Energy Saving in DC-electrified Railway by Substation Voltage Control System

• Project/Area Number: 24K17255
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 小林 宏泰 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (30844063)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2025: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 直流電気鉄道 / 省エネルギー / 回生電力 / 可変リアクトル / 電圧制御

Outline of Research at the Start

直流電気鉄道システムにおける電源（変電所）の直流出力電圧を低下させることで，回生電力融通を促進することが可能であるが，電流増加による銅損の増加が課題となる。そこで本研究では，変電所送り出し電圧を，時々刻々変化する回路状態に応じて最適な電圧値に制御するシステムを提案・設計する。提案システムによって，回生電力を最大限活用するとともに，システム内の銅損増加を抑制することで，直流電気鉄道システムの更なる高エネルギー効率化が可能である。
本研究では，ダイオード整流器の交流側に可変リアクトルを追加して変電所電圧制御システムを構築し，省エネルギー効果を最大化するための方法論を明らかにする。