新・鉄道綜合スレ - 1439271704

557：とはずがたり：2016/04/05(火) 18:35:00: 色々実証中のようだ。

リチウムイオン電池式電力貯蔵装置の活用について
http://www.jreast.co.jp/development/tech/pdf_51/tech-51-37-40.pdf
JR EAST Technical Review-No.51

JR東日本では、省エネルギー推進を目的に、2013年2月に社内初のリチウムイオン電池を用いた電力貯蔵装置を青梅線拝島変電所で使用開始し、2014年3月、高崎線桶川変電所にて2箇所目の電力貯蔵装置を使用開始した。

拝島、桶川変電所ともに、東京駅から40～50kmのエリアで首都圏の主要通勤圏内であるが、山手線、中央線のような稠密線区ではなく、JR東日本管内においては中密度の線区であり、ラッシュ時間帯と閑散時間帯の列車本数、乗車率の差が大きい線区である。そのため、特に、閑散時間帯においては稠密線区に比べ、車両間での回生電力の融通が効果的に行われず、回生絞り込み、回生失効が発生する機会が多い線区である。

また、導入変電所は、駅近傍にあり、駅停車時の回生、出発時の力行による電力貯蔵装置の充放電の機会が多い箇所にある。さらに、駅から変電所までの距離が短いため、駅・変電所間のき電回路抵抗が小さくなるため、回生時の回生失効、絞り込みにつながる回生電力発生時のパンタ点電圧上昇を抑えることが可能となり、回生電力の有効利用が見込める箇所である。

表2　拝島・桶川変電所設置の電力貯蔵装置システム仕様（抜粋）

定格容量　2000kW
定格電圧　1650V
定格電流　1200A

電力貯蔵装置による充放電を効果的に行うためには、充電・放電開始電圧の設定が重要であり、2箇所目の桶川変電所においては、時間帯により変化する母線電圧変動の傾向に対応し、充放電開始電圧設定を朝・夕ラッシュ、閑散時、早朝、夜間など、時間帯別に5パターン設定可能としている。この設定により、拝島変電所のような単一設定に比べ効果的な充放電が可能となったが、送電系統の負荷状況などによる受電電圧変動により、車両負荷によらない直流母線電圧の上昇・降下を発生させるため、電力貯蔵装置の充放電制御を最適化することが難しい。そこで、さらなる省エネ達成を目的として、電力貯蔵装置の充放電開始電圧を自動補正する機能を有する装置の技術開発を行っており、以下にその概要を記載する。

6.1　概要
これまで放電開始タイミングは、力行車両への通電による直流母線電圧値が放電開始電圧値を下回った場合に放電するアルゴリズムとなっていたが、より効果的に放電タイミングをつかむため、力行車両への整流器の通電状態を的確に検出し、電力貯蔵装置の充放電開始電圧を自動補正するアルゴリズムを検討した。今回、ポイントとなる整流器の通電状態を把握するため、通電時に発生する高調波に着目し、具体的には、整流器用変圧器二次側において第5次高調波電圧を検出することとした。これにより、直流母線電圧変動のみによらない、第5次高
調波電圧検出方式による電力貯蔵装置の充放電制御のアルゴリズムを構築した。