(57)【要約】  ＡＣ側およびＤＣ側を有する変換器（１１８）と、第１の側で伝送線路（１０４）に接続され、第２の側で負荷（１２２）に接続されるスイッチ（１１２）であって、第２の側は変換器のＡＣ側にも接続されるスイッチ（１１２）と、変換器のＤＣ側に接続されるエネルギー貯蔵デバイス（１２０）とを備える装置が提示される。第１の動作モードでは、スイッチが閉じていることにより、エネルギー貯蔵電流がエネルギー貯蔵デバイスへまたはエネルギー貯蔵デバイスから流れてエネルギー貯蔵デバイスをそれぞれ充電するまたは放電するもので、ＡＣとＤＣとの間で必要な任意の変換に変換器が使用される。第２の動作モードでは、スイッチが開いており、電流が伝送線路から変換器へ流れることが防止されており、エネルギー貯蔵デバイスが、変換器によって交流電流に変換される直流電流を供給する。さらに、第１の動作モードでは、装置は、伝送線路での送電が、エネルギー貯蔵電流に影響を及ぼすことによって、伝送線路のサージインピーダンス負荷に対応するように構成されている。対応する方法も提示される。
2011517276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ側およびＤＣ側を有する変換器（１１８）と、
第１の側で伝送線路（１０４）に接続されるスイッチ（１１２）であって、第２の側で負荷に接続され、前記第２の側は前記変換器（１１８）の前記ＡＣ側にも接続されるスイッチ（１１２）と、
前記変換器（１１８）の前記ＤＣ側に接続されるエネルギー貯蔵デバイス（１２０）と
を備えており、
第１の動作モードでは、前記スイッチ（１１２）が閉じていることにより、エネルギー貯蔵電流が前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）へまたは前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）から流れて、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）をそれぞれ充電するまたは放電するもので、ＡＣとＤＣとの間に必要な任意の変換に前記変換器（１１８）が使用され、
第２の動作モードでは、前記スイッチ（１１２）が開いており、電流が前記伝送線路（１０４）から前記変換器（１１８）へ流れることが防止されており、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）が、前記変換器（１１８）によって交流電流に変換される直流電流を供給している装置において、
前記第１の動作モードでは、前記伝送線路（１０４）での送電が、前記エネルギー貯蔵電流に影響を及ぼすことによって、前記伝送線路（１０４）のサージインピーダンス負荷に対応するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記伝送線路（１０４）での送電が、前記第１の動作モードにおいてのみ、前記伝送線路（１０４）のサージインピーダンス負荷に対応するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の動作モードでは、前記エネルギー貯蔵電流は、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）のみを充電する、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
コントローラ（１１０）をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記コントローラ（１１０）が、前記第１の動作モードでは、前記サージインピーダンス負荷に対応するように前記伝送線路（１０４）での前記送電を制御するように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記コントローラ（１１０）は、前記第２の動作モードでは、前記負荷（１２２）に提供される前記交流電流の周波数および電圧を制御するように構成されている、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
共に前記コントローラ（１１０）に測定結果を提供する電圧計（１０８）および電流計（１０６）をさらに備える、請求項４ないし６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記変換器（１１８）が、パルス幅変調回路で制御される埋め込み短絡故障モードを有する直列接続高電圧回路を含みうる、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記スイッチ（１１２）が過渡現象のないスイッチ（１１２）である、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）がいっぱいであると決定されるとき、前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに切り替わる（１１２）ように構成されている、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）が充電しきい値を下回ると決定されるとき、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードに切り替わる（１１２）ように構成されている、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記コントローラ（１１０）が、前記第１モードと第２の動作モードの間での前記装置の切り替えを制御するように構成されている、請求項４ないし１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
ＡＣ側およびＤＣ側を有する変換器（１１８）と、
第１の側で伝送線路（１０４）に接続されるスイッチ（１１２）であって、第２の側で負荷に接続され、前記第２の側は前記変換器（１１８）の前記ＡＣ側にも接続されるスイッチ（１１２）と、
前記変換器（１１８）の前記ＤＣ側に接続されるエネルギー貯蔵デバイス（１２０）と
を備える装置を動作させるための方法であって、
前記スイッチ（１１２）を閉じて、エネルギー貯蔵電流を前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）へまたは前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）から流すことにより、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）をそれぞれ充電または放電するステップであって、ＡＣとＤＣとの間に必要な任意の変換に前記変換器（１１８）を使用するステップと、
前記スイッチ（１１２）を開いて、電流が前記伝送線路（１０４）から前記変換器（１１８）へ流れることを防止し、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）が、前記変換器（１１８）によって交流電流に変換される直流電流を供給するステップと
を含んでおり、
前記スイッチ（１１２）が閉じているとき、前記エネルギー貯蔵電流に影響を及ぼすことによって、前記伝送線路（１０４）のサージインピーダンス負荷に対応して前記伝送線路（１０４）での送電を引き起こすことを特徴とする方法。
【請求項１４】
サージインピーダンス負荷に対応して伝送線路（１０４）での送電を引き起こすことは、前記スイッチが閉じているときのみ行う、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スイッチ（１１２）の前記開閉を繰り返す、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記スイッチを閉じるステップでは、前記エネルギー貯蔵電流は、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）のみを充電する、請求項１３ないし１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記スイッチ（１１２）を開く前記ステップは、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）がいっぱいであると決定されるときに実行する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記閉じるステップは、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）が充電しきい値を下回ると決定されるとき実行する、請求項１６または１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、電力伝送に関し、より詳しくは、送電線路の効率を改善することに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力伝送線路は、電力の発生源から消費源まで電力を伝送するために１世紀以上にわたって使用されてきた。
【０００３】
時がたつにつれて、伝送線路は、特に長い電力線路の場合には、伝送線路それ自体によって消費される電力を低減するように適合されてきた。
【０００４】
米国特許ＵＳ７２６５５２１Ｂ２は、ユーティリティ顧客から見たステップ電圧変化を最小限にし、その上無効電力源（例えば、コンデンサバンク）がユーティリティ電力に瞬間的に接続されるとき、ユーティリティ電力網で運ばれる正常電圧の基本波形に課せられる過渡現象を最小限にするためのシステムおよび手法を開示している。無効電力源は、第１の極性の無効電力（例えば、容量性無効電力）をユーティリティ電力網に伝送する。システムは、第２の反対極性の無効電力の可変量をユーティリティ電力網に伝送するように構成される無効電力補償デバイスと、シャント無効電力源をユーティリティ電力網に接続する必要に応じて無効電力補償デバイスを始動させ、ほぼ同時にシャント無効電力源をユーティリティ電力に接続させるコントローラとを包含する。
【０００５】
上述のような無効電力源の使用は伝送線路の効率を確かに改善するが、伝送線路の性能は、特に長い伝送線路にわたる伝送を改善するために、更に改善されうると思われる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、長い伝送線路の性能を改善するための装置および方法を提供することである。
【０００７】
本発明は、接続され、切り離されるエネルギー貯蔵デバイスを使用することにより、伝送線路が接続されるときにサージインピーダンス負荷で動作できるという認識に基づいている。
【０００８】
本発明によれば、
ＡＣ側およびＤＣ側を有する変換器と、
第１の側で伝送線路に接続されるスイッチであって、第２の側で負荷に接続され、第２の側は変換器のＡＣ側にも接続されるスイッチと、
変換器のＤＣ側に接続されるエネルギー貯蔵デバイスと
を備え、
第１の動作モードでは、スイッチが閉じていることにより、エネルギー貯蔵電流がエネルギー貯蔵デバイスへまたはエネルギー貯蔵デバイスから流れてエネルギー貯蔵デバイスをそれぞれ充電するまたは放電し、ＡＣとＤＣとの間に必要な任意の変換に変換器を使用し、
第２の動作モードでは、スイッチが開いており、電流が伝送線路から変換器へ流れることが防止されており、エネルギー貯蔵デバイスが、変換器によって交流電流に変換される直流電流を供給している装置であって、
第１の動作モードでは、伝送線路での送電が、エネルギー貯蔵電流に影響を及ぼすことによって、伝送線路のサージインピーダンス負荷に対応するように構成されていることを特徴とする装置が提供される。
【０００９】
第１の動作モードでエネルギー貯蔵デバイスを充電することにより、充電電流および負荷への電流は共に、伝送線路を通って電力源から来る必要がある。その結果、伝送線路を通る電流のこのような増大は、伝送線路がサージインピーダンス負荷で動作することを可能にする。サージインピーダンス負荷で伝送線路を動作させることにより、伝送線路の無効電力は平衡に保たれ、極めて長い伝送線路距離を可能にする。サージインピーダンス負荷で線路を動作させることは、負荷伝達の変化によって引き起こされる電圧変動を管理するために線路に沿って普通適用される無効シャント補償の必要性も低下させる。
【００１０】
本発明は主に、１ｋＷｈより大きいエネルギー貯蔵を使用した１ｋＶおよび１ＭＷを上回る送電に適用できる。
【００１１】
本装置は、伝送線路での送電が第１の動作モードにおいてのみ伝送線路のサージインピーダンス負荷に対応するように構成することができる。
【００１２】
第１の動作モードでは、装置は、エネルギー貯蔵電流がエネルギー貯蔵デバイスのみを充電する状態にあることができる。
【００１３】
装置はさらに、コントローラを含んでもよい。
【００１４】
コントローラは、第１の動作モードでは、サージインピーダンス負荷に対応するように伝送線路での送電を制御するように構成することができる。
【００１５】
第２の動作モードでは、コントローラは、負荷に提供される交流電流の周波数および電圧を制御するように構成されてもよい。装置はさらに、電圧計および電流計を含んでもよく、両方の計器は、コントローラに測定結果を提供する。
【００１６】
変換器は、パルス幅変調回路で制御される埋め込み短絡故障モードを有する直列接続高電圧回路を含むことができる。
【００１７】
スイッチは過渡現象のないスイッチとすることができる。
【００１８】
装置は、エネルギー貯蔵デバイスがいっぱいであると決定されるとき、第１の動作モードから第２の動作モードに切り替わるように構成することができる。
【００１９】
装置は、エネルギー貯蔵デバイスが充電しきい値を下回ると決定されるとき、第２の動作モードから第１の動作モードに切り替わるように構成することができる。
【００２０】
コントローラは、第１の動作モードと第２の動作モードとの間での装置の切り替えを制御するように構成することができる。
【００２１】
本発明の第２の態様は、
ＡＣ側およびＤＣ側を有する変換器と、
第１の側で伝送線路に接続されるスイッチであって、第２の側で負荷に接続され、第２の側は変換器のＡＣ側にも接続されるスイッチと、
変換器のＤＣ側に接続されるエネルギー貯蔵デバイスと
を含む装置を動作させるための方法であって、
スイッチを閉じて、エネルギー貯蔵電流をエネルギー貯蔵デバイスへまたはエネルギー貯蔵デバイスから流すことにより、エネルギー貯蔵デバイスをそれぞれ充電するまたは放電するステップであって、ＡＣとＤＣとの間に必要な任意の変換に変換器を使用するステップと、
スイッチを開くことにより、電流が伝送線路から変換器へ流れるのを防止するステップであって、エネルギー貯蔵デバイスが、変換器によって交流電流に変換される直流電流を供給するステップと
を含み、
スイッチが閉じているとき、エネルギー貯蔵電流に影響を及ぼすことによって、伝送線路での送電を伝送線路のサージインピーダンス負荷に対応させることを特徴とする。
【００２２】
伝送線路での送電をサージインピーダンス負荷に対応させることは、一実施形態では、スイッチが閉じているときにのみ行うことができる。
【００２３】
スイッチの開閉ステップは繰り返すことができる。
【００２４】
本方法は、スイッチを閉じるステップにおいて、エネルギー貯蔵電流がエネルギー貯蔵デバイスをのみを充電するように構成されてもよい。
【００２５】
スイッチを開くステップは、エネルギー貯蔵デバイスがいっぱいであると決定されるとき実行することができる。
【００２６】
閉じるステップは、エネルギー貯蔵デバイスが充電しきい値を下回ると決定されるとき実行することができる。
【００２７】
第１の態様のあらゆる特徴を第２の態様に適用することができ、逆も同様である。
【００２８】
一般に、クレームで使用されるすべての術語は、本明細書でそうでないと明確に規定されない限り、その技術分野でのそれらの通常の意味に従って解釈される。「１つの／その要素、デバイス、構成部品、手段、ステップ、その他」へのすべての言及は、そうでないと明確に表明されない限り、要素、デバイス、構成部品、手段、ステップ、その他の少なくとも１つの事例への言及として率直に解釈されるべきである。本明細書で開示されるどんな方法のステップも、明確に表明されない限り、開示される厳密な順序で実行される必要はない。
【００２９】
ここで、本発明について、添付図面を参照して例示的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態が用いられるシステムを示す概略図である。
【図２】電圧制御も適用される、図１のシステムを示す図である。
【図３】３相システムのための図１のシステムの３つの組を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
ここで、本発明について、本発明の特定の実施形態を示す添付図面を参照し、更に詳細に説明する。しかしながら、この発明は、多くの異なる形で具体化することができ、本明細書で説明される実施形態に限定されるものではなく、これらの実施形態は、本明細書が詳細且つ完全なものとなり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えることを目的として、例示として提供される。類似の数字は、記述全体にわたって類似の要素を指す。
【００３２】
図１は、本発明の実施形態が１相に用いられる環境を示す概略図である。
【００３３】
電力源１０２は交流電流を提供する。当技術分野で周知のように、電力源は、伝送線路１０４を通じて分配に適した電力を提供するために、発電機、変圧器、その他（図示されず）を包含することができる。伝送線路１０４のもう一方の側には、電流を測定する電流計１０６、および電圧を測定する電圧計１０８が提供される。
【００３４】
別法として、電流計１０６および電圧計１０８は、伝送線路１０４のもう一方の側に提供され、測定結果は信号伝送手段（図示されず）を使用して運ばれる。これはいわゆるブラックスタート能力も可能にし、すなわち、貯蔵エネルギーから負荷側を活性化することができ、貯蔵エネルギーからグリッド動作を構築することができる。
【００３５】
スイッチ１１２は、後で詳細に説明されるように、電力源を負荷１２２およびエネルギー貯蔵システム１１４に接続するか、または切り離す。典型的には、それ自体当技術分野で周知のように、変圧器１２４は、電圧を負荷１２２に適した電圧に変圧する。負荷１２２は、電力を消費する任意の要素またはシステム、例えば産業ユニットまたは市区町村の電気網であってもよい。負荷１２２はさらに、負荷需要の一部を生成する局所発電を包含してもよい。
【００３６】
エネルギー貯蔵システム１１４は随意的に、必要に応じて伝送線路１０４と変換器１１８との間の電圧を変換する変圧器１１６を含み、変換器１１８に確実に適切な電圧を提供する。変換器１１８は、ＡＣ（交流電流）側およびＤＣ（直流電流側）を有する。高容量の再充電可能な電池１２０などのエネルギー貯蔵デバイス１２０は、変換器１１８のＤＣ側に接続される。随意的に、エネルギー貯蔵システム１１４は、所定のＡＣ周波数およびＡＣ電圧を維持するための他の機器が負荷表示に存在しない場合に、負荷側にこのような責任を担うのに必要な制御および手段を含む。
【００３７】
変換器１１８は、インバータおよび整流器によって実施されてもよい。随意的に、変換器１１８は、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路で制御される埋め込み短絡故障モードを有する直列接続高電圧回路を備えている。電池は、電池１２０の容量要件を満たすために多数のセルを含んでもよい。
【００３８】
コントローラ１１０は、電流計１０６および電圧計１０８から入力を受け取り、スイッチ１１２およびエネルギー貯蔵システム１１４に出力を提供する。コントローラ１１０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または任意の他のプログラム可能な電子論理デバイスであってもよい。一実施形態では、コントローラ１１０は、関連するストレージ、入力／出力、その他を備える従来のサーバーまたは個人用コンピュータで具体化される。
【００３９】
サージインピーダンス負荷（ＳＩＬ）の概念およびこれがどのように本発明の実施形態で利用されるのについて、次に説明する。
【００４０】
ＳＩＬには、自然な無効電力平衡に達するときに到達する。この負荷では、伝送線路１０４は、無効電力を吸収も生成もしない。ＳＩＬは、次式で表わすことができる。
2011517276.tif 000003
ここで、Ｖは線路間電圧であり、Ｚ０は伝送線路１０４の特性インピーダンスである。特性インピーダンスは、純粋に抵抗性ではなく、容量性および誘導性要因に起因してＺ０の無効成分がある。この方程式でのＳＩＬは、ワットで、またはＺ０が複素数であるときはボルトアンペアで、表わされる。
【００４１】
ＳＩＬで動作するとき、伝送線路１０４のリアクタンス不平衡の制限はすべて除去されるので、伝送線路１０４はかなりより長くすることができる。これは、所与の仕様の所与の伝送線路１０４が、より効率的に、すなわちより高い定格で、より長い距離のために使用されることを可能にする。それは、以前に必要とされたシャントおよび／または直列接続無効電力補償の必要量を低減することもできる。
【００４２】
加えて、本発明の実施形態は、いわゆるフェランチ効果を低減するために適用できる。フェランチ効果は、受電端での負荷が著しく低減または除去されるとき、伝送線路の受電端での電圧を増加させる。コントローラ１１０からの適切な制御およびエネルギー貯蔵システム１１４の使用により、電圧は許容できるレベル内に保たれる。
【００４３】
これは、Ｚ０が一定であるという仮定のもとでは、ＳＩＬが生じるためには電圧または電流が調節される必要があることを意味する。
【００４４】
次に、図１で示されるシステムでは、スイッチ１１２が閉じているとき、電池１２０が充電される速度を制御することによって、電流に影響を及ぼすことができる。言い換えれば、コントローラ１１０は、電圧計１０８から電圧の測定結果を受け取る。Ｚ０を知るまたは決定することで、コントローラ１１０は、ＳＩＬに対応するように伝送線路１０４を通って流れるべき電流または対応する電力を決定することができる。このように、電流計１０６から電流の測定結果を得ることによって、コントローラ１１０は、ＳＩＬに到達するためにエネルギー貯蔵システム１１４への電流が増加または低減される必要があるかどうかを決定することができる。次いで、コントローラ１１０は、それに応じてエネルギー貯蔵システム１１４に電池１２０の充電を調節するように指示する。一実施形態では、コントローラ１１０は、特定の電力（ワット）または特定の電流（アンペア）でその電池を充電するようにエネルギー貯蔵システム１１４に命令を送る。
【００４５】
同様に、コントローラ１１０は、伝送線路でＳＩＬを達成するために電池１２０を放電するようにエネルギー貯蔵システム１１４を制御することができる。
【００４６】
一実施形態では、伝送線路１０４を通る電流を調節するこの手順は、伝送線路１０４でのＳＩＬからのいかなるずれも素早く低減するために、デバイス１１８で毎秒何度も、例えばｋＨｚに至るまでの切り替えで、繰り返すことができる。スイッチ１１２が閉じているときの動作モードは、本明細書では第１の動作モードと表示されることに留意されたい。
【００４７】
随意的に、伝送線路１０４が個別のシャントおよび／または直列補償を備えている場合、伝送線路終端から見たときの等価波動インピーダンスが計算できる。等価インピーダンスは、理想的な線路、すなわち線路にわたって正味の無効送電がない場合と同じ要件を満足させる。次いで、この等価値はコントローラで使用される。
【００４８】
コントローラ１１０は、電池１２０がいっぱいである状態に達しつつあると決定すると、スイッチ１１２を開放する。スイッチ１１２が開いているときの動作モードを、本明細書では第２の動作モードと呼ぶ。
【００４９】
スイッチ１１２は、スイッチ１１２が開くまたは閉じるときの負荷１２２または発電機１０２への電圧ストレスを最小限にするために、過渡現象のないスイッチとすることができる。
【００５０】
スイッチ１１２が開くとき、電力源１０２から負荷１２２へ流れる電流はもはやない。その代わりに、負荷１２２への電力は、エネルギー貯蔵システム１１４から提供される。電池１２０に以前に充電された電荷は、ここで直流電流として解放され、変換器１１８によって交流電流に変換される。必要に応じて、変圧器１１６は、変換器１１８からの交流電流を以前に電力線路を通じて提供された電圧に対応する電圧に変圧する。その結果、負荷１２２から見ると電力源は電力源１０２からエネルギー貯蔵システム１１４に変わっているが、連続的で一様な電力が提供されている。第２の動作モードでは、電力は伝送線路１０４を通って流れないので、無効電力は（実質電力も）失われない。
【００５１】
この配置はまた、電力源１０２または伝送線路１０４が電力供給障害を引き起こす場合には、エネルギー貯蔵ユニットが負荷１２２のためのバックアップ電力として機能することも可能にすることに留意すべきである。
【００５２】
電池１２０がしきい値を下回ると決定されるとき、例えば電池１２０が空の状態に近づいている場合、コントローラ１１０はスイッチ１１２を閉鎖する。システムは次いで、第１の動作モードに戻り、電力は、伝送線路１０４でＳＩＬに到達するために、上述のように伝送線路１０４を通って負荷１２２および制御可能にエネルギー貯蔵システム１１４へと流れる。さらに、負荷１２２から見ると、負荷１２２には、電力の連続的で一様な供給が提供される。その結果、スイッチ１２２の開閉は連続的に繰り返される。
【００５３】
スイッチ１１２を開閉する周波数に対する唯一の実質的な制限要因は電池の容量であるので、電池は、比較的長時間に亘って、それぞれ接続および切断されてもよい。具体的には、接続および切断は、交流電流の毎周期に行う必要はない。例えば、電池容量に応じて、スイッチ１１２は、数分間、場合によっては数時間に亘って、それぞれ閉じているか、または開いていてよい。しかしながら、他の理由のために望ましいならば、コントローラ１１０は、スイッチ１１２の開閉をはるかに短い時間で、場合によっては何ミリ秒で制御してもよい。
【００５４】
図１のシステムで可能な伝送線路よりも長い伝送線路が望まれる場合、複数の図１で示されるシステムが、セグメント（図示されず）の状態で直列的に接続されてもよい。送電方向が、季節的な理由または他の理由（図示されず）に起因して変わる場合には、線路の両端に貯蔵デバイスを有することも可能である。
【００５５】
図２は、電圧制御も適用される図１のシステムを示す。電力源１０２、伝送線路１０４、コントローラ１１０、スイッチ１１２およびエネルギー貯蔵システム１１４は、図１に関連して上述したそれらと同じである。図１の他の構成部品は、簡略化のために図２からは省略された。
【００５６】
上記の方程式（１）に示すように、ＳＩＬには、伝送線路１０４を通る電流を調節することによって到達することができるだけでなく、電圧制御そのために使用することができる。これは、国際特許出願ＷＯ２００５／０３１９４０で詳述されている。その原理は、電力源１０２からまたは負荷１２２への所要電圧に影響を及ぼすことなく伝送線路１０４での電圧を制御するために、伝送線路１０４のどちらの側にもタップ変更が可能な２つの変圧器２０３、２０５を使用することである。この場合、コントローラ１１０は、なお電力を伝送線路１０４にサージインピーダンスレベルで伝送しながら、線路の断続的な動作をエネルギー貯蔵の利用可能な大きさに最適化することができる。これは、充電／放電速度に制約のある電池技術を使用するとき有益でありうる。それは、線路、変換器および電池システム設備の全抵抗損を最小限にするためにも使用できる。
【００５７】
そのため、この実施形態でのコントローラ１１０は、伝送線路１０４を通って流れる電流に影響を及ぼすためだけでなく、伝送線路１０４の電圧に影響を及ぼすためにも使用できる。コントローラ１１０は、電流もしくは電圧に影響を及ぼすために使用できるか、また電圧および電流の両方を同時に制御するためにも使用できるので、柔軟性が向上する。
【００５８】
図３は、３相システムのための図１のシステムの３つの組を示す。３つの電力源１０２ａ〜ｃ、３つの伝送線路１０４ａ〜ｃ、３つのコントローラ１１０ａ〜ｃ、３つのスイッチ１１２ａ〜ｃおよび３つのエネルギー貯蔵システム１１４ａ〜ｃがあり、それらは図１に関連して上述したものと同じである。図１の他の構成部品は、簡略化のために図３からは省略された。言い換えれば、３相システムの各相に対して１つの、図１に関連して上述したような３つの完全なセットアップがある。図示しないが、図２の電圧制御も図３の３相セットアップに包含されてもよい。
【００５９】
本発明について主に、幾つかの実施形態を参照して上述した。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、上述で開示されたもの以外の実施形態が、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内で同等に可能である。
【図１】
2011517276.tif 000004
【図２】
2011517276.tif 000005
【図３】
2011517276.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月1日(2010.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、電力伝送に関し、より詳しくは、送電線路の効率を改善することに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力伝送線路は、電力の発生源から消費源まで電力を伝送するために１世紀以上にわたって使用されてきた。
【０００３】
時がたつにつれて、伝送線路は、特に長い電力線路の場合には、伝送線路それ自体によって消費される電力を低減するように適合されてきた。
【０００４】
米国特許ＵＳ７２６５５２１Ｂ２は、ユーティリティ顧客から見たステップ電圧変化を最小限にし、その上無効電力源（例えば、コンデンサバンク）がユーティリティ電力に瞬間的に接続されるとき、ユーティリティ電力網で運ばれる正常電圧の基本波形に課せられる過渡現象を最小限にするためのシステムおよび手法を開示している。無効電力源は、第１の極性の無効電力（例えば、容量性無効電力）をユーティリティ電力網に伝送する。システムは、第２の反対極性の無効電力の可変量をユーティリティ電力網に伝送するように構成される無効電力補償デバイスと、シャント無効電力源をユーティリティ電力網に接続する必要に応じて無効電力補償デバイスを始動させ、ほぼ同時にシャント無効電力源をユーティリティ電力に接続させるコントローラとを包含する。
【０００５】
上述のような無効電力源の使用は伝送線路の効率を確かに改善するが、伝送線路の性能は、特に長い伝送線路にわたる伝送を改善するために、更に改善されうると思われる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、長い伝送線路の性能を改善するための装置および方法を提供することである。
【０００７】
本発明は、接続され、切り離されるエネルギー貯蔵デバイスを使用することにより、伝送線路が接続されるときにサージインピーダンス負荷で動作できるという認識に基づいている。
【０００８】
本発明によれば、
ＡＣ側およびＤＣ側を有する変換器と、
第１の側で伝送線路に接続されるスイッチであって、第２の側で負荷に接続され、第２の側は変換器のＡＣ側にも接続されるスイッチと、
変換器のＤＣ側に接続されるエネルギー貯蔵デバイスと
を備え、
第１の動作モードでは、スイッチが閉じていることにより、エネルギー貯蔵電流がエネルギー貯蔵デバイスへまたはエネルギー貯蔵デバイスから流れてエネルギー貯蔵デバイスをそれぞれ充電するまたは放電し、ＡＣとＤＣとの間に必要な任意の変換に変換器を使用し、
第２の動作モードでは、スイッチが開いており、電流が伝送線路から変換器へ流れることが防止されており、エネルギー貯蔵デバイスが、変換器によって交流電流に変換される直流電流を供給している装置であって、
第１の動作モードでは、伝送線路での送電が、エネルギー貯蔵電流に影響を及ぼすことによって、伝送線路のサージインピーダンス負荷に対応するように構成されていることを特徴とする装置が提供される。
【０００９】
第１の動作モードでエネルギー貯蔵デバイスを充電することにより、充電電流および負荷への電流は共に、伝送線路を通って電力源から来る必要がある。その結果、伝送線路を通る電流のこのような増大は、伝送線路がサージインピーダンス負荷で動作することを可能にする。サージインピーダンス負荷で伝送線路を動作させることにより、伝送線路の無効電力は平衡に保たれ、極めて長い伝送線路距離を可能にする。サージインピーダンス負荷で線路を動作させることは、負荷伝達の変化によって引き起こされる電圧変動を管理するために線路に沿って普通適用される無効シャント補償の必要性も低下させる。
【００１０】
本発明は主に、１ｋＷｈより大きいエネルギー貯蔵を使用した１ｋＶおよび１ＭＷを上回る送電に適用できる。
【００１１】
本装置は、伝送線路での送電が第１の動作モードにおいてのみ伝送線路のサージインピーダンス負荷に対応するように構成することができる。
【００１２】
第１の動作モードでは、装置は、エネルギー貯蔵電流がエネルギー貯蔵デバイスのみを充電する状態にあることができる。
【００１３】
装置はさらに、コントローラを含んでもよい。
【００１４】
コントローラは、第１の動作モードでは、サージインピーダンス負荷に対応するように伝送線路での送電を制御するように構成することができる。
【００１５】
第２の動作モードでは、コントローラは、負荷に提供される交流電流の周波数および電圧を制御するように構成されてもよい。装置はさらに、電圧計および電流計を含んでもよく、両方の計器は、コントローラに測定結果を提供する。
【００１６】
変換器は、パルス幅変調回路で制御される埋め込み短絡故障モードを有する直列接続高電圧回路を含むことができる。
【００１７】
スイッチは過渡現象のないスイッチとすることができる。
【００１８】
装置は、エネルギー貯蔵デバイスがいっぱいであると決定されるとき、第１の動作モードから第２の動作モードに切り替わるように構成することができる。
【００１９】
装置は、エネルギー貯蔵デバイスが充電しきい値を下回ると決定されるとき、第２の動作モードから第１の動作モードに切り替わるように構成することができる。
【００２０】
コントローラは、第１の動作モードと第２の動作モードとの間での装置の切り替えを制御するように構成することができる。
【００２１】
本発明の第２の態様は、
ＡＣ側およびＤＣ側を有する変換器と、
第１の側で伝送線路に接続されるスイッチであって、第２の側で負荷に接続され、第２の側は変換器のＡＣ側にも接続されるスイッチと、
変換器のＤＣ側に接続されるエネルギー貯蔵デバイスと
を含む装置を動作させるための方法であって、
スイッチを閉じて、エネルギー貯蔵電流をエネルギー貯蔵デバイスへまたはエネルギー貯蔵デバイスから流すことにより、エネルギー貯蔵デバイスをそれぞれ充電するまたは放電するステップであって、ＡＣとＤＣとの間に必要な任意の変換に変換器を使用するステップと、
スイッチを開くことにより、電流が伝送線路から変換器へ流れるのを防止するステップであって、エネルギー貯蔵デバイスが、変換器によって交流電流に変換される直流電流を供給するステップと
を含み、
スイッチが閉じているとき、エネルギー貯蔵電流に影響を及ぼすことによって、伝送線路での送電を伝送線路のサージインピーダンス負荷に対応させることを特徴とする。
【００２２】
伝送線路での送電をサージインピーダンス負荷に対応させることは、一実施形態では、スイッチが閉じているときにのみ行うことができる。
【００２３】
スイッチの開閉ステップは繰り返すことができる。
【００２４】
本方法は、スイッチを閉じるステップにおいて、エネルギー貯蔵電流がエネルギー貯蔵デバイスをのみを充電するように構成されてもよい。
【００２５】
スイッチを開くステップは、エネルギー貯蔵デバイスがいっぱいであると決定されるとき実行することができる。
【００２６】
閉じるステップは、エネルギー貯蔵デバイスが充電しきい値を下回ると決定されるとき実行することができる。
【００２７】
第１の態様のあらゆる特徴を第２の態様に適用することができ、逆も同様である。
【００２８】
一般に、クレームで使用されるすべての術語は、本明細書でそうでないと明確に規定されない限り、その技術分野でのそれらの通常の意味に従って解釈される。「１つの／その要素、デバイス、構成部品、手段、ステップ、その他」へのすべての言及は、そうでないと明確に表明されない限り、要素、デバイス、構成部品、手段、ステップ、その他の少なくとも１つの事例への言及として率直に解釈されるべきである。本明細書で開示されるどんな方法のステップも、明確に表明されない限り、開示される厳密な順序で実行される必要はない。
【００２９】
ここで、本発明について、添付図面を参照して例示的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態が用いられるシステムを示す概略図である。
【図２】電圧制御も適用される、図１のシステムを示す図である。
【図３】３相システムのための図１のシステムの３つの組を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
ここで、本発明について、本発明の特定の実施形態を示す添付図面を参照し、更に詳細に説明する。しかしながら、この発明は、多くの異なる形で具体化することができ、本明細書で説明される実施形態に限定されるものではなく、これらの実施形態は、本明細書が詳細且つ完全なものとなり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えることを目的として、例示として提供される。類似の数字は、記述全体にわたって類似の要素を指す。
【００３２】
図１は、本発明の実施形態が１相に用いられる環境を示す概略図である。
【００３３】
電力源１０２は交流電流を提供する。当技術分野で周知のように、電力源は、伝送線路１０４を通じて分配に適した電力を提供するために、発電機、変圧器、その他（図示されず）を包含することができる。伝送線路１０４のもう一方の側には、電流を測定する電流計１０６、および電圧を測定する電圧計１０８が提供される。
【００３４】
別法として、電流計１０６および電圧計１０８は、伝送線路１０４のもう一方の側に提供され、測定結果は信号伝送手段（図示されず）を使用して運ばれる。これはいわゆるブラックスタート能力も可能にし、すなわち、貯蔵エネルギーから負荷側を活性化することができ、貯蔵エネルギーからグリッド動作を構築することができる。
【００３５】
スイッチ１１２は、後で詳細に説明されるように、電力源を負荷１２２およびエネルギー貯蔵システム１１４に接続するか、または切り離す。典型的には、それ自体当技術分野で周知のように、変圧器１２４は、電圧を負荷１２２に適した電圧に変圧する。負荷１２２は、電力を消費する任意の要素またはシステム、例えば産業ユニットまたは市区町村の電気網であってもよい。負荷１２２はさらに、負荷需要の一部を生成する局所発電を包含してもよい。
【００３６】
エネルギー貯蔵システム１１４は随意的に、必要に応じて伝送線路１０４と変換器１１８との間の電圧を変換する変圧器１１６を含み、変換器１１８に確実に適切な電圧を提供する。変換器１１８は、ＡＣ（交流電流）側およびＤＣ（直流電流側）を有する。高容量の再充電可能な電池１２０などのエネルギー貯蔵デバイス１２０は、変換器１１８のＤＣ側に接続される。随意的に、エネルギー貯蔵システム１１４は、所定のＡＣ周波数およびＡＣ電圧を維持するための他の機器が負荷表示に存在しない場合に、負荷側にこのような責任を担うのに必要な制御および手段を含む。
【００３７】
変換器１１８は、インバータおよび整流器によって実施されてもよい。随意的に、変換器１１８は、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路で制御される埋め込み短絡故障モードを有する直列接続高電圧回路を備えている。電池は、電池１２０の容量要件を満たすために多数のセルを含んでもよい。
【００３８】
コントローラ１１０は、電流計１０６および電圧計１０８から入力を受け取り、スイッチ１１２およびエネルギー貯蔵システム１１４に出力を提供する。コントローラ１１０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または任意の他のプログラム可能な電子論理デバイスであってもよい。一実施形態では、コントローラ１１０は、関連するストレージ、入力／出力、その他を備える従来のサーバーまたは個人用コンピュータで具体化される。
【００３９】
サージインピーダンス負荷（ＳＩＬ）の概念およびこれがどのように本発明の実施形態で利用されるのについて、次に説明する。
【００４０】
ＳＩＬには、自然な無効電力平衡に達するときに到達する。この負荷では、伝送線路１０４は、無効電力を吸収も生成もしない。ＳＩＬは、次式で表わすことができる。
2011517276.tif 000007
ここで、Ｖは線路間電圧であり、Ｚ０は伝送線路１０４の特性インピーダンスである。特性インピーダンスＺ０は無効成分を有している。
【００４１】
ＳＩＬで動作するとき、伝送線路１０４のリアクタンス不平衡の制限はすべて除去されるので、伝送線路１０４はかなりより長くすることができる。これは、所与の仕様の所与の伝送線路１０４が、より効率的に、すなわちより高い定格で、より長い距離のために使用されることを可能にする。それは、以前に必要とされたシャントおよび／または直列接続無効電力補償の必要量を低減することもできる。
【００４２】
加えて、本発明の実施形態は、いわゆるフェランチ効果を低減するために適用できる。フェランチ効果は、受電端での負荷が著しく低減または除去されるとき、伝送線路の受電端での電圧を増加させる。コントローラ１１０からの適切な制御およびエネルギー貯蔵システム１１４の使用により、電圧は許容できるレベル内に保たれる。
【００４３】
これは、Ｚ０が一定であるという仮定のもとでは、ＳＩＬが生じるためには電圧または電流が調節される必要があることを意味する。
【００４４】
次に、図１で示されるシステムでは、スイッチ１１２が閉じているとき、電池１２０が充電される速度を制御することによって、電流に影響を及ぼすことができる。言い換えれば、コントローラ１１０は、電圧計１０８から電圧の測定結果を受け取る。Ｚ０を知るまたは決定することで、コントローラ１１０は、ＳＩＬに対応するように伝送線路１０４を通って流れるべき電流または対応する電力を決定することができる。このように、電流計１０６から電流の測定結果を得ることによって、コントローラ１１０は、ＳＩＬに到達するためにエネルギー貯蔵システム１１４への電流が増加または低減される必要があるかどうかを決定することができる。次いで、コントローラ１１０は、それに応じてエネルギー貯蔵システム１１４に電池１２０の充電を調節するように指示する。一実施形態では、コントローラ１１０は、特定の電力（ワット）または特定の電流（アンペア）でその電池を充電するようにエネルギー貯蔵システム１１４に命令を送る。
【００４５】
同様に、コントローラ１１０は、伝送線路でＳＩＬを達成するために電池１２０を放電するようにエネルギー貯蔵システム１１４を制御することができる。
【００４６】
一実施形態では、伝送線路１０４を通る電流を調節するこの手順は、伝送線路１０４でのＳＩＬからのいかなるずれも素早く低減するために、デバイス１１８で毎秒何度も、例えばｋＨｚに至るまでの切り替えで、繰り返すことができる。スイッチ１１２が閉じているときの動作モードは、本明細書では第１の動作モードと表示されることに留意されたい。
【００４７】
随意的に、伝送線路１０４が個別のシャントおよび／または直列補償を備えている場合、伝送線路終端から見たときの等価波動インピーダンスが計算できる。等価インピーダンスは、理想的な線路、すなわち線路にわたって正味の無効送電がない場合と同じ要件を満足させる。次いで、この等価値はコントローラで使用される。
【００４８】
コントローラ１１０は、電池１２０がいっぱいである状態に達しつつあると決定すると、スイッチ１１２を開放する。スイッチ１１２が開いているときの動作モードを、本明細書では第２の動作モードと呼ぶ。
【００４９】
スイッチ１１２は、スイッチ１１２が開くまたは閉じるときの負荷１２２または発電機１０２への電圧ストレスを最小限にするために、過渡現象のないスイッチとすることができる。
【００５０】
スイッチ１１２が開くとき、電力源１０２から負荷１２２へ流れる電流はもはやない。その代わりに、負荷１２２への電力は、エネルギー貯蔵システム１１４から提供される。電池１２０に以前に充電された電荷は、ここで直流電流として解放され、変換器１１８によって交流電流に変換される。必要に応じて、変圧器１１６は、変換器１１８からの交流電流を以前に電力線路を通じて提供された電圧に対応する電圧に変圧する。その結果、負荷１２２から見ると電力源は電力源１０２からエネルギー貯蔵システム１１４に変わっているが、連続的で一様な電力が提供されている。第２の動作モードでは、電力は伝送線路１０４を通って流れないので、無効電力は（実質電力も）失われない。
【００５１】
この配置はまた、電力源１０２または伝送線路１０４が電力供給障害を引き起こす場合には、エネルギー貯蔵ユニットが負荷１２２のためのバックアップ電力として機能することも可能にすることに留意すべきである。
【００５２】
電池１２０がしきい値を下回ると決定されるとき、例えば電池１２０が空の状態に近づいている場合、コントローラ１１０はスイッチ１１２を閉鎖する。システムは次いで、第１の動作モードに戻り、電力は、伝送線路１０４でＳＩＬに到達するために、上述のように伝送線路１０４を通って負荷１２２および制御可能にエネルギー貯蔵システム１１４へと流れる。さらに、負荷１２２から見ると、負荷１２２には、電力の連続的で一様な供給が提供される。その結果、スイッチ１２２の開閉は連続的に繰り返される。
【００５３】
スイッチ１１２を開閉する周波数に対する唯一の実質的な制限要因は電池の容量であるので、電池は、比較的長時間に亘って、それぞれ接続および切断されてもよい。具体的には、接続および切断は、交流電流の毎周期に行う必要はない。例えば、電池容量に応じて、スイッチ１１２は、数分間、場合によっては数時間に亘って、それぞれ閉じているか、または開いていてよい。しかしながら、他の理由のために望ましいならば、コントローラ１１０は、スイッチ１１２の開閉をはるかに短い時間で、場合によっては何ミリ秒で制御してもよい。
【００５４】
図１のシステムで可能な伝送線路よりも長い伝送線路が望まれる場合、複数の図１で示されるシステムが、セグメント（図示されず）の状態で直列的に接続されてもよい。送電方向が、季節的な理由または他の理由（図示されず）に起因して変わる場合には、線路の両端に貯蔵デバイスを有することも可能である。
【００５５】
図２は、電圧制御も適用される図１のシステムを示す。電力源１０２、伝送線路１０４、コントローラ１１０、スイッチ１１２およびエネルギー貯蔵システム１１４は、図１に関連して上述したそれらと同じである。図１の他の構成部品は、簡略化のために図２からは省略された。
【００５６】
上記の方程式（１）に示すように、ＳＩＬには、伝送線路１０４を通る電流を調節することによって到達することができるだけでなく、電圧制御そのために使用することができる。これは、国際特許出願ＷＯ２００５／０３１９４０で詳述されている。その原理は、電力源１０２からまたは負荷１２２への所要電圧に影響を及ぼすことなく伝送線路１０４での電圧を制御するために、伝送線路１０４のどちらの側にもタップ変更が可能な２つの変圧器２０３、２０５を使用することである。この場合、コントローラ１１０は、なお電力を伝送線路１０４にサージインピーダンスレベルで伝送しながら、線路の断続的な動作をエネルギー貯蔵の利用可能な大きさに最適化することができる。これは、充電／放電速度に制約のある電池技術を使用するとき有益でありうる。それは、線路、変換器および電池システム設備の全抵抗損を最小限にするためにも使用できる。
【００５７】
そのため、この実施形態でのコントローラ１１０は、伝送線路１０４を通って流れる電流に影響を及ぼすためだけでなく、伝送線路１０４の電圧に影響を及ぼすためにも使用できる。コントローラ１１０は、電流もしくは電圧に影響を及ぼすために使用できるか、また電圧および電流の両方を同時に制御するためにも使用できるので、柔軟性が向上する。
【００５８】
図３は、３相システムのための図１のシステムの３つの組を示す。３つの電力源１０２ａ〜ｃ、３つの伝送線路１０４ａ〜ｃ、３つのコントローラ１１０ａ〜ｃ、３つのスイッチ１１２ａ〜ｃおよび３つのエネルギー貯蔵システム１１４ａ〜ｃがあり、それらは図１に関連して上述したものと同じである。図１の他の構成部品は、簡略化のために図３からは省略された。言い換えれば、３相システムの各相に対して１つの、図１に関連して上述したような３つの完全なセットアップがある。図示しないが、図２の電圧制御も図３の３相セットアップに包含されてもよい。
【００５９】
本発明について主に、幾つかの実施形態を参照して上述した。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、上述で開示されたもの以外の実施形態が、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内で同等に可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ側およびＤＣ側を有する変換器（１１８）と、
第１の側で伝送線路（１０４）に接続されるスイッチ（１１２）であって、第２の側で負荷に接続され、前記第２の側は前記変換器（１１８）の前記ＡＣ側にも接続されるスイッチ（１１２）と、
前記変換器（１１８）の前記ＤＣ側に接続されるエネルギー貯蔵デバイス（１２０）と
コントローラ（１１０）と
を備えており、
第１の動作モードでは、前記スイッチ（１１２）が閉じていることにより、エネルギー貯蔵電流が前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）へまたは前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）から流れて、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）をそれぞれ充電するまたは放電するもので、ＡＣとＤＣとの間に必要な任意の変換に前記変換器（１１８）が使用され、
第２の動作モードでは、前記スイッチ（１１２）が開いており、電流が前記伝送線路（１０４）から前記変換器（１１８）へ流れることが防止されており、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）が、前記変換器（１１８）によって交流電流に変換される直流電流を供給している装置において、
前記コントローラ（１１０）が、前記第１の動作モードでは、前記エネルギー貯蔵電流に影響を及ぼすことによって、前記サージインピーダンス負荷に対応するように前記伝送線路（１０４）での送電を制御するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記伝送線路（１０４）での送電が、前記第１の動作モードにおいてのみ、前記伝送線路（１０４）のサージインピーダンス負荷に対応するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コントローラ（１１０）は、前記第２の動作モードでは、前記負荷（１２２）に提供される前記交流電流の周波数および電圧を制御するように構成されている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
共に前記コントローラ（１１０）に測定結果を提供する電圧計（１０８）および電流計（１０６）をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記変換器（１１８）が、パルス幅変調回路で制御される埋め込み短絡故障モードを有する直列接続高電圧回路を含みうる、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記スイッチ（１１２）が過渡現象のないスイッチ（１１２）である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）がいっぱいであると決定されるとき、前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに切り替わる（１１２）ように構成されている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）が充電しきい値を下回ると決定されるとき、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードに切り替わる（１１２）ように構成されている、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記コントローラ（１１０）が、前記第１モードと第２の動作モードの間での前記装置の切り替えを制御するように構成されている、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
ＡＣ側およびＤＣ側を有する変換器（１１８）と、
第１の側で伝送線路（１０４）に接続されるスイッチ（１１２）であって、第２の側で負荷に接続され、前記第２の側は前記変換器（１１８）の前記ＡＣ側にも接続されるスイッチ（１１２）と、
前記変換器（１１８）の前記ＤＣ側に接続されるエネルギー貯蔵デバイス（１２０）と
を備える装置を動作させるための方法であって、
前記スイッチ（１１２）を閉じて、エネルギー貯蔵電流を前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）へまたは前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）から流すことにより、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）をそれぞれ充電または放電するステップであって、ＡＣとＤＣとの間に必要な任意の変換に前記変換器（１１８）を使用するステップと、
前記スイッチ（１１２）を開いて、電流が前記伝送線路（１０４）から前記変換器（１１８）へ流れることを防止し、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）が、前記変換器（１１８）によって交流電流に変換される直流電流を供給するステップと
を含んでおり、
前記スイッチ（１１２）が閉じているとき、前記エネルギー貯蔵電流に影響を及ぼすことによって、サージインピーダンス負荷に対応するように前記伝送線路（１０４）での送電を制御することを特徴とする方法。
【請求項１１】
サージインピーダンス負荷に対応して伝送線路（１０４）での送電を引き起こすことは、前記スイッチが閉じているときのみ行う、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記スイッチ（１１２）の前記開閉を繰り返す、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記スイッチ（１１２）を開く前記ステップは、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）がいっぱいであると決定されるときに実行する、請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記閉じるステップは、前記エネルギー貯蔵デバイス（１２０）が充電しきい値を下回ると決定されるとき実行する、請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2011517276.tif 000008
2011517276.tif 000009
2011517276.tif 000010