit 51 and processing unit 52 may also be configured using hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and an FPGA (Field Programmable Gate Array). In other words, the processing circuitry that realizes part or all of the control unit 51 and processing unit 52 may be dedicated hardware.
また、プロセッサ101は、磁気ディスク、USB(Universal Serial Bus)メモリ、光ディスク、コンパクトディスク及びDVD(Digital Versatile Disc)のうち一つ以上の記憶媒体から不図示のインタフェースを介してOS及び処理プログラムを読み出し記憶装置103に記憶して実行することもできる。 In addition, the processor 101 can read the OS and processing program from one or more storage media including a magnetic disk, a USB (Universal Serial Bus) memory, an optical disk, a compact disk, and a DVD (Digital Versatile Disc) via an interface not shown, store them in the storage device 103, and execute them.
また、電力管理装置50は、互いに接続された複数の情報処理装置で実現されてもよい。電力管理装置50が複数の情報処理装置を含む場合、電力管理装置50で実行される処理は、複数の情報処理装置がそれぞれ処理を実行することで仮想的に一台の情報処理装置とみなすことができる。 The power management device 50 may also be realized by multiple information processing devices connected to each other. When the power management device 50 includes multiple information processing devices, the processing executed by the power management device 50 can be virtually regarded as a single information processing device by each of the multiple information processing devices executing the processing.
電気自動車運行管理装置60も同様に、プロセッサ101と、メモリ102と、記憶装置103と、インタフェース回路104とを備えるコンピュータシステムである。プロセッサ101は、記憶装置103に記憶されたOS及び処理プログラムを読み出して実行することによって、制御部61及び処理部62の機能を実行する。なお、制御部61及び処理部62の一部又は全部をASIC及びFPGAに代表されるハードウェアで構成することもできる。すなわち、制御部61及び処理部62の一部又は全部を実現する処理回路は、専用のハードウェアであってもよい。 The electric vehicle operation management device 60 is also a computer system comprising a processor 101, memory 102, storage device 103, and interface circuit 104. The processor 101 performs the functions of the control unit 61 and processing unit 62 by reading and executing the OS and processing programs stored in the storage device 103. Note that part or all of the control unit 61 and processing unit 62 can also be configured using hardware such as ASICs and FPGAs. In other words, the processing circuits that realize part or all of the control unit 61 and processing unit 62 may be dedicated hardware.
以上の実施の形態に示した構成は、内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the above embodiments are merely examples of the content, and may be combined with other known technologies, or parts of the configuration may be omitted or modified without departing from the spirit of the invention.
1 主幹変電設備、2 き電用変電設備、3 自営線用変電設備、4 列車、5 き電線、6 充電ステーション、7 太陽光発電設備、8,203,603,604,701 電力変換器、9 自営線、50 電力管理装置、51,61 制御部、52,62 処理部、60 電気自動車運行管理装置、101 プロセッサ、102 メモリ、103 記憶装置、104 インタフェース回路、105 バス、201 変圧器、202 整流器、300 電気自動車充電システム、521 太陽光発電量予測部、522 回生電力量予測部、523 変電設備空き容量予測部、524 テーブル作成部、600 電気自動車、601 充電器、602 蓄電池、621 充電需要予測部、622 充電計画作成部。1 Main substation, 2 Feeder substation, 3 Private line substation, 4 Train, 5 Feeder, 6 Charging station, 7 Solar power generation equipment, 8, 203, 603, 604, 701 Power converter, 9 Private line, 50 Power management device, 51, 61 Control unit, 52, 62 Processing unit, 60 Electric vehicle operation management device, 101 Processor, 102 Memory, 103 Storage device, 104 Interface circuit, 105 Bus, 201 Transformer, 202 Rectifier, 300 Electric vehicle charging system, 521 Solar power generation amount prediction unit, 522 Regenerative power amount prediction unit, 523 Substation equipment available capacity prediction unit, 524 Table creation unit, 600 Electric vehicle, 601 Charger, 602 Storage battery, 621 Charging demand prediction unit, 622 Charging plan creation unit.
Claims (12)
前記自営線及びき電線に電力を供給する変電設備と、
前記き電線と前記自営線との間に設置され、前記き電線から前記自営線へ供給される電力を降圧する電力変換器と、
前記変電設備及び前記電力変換器を制御することにより、前記充電ステーションへ供給する電力を管理する電力管理装置とを備え、
前記電力管理装置は、前記き電線に接続された列車が力行時に使用する使用電力と、前記列車の制動時に発生する回生電力と、前記変電設備の空き容量とを時間帯ごとに予測し、
前記予測に基づいて、前記変電設備に供給される電力が、予め設定された定格容量を超えないように前記変電設備及び前記電力変換器を制御することを特徴とする電気自動車充電システム。 a charging station equipped with a charger capable of charging an electric vehicle using power supplied from a private line;
a substation facility for supplying power to the private power lines and the feeder lines;
a power converter installed between the feeder line and the private line, which reduces the voltage of power supplied from the feeder line to the private line;
a power management device that manages power supplied to the charging station by controlling the substation and the power converter,
the power management device predicts, for each time period, the power used by the train connected to the feeder line when it is powered, the regenerative power generated when the train is braking, and the available capacity of the substation equipment;
An electric vehicle charging system characterized by controlling the substation and the power converter based on the prediction so that the power supplied to the substation does not exceed a preset rated capacity.
前記太陽光発電設備は、前記自営線に接続されており、
前記電力管理装置は、前記自営線に前記太陽光発電電力が供給される時間帯及び前記回生電力が発生する時間帯には、前記太陽光発電電力及び前記回生電力の分、前記き電用変電設備から前記き電線に供給する電力を小さくすることを特徴とする請求項3に記載の電気自動車充電システム。 Equipped with a solar power generation facility that generates solar power,
The solar power generation facility is connected to the private line,
4. The electric vehicle charging system according to claim 3, wherein the power management device reduces the power supplied from the feeding substation to the feeder line by an amount corresponding to the solar-generated power and the regenerated power during the time periods when the solar-generated power is supplied to the private line and the time periods when the regenerated power is generated.
前記電力管理装置は、前記列車の力行時と、前記列車の停止時、惰行時又は制動時とで、前記主幹変電設備から前記自営線用変電設備に供給する電力を変更して、前記主幹変電設備から前記き電用変電設備に供給する電力と、前記主幹変電設備から前記自営線用変電設備に供給する電力との和を、前記主幹変電設備の定格容量以下とすることを特徴とする請求項3に記載の電気自動車充電システム。 a private line substation that supplies the power supplied from the main substation to a private line connected to the charging station;
4. The electric vehicle charging system according to claim 3, wherein the power management device changes the power supplied from the main substation to the private line substation when the train is powering and when the train is stopped, coasting, or braking, so that the sum of the power supplied from the main substation to the feeding substation and the power supplied from the main substation to the private line substation is equal to or less than the rated capacity of the main substation.
前記太陽光発電設備は、前記自営線に接続されており、
前記電力管理装置は、前記自営線に前記太陽光発電電力が供給される時間帯及び前記回生電力が発生する時間帯には、前記太陽光発電電力及び前記回生電力の分、前記自営線用変電設備から前記自営線に供給する電力を小さくすることを特徴とする請求項6に記載の電気自動車充電システム。 Equipped with a solar power generation facility that generates solar power,
The solar power generation facility is connected to the private line,
7. The electric vehicle charging system of claim 6, wherein the power management device reduces the power supplied from the private line substation to the private line by the amount of the solar-generated power and the regenerated power during the time periods when the solar-generated power is supplied to the private line and the time periods when the regenerated power is generated.
前記電力管理装置は、前記回生電力の発生量の大きさに応じて時間帯ごとに前記電気自動車の充電料金を設定して作成した充電料金テーブルを前記電気自動車運行管理装置に送信し、
前記電気自動車運行管理装置は、前記充電料金テーブルに基づいて、前記電気自動車の充電を行う時間帯を決定することを特徴とする請求項4に記載の電気自動車充電システム。 an electric vehicle operation management device that manages the operation schedule of the electric vehicle;
the power management device transmits a charging fee table created by setting a charging fee for the electric vehicle for each time period according to the amount of generated regenerative power to the electric vehicle operation management device;
5. The electric vehicle charging system according to claim 4 , wherein the electric vehicle operation management device determines a time period during which the electric vehicle is to be charged based on the charging fee table.
前記き電線に接続された列車が力行時に使用する使用電力と、前記列車の制動時に発生する回生電力と、前記変電設備の空き容量とを時間帯ごとに予測し、前記予測に基づいて、前記変電設備に供給される電力が、予め設定された定格容量を超えないように前記変電設備及び前記電力変換器を制御することを特徴とする電力管理装置。 In an electric vehicle charging system including a charging station equipped with a charger capable of charging an electric vehicle using power supplied from a private line, a substation that supplies power to the private line and a feeder line, and a power converter that is installed between the feeder line and the private line and that reduces the voltage of the power supplied from the feeder line to the private line, a power management device that manages power supplied to the charging station by controlling the substation equipment and the power converter,
A power management device characterized by predicting the power usage of a train connected to the feeder line when powering, the regenerative power generated when the train brakes, and the available capacity of the substation equipment for each time period, and controlling the substation equipment and the power converter based on the predictions so that the power supplied to the substation equipment does not exceed a preset rated capacity.
前記電力管理装置は、前記き電線に接続された列車が力行時に使用する使用電力と、前記列車の制動時に発生する回生電力と、前記変電設備の空き容量とを時間帯ごとに予測するステップと、
前記予測に基づいて、前記変電設備に供給される電力が、予め設定された定格容量を超えないように前記変電設備及び前記電力変換器を制御するステップとを実行することを特徴とする電気自動車充電方法。 An electric vehicle charging method using an electric vehicle charging system including: a charging station equipped with a charger for charging an electric vehicle using power supplied from a private line; a substation that supplies power to the private line and a feeder; a power converter that is installed between the feeder and the private line and that steps down the power supplied from the feeder to the private line; and a power management device that manages power supplied to the charging station by controlling the substation and the power converter,
the power management device predicts, for each time period, the power consumption used by the train connected to the feeder line when the train is powered, the regenerative power generated when the train is braking, and the available capacity of the substation equipment;
and controlling the substation and the power converter based on the prediction so that the power supplied to the substation does not exceed a preset rated capacity.
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