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JP2001157385A - Regenerative electric power absorbing and storing system for railway - Google Patents

Regenerative electric power absorbing and storing system for railway

Info

Publication number
JP2001157385A
JP2001157385A JP33169899A JP33169899A JP2001157385A JP 2001157385 A JP2001157385 A JP 2001157385A JP 33169899 A JP33169899 A JP 33169899A JP 33169899 A JP33169899 A JP 33169899A JP 2001157385 A JP2001157385 A JP 2001157385A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric power
power
regenerative
storage system
regenerative electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33169899A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fusao Ito
房男 伊藤
Shiro Otake
史郎 大竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Transport Engineering Inc filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP33169899A priority Critical patent/JP2001157385A/en
Publication of JP2001157385A publication Critical patent/JP2001157385A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

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  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the best of regenerative electric power that occurs continuously by absorbing and storing it reliably with no complex structure and to avoid the annulment of regeneration. SOLUTION: This system is provided with power converting devices 1, 2 that convert into a specified voltage the regenerative electric power generated by an electric vehicle that travels by receiving electric power supplied from feeders 18, 19 at a DC substation for a railway, a water-electrolyzing device 3 that is provided with a pair of electrodes of an anode 3a and a cathode 3b and that electrolyzes demineralized water by chemical reactions using the outputs from the power converting devices 1, 2 to ionize it into hydrion and oxygen ion, and a storing device 4 that stores the hydrion and oxygen ion ionized by the water-electrolyzing device 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電鉄用直流
変電所におけるき電線から供給される電力を受電して走
行する車両から発生する回生電力を吸収・貯蔵するシス
テムに係り、特に回生電力により発生するエネルギーを
イオン化して貯蔵するようにした電鉄用回生電力吸収貯
蔵システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for receiving and supplying electric power supplied from a feeder line in a DC substation for electric railways and for absorbing and storing regenerative electric power generated from a traveling vehicle. The present invention relates to a regenerative electric power absorption and storage system for electric railways in which generated energy is ionized and stored.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、例えば電鉄用直流変電所にお
いては、き電線から供給される電力を受電して走行する
回生車両(以下、単に車両と称する)から発生する回生
電力を有効に利用することを目的として、回生電力吸収
装置が備えられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a DC substation for electric railways, regenerative power generated from a regenerative vehicle (hereinafter simply referred to as a vehicle) that travels while receiving power supplied from a feeder line is used effectively. For this purpose, a regenerative power absorbing device is provided.

【0003】図7は、この種の従来の電鉄用直流変電所
における回生電力吸収装置の一構成例を示す概要図であ
る。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a regenerative power absorbing device of this type in a conventional DC substation for railways.

【0004】図7において、電鉄用直流変電所における
正側および負側のき電線18および19から供給される
電力を受電して、車両20が走行するようになってい
る。
In FIG. 7, a vehicle 20 travels by receiving power supplied from positive and negative feeders 18 and 19 in a DC substation for railways.

【0005】回生電力吸収装置は、車両20から発生す
る回生電力がある規定値以上の電力に達すると動作す
る、静止形スイッチング素子からなる回生用のインバー
タ装置11により、車両20から発生する回生電力を交
流電力に変換し、さらにインバータ変圧器12により変
圧し、高圧配電負荷14へ供給して消費させる構成とな
っている。
[0005] The regenerative power absorbing device operates when the regenerative power generated from the vehicle 20 reaches a certain level of power or more, and the regenerative power generated from the vehicle 20 is generated by a regenerative inverter device 11 including static switching elements. Is converted to AC power, further transformed by an inverter transformer 12 and supplied to a high-voltage distribution load 14 for consumption.

【0006】図8は、この種の従来の電鉄用直流変電所
における回生電力吸収装置の他の構成例を示す概要図で
あり、図7と同一要素には同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
FIG. 8 is a schematic diagram showing another example of a configuration of a regenerative power absorbing device of this type in a conventional DC substation for railways. The same elements as those in FIG. The description is omitted, and only different portions are described here.

【0007】図8において、回生電力吸収装置は、車両
20から発生する回生電力がある規定値以上の電力に達
すると動作する、静止形スイッチング素子からなる回生
用のインバータ装置11により、車両20から発生する
回生電力を交流電力に変換し、交流発電電動機10、フ
ライホイール9へ供給して消費させる構成となってい
る。
In FIG. 8, a regenerative power absorbing device is operated from a vehicle 20 by a regenerative inverter device 11 comprising a stationary switching element, which operates when regenerative power generated from a vehicle 20 reaches a certain level of power or more. The generated regenerative power is converted into AC power and supplied to the AC generator motor 10 and the flywheel 9 for consumption.

【0008】図9は、この種の従来の電鉄用直流変電所
における回生電力吸収装置の他の構成例を示す概要図で
あり、図7および図8と同一要素には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
FIG. 9 is a schematic diagram showing another example of the configuration of a regenerative power absorbing device in this type of conventional DC substation for railways. The same elements as those in FIG. 7 and FIG. A description thereof is omitted, and only different portions will be described here.

【0009】図9において、回生電力吸収装置は、車両
20から発生する回生電力がある規定値以上の電圧に達
すると動作する静止形スイッチング素子1を介して、車
両20から発生する回生電力を抵抗負荷13へ供給して
消費させる構成となっている。
In FIG. 9, a regenerative power absorbing device resistively regenerates regenerative power generated from vehicle 20 via stationary switching element 1 which operates when regenerative power generated from vehicle 20 reaches a voltage equal to or higher than a predetermined value. It is configured to be supplied to the load 13 and consumed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示すように、回生用のインバータ装置11を用いた場合
には、電力会社へ戻すと高調波が流出する等の問題か
ら、通常は高圧配電負荷14にて回生電力を消費させて
おり、この高圧配電負荷14に応じて回生電力を100
%消費できずに、回生失効につながる等の問題がある。
However, as shown in FIG. 7, when the regenerative inverter device 11 is used, high-voltage power distribution is usually performed due to the problem that harmonics flow out when returned to the power company. The regenerative electric power is consumed by the load 14, and the regenerative electric power is
% Consumption, resulting in regenerative lapse.

【0011】また、図8に示すように、交流発電電動機
10、フライホイール9にて回生電力を消費させる場合
には、フライホイール9が一度回転すると、連続的な回
生電力の吸収ができないことから、回生失効を引き起こ
す可能性がある。
As shown in FIG. 8, when the regenerative power is consumed by the AC generator motor 10 and the flywheel 9, once the flywheel 9 rotates once, continuous regenerative power cannot be absorbed. , May cause regenerative lapse.

【0012】さらに、図9に示すように、抵抗負荷13
にて回生電力を消費させる場合には、回生電力を抵抗負
荷13を介して熱に変換することによる放熱設備が増大
し、ブロアー装置の騒音・放熱による環境問題がある。
Further, as shown in FIG.
When the regenerative electric power is consumed by the above, the number of heat radiating facilities for converting the regenerative electric power into heat via the resistance load 13 increases, and there is an environmental problem due to noise and heat radiation of the blower device.

【0013】本発明の目的は、回生電力により発生する
エネルギーをイオン化して貯蔵することにより、構成を
複雑にすることなく、連続的に発生する回生電力を確実
に吸収・貯蔵して有効利用を図ることができ、併せて回
生失効をなくすことが可能で環境に優しい電鉄用回生電
力吸収貯蔵システムを提供することにある。
An object of the present invention is to ionize and store energy generated by regenerative electric power, thereby reliably absorbing and storing continuously generated regenerative electric power without complicating the configuration, and effectively utilizing the electric power. An object of the present invention is to provide an environment-friendly regenerative electric power absorption / storage system for electric railways, which can achieve regenerative lapse and can also eliminate regeneration lapse.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に対応する発明では、電鉄用直流変電所
におけるき電線から供給される電力を受電して走行する
車両から発生する回生電力を吸収・貯蔵するシステムに
おいて、車両から発生する回生電力を規定電圧に変換し
て出力する電力変換装置と、陽極および陰極の一対の電
極を備え、電力変換装置からの出力を利用して化学反応
により純水の電気分解を行ない、水素イオンと酸素イオ
ンとにイオン化する水の電気分解装置と、水の電気分解
装置によりイオン化された水素イオンと酸素イオンをそ
れぞれ別々に貯蔵する貯蔵装置とを備えている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a vehicle that receives power supplied from a feeder line in a DC substation for railways and generates power is generated. In a system that absorbs and stores regenerative power, a power converter that converts regenerative power generated from a vehicle to a specified voltage and outputs the same is provided with a pair of anode and cathode electrodes, and uses an output from the power converter. A water electrolysis device that performs electrolysis of pure water by a chemical reaction and ionizes into hydrogen ions and oxygen ions, and a storage device that separately stores hydrogen ions and oxygen ions ionized by the water electrolysis device, respectively. It has.

【0015】従って、請求項1に対応する発明の電鉄用
回生電力吸収貯蔵システムにおいては、車両から発生す
る回生電力を、水素イオンと酸素イオンとにイオン化し
て貯蔵することにより、従来では不可能であった、連続
的に発生する回生電力を確実に吸収・貯蔵することが可
能となり、回生電力の有効利用を図ると共に、回生失効
の低減を図ることができる。
Therefore, in the regenerative electric power absorption and storage system according to the first aspect of the present invention, the regenerative electric power generated from the vehicle is ionized into hydrogen ions and oxygen ions and stored. However, it is possible to reliably absorb and store the continuously generated regenerative electric power, thereby enabling effective use of the regenerative electric power and reduction of regenerative lapse.

【0016】また、請求項2に対応する発明では、上記
請求項1に対応する発明の電鉄用回生電力吸収貯蔵シス
テムにおいて、貯蔵装置により貯蔵されている水素イオ
ンと酸素イオンを燃料として導入し、両者の電気化学反
応により発電を行ない直流電力を出力する燃料電池を付
加し、燃料電池から出力される直流電力を、必要に応じ
て非常用発電負荷へ供給するようにしている。
According to a second aspect of the present invention, in the electric railway regenerative electric power absorption and storage system according to the first aspect of the present invention, hydrogen ions and oxygen ions stored by the storage device are introduced as fuel, A fuel cell that generates power by performing an electrochemical reaction between the two and outputs DC power is added, and the DC power output from the fuel cell is supplied to an emergency power generation load as needed.

【0017】従って、請求項2に対応する発明の電鉄用
回生電力吸収貯蔵システムにおいては、回生電力により
イオン化して貯蔵された水素イオンと酸素イオンを、燃
料電池の燃料として利用することにより、非常用発電設
備として回生電力の二次利用が可能となり、回生電力の
より一層の有効利用を図ることができる。
Therefore, in the regenerative electric power absorption and storage system according to the second aspect of the present invention, the hydrogen ions and the oxygen ions which are ionized and stored by the regenerative electric power are used as the fuel of the fuel cell. Secondary use of regenerative electric power is possible as a power generation facility for use, and more effective use of regenerative electric power can be achieved.

【0018】さらに、請求項3に対応する発明では、上
記請求項2に対応する発明の電鉄用回生電力吸収貯蔵シ
ステムにおいて、高圧配電負荷の負荷量が所定値以上に
達すると動作して、燃料電池から出力される直流電力を
交流電力に変換して高圧配電負荷へ供給するインバータ
装置を付加している。
Further, in the invention according to claim 3, in the regenerative electric power absorption and storage system for railways according to the invention according to claim 2, when the load of the high-voltage distribution load reaches a predetermined value or more, the fuel is operated. An inverter device that converts DC power output from the battery to AC power and supplies the AC power to a high-voltage distribution load is added.

【0019】従って、請求項3に対応する発明の電鉄用
回生電力吸収貯蔵システムにおいては、回生電力により
イオン化して貯蔵された水素イオンと酸素イオンを、燃
料電池の燃料として利用し、燃料電池からの直流電力を
インバータ装置で交流電力に変換して高圧配電負荷へ供
給することにより、高圧配電負荷の負荷量が所定値より
も大きい場合には、回生電力を高圧配電負荷設備で消費
し、高圧配電負荷の負荷量が所定値よりも小さい場合に
は、回生電力を消費(浪費)させずに水素イオンと酸素
イオンとにイオン化して貯蔵することが可能となり、回
生失効の低減、ならびに回生電力の貯蔵および二次利用
を図ることができる。
Therefore, in the regenerative electric power absorption and storage system according to the third aspect of the present invention, the hydrogen ions and the oxygen ions, which are ionized and stored by the regenerative electric power, are used as the fuel of the fuel cell, and the fuel cell uses the hydrogen ions and the oxygen ions. The DC power is converted to AC power by an inverter device and supplied to the high-voltage distribution load, so that when the load of the high-voltage distribution load is larger than a predetermined value, the regenerative power is consumed by the high-voltage distribution load equipment, and When the load of the distribution load is smaller than a predetermined value, it becomes possible to store the regenerative electric power by ionizing it into hydrogen ions and oxygen ions without consuming (wasting) the regenerative electric power. Storage and secondary use.

【0020】一方、請求項4に対応する発明では、上記
請求項2に対応する発明の電鉄用回生電力吸収貯蔵シス
テムにおいて、き電線のき電電圧を常時監視し、当該き
電電圧が所定値以下に達すると動作して、燃料電池から
出力される直流電力を規定電圧に変換してき電線へ戻す
第2の電力変換装置を付加している。
According to a fourth aspect of the present invention, in the regenerative electric power absorption and storage system according to the second aspect of the present invention, the feeder voltage of the feeder line is constantly monitored, and the feeder voltage is set to a predetermined value. A second power converter that operates when reaching the following and converts the DC power output from the fuel cell to a specified voltage and returns it to the electric wire is added.

【0021】従って、請求項4に対応する発明の電鉄用
回生電力吸収貯蔵システムにおいては、回生電力により
イオン化して貯蔵された水素イオンと酸素イオンを、燃
料電池の燃料として利用し、燃料電池からの直流電力を
第2の電力変換装置で規定電圧に変換してき電線へ戻す
ことにより、き電線のき電電圧を常時監視し、き電線の
き電電圧が所定値よりも小さい場合には、回生電力をき
電線へ戻してき電電圧を補償し、き電線のき電電圧が所
定値よりも大きい場合には、回生電力を消費(浪費)さ
せずに水素イオンと酸素イオンとにイオン化して貯蔵す
ることが可能となり、回生失効の低減、ならびに回生電
力の貯蔵および二次利用を図ることができる。
Therefore, in the regenerative electric power absorption / storage system for railways according to the fourth aspect of the present invention, the hydrogen ions and the oxygen ions which are ionized and stored by the regenerative electric power are used as the fuel for the fuel cell, and the fuel cell uses The DC power of the feeder is converted to a specified voltage by the second power converter and returned to the feeder, so that the feeder voltage of the feeder is constantly monitored, and when the feeder voltage of the feeder is smaller than a predetermined value, the regeneration is performed. The power is returned to the feeder line to compensate the feeder voltage. If the feeder voltage of the feeder line is higher than a predetermined value, the regenerative power is ionized into hydrogen ions and oxygen ions without being consumed (wasted) and stored. It is possible to reduce the regenerative lapse and to store and secondary use the regenerative electric power.

【0022】また、請求項5に対応する発明では、上記
請求項2に対応する発明の電鉄用回生電力吸収貯蔵シス
テムにおいて、燃料電池内での電気化学反応により発生
する純水を、水の電気分解装置へ循環させて純水の電気
分解に再利用させる手段を付加している。
According to a fifth aspect of the present invention, in the regenerative electric power absorption and storage system for an electric railway according to the second aspect of the present invention, pure water generated by an electrochemical reaction in the fuel cell is converted to water electricity. A means for circulating the water to the decomposition apparatus and reusing it for electrolysis of pure water is added.

【0023】従って、請求項5に対応する発明の電鉄用
回生電力吸収貯蔵システムにおいては、回生電力により
イオン化して貯蔵された水素イオンと酸素イオンを、燃
料電池の燃料として利用し、この燃料電池内での電気化
学反応により得られた純水を、水の電気分解装置へ循環
させて純水の電気分解に再利用することにより、回生電
力のより一層の有効利用を図ると共に、資源の有効利用
を図ることができる。
Therefore, in the regenerative electric power absorption / storage system for railways according to the invention, hydrogen ions and oxygen ions ionized and stored by the regenerative electric power are used as fuel for the fuel cell. The pure water obtained by the electrochemical reaction in the reactor is circulated to the water electrolyzer to be reused for the electrolysis of pure water, so that the regenerative electric power can be used more effectively and resources can be effectively used. It can be used.

【0024】さらに、請求項6に対応する発明では、上
記請求項1に対応する発明の電鉄用回生電力吸収貯蔵シ
ステムにおいて、水の電気分解装置内での純水の電気分
解による一対の電極の劣化状態を監視する監視手段と、
監視手段により監視された電極の劣化状態に基づいて電
極の寿命であると判断した場合に、その旨のメッセージ
を外部へ出力する手段とを付加している。
According to a sixth aspect of the present invention, in the electric railway regenerative electric power absorption and storage system according to the first aspect of the present invention, the pair of electrodes is formed by electrolysis of pure water in a water electrolysis apparatus. Monitoring means for monitoring the deterioration state;
A means for outputting a message to the outside when the life of the electrode is determined based on the deterioration state of the electrode monitored by the monitoring means is added.

【0025】従って、請求項6に対応する発明の電鉄用
回生電力吸収貯蔵システムにおいては、水の電気分解装
置内での純水の電気分解に欠かせない電極の劣化状態を
監視し、電極の寿命であると判断した場合に、その旨の
メッセージ、例えば電極交換が必要な旨のメッセージを
出力することにより、回生電力を効率よくかつ連続的に
イオン化して貯蔵することが可能となり、常に回生失効
の低減、ならびに回生電力の貯蔵を図ることができる。
Therefore, in the regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to the present invention, the deterioration state of the electrode, which is indispensable for the electrolysis of pure water in the water electrolyzer, is monitored, and the deterioration of the electrode is monitored. By outputting a message to that effect, for example, a message indicating that the electrode needs to be replaced when it is determined that the battery has reached the end of its life, the regenerative power can be efficiently and continuously ionized and stored, and the regenerative power can always be stored. Revocation can be reduced and regenerative power can be stored.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0027】(第1の実施の形態)図1は、本実施の形
態による電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの構成例を示
す概要図であり、図7乃至図9と同一要素には同一符号
を付して示している。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to the present embodiment, and the same elements as those in FIGS. 7 to 9 are denoted by the same reference numerals. It is shown attached.

【0028】図1において、電鉄用直流変電所における
正側および負側のき電線18および19から供給される
電力を受電して、車両20が走行するようになってい
る。
In FIG. 1, a vehicle 20 travels by receiving electric power supplied from positive and negative feeders 18 and 19 at a DC substation for railways.

【0029】回生電力吸収貯蔵システムは、静止形スイ
ッチング素子1およびDC−DCコンバータ2からなる
電力変換装置と、水の電気分解装置3と、貯蔵タンク4
aおよび4bとから構成している。
The regenerative power absorption / storage system includes a power conversion device including a stationary switching element 1 and a DC-DC converter 2, a water electrolysis device 3, and a storage tank 4.
a and 4b.

【0030】電力変換装置は、車両20から発生する回
生電力を規定電圧に変換して出力する。
The power converter converts the regenerative power generated from the vehicle 20 into a specified voltage and outputs it.

【0031】水の電気分解装置3は、上記電力変換装置
の出力部に設けられ、陽極3aおよび陰極3bの一対の
電極を備え、上記電力変換装置のDC−DCコンバータ
2からの出力を利用して化学反応により純水の電気分解
を行ない、水素イオンと酸素イオンとにイオン化する。
The water electrolyzer 3 is provided at an output portion of the power converter, has a pair of electrodes 3a and 3b, and uses an output from the DC-DC converter 2 of the power converter. Electrolysis of pure water by a chemical reaction to ionize into hydrogen ions and oxygen ions.

【0032】貯蔵タンク4aおよび4bは、水の電気分
解装置3によりイオン化された酸素イオンおよび水素イ
オンを別々に貯蔵する。
The storage tanks 4a and 4b separately store oxygen ions and hydrogen ions ionized by the water electrolyzer 3.

【0033】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの作用について説明
する。
Next, the operation of the regenerative electric power absorption and storage system for railways of the present embodiment configured as described above will be described.

【0034】図1において、車両20の導入により電鉄
用直流変電所において発生する回生電力は、静止形スイ
ッチング素子1およびDC−DCコンバータ2からなる
電力変換装置を通して規定電圧に変換され、その出力部
に設けた水の電気分解装置3に供給される。
In FIG. 1, regenerative power generated in a DC substation for railways by introduction of a vehicle 20 is converted to a specified voltage through a power conversion device including a stationary switching element 1 and a DC-DC converter 2, and an output portion thereof. Is supplied to the water electrolysis device 3 provided in the first stage.

【0035】水の電気分解装置3では、電力変換装置の
DC−DCコンバータ2からの出力を利用して化学反応
により純水の電気分解を行ない、水素イオンと酸素イオ
ンとにイオン化される。
In the water electrolyzer 3, pure water is electrolyzed by a chemical reaction using the output from the DC-DC converter 2 of the power converter, and is ionized into hydrogen ions and oxygen ions.

【0036】そして、この水の電気分解装置3によりイ
オン化された酸素イオンおよび水素イオンは、貯蔵タン
ク4aおよび4bに別々に貯蔵される。
The oxygen ions and hydrogen ions ionized by the water electrolyzer 3 are separately stored in storage tanks 4a and 4b.

【0037】これにより、車両20から発生する回生電
力が、水素イオンと酸素イオンとにイオン化して貯蔵さ
れるため、前述したインバータ装置を用いて高圧配電負
荷で回生電力を消費させる方式、交流発電電動機、フラ
イホイールにて回生電力を消費させる方式、抵抗負荷に
て回生電力を消費させる方式等、従来では不可能であっ
た、連続的に発生する回生電力を確実に吸収・貯蔵する
ことが可能となり、回生電力の有効利用を図ると共に、
回生失効の低減を図ることができる。
As a result, the regenerative electric power generated from the vehicle 20 is ionized and stored as hydrogen ions and oxygen ions, so that the regenerative electric power is consumed by the high-voltage distribution load using the inverter device described above. It is possible to reliably absorb and store continuously generated regenerative power, which was not possible in the past, such as a method in which regenerative power is consumed by a motor or flywheel and a method in which regenerative power is consumed by a resistance load. And effective use of regenerative power,
Regeneration lapse can be reduced.

【0038】上述したように、本実施の形態の電鉄用回
生電力吸収貯蔵システムでは、構成を複雑にすることな
く、連続的に発生する回生電力をイオン化して確実に吸
収・貯蔵することが可能となり、もって回生電力の有効
利用を図ると共に、回生失効の低減を図ることができ
る。
As described above, in the regenerative electric power absorption / storage system for railways according to the present embodiment, continuously generated regenerative electric power can be ionized and reliably absorbed and stored without complicating the configuration. As a result, the regenerative electric power can be effectively used, and regenerative lapse can be reduced.

【0039】(第2の実施の形態)図2は、本実施の形
態による電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの構成例を示
す概要図であり、図1と同一要素には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to the present embodiment, and the same elements as those in FIG. A description thereof is omitted, and only different portions will be described here.

【0040】すなわち、本実施の形態の電鉄用回生電力
吸収貯蔵システムは、図2に示すように、燃料弁5aお
よび5bと、燃料電池6とを、前記図1に付加した構成
としている。
That is, as shown in FIG. 2, the regenerative electric power absorption / storage system of the present embodiment has a configuration in which fuel valves 5a and 5b and a fuel cell 6 are added to FIG.

【0041】燃料弁5aおよび5bは、貯蔵タンク4a
および4bにより貯蔵されている酸素イオンおよび水素
イオンを導入し、例えば非常時等に必要に応じて開閉さ
れる。
The fuel valves 5a and 5b are connected to the storage tank 4a
And oxygen ions and hydrogen ions stored by 4b are introduced, and are opened and closed as needed, for example, in an emergency.

【0042】燃料電池6は、燃料弁5aおよび5bの開
時に、貯蔵タンク4aおよび4bからの酸素イオンおよ
び水素イオンを燃料として導入し、両者の電気化学反応
により発電を行ない、直流電力を非常用発電負荷15に
出力する。
The fuel cell 6 introduces oxygen ions and hydrogen ions from the storage tanks 4a and 4b as fuel when the fuel valves 5a and 5b are opened, generates power by an electrochemical reaction between the two, and uses DC power for emergency. Output to the power generation load 15.

【0043】この燃料電池6は、通常、電解質として例
えばリン酸を用い、水素と酸素とを電気化学的に反応さ
せて直接発電を行なうものであり、高い発電効率を得る
ことができる。なお、燃料電池6内では、この電気化学
反応によって純水が発生する。
This fuel cell 6 normally uses, for example, phosphoric acid as an electrolyte and electrochemically reacts hydrogen and oxygen to directly generate power, and can obtain high power generation efficiency. In the fuel cell 6, pure water is generated by this electrochemical reaction.

【0044】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの作用について説明
する。
Next, the operation of the regenerative electric power absorption and storage system for railways of the present embodiment configured as described above will be described.

【0045】なお、前述した第1の実施の形態と同一要
素の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる
部分の作用についてのみ述べる。
The description of the operation of the same elements as in the first embodiment is omitted, and only the operation of the different parts will be described here.

【0046】図2において、例えば非常時等に燃料弁5
aおよび5bを開くと、貯蔵タンク4aおよび4bにイ
オン化貯蔵されている酸素イオンおよび水素イオンが燃
料として燃料電池6に導入される。
In FIG. 2, for example, the fuel valve 5
When a and 5b are opened, oxygen ions and hydrogen ions ionized and stored in the storage tanks 4a and 4b are introduced into the fuel cell 6 as fuel.

【0047】燃料電池6では、燃料弁5aおよび5bの
開時に、貯蔵タンク4aおよび4bからの酸素イオンお
よび水素イオンが燃料として導入され、両者の電気化学
反応により発電を行なって直流電力が得られ、この直流
電力が非常用発電負荷15に供給して消費される。
In the fuel cell 6, when the fuel valves 5a and 5b are opened, oxygen ions and hydrogen ions from the storage tanks 4a and 4b are introduced as fuel, and electric power is generated by an electrochemical reaction between the two to obtain DC power. This DC power is supplied to the emergency power generation load 15 and consumed.

【0048】これにより、車両20から発生する回生電
力によりイオン化して貯蔵された水素イオンと酸素イオ
ンが、燃料電池6の燃料として利用されるため、非常用
発電設備として回生電力を二次利用することが可能とな
り、回生電力のより一層の有効利用を図ることができ
る。
As a result, the hydrogen ions and oxygen ions, which have been ionized and stored by the regenerative power generated from the vehicle 20, are used as fuel for the fuel cell 6, so that the regenerative power is secondarily used as an emergency power generation facility. This makes it possible to more effectively use the regenerative electric power.

【0049】上述したように、本実施の形態の電鉄用回
生電力吸収貯蔵システムでは、前述した第1の実施の形
態と比較して、回生電力のより一層の有効利用を図るこ
とができる。
As described above, in the regenerative electric power absorption / storage system for electric railway according to the present embodiment, the regenerative electric power can be more effectively used as compared with the above-described first embodiment.

【0050】(第3の実施の形態)図3は、本実施の形
態による電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの構成例を示
す概要図であり、図2と同一要素には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a regenerative electric power absorption and storage system for railways according to the present embodiment, and the same elements as those in FIG. A description thereof is omitted, and only different portions will be described here.

【0051】すなわち、本実施の形態の電鉄用回生電力
吸収貯蔵システムは、図3に示すように、インバータ装
置11と、インバータ用変圧器12とを、前記図2に付
加した構成としている。
That is, as shown in FIG. 3, the regenerative electric power absorption and storage system of the present embodiment has an inverter device 11 and an inverter transformer 12 added to FIG.

【0052】インバータ装置11は、複数のスイッチン
グ素子からなり、高圧配電負荷14の負荷量が所定値以
上に達すると動作して、前記燃料電池6から出力される
直流電力を交流電力に変換して出力する。
The inverter device 11 is composed of a plurality of switching elements, and operates when the load of the high-voltage distribution load 14 reaches a predetermined value or more, and converts DC power output from the fuel cell 6 into AC power. Output.

【0053】インバータ用変圧器12は、インバータ装
置11から出力される交流電力を所定値に変圧して高圧
配電負荷14へ供給する。
The inverter transformer 12 transforms the AC power output from the inverter device 11 to a predetermined value and supplies it to the high-voltage distribution load 14.

【0054】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの作用について説明
する。
Next, the operation of the regenerative electric power absorption and storage system for railways of the present embodiment configured as described above will be described.

【0055】なお、前述した第2の実施の形態と同一要
素の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる
部分の作用についてのみ述べる。
The operation of the same elements as those in the above-described second embodiment will not be described, and only the operation of different parts will be described.

【0056】図3において、高圧配電負荷14の負荷量
が所定値よりも大きい場合には、インバータ装置11が
動作して、燃料電池6から出力される直流電力が交流電
力に変換され、さらにインバータ用変圧器12で所定値
に変圧して高圧配電負荷14へ供給されて、車両20か
ら発生する回生電力が高圧配電負荷14設備で消費され
る。
In FIG. 3, when the load amount of the high-voltage distribution load 14 is larger than a predetermined value, the inverter device 11 operates to convert DC power output from the fuel cell 6 into AC power, and further convert the DC power to AC power. The regenerative electric power generated by the vehicle 20 is consumed by the high voltage distribution load 14 equipment after being transformed to a predetermined value by the power transformer 12 and supplied to the high voltage distribution load 14.

【0057】また、高圧配電負荷14の負荷量が所定値
よりも小さい場合には、インバータ装置11が動作せ
ず、前述した作用により、車両20から発生する回生電
力が、水素イオンと酸素イオンとにイオン化して、貯蔵
タンク4aおよび4bに貯蔵される。
When the load of the high-voltage distribution load 14 is smaller than a predetermined value, the inverter device 11 does not operate, and the regenerative electric power generated from the vehicle 20 is converted into hydrogen ions and oxygen ions by the operation described above. And stored in the storage tanks 4a and 4b.

【0058】これにより、高圧配電負荷14の負荷量が
所定値よりも大きい場合には、回生電力を高圧配電負荷
14設備で消費し、高圧配電負荷14の負荷量が所定値
よりも小さい場合には、回生電力を消費(浪費)させず
に水素イオンと酸素イオンとにイオン化して貯蔵するこ
とが可能となり、回生失効の低減、ならびに回生電力の
貯蔵および二次利用を図ることができる。
Thus, when the load of the high-voltage distribution load 14 is larger than the predetermined value, the regenerative power is consumed by the high-voltage distribution load 14 equipment, and when the load of the high-voltage distribution load 14 is smaller than the predetermined value. It is possible to ionize and store the regenerative electric power into hydrogen ions and oxygen ions without consuming (wasting) the regenerative electric power, thereby reducing regenerative lapse and storing and reusing the regenerative electric power.

【0059】上述したように、本実施の形態の電鉄用回
生電力吸収貯蔵システムでは、前述した第2の実施の形
態と比較して、回生電力の貯蔵およびより一層の二次利
用を図ることができる。
As described above, in the regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to the present embodiment, compared with the above-described second embodiment, it is possible to store the regenerative electric power and further utilize the secondary power. it can.

【0060】(第4の実施の形態)図4は、本実施の形
態による電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの構成例を示
す概要図であり、図2と同一要素には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration example of a regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to the present embodiment, and the same elements as those in FIG. A description thereof is omitted, and only different portions will be described here.

【0061】すなわち、本実施の形態の電鉄用回生電力
吸収貯蔵システムは、図4に示すように、DC−DCコ
ンバータ21および静止形スイッチング素子22からな
る第2の電力変換装置を、前記図2に付加した構成とし
ている。
That is, as shown in FIG. 4, the regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to the present embodiment includes a second power conversion device comprising a DC-DC converter 21 and a static switching element 22 as shown in FIG. Is added.

【0062】第2の電力変換装置は、前記き電線18,
19のき電電圧を常時監視し、このき電電圧が所定値以
下に達すると静止形スイッチング素子22が動作して、
前記燃料電池6から出力される直流電力をDC−DCコ
ンバータ21で規定電圧に変換してき電線18,19へ
戻す。
The second power converter includes the feeder wires 18,
The feeder voltage is constantly monitored, and when the feeder voltage reaches a predetermined value or less, the static switching element 22 operates,
The DC power output from the fuel cell 6 is converted to a specified voltage by the DC-DC converter 21 and returned to the electric wires 18 and 19.

【0063】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの作用について説明
する。
Next, the operation of the regenerative electric power absorption and storage system for railways of the present embodiment configured as described above will be described.

【0064】なお、前述した第2の実施の形態と同一要
素の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる
部分の作用についてのみ述べる。
The description of the operation of the same elements as those of the second embodiment is omitted, and only the operation of the different parts will be described here.

【0065】図4において、き電線18,19のき電電
圧が常時監視され、き電電圧が所定値よりも小さい場合
には、第2の電力変換装置が動作して、燃料電池6から
出力される直流電力が規定電圧に変換され、き電線1
8,19へ戻してき電電圧が補償される。
In FIG. 4, the feeder voltages of feeder wires 18 and 19 are constantly monitored, and when the feeder voltage is lower than a predetermined value, the second power converter operates and the output from fuel cell 6 is output. DC power is converted to a specified voltage,
Returning to steps 8 and 19, the electric voltage is compensated.

【0066】また、き電電圧が所定値よりも大きい場合
には、第2の電力変換装置が動作せず、前述した作用に
より、車両20から発生する回生電力が、水素イオンと
酸素イオンとにイオン化して、貯蔵タンク4aおよび4
bに貯蔵される。
When the feeding voltage is higher than the predetermined value, the second power converter does not operate, and the regenerative power generated from vehicle 20 is converted into hydrogen ions and oxygen ions by the above-described operation. Ionized, storage tanks 4a and 4
b.

【0067】これにより、き電線18,19のき電電圧
が所定値よりも小さい場合には、回生電力をき電線1
8,19へ戻してき電電圧を補償するのに消費し、き電
線18,19のき電電圧が所定値よりも大きい場合に
は、回生電力を消費(浪費)させずに水素イオンと酸素
イオンとにイオン化して貯蔵することが可能となり、回
生失効の低減、ならびに回生電力の貯蔵および二次利用
を図ることができる。
Thus, when the feeding voltage of the feeding wires 18 and 19 is smaller than a predetermined value, the regenerative power is
When the feeding voltage of the feeder wires 18 and 19 is higher than a predetermined value, hydrogen ions and oxygen ions are consumed without regenerating power consumption (wasting). Thus, it is possible to ionize and store the regenerated electricity, thereby reducing regeneration lapse and storing and secondary use of regenerated electric power.

【0068】上述したように、本実施の形態の電鉄用回
生電力吸収貯蔵システムでは、前述した第2の実施の形
態と比較して、回生電力の貯蔵およびより一層の二次利
用を図ることができる。
As described above, in the regenerative electric power absorption / storage system for electric railway according to the present embodiment, compared with the above-described second embodiment, the regenerative electric power can be stored and the secondary usage can be further improved. it can.

【0069】(第5の実施の形態)図5は、本実施の形
態による電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの構成例を示
す概要図であり、図2と同一要素には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a regenerative electric power absorption and storage system for electric railways according to the present embodiment, in which the same elements as those in FIG. A description thereof is omitted, and only different portions will be described here.

【0070】すなわち、本実施の形態の電鉄用回生電力
吸収貯蔵システムは、図5に示すように、排水弁23
を、前記図2に付加した構成としている。
That is, as shown in FIG. 5, the regenerative electric power absorption and storage system for electric railway
Is added to the configuration of FIG.

【0071】排水弁23は、その開時に、前記燃料電池
6内での電気化学反応により発生する純水17を、前記
水の電気分解装置3へ循環させて純水の電気分解に再利
用させる。
When the drain valve 23 is opened, the pure water 17 generated by the electrochemical reaction in the fuel cell 6 is circulated to the water electrolyzer 3 to be reused for pure water electrolysis. .

【0072】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの作用について説明
する。
Next, the operation of the regenerative electric power absorption and storage system for railways of the present embodiment configured as described above will be described.

【0073】なお、前述した第2の実施の形態と同一要
素の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる
部分の作用についてのみ述べる。
The description of the operation of the same elements as those of the second embodiment is omitted, and only the operation of the different parts will be described here.

【0074】図5において、前述したように、燃料電池
6では、燃料弁5aおよび5bの開時に、貯蔵タンク4
aおよび4bからの酸素イオンおよび水素イオンが燃料
として導入され、両者の電気化学反応により発電を行な
って直流電力が得られるが、この時、電気化学反応によ
って純水が得られる。
In FIG. 5, as described above, in the fuel cell 6, when the fuel valves 5a and 5b are opened, the storage tank 4
Oxygen ions and hydrogen ions from a and 4b are introduced as fuel, and power is generated by an electrochemical reaction of the two to obtain DC power. At this time, pure water is obtained by the electrochemical reaction.

【0075】そして、この電気化学反応により発生した
純水17は、排水弁23の開時に、前記水の電気分解装
置3に循環して純水の電気分解に再利用される。
The pure water 17 generated by the electrochemical reaction is circulated to the water electrolyzer 3 when the drain valve 23 is opened, and is reused for the pure water electrolysis.

【0076】これにより、車両20から発生する回生電
力によりイオン化して貯蔵された水素イオンと酸素イオ
ンが、燃料電池6の燃料として利用され、さらにこの水
素イオンと酸素イオンを利用した電気化学反応によって
発生した純水17が、水の電気分解装置3での電気分解
に再利用されるため、回生電力のより一層の有効利用を
図ると共に、資源の有効利用を図ることができる。
As a result, the hydrogen ions and oxygen ions that have been ionized and stored by the regenerative electric power generated from the vehicle 20 are used as fuel for the fuel cell 6, and are further subjected to an electrochemical reaction using the hydrogen ions and oxygen ions. The generated pure water 17 is reused for the electrolysis in the water electrolyzer 3, so that the regenerative electric power can be more effectively used and resources can be effectively used.

【0077】上述したように、本実施の形態の電鉄用回
生電力吸収貯蔵システムでは、前述した第2の実施の形
態と同様の効果が得られるのに加えて、資源(純水1
7)の有効利用を図ることができる。
As described above, in the regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to the present embodiment, the same effects as those of the above-described second embodiment are obtained, and in addition to the resources (pure water 1).
7) can be effectively used.

【0078】(第6の実施の形態)図6は、本実施の形
態による電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの構成例を示
す概要図であり、図1と同一要素には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
(Sixth Embodiment) FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration example of a regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to the present embodiment, in which the same elements as those in FIG. A description thereof is omitted, and only different portions will be described here.

【0079】すなわち、本実施の形態の電鉄用回生電力
吸収貯蔵システムは、図6に示すように、監視手段であ
るセンサー7と、制御パソコン8とを、前記図1に付加
した構成としている。
That is, as shown in FIG. 6, the regenerative electric power absorption and storage system of the present embodiment has a configuration in which a sensor 7 as monitoring means and a control personal computer 8 are added to FIG.

【0080】センサー7は、例えば光センサーを用いた
発光部7aおよび受光部7bからなり、この発光部7a
および受光部7bを、前記水の電気分解装置3内の陽極
3aおよび陰極3b側に図示のように配設している。
The sensor 7 comprises, for example, a light emitting section 7a and a light receiving section 7b using an optical sensor.
The light receiving section 7b is disposed on the anode 3a and cathode 3b side of the water electrolysis apparatus 3 as shown in the figure.

【0081】このセンサー7は、発光部7aから発光し
た光を、陽極3aおよび陰極3bを介して受光部7bで
受光することにより、水の電気分解装置3内での純水の
電気分解による陽極3aおよび陰極3bの劣化状態を監
視する。
The sensor 7 receives the light emitted from the light emitting section 7a at the light receiving section 7b via the anode 3a and the cathode 3b, thereby forming the anode by the electrolysis of pure water in the water electrolysis apparatus 3. The deterioration state of the cathode 3a and the cathode 3b is monitored.

【0082】制御パソコン8は、センサー7により監視
された陽極3aおよび陰極3bの劣化状態に基づいて、
すなわち発光部7aからの発光量に相当する信号と、受
光部7bによる受光量に相当する信号とを入力し、発光
量に相当する信号に対する受光量に相当する信号の比
が、あらかじめ設定された値以上に達したか否かによっ
て、陽極3aおよび陰極3bの寿命を判断し、陽極3a
および陰極3bの寿命であると判断した場合に、その旨
のメッセージ(例えば、電極の交換が必要である旨のメ
ッセージ)を、警報等により外部へ出力する。
The control personal computer 8 operates based on the deterioration state of the anode 3a and the cathode 3b monitored by the sensor 7,
That is, a signal corresponding to the amount of light emitted from the light emitting unit 7a and a signal corresponding to the amount of light received by the light receiving unit 7b are input, and the ratio of the signal corresponding to the amount of light received to the signal corresponding to the amount of light emitted is set in advance. The life of the anode 3a and the cathode 3b is determined based on whether or not the anode 3a
If it is determined that the life of the cathode 3b is reached, a message to that effect (for example, a message that the electrode needs to be replaced) is output to the outside by an alarm or the like.

【0083】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電鉄用回生電力吸収貯蔵システムの作用について説明
する。
Next, the operation of the regenerative electric power absorption and storage system for railways of the present embodiment configured as described above will be described.

【0084】なお、前述した第1の実施の形態と同一要
素の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる
部分の作用についてのみ述べる。
The operation of the same elements as those in the first embodiment will not be described, and only the operation of the different parts will be described.

【0085】図6において、前述したように、水の電気
分解装置3では、電力変換装置のDC−DCコンバータ
2からの出力を利用して化学反応により純水の電気分解
が行なわれ、水素イオンと酸素イオンとにイオン化され
る。
In FIG. 6, as described above, in the water electrolyzer 3, pure water is electrolyzed by a chemical reaction using the output from the DC-DC converter 2 of the power converter, and hydrogen ion And oxygen ions.

【0086】そして、この水の電気分解装置3における
純水の電気分解が進行するにつれて、陽極3aおよび陰
極3bが徐々に劣化する。
As the electrolysis of pure water in the water electrolyzer 3 proceeds, the anode 3a and the cathode 3b gradually deteriorate.

【0087】この場合、陽極3aおよび陰極3bの劣化
状態が、センサー7を通して制御パソコン8により監視
される。
In this case, the deterioration state of the anode 3a and the cathode 3b is monitored by the control personal computer 8 through the sensor 7.

【0088】すなわち、センサー7の発光部7aから光
を発光し、この発光した光を陽極3aおよび陰極3bを
通して受光部7bで受光することにより、水の電気分解
装置3内での純水の電気分解による陽極3aおよび陰極
3bの劣化状態が監視される。
That is, light is emitted from the light-emitting portion 7a of the sensor 7, and the emitted light is received by the light-receiving portion 7b through the anode 3a and the cathode 3b. The deterioration state of the anode 3a and the cathode 3b due to the decomposition is monitored.

【0089】具体的には、制御パソコン8では、発光部
7aからの発光量に相当する信号と、受光部7bによる
受光量に相当する信号とを入力し、発光量に相当する信
号に対する受光量に相当する信号の比が、あらかじめ設
定された値以上に達したか否かにより、陽極3aおよび
陰極3bの寿命が判断される。
Specifically, the control personal computer 8 inputs a signal corresponding to the amount of light emitted from the light emitting section 7a and a signal corresponding to the amount of light received by the light receiving section 7b, and receives the signal corresponding to the signal corresponding to the amount of light emitted. The life of the anode 3a and the cathode 3b is determined based on whether or not the ratio of the signal corresponding to the above has reached a predetermined value or more.

【0090】この場合、陽極3aおよび陰極3bの劣化
度合が比較的小さい状態では、発光部7aから発光した
光は、そのほとんどが陽極3aおよび陰極3bによって
遮光されるため、受光部7bで受光される光の量は少な
い。
In this case, when the degree of deterioration of the anode 3a and the cathode 3b is relatively small, most of the light emitted from the light emitting section 7a is blocked by the anode 3a and the cathode 3b, and thus is received by the light receiving section 7b. The amount of light is small.

【0091】これに対して、陽極3aおよび陰極3bの
劣化が進んでその度合が大きくなった状態では、使用当
初に比べて、陽極3aおよび陰極3bの厚さが薄くなっ
たり、あるいは陽極3aおよび陰極3bの長さが短くな
る。このため、発光部7aから発光した光は、そのほと
んどが陽極3aおよび陰極3bによって遮光されなくな
るため、受光部7bで受光される光の量が多くなる。
On the other hand, in a state where the deterioration of the anode 3a and the cathode 3b has progressed and the degree of the deterioration has increased, the thickness of the anode 3a and the cathode 3b has become thinner or the anode 3a and the cathode 3b The length of the cathode 3b becomes shorter. Therefore, most of the light emitted from the light emitting unit 7a is not blocked by the anode 3a and the cathode 3b, so that the amount of light received by the light receiving unit 7b increases.

【0092】従って、制御パソコン8では、この発光部
7aからの発光量に対する受光部7bによる受光量の比
が、あらかじめ設定された値以上になったことにより、
陽極3aおよび陰極3bが寿命であると判断される。
Therefore, in the control personal computer 8, since the ratio of the amount of light received by the light receiving section 7b to the amount of light emitted from the light emitting section 7a has become equal to or greater than a preset value,
It is determined that the anode 3a and the cathode 3b have reached the end of their life.

【0093】そして、陽極3aおよび陰極3bの寿命で
あると判断されると、その旨のメッセージ、例えば電極
の交換が必要である旨のメッセージが、警報等により外
部へ出力される。
When it is determined that the life of the anode 3a and the cathode 3b is reached, a message to that effect, for example, a message that the electrode needs to be replaced, is output to the outside by an alarm or the like.

【0094】これにより、水の電気分解装置3内での純
水の電気分解に欠かせない電極の劣化状態を監視し、電
極の寿命であると判断した場合に、電極交換が必要な旨
のメッセージが出力されるため、電極の交換を行なうこ
とにより、水の電気分解装置3内での純水の電気分解反
応における変換効率を、常に一定に保つことが可能とな
り、結果として、回生電力を効率よくかつ連続的にイオ
ン化して貯蔵することができる。
Thus, the deterioration state of the electrode, which is indispensable for the electrolysis of pure water in the water electrolyzer 3, is monitored, and when it is determined that the electrode has reached the end of its life, it is necessary to replace the electrode. Since the message is output, the exchange efficiency of the pure water electrolysis reaction in the water electrolyzer 3 can be constantly maintained by exchanging the electrodes, and as a result, the regenerative electric power is reduced. It can be efficiently and continuously ionized and stored.

【0095】上述したように、本実施の形態の電鉄用回
生電力吸収貯蔵システムでは、前述した第1の実施の形
態と同様の効果が得られるのに加えて、回生電力を効率
よくかつ連続的にイオン化して貯蔵することが可能とな
り、もって常に回生失効の低減、ならびに回生電力の貯
蔵を図ることができる。
As described above, in the regenerative electric power absorption / storage system for electric railway according to the present embodiment, in addition to the same effects as those of the above-described first embodiment, the regenerative electric power can be efficiently and continuously supplied. Thus, it is possible to always reduce the regenerative lapse and to store the regenerative electric power.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電鉄用回
生電力吸収貯蔵システムによれば、回生電力により発生
するエネルギーをイオン化して貯蔵するようにしている
ので、構成を複雑にすることなく、連続的に発生する回
生電力を確実に吸収・貯蔵して有効利用を図ることがで
き、併せて回生失効をなくすことが可能でしかも環境に
優しいシステムを提供することが可能となる。
As described above, according to the regenerative electric power absorption and storage system of the present invention, the energy generated by the regenerative electric power is ionized and stored, so that the configuration is not complicated. In addition, it is possible to reliably absorb and store the continuously generated regenerative electric power so as to effectively utilize the regenerative electric power, and to provide an environment-friendly system capable of eliminating regenerative lapse.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による電鉄用回生電力吸収貯蔵システム
の第1の実施の形態を示す概要図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a regenerative electric power absorption and storage system for railways according to the present invention.

【図2】本発明による電鉄用回生電力吸収貯蔵システム
の第2の実施の形態を示す概要図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment of a regenerative electric power absorption and storage system for railways according to the present invention.

【図3】本発明による電鉄用回生電力吸収貯蔵システム
の第3の実施の形態を示す概要図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a third embodiment of a regenerative electric power absorption and storage system for railways according to the present invention.

【図4】本発明による電鉄用回生電力吸収貯蔵システム
の第4の実施の形態を示す概要図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a fourth embodiment of a regenerative electric power absorption and storage system for electric railways according to the present invention.

【図5】本発明による電鉄用回生電力吸収貯蔵システム
の第5の実施の形態を示す概要図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a fifth embodiment of a regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to the present invention.

【図6】本発明による電鉄用回生電力吸収貯蔵システム
の第6の実施の形態を示す概要図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a sixth embodiment of a regenerative electric power absorption and storage system for railways according to the present invention.

【図7】従来の電鉄用直流変電所における回生電力吸収
装置の一構成例を示す概要図。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of a conventional regenerative power absorption device in a DC substation for railways.

【図8】従来の電鉄用直流変電所における回生電力吸収
装置の他の構成例を示す概要図。
FIG. 8 is a schematic diagram showing another configuration example of a regenerative power absorption device in a conventional DC substation for railways.

【図9】従来の電鉄用直流変電所における回生電力吸収
装置の他の構成例を示す概要図。
FIG. 9 is a schematic diagram showing another configuration example of a regenerative power absorption device in a conventional DC substation for railways.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…静止形スイッチング素子 2…DC−DCコンバータ 3…水の電気分解装置 4a,4b…貯蔵タンク 5a,5b…燃料弁 6…燃料電池 7…センサー 7a…発光部 7b…受光部 8…制御パソコン 9…フライホイール 10…交流発電電動機 11…インバータ装置 12…インバータ用変圧器 13…抵抗負荷 14…高圧配電負荷 15…非常用発電負荷 17…純水 18…正側き電線 19…負側き電線 20…車両 21…DC−DCコンバータ 22…静止形スイッチング素子 23…排水弁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Static switching element 2 ... DC-DC converter 3 ... Water electrolysis apparatus 4a, 4b ... Storage tank 5a, 5b ... Fuel valve 6 ... Fuel cell 7 ... Sensor 7a ... Light emitting part 7b ... Light receiving part 8 ... Control personal computer 9 ... Flywheel 10 ... AC generator motor 11 ... Inverter device 12 ... Inverter transformer 13 ... Resistive load 14 ... High voltage distribution load 15 ... Emergency power generation load 17 ... Pure water 18 ... Positive side electric wire 19 ... Negative side electric wire DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Vehicle 21 ... DC-DC converter 22 ... Static switching element 23 ... Drain valve.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大竹 史郎 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 Fターム(参考) 5H027 AA02 BA11 BA13 BC01 DD00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shiro Otake 1-1-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo F-term in the Toshiba head office (reference) 5H027 AA02 BA11 BA13 BC01 DD00

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電鉄用直流変電所におけるき電線から供
給される電力を受電して走行する車両から発生する回生
電力を吸収・貯蔵するシステムにおいて、 前記車両から発生する回生電力を規定電圧に変換して出
力する電力変換装置と、 陽極および陰極の一対の電極を備え、前記電力変換装置
からの出力を利用して化学反応により純水の電気分解を
行ない、水素イオンと酸素イオンとにイオン化する水の
電気分解装置と、 前記水の電気分解装置によりイオン化された水素イオン
と酸素イオンをそれぞれ別々に貯蔵する貯蔵装置と、 を備えて成ることを特徴とする電鉄用回生電力吸収貯蔵
システム。
1. A system for receiving and supplying power supplied from a feeder line in a DC substation for railways and absorbing and storing regenerative power generated from a traveling vehicle, wherein the regenerative power generated from the vehicle is converted into a specified voltage. And a pair of electrodes, an anode and a cathode, which perform electrolysis of pure water by a chemical reaction using the output from the power converter, and ionize into hydrogen ions and oxygen ions. A regenerative electric power absorption and storage system for railways, comprising: a water electrolysis device; and a storage device for separately storing hydrogen ions and oxygen ions ionized by the water electrolysis device.
【請求項2】 前記請求項1に記載の電鉄用回生電力吸
収貯蔵システムにおいて、 前記貯蔵装置により貯蔵されている水素イオンと酸素イ
オンを燃料として導入し、両者の電気化学反応により発
電を行ない直流電力を出力する燃料電池を付加し、 前記燃料電池から出力される直流電力を、必要に応じて
非常用発電負荷へ供給するようにしたことを特徴とする
電鉄用回生電力吸収貯蔵システム。
2. The regenerative electric power absorption and storage system according to claim 1, wherein the hydrogen ions and oxygen ions stored in the storage device are introduced as fuel, and power is generated by an electrochemical reaction between the two. A regenerative electric power absorption and storage system for railways, wherein a fuel cell for outputting electric power is added, and DC power output from the fuel cell is supplied to an emergency power generation load as needed.
【請求項3】 前記請求項2に記載の電鉄用回生電力吸
収貯蔵システムにおいて、 高圧配電負荷の負荷量が所定値以上に達すると動作し
て、前記燃料電池から出力される直流電力を交流電力に
変換して前記高圧配電負荷へ供給するインバータ装置を
付加したことを特徴とする電鉄用回生電力吸収貯蔵シス
テム。
3. The regenerative electric power absorption and storage system according to claim 2, wherein when the load of the high-voltage distribution load reaches a predetermined value or more, the DC power output from the fuel cell is converted to AC power. A regenerative electric power absorption and storage system for electric railways, wherein an inverter device for converting the electric power to electric power and supplying the electric power to the high voltage distribution load is added.
【請求項4】 前記請求項2に記載の電鉄用回生電力吸
収貯蔵システムにおいて、 前記き電線のき電電圧を常時監視し、当該き電電圧が所
定値以下に達すると動作して、前記燃料電池から出力さ
れる直流電力を規定電圧に変換して前記き電線へ戻す第
2の電力変換装置を付加したことを特徴とする電鉄用回
生電力吸収貯蔵システム。
4. The regenerative electric power absorption and storage system for an electric railway according to claim 2, wherein the feeder voltage of the feeder line is constantly monitored, and when the feeder voltage reaches a predetermined value or less, the fuel cell is operated to operate. A regenerative electric power absorption and storage system for railways, wherein a second power converter for converting DC power output from a battery to a specified voltage and returning the same to the feeder line is added.
【請求項5】 前記請求項2に記載の電鉄用回生電力吸
収貯蔵システムにおいて、 前記燃料電池内での電気化学反応により発生する純水
を、前記水の電気分解装置へ循環させて前記純水の電気
分解に再利用させる手段を付加したことを特徴とする電
鉄用回生電力吸収貯蔵システム。
5. The regenerative electric power absorption and storage system for an electric railway according to claim 2, wherein pure water generated by an electrochemical reaction in the fuel cell is circulated to the water electrolyzer to produce the pure water. A regenerative electric power absorption and storage system for electric railways, wherein a means for reusing the electric power for electrolysis is added.
【請求項6】 前記請求項1に記載の電鉄用回生電力吸
収貯蔵システムにおいて、 前記水の電気分解装置内での純水の電気分解による前記
一対の電極の劣化状態を監視する監視手段と、 前記監視手段により監視された電極の劣化状態に基づい
て前記電極の寿命であると判断した場合に、その旨のメ
ッセージを外部へ出力する手段と、 を付加したことを特徴とする電鉄用回生電力吸収貯蔵シ
ステム。
6. The regenerative electric power absorption and storage system for electric railway according to claim 1, wherein a monitoring unit monitors a deterioration state of the pair of electrodes due to electrolysis of pure water in the water electrolyzer. A means for outputting a message to that effect to the outside when it is determined that the life of the electrode is determined based on the deterioration state of the electrode monitored by the monitoring means; and Absorption storage system.
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