JP2018007544A - ガス入り電子管切替式フレキシブル交流伝送システム - Google Patents

ガス入り電子管切替式フレキシブル交流伝送システム Download PDF

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Abstract

【課題】伝送線の力率、電圧制御性、電圧安定性、および電力潮流を向上させるガス入り電子管切替式補償装置を提供すること。【解決手段】バール補償装置回路が提供される。バール補償装置回路は、ガス入り電子管スイッチおよびリアクタンス性インピーダンスを含む。ガス入り電子管スイッチは、伝送線に結合されるように構成される。伝送線は、有効電力および無効電力を交流（ＡＣ）ライン電圧で負荷に配電するように構成される。リアクタンス性インピーダンスは、ガス入り電子管スイッチを介して、ＡＣライン電圧の伝送線に結合されるように構成される。リアクタンス性インピーダンスは、負荷に配電されるように構成された無効電力を変更するように構成される。【選択図】図１

Description

本開示の技術分野は、一般に、フレキシブル交流伝送システム（ＦＡＣＴＳ）に関し、より詳細には、ガス入り電子管切替式ＦＡＣＴＳおよび使用方法に関する。
多くの公知の電気負荷は、有効および無効成分の両方を含む。たとえば、それだけには限らないが、電気モータは、ロータを回転させるために誘導コイルに通電されるとき、誘導負荷となる。有効電力は、電気モータによる機械負荷の駆動などの仕事の実行を支援し、一方無効電力は、伝送電圧と伝送電流との間の位相差によって、電力の貯蔵を支援する。有効電力Ｐは、一般にワットで表わされる。無効電力Ｑは、一般にボルトアンペア無効電力（バール）で表わされる。皮相電力は、有効および無効電力のベクトル和であり、回路の電圧および電流の積として計算可能である。皮相電力Ｓは、したがって、ボルト×アンペア（ＶＡ）で表わされる。
公知の電力伝送システムは、伝送線を介して電力を電気負荷に配電する。配電された電力の品質は、有効電力と皮相電力との比として定義される力率、すなわちＰ：Ｓによって特性が表される。完全に抵抗性の負荷では、力率は１、すなわち１：１である。完全な無効負荷では、力率は０、すなわち０：１である。低い力率は、付随する無効負荷が、要求された有効電力を実現するために皮相電力の増大を必要とし、その結果電流レベルの増大により熱損失が増加するので、一般に非効率的な電力伝送を示す。逆に、伝送システムの無効電力が過度に小さいと、変圧器および伝送線の性能を悪化させる可能性があり、その結果、電圧制御性の悪化、電圧低下へのマージン低下、または電力潮流の悪化が生じる可能性がある。
一部の公知の電力伝送システムは、１つまたは複数のバール補償装置を含み、無効電力をシステムへ追加供給することによって電力伝送の品質および効率を改善し、それによって力率、電圧制御性、電圧安定性、および電力潮流を向上させる。公知のバール補償装置は、通常、１つまたは複数のスイッチを介して伝送線に結合されたインダクタンスまたは静電容量を含む。一部の公知のバール補償装置でのインダクタンスまたは静電容量は、固定受動型のコンデンサまたはインダクタを含む。他の公知のバール補償装置では、インダクタンスまたは静電容量は、電子デバイス、または固定受動型デバイスとパワーエレクトロニクスとを組み合わせたものを含む。結合され、通電されたとき、インダクタンスは無効電流源として動作し、静電容量は無効電圧源として動作する。高電圧電力伝送システムでは、バール補償装置は通常、所望の効果を実現するために多数のデバイスを直列で使用する。同様に、高電圧電力伝送システム用のバール補償装置は一般に、伝送線とバール補償装置の多様なデバイスとの間をつなぐために変圧器を必要とする。したがって、所与の電力伝送システム用にバール補償装置を選択することは、高ブロッキング電圧、低電導損失、および低スイッチング損失のバランスをとることを伴う。
米国特許第７１０６１７８号公報
一態様では、バール補償装置回路が、提供される。バール補償装置回路は、ガス入り電子管スイッチおよびリアクタンス性インピーダンスを含む。ガス入り電子管スイッチは、伝送線に結合されるように構成される。伝送線は、有効電力および無効電力を交流（ＡＣ）ライン電圧で負荷に配電するように構成される。リアクタンス性インピーダンスは、ガス入り電子管スイッチを介して、ＡＣライン電圧の伝送線に結合されるように構成される。リアクタンス性インピーダンスは、負荷に配電されるように構成された無効電力を変更するように構成される。
別の態様では、バール補償装置回路が、提供される。バール補償装置回路は、ガス入り電子管スイッチング回路網および制御装置を含む。ガス入り電子管スイッチング回路網は、伝送線とリアクタンス性インピーダンスとの間に結合されるように構成される。伝送線は、有効電力および無効電力をＡＣライン電圧で負荷に配電するように構成される。リアクタンス性インピーダンスは、負荷に配電されるように構成された無効電力を変更するように構成される。ガス入り電子管スイッチング回路網は、少なくとも１つのガス入り電子管スイッチを含む。制御装置は、ガス入り電子管スイッチング回路網に結合されている。制御装置は、ガス入り電子管スイッチを選択的に転換して、リアクタンス性インピーダンスを伝送線に結合し、ＡＣライン電圧をリアクタンス性インピーダンスに印加するように構成される。
さらに別の態様では、フレキシブル交流伝送システム（ＦＡＣＴＳ）が提供される。ＦＡＣＴＳは、伝送線、ガス入り電子管スイッチング回路網、制御装置、およびリアクタンス性インピーダンスを含む。伝送線は、電力源と負荷との間に結合される。伝送線は、負荷に有効電力および無効電力をＡＣライン電圧で配電するように構成される。ガス入り電子管スイッチング回路網は、伝送線に結合されている。ガス入り電子管スイッチング回路網は、複数のガス入り電子管スイッチを含む。制御装置は、ガス入り電子管スイッチング回路網に結合され、測定されたＡＣライン電圧および測定されたＡＣライン電流に基づいて、複数のガス入り電子管スイッチを調整するように構成される。リアクタンス性インピーダンスは、ガス入り電子管スイッチング回路網を介して、ＡＣライン電圧で伝送線に結合されるように構成される。リアクタンス性インピーダンスは、追加の無効電力を発生するように構成される。
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点が、図面全体にわたって類似の文字が類似の部分を表す添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明を読むことで、さらによく理解されよう。
例示的なフレキシブルＡＣ伝送システム（ＦＡＣＴＳ）のブロック図である。 代替のＦＡＣＴＳのブロック図である。 別の代替ＦＡＣＴＳのブロック図である。 さらに別の代替ＦＡＣＴＳのブロック図である。 図１〜４のＦＡＣＴＳで使用するための例示的なガス入り電子管スイッチの概略図である。 図１〜４のＦＡＣＴＳで使用するための代替のガス入り電子管スイッチの概略図である。
別段に規定されていない限り、本明細書で提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を図解することを意図している。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む多種多様なシステムに適用可能であると考えられる。したがって、図面は、当業者に知られる、本明細書で開示された実施形態の実施のために必要となる従来の特徴を含むことを意図しない。
以下の明細書および特許請求の範囲では、いくつかの用語は、基準として以下の意味を有する。
単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明確にそうでないこと示さない限り、複数である意味を含む。
「任意選択の」または「任意選択で」は、後に記述される事象または状況が、起き得ることまたは起き得ないことを意味し、記述には事象が起きる事例および事象が起きない事例が含まれることを意味する。
本明細書および特許請求の範囲の全体にわたって本書中で使用される近似を示す語は、関連する基本機能を変化させてしまうことなく許容範囲で変化し得る量的表現の変更を加えられてもよい。したがって、「約」、「ほぼ」、および「実質的に」などの、用語または用語の組み合わせによって変更される値は、具体的な正確な値に限定されない。少なくともいくつかの事例では、近似を示す語は、値を測定するための計器の正確さに相応する可能性がある。本文ならびに本明細書および特許請求の範囲の全体にわたって、範囲の制限は組み合わされ、かつ／または交換されることがあり、そのような範囲は識別され、文脈または文言がそうでないことを示さない限り、その中に含まれる全ての部分的な範囲を含む。
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の電子装置またはコンピュータを用いた装置の使用を必要とする。そのような装置は通常、プロセッサ、処理デバイス、または制御装置を含み、それらには、汎用の中央処理装置（ＣＰＵ）、画像処理装置（ＧＰＵ）、マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理回路（ＰＬＣ）、書き換え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号処理（ＤＳＰ）デバイス、および／または本明細書で説明した機能を実行することを可能にする他の任意の回路または処理デバイスなどがある。本明細書で説明した方法は、それだけには限らないが、記憶装置および／またはメモリ装置を含むコンピュータ可読媒体中で具現化される実行可能な命令としてエンコードされてもよい。そのような命令によって、処理デバイスにより実行されるとき、処理デバイスは、本明細書で説明した方法の少なくとも一部分を実行する。上記の例は、例示であるだけで、したがって、プロセッサ、処理デバイス、および制御装置の用語の定義および／または意味を何ら限定することを意図しない。
本明細書で説明した実施形態では、メモリは、それだけに限定はされないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはフラッシュメモリのようなコンピュータ可読不揮発性媒体などのコンピュータ可読媒体を含んでもよい。代替方法として、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、および／またはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）が、使用されてもよい。さらに本明細書で説明した実施形態では、追加の入力通信経路は、それだけに限定はされないが、マウスおよびキーボードなどのオペレータインターフェースに付随したコンピュータ周辺機器であってもよい。別法として、使用され得る他のコンピュータ周辺機器は、たとえば、それだけに限定はされないが、スキャナを含んでもよい。さらに、例示的な実施形態では、追加の出力通信経路は、それだけに限定はされないが、オペレータインターフェースモニタを含んでもよい。
本開示の実施形態は、フレキシブル交流伝送システム（ＦＡＣＴＳ）に関する。本明細書で説明するＦＡＣＴＳは、伝送線の力率、電圧制御性、電圧安定性、および電力潮流を向上させるガス入り電子管切替式補償装置を提供する。ガス入り電子管スイッチングは高電圧定格をもたらし、高電圧定格により補償回路に結合された変圧器の必要性がなくなる。ガス入り電子管スイッチングは、伝送線上の高調波のフィルタリングを改善して高スイッチング周波数での動作を支援し、低スイッチング損失を提供する。本明細書で説明したＦＡＣＴＳは、伝送線とリアクタンス性インピーダンスとの間に、コンデンサまたはインダクタなどの少なくとも１つのガス入り電子管スイッチを含む。本明細書で説明したいくつかのＦＡＣＴＳでは、ガス入り電子管スイッチの回路網は、高周波数ターンオンおよびターンオフ能力、電流の流れに逆らって開路する能力、および双方向の電圧および電流ブロッキングを含む、完全に制御可能なボルトアンペア無効電力（バール）補償を提供する。
図１は、例示的なＦＡＣＴＳ１００のブロック図である。ＦＡＣＴＳ１００は、有効および無効電力を負荷１０８に配電する伝送線１０２、１０４、および１０６を含む。負荷１０８は、たとえば、それだけには限らないが、モータ、照明、家庭電化製品、増幅器、変圧器、交直流変換器、エネルギー蓄積装置、ソレノイド、発熱体、医療機器、産業用機器、および他の電子回路を含むＡＣ電力を消費する任意の電気負荷を含む。ＦＡＣＴＳ１００を説明するために、負荷１０８は、有効負荷成分および無効負荷成分の両方によって特性が表される。負荷１０８に配電される電力は、電力源１１０、１１２、および１１４によって供給される。電力源１１０、１１２、および１１４は、たとえば、それだけには限らないが、１つまたは複数のＤＣ−ＡＣ電力変換装置に結合されたバッテリおよび太陽電池などのＤＣ電力源、および風力タービン、蒸気タービン、およびガスタービンによって回転させられる発電機などのＡＣ電力源を含む任意の適切な電気的な電力源を含む。電力源１１０、１１２、および１１４は、ＡＣ電力をそれぞれ伝送線１０２、１０４、および１０６上に送出する。いくつかの実施形態では、電力源１１０、１１２、および１１４は、発電された電力を伝送線１０２、１０４、および１０６のライン電圧に変換するための多様なパワーエレクトロニクスを含む。そのようなパワーエレクトロニクスは、たとえば、それだけには限らないが、変圧器および電力変換装置を含む。
ＦＡＣＴＳ１００は、電力源１１０、１１２、および１１４の各々によって発電されたＡＣ電力が互いに同じ位相でない、３相伝送システムとして構成される。伝送線１０２、１０４、および１０６の各々は、通常、位相Ａ、Ｂ、およびＣと呼ばれる単相を導電する。代替実施形態では、ＦＡＣＴＳ１００は、負荷１０８に電力を配電するのに適切な任意の数の位相を有する。たとえば、それだけには限らないが、ＦＡＣＴＳ１００は、単相を有してもよい。別の実施形態では、ＦＡＣＴＳ１００は、６相を有してもよい。
電力源１１０、１１２、および１１４によって伝送線１０２、１０４、および１０６上に送出されるＡＣ電力は、ライン電圧およびライン周波数で送出される。ライン電圧は、用途により数ボルトから数十万ボルトまでの範囲で変化する。高電圧伝送線は、１０，０００ボルトを超えるライン電圧で運転する。いくつかの高電圧伝送線は、１００，０００ボルトを超えるライン電圧で運転する。伝送線１０２、１０４、および１０６によって導電されるライン電流は、数千アンペアまでの範囲で変化する。ライン周波数は、しかし、ライン電圧ほど広く変化しない。合衆国では、たとえば、ライン周波数は、通常６０ヘルツである。他の国では、５０ヘルツのライン周波数を使用する。多くの航空機では、たとえば、４００ヘルツの伝送線が一般的である。
負荷１０８は、ある量の、ボルト×アンペア（ＶＡ）で表わされる皮相電力Ｓを引き出す。皮相電力は、負荷１０８の有効成分によって引き出され、ワットで表わされる有効電力Ｐと、負荷１０８の無効成分によって引き出され、バールで表わされる無効電力Ｑとを組み合わせたものである。ＦＡＣＴＳ１００は、伝送線１０２、１０４、および１０６のそれぞれの電圧および電流を測定するように構成されたセンサ１１６、１１８、および１２０を含む。センサ１１６、１１８、および１２０は、たとえば、それだけには限らないが、電圧センサおよび電流センサを含む。ＦＡＣＴＳ１００は、センサ１１６、１１８、および１２０に通信可能に結合された制御装置１２２をさらに含む。制御装置１２２は、センサ１１６、１１８、および１２０から測定された電圧および電流を受信し、伝送線１０２、１０４、および１０６を介して負荷１０８に送出される有効電力Ｐおよび無効電力Ｑの値を決定する。
ＦＡＣＴＳ１００は、伝送線１０２、１０４、および１０６に結合されるように構成されたリアクタンス性インピーダンス１２４を含む。リアクタンス性インピーダンス１２４は、誘導性装置および容量性デバイスのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、たとえば、それだけには限らないが、リアクタンス性インピーダンス１２４は、１つまたは複数の受動的コンデンサ、１つまたは複数の受動的インダクタ、またはコンデンサとインダクタとの組み合わせを含む。
ＦＡＣＴＳ１００は、リアクタンス性インピーダンス１２４と伝送線１０２、１０４、および１０６との間に結合されたガス入り電子管スイッチング回路網１２６を含む。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、リアクタンス性インピーダンス１２４と伝送線１０２、１０４、および１０６のうちの少なくとも１つとを結合する１つまたは複数のガス入り電子管スイッチを含む。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、リアクタンス性インピーダンス１２４の電圧をライン電圧に昇圧するための変圧器を持たずに、伝送線１０２、１０４、および１０６のライン電圧で運転する。
ＦＡＣＴＳ１００は、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６がリアクタンス性インピーダンス１２４とシャント配置で結合するように構成される。代替実施形態では、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、伝送線１０２、１０４、および１０６と直列になるように、リアクタンス性インピーダンス１２４と結合する。リアクタンス性インピーダンス１２４は、結合されたとき、補償無効電力Ｑcompを伝送線１０２、１０４、および１０６上に投入する。投入された無効電力は、伝送線１０２、１０４、および１０６上のトータルの無効電力Ｑを変更させる。
たとえば、それだけには限らないが、無効電力Ｑが容量性のとき、すなわちライン電流がライン電圧を同相で導くとき、投入された無効電力Ｑcompは、ライン電流とライン電圧との間の位相差を増大または減少させ得る。より具体的には、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、リアクタンス性インピーダンス１２４の容量成分に結合し電圧源として振る舞い、ライン電流とライン電圧との間の位相差を有効電力Ｐと無効電力Ｑの所望のバランスになるまで増大させる。同様に、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、リアクタンス性インピーダンス１２４の誘導成分に結合し電流源として振る舞い、ライン電流とライン電圧との間の位相差を有効電力Ｐと無効電力Ｑの所望のバランスになるまで減少させる。
逆に、たとえば、それだけには限らないが、無効電力Ｑが誘導性のとき、すなわちライン電流が同相のライン電圧に遅れるとき、投入された無効電力Ｑcompは、ライン電流とライン電圧との間の位相差を増大または減少させ得る。より具体的には、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、リアクタンス性インピーダンス１２４の容量成分に結合し電圧源として振る舞い、ライン電流とライン電圧との間の位相差を有効電力Ｐと無効電力Ｑの所望のバランスになるまで減少させる。同様に、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、リアクタンス性インピーダンス１２４の誘導成分に結合し電流源として振る舞い、ライン電流とライン電圧との間の位相差を有効電力Ｐと無効電力Ｑの所望のバランスになるまで増大させる。
ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、制御装置１２２に通信可能に結合される。制御装置１２２は、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６を介して、伝送線１０２、１０４、および１０６へのリアクタンス性インピーダンス１２４の結合を調整するように構成される。制御装置１２２は、センサ１１６、１１８、および１２０を使用して測定されたライン電圧およびライン電流に基づいて、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６を調整する。たとえば、それだけには限らないが、制御装置１２２は、測定された電圧および電流に基づいて、伝送線１０２、１０４、および１０６上の無効電力Ｑを決定する。制御装置１２２は次に、負荷１０８に配電される無効電力Ｑおよび有効電力Ｐの所望のバランスを決定する。制御装置１２２は、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６が適切な補償無効電力Ｑcompに結合するように調整し、伝送線１０２、１０４、および１０６上のトータルの無効電力Ｑを変更させる。制御装置１２２、リアクタンス性インピーダンス１２４、およびガス入り電子管スイッチング回路網１２６は共に、バール補償装置回路１２８を形成する。
制御装置１２２は、即時に、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６をさらに調整し、有効電力Ｐおよび無効電力Ｑの所望のバランスを維持する。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、完全に制御可能であり、ゲートによって制御されるターンオンおよびターンオフ能力を支援する。制御装置１２２は、２００ヘルツを超えるスイッチング周波数で、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６の個々のガス入り電子管スイッチを動作させる。いくつかの実施形態では、制御装置１２２は、２０００ヘルツにて低スイッチング損失でガス入り電子管スイッチング回路網１２６を動作させる。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６はさらに、低い導電損失かつ低い双方向電圧電流ブロッキングで動作可能である。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、過渡故障電流サージを乗り切るようにさらに構成される。
図２は、別の例示的ＦＡＣＴＳ２００のブロック図である。ＦＡＣＴＳ２００は、伝送線１０２、１０４、および１０６、負荷１０８、電力源１１０、１１２、および１１４、ならびにバール補償装置１２８を含む。ＦＡＣＴＳ２００では、バール補償装置１２８は、リアクタンス性インピーダンス１２４およびガス入り電子管スイッチング回路網１２６を含む。
リアクタンス性インピーダンス１２４は、静的シャントコンデンサ２０２、２０４、および２０６を含む。リアクタンス性インピーダンス１２４は、静的シャントインダクタ２０８、２１０、および２１２をさらに含む。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、ガス入り電子管スイッチ２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、および２２４を含む。ガス入り電子管スイッチ２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、および２２４の各々は、シャントコンデンサ２０２、２０４、および２０６、またはシャントインダクタ２０８、２１０、および２１２のうちの１つを、伝送線１０２、１０４、および１０６の各伝送線に直接結合する。ガス入り電子管スイッチ２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、および２２４は、ゲートターンオンおよびゲートターンオフ能力を提供する。代替実施形態では、ガス入り電子管スイッチ２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、および２２４は、一般にゲート制御が好ましいが、他励式回路内に構成される。
図３は、別の例示的ＦＡＣＴＳ３００のブロック図である。ＦＡＣＴＳ３００は、伝送線１０２、１０４、および１０６、負荷１０８、電力源１１０、１１２、および１１４、ならびにバール補償装置１２８を含む。
ＦＡＣＴＳ３００では、バール補償装置１２８は、フィルタ３０２および３０４に加えて、リアクタンス性インピーダンス１２４およびガス入り電子管スイッチング回路網１２６（図１で示した）を含む。フィルタ３０２および３０４は、伝送線１０２、１０４、および１０６上のライン電圧およびライン電流と無関係な補償無効電力Ｑcompの投入を支援する。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６の高スイッチング周波数、および結果として改善された動的応答を与えられたバール補償装置１２８は、高調波電流を投入し、伝送線１０２、１０４、および１０６上に現れる電流高調波を補償する。そのような補償は、伝送線能動電力フィルタリングと呼ばれる場合がある。
リアクタンス性インピーダンス１２４は、静電容量３０６およびインダクタンス３０８を含む。静電容量３０６およびインダクタンス３０８は、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６を介して伝送線１０２、１０４、および１０６に結合されるように構成される。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、ガス入り電子管スイッチ３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、および３３２を含む。ガス入り電子管スイッチ３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、および３２０は、静電容量３０６を伝送線１０２、１０４、および１０６に結合するための回路網を形成する。同様に、ガス入り電子管スイッチ３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、および３３２は、インダクタンス３０８を伝送線１０２、１０４、および１０６に結合するための回路網を形成する。ガス入り電子管スイッチ３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、および３３２は、バール補償装置１２８の伝送線１０２、１０４、および１０６への各接続を分離するために、２つ１組で配置される。そのような２つ１組は、ガス入り電子管スイッチ３１０および３１２、３１４および３１６、３１８および３２０、３２２および３２４、３２６および３２８、ならびに３３０および３３２を含む。
図４は、別の例示的ＦＡＣＴＳ４００のブロック図である。ＦＡＣＴＳ４００は、伝送線１０２、１０４、および１０６、負荷１０８、電力源１１０、１１２、および１１４、ならびにバール補償装置１２８を含む。ＦＡＣＴＳ４００は、伝送線４０４、４０６、および４０８を介して有効および無効電力が配電される第２の負荷４０２をさらに含む。伝送線４０４、４０６、および４０８を介して負荷４０２に配電される有効および無効電力は、電力源４１０、４１２、および４１４によって発生される。
いくつかの実施形態では、伝送線１０２、１０４、および１０６は、送電系統内部の１つの伝送路を表し、伝送線４０４、４０６、および４０８は、送電系統内部の別の伝送路を表す。そのような実施形態では、電力源１１０、１１２、１１４、４１０、４１２、および４１４は、同期している。代替実施形態では、電力源１１０、１１２、１１４、４１０、４１２、および４１４は、非同期であり、ＦＡＣＴＳ４００は、伝送線４０４、４０６、および４０８を伝送線１０２、１０４、および１０６に結合するための１つまたは複数の追加の変圧器またはパワーエレクトロニクスをさらに含む。
リアクタンス性インピーダンス１２４は、ガス入り電子管スイッチング回路網１２６を介して伝送線４０４、４０６、および４０８にさらに結合される。バール補償装置１２８はフィルタ４１６および４１８を含み、リアクタンス性インピーダンス１２４はそれを介して伝送線１０２、１０４、１０６、４０４、４０６、および４０８に結合される。フィルタ４１６および４１８は、伝送線１０２、１０４、および１０６、ならびに伝送線４０４、４０６、および４０８上の電力潮流から不要な高調波を除去するように構成される。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、ガス入り電子管スイッチ４２０、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０、４３２、４３４、４３６、４３８、４４０、および４４２を含む。ガス入り電子管スイッチング回路網１２６は、ＦＡＣＴＳ４００内部の有効および無効電力潮流のバランスをとるために、伝送線１０２、１０４、１０６と伝送線４０４、４０６、４０８との間の無効電力および有効電力の共有を制御し、さらに伝送ライン電圧を調整するように構成される。
図５および６は、ＦＡＣＴＳ１００、２００、３００、および４００（図１〜４でそれぞれ示した）で使用される例示のガス入り電子管スイッチ５００および６００の概略図である。ガス入り電子管スイッチ５００は、陰極５２２と向かい合っている陽極５２０を含む。陽極５２０および陰極５２２は、チャンバ５２４内部に配置され、放電ギャップによって分離される。チャンバ５２４は、放電ギャップを満たすイオン化ガス５２６をさらに収容する。スイッチが閉じられるとき、イオン化ガス５２６は、イオン化され、陽極５２０から陰極５２２へ延在する高導電性プラズマを生成する。いくつかの実施形態では、ガス入り電子管スイッチ５００は、賦活電極５２８を含み、陰極５２２と賦活電極５２８との間に弱いプラズマを維持し、高導電性プラズマの生成を支援する。高導電性プラズマの維持は、順電圧降下と呼ばれるいくらかの損失につながる。スイッチが開けられるとき、非導電性のイオン化ガス５２６は、陽極５２０とスイッチング電極５３０とを絶縁し、これはスタンドオフ電圧によって特徴づけられる。スタンドオフ電圧は、スイッチの多様な設計パラメータの関数であり、たとえば、それだけには限らないが、電極材料、電極形状、放電ギャップ形状、イオン化ガス５２６の特性、チャンバ５２４の内圧、およびスイッチの動作温度を含む。ガス入り電子管スイッチ５００のスタンドオフ電圧は、たとえば、１０，０００ボルトから３００，０００ボルトの範囲をとり、この範囲を含めるが、それだけには限らない。代替実施形態では、ガス入り電子管スイッチ５００のスタンドオフ電圧は、３００，０００ボルトを超えてもよい。
ガス入り電子管スイッチ５００では、転換するとき、陽極５２０陰極５２２との間の電界は、スイッチング電極５３０を使用して制御される。賦活電極５２８は、ガス入り電子管スイッチが開のとき、賦活電極５２８と陰極５２２との間の弱いプラズマを維持するために任意選択で使用され、閉プロセスおよびジッタ時間短縮の再現性を向上させる。閉じるとき、スイッチング電極５３０は、陽極５２０とスイッチング電極５３０との間のイオン化ガス５２６のイオン化を初期化するために通電され、陽極５２０から陰極５２２へ延在する高導電性プラズマを生成する。開にするとき、スイッチング電極５３０は、高導電性プラズマの電流を簡潔に止めるために通電され、それによりスイッチの開を支援する。
ガス入り電子管スイッチ５００の賦活電極５２８およびスイッチング電極５３０は、制御ライン５３８を使用して制御装置１２２によって制御される。いくつかの実施形態では、制御ライン５３８は、陰極５２２に関係づけられる。
制御装置１２２は、ガス入り電子管スイッチ５００をスイッチング周波数で動作させる。スイッチング周波数は、ガス入り電子管スイッチ５００の秒あたり転換回数をヘルツで定量化する。ガス入り電子管スイッチ５００は、１回の遷移によって、開から閉へ、または閉から開へ転換する。制御装置１２２は、５０ヘルツと２０，０００ヘルツとの間の、５０ヘルツと２０，０００ヘルツを含めたスイッチング周波数で動作する。制御装置１２２が動作するスイッチング周波数は、陽極５２０および陰極５２２に結合されたデバイスまたは構成要素の機能に応じてさらに決定される。
いくつかの実施形態では、ガス入り電子管スイッチ５００は、双方向スイッチング構成（図６で示した）で、第２のガス入り電子管スイッチと組み合わされる。いくつかの実施形態では、ガス入り電子管スイッチ５００は、直列に結合された、または「積層された」１つまたは複数のガス入り電子管スイッチと組み合わされる。そのような積層された構成は、単一のガス入り電子管スイッチのスタンドオフ電圧よりも高いスタンドオフ電圧をもたらす。たとえば、単一のガス入り電子管スイッチが１００，０００ボルトのスタンドオフ電圧を有するとき、３つのそのようなガス入り電子管スイッチの積層は、３００，０００ボルトの組み合わされたスタンドオフ電圧をもたらす。同様に、単一のガス入り電子管スイッチが１００ボルトの順電圧降下を有するとき、３つの積層は、３００ボルトの組み合わされた順電圧降下を有する。
図６は、ＦＡＣＴＳ１００、２００、３００、および４００（図１〜４でそれぞれ示した）で使用される例示的な双方向ガス入り電子管スイッチ６００の概略図である。双方向ガス入り電子管スイッチ６００は、第１の端子６０２および第２の端子６０４を含む。２つのガス入り電子管スイッチ６０６および６０８は、第１の端子６０２と第２の端子６０４との間で非並列構成にて結合される。ガス入り電子管スイッチ６０６および６０８の各々は、ガス入り電子管スイッチ５００に関して示したように（図５で示した）、チャンバ５２４内に配置され、ギャップによって分離された陽極５２０および陰極５２２を含む。チャンバ５２４は、イオン化ガス５２６で満たされる。ガス入り電子管スイッチ６０６および６０８は、制御ライン６１０および６１２を使用して賦活電極５２８およびスイッチング電極５３０に通電するように制御され、双方向運転を成立させる。いくつかの実施形態では、制御ライン６１２は、第１の端子６０２に関係づけられ、制御ライン６１０は、第２の端子６０４に関係づけられる。
上述のＦＡＣＴＳは、伝送線の力率、電圧制御性、電圧安定性、および電力潮流を向上させるガス入り電子管切替式補償装置を提供する。ガス入り電子管スイッチングは高電圧定格をもたらし、高電圧定格により補償回路に結合された変圧器の必要性がなくなる。ガス入り電子管スイッチングは、伝送線上の高調波のフィルタリングを改善して高スイッチング周波数での動作を支援し、低スイッチング損失を提供する。本明細書で説明したＦＡＣＴＳは、伝送線とリアクタンス性インピーダンスとの間に、コンデンサまたはインダクタなどの少なくとも１つのガス入り電子管スイッチを含む。本明細書で説明したいくつかのＦＡＣＴＳでは、ガス入り電子管スイッチの回路網は、ターンオンおよびターンオフ能力および双方向の電圧および電流ブロッキングを含み、完全に制御可能なボルトアンペア無効電力（バール）補償を提供する。
本明細書で説明した方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、（ａ）バール補償装置の動作電圧の増大、（ｂ）発生したバールをＡＣライン電圧へ昇圧するための変圧器排除によるバール補償装置設計の簡素化、（ｃ）スイッチング損失の低減、（ｄ）動作可能スイッチング周波数の増大、（ｅ）伝送線上の高調波の低減、（ｆ）バール補償装置内部の導体損失の低減、（ｇ）バール補償装置の完全なターンオンおよびターンオフ能力の提供、（ｈ）ＦＡＣＴＳの電力伝送の品質および効率の向上、および（ｉ）ＦＡＣＴＳの力率、電圧制御性、電圧安定性、および電力潮流の向上、のうちの少なくとも１つを含む。
ＦＡＣＴＳの方法、システム、および装置の例示的な実施形態は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されず、しかし、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、別々に、本明細書で説明した他の構成要素および／またはステップから分離して利用されてもよい。たとえば、方法はまた、他の従来にないＦＡＣＴＳと併用されてもよく、本明細書で説明したようなシステムおよび方法だけを用いた実施に限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、増大された効率、低減された運転コスト、および低減された資本金支出から恩恵を受け得る多くの他の用途、機器、およびシステムに関連して実施され、利用され得る。
本開示の多様な実施形態の具体的な特徴が、いくつかの図面で、すなわち他の図面によらず示され得るが、これは利便性だけのためである。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴は、他の任意の図面の任意の特徴と組み合わせて参照され、かつ／または特許請求されてもよい。
本明細書は、任意の装置またはシステムを作り使用すること、および任意の組み込まれた方法の実施を含めて、最善のモードを含む本実施形態を開示するための、さらに当業者なら誰でも本実施形態を実践することができるようにするための実施例を使用する。本開示の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者に見いだされる他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文字どおりの文言と異ならない構成要素を有するとき、または特許請求の範囲の文字どおりの文言との違いが実質的でない同等の構成要素を含むとき、特許請求の範囲内にあることが意図される。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
ボルトアンペア無効電力（バール）補償装置回路（１２８）であって、
伝送線（１０２、１０４、１０６；４０４、４０６、４０８）に結合されるように構成されたガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）であって、前記伝送線が負荷（１０８；４０２）に交流（ＡＣ）ライン電圧で有効電力および無効電力を配電するように構成されたガス入り電子管スイッチと、
前記ガス入り電子管スイッチを介して前記伝送線に前記ＡＣライン電圧で結合されるように構成されたリアクタンス性インピーダンス（１２４）であって、前記負荷に配電されるように構成された前記無効電力を変更するように構成されたリアクタンス性インピーダンスとを含む、バール補償装置回路（１２８）。
［実施態様２］
前記ガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）および前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）が前記伝送線（１０２、１０４、１０６；４０４、４０６、４０８）と直列に結合されるように構成される、実施態様１に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様３］
前記ガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）および前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）が前記伝送線（１０２、１０４、１０６；４０４、４０６、４０８）に対してシャント回路で結合されるように構成される、実施態様１に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様４］
前記ガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）が制御装置（１２２）によって、前記伝送線（１０２、１０４、１０６；４０４、４０６、４０８）の測定されたライン電圧および測定されたライン電流のうちの少なくとも１つに基づいて制御されるように構成される、実施態様１に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様５］
前記ガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）が、少なくとも５００ヘルツのスイッチング周波数で制御されるようにさらに構成される、実施態様４に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様６］
前記ＡＣライン電圧が少なくとも１００キロボルトである、実施態様１に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様７］
前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）が、同相にあるＡＣライン電圧を遅らせる電流を発生させるように構成されたインダクタ（２０８、２１０、２１２；３０８）を含む、実施態様１に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様８］
ボルトアンペア無効電力（バール）補償装置回路（１２８）であって、
第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）とリアクタンス性インピーダンス（１２４）との間に結合されるように構成されたガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）であって、前記第１の伝送線が負荷（１０８）に交流（ＡＣ）ライン電圧で有効電力および無効電力を配電するように構成され、前記リアクタンス性インピーダンスが前記負荷に配電されるように構成された前記無効電力を変更するように構成され、前記ガス入り電子管スイッチング回路網が少なくとも１つのガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）を含む、ガス入り電子管スイッチング回路網と、
前記ガス入り電子管スイッチング回路網に結合された制御装置（１２２）であって、前記リアクタンス性インピーダンスを前記第１の伝送線に結合し、前記ＡＣライン電圧を前記リアクタンス性インピーダンスに印加するために、前記少なくとも１つのガス入り電子管スイッチを選択的に転換するように構成された制御装置とを含む、バール補償装置回路（１２８）。
［実施態様９］
前記第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）が３つの位相を有し、前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）が３つのリアクタンス性インピーダンス（２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２）を含み、前記ガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）が前記第１の伝送線の３つの位相と前記３つのリアクタンス性インピーダンスとの間にそれぞれ結合される３つのガス入り電子管スイッチ（２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４）をさらに含む、実施態様８に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様１０］
前記３つのガス入り電子管スイッチ（２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４）が前記各リアクタンス性インピーダンス（２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２）を前記第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）に選択的に結合するように構成される、実施態様９に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様１１］
前記制御装置（１２２）が前記第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）の測定されたＡＣライン電圧および測定されたＡＣライン電流に基づいて前記少なくとも１つのガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）を選択的に転換するようにさらに構成される、実施態様８に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様１２］
前記第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）および前記制御装置（１２２）に結合され、前記測定されるＡＣライン電圧を検知するように構成された電圧センサ（１１６、１１８、１２０）と、
前記第１の伝送線および前記制御装置に結合され、前記測定されるＡＣライン電流を検知するように構成された電流センサ（１１６、１１８、１２０）とをさらに含む、実施態様１１に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様１３］
前記制御装置（１２２）が、
前記測定されたＡＣライン電圧と前記測定されたＡＣライン電流との間の位相差を計算し、
前記位相差に基づいて前記ガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）を選択的に調整するようにさらに構成された、実施態様１２に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様１４］
前記ガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）が前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）と第２の伝送線（４０４、４０６、４０８）との間にさらに結合され、前記制御装置（１２２）が、前記伝送線（１０２、１０４、１０６）上に現れる前記リアクタンス性インピーダンスおよび有効電力によって生じる無効電力を前記第２の伝送線に移すために前記ガス入り電子管スイッチング回路網を調整するようにさらに構成される、実施態様８に記載のバール補償装置回路（１２８）。
［実施態様１５］
電力源（１１０、１１２、１１４；４１０、４１２、４１４）と負荷（１０８；４０２）との間に結合され、前記負荷にＡＣライン電圧で有効電力および無効電力を配電するように構成された伝送線（１０２、１０４、１０６）と、
前記伝送線に結合され、複数のガス入り電子管スイッチ（２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４；３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、３３２；４２０、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０、４３２、４３４、４３６、４３８、４４０、４４２）を含むガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）と、
前記ガス入り電子管スイッチング回路網に結合され、測定されたＡＣライン電圧および測定されたＡＣライン電流に基づいて前記複数のガス入り電子管スイッチを調整するように構成された制御装置（１２２）と、
前記ガス入り電子管スイッチング回路網を介して前記ＡＣライン電圧で前記伝送線に結合されるように構成され、追加の無効電力を発生するように構成されたリアクタンス性インピーダンス（１２４）とを含む、フレキシブル交流（ＡＣ）伝送システム（ＦＡＣＴＳ）（１００；２００；３００；４００）。
［実施態様１６］
前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）が少なくとも１つの固定静電容量（３０６）および少なくとも１つの固定インダクタンス（３０８）を含む、実施態様１５に記載のＦＡＣＴＳ（１００；２００；３００；４００）。
［実施態様１７］
前記複数のガス入り電子管スイッチ（２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４；３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、３３２；４２０、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０、４３２、４３４、４３６、４３８、４４０、４４２）が各々１００キロボルトを超える電圧で切換え動作可能である、実施態様１５に記載のＦＡＣＴＳ（１００；２００；３００；４００）。
［実施態様１８］
前記制御装置（１２２）が
前記伝送線（１０２、１０４、１０６）上の電流高調波を検出し、
前記追加の無効電力が前記電流高調波の反転を含み、したがって前記伝送線（１０２、１０４、１０６）上の電流高調波を打ち消すように前記ガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）を調整するようにさらに構成される、実施態様１５に記載のＦＡＣＴＳ（１００；２００；３００；４００）。
［実施態様１９］
前記制御装置（１２２）が、少なくとも５００ヘルツのスイッチング周波数で前記複数のガス入り電子管スイッチ（２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４；３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、３３２；４２０、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０、４３２、４３４、４３６、４３８、４４０、４４２）を転換するようにさらに構成される、実施態様１８に記載のＦＡＣＴＳ（１００；２００；３００；４００）。
［実施態様２０］
前記制御装置（１２２）が
前記追加の無効電力を発生させるように前記複数のガス入り電子管スイッチ（２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４；３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、３３２；４２０、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０、４３２、４３４、４３６、４３８、４４０、４４２）を調整し、
前記伝送線（１０２、１０４、１０６）の第２の測定されたＡＣライン電圧および第２の測定されたＡＣライン電流に基づいて前記追加の無効電力を変更するように前記複数のガス入り電子管スイッチを続いて調整するようにさらに構成される、実施態様１５に記載のＦＡＣＴＳ（１００；２００；３００；４００）。
１００ ＦＡＣＴＳ
１０２ 伝送線
１０４ 伝送線
１０６ 伝送線
１０８ 負荷
１１０ 電力源
１１２ 電力源
１１４ 電力源
１１６ センサ
１１８ センサ
１２０ センサ
１２２ 制御装置
１２４ リアクタンス性インピーダンス
１２６ ガス入り電子管スイッチング回路網
１２８ バール補償装置
２００ ＦＡＣＴＳ
２０２ シャントコンデンサ
２０４ シャントコンデンサ
２０６ シャントコンデンサ
２０８ シャントインダクタ
２１０ シャントインダクタ
２１２ シャントインダクタ
２１４ ガス入り電子管スイッチ
２１６ ガス入り電子管スイッチ
２１８ ガス入り電子管スイッチ
２２０ ガス入り電子管スイッチ
２２２ ガス入り電子管スイッチ
２２４ ガス入り電子管スイッチ
３００ ＦＡＣＴＳ
３０２ フィルタ
３０４ フィルタ
３０６ 静電容量
３０８ インダクタンス
３１０ ガス入り電子管スイッチ
３１２ ガス入り電子管スイッチ
３１４ ガス入り電子管スイッチ
３１６ ガス入り電子管スイッチ
３１８ ガス入り電子管スイッチ
３２０ ガス入り電子管スイッチ
３２２ ガス入り電子管スイッチ
３２４ ガス入り電子管スイッチ
３２６ ガス入り電子管スイッチ
３２８ ガス入り電子管スイッチ
３３０ ガス入り電子管スイッチ
３３２ ガス入り電子管スイッチ
４００ ＦＡＣＴＳ
４０２ 負荷
４０４ 伝送線
４０６ 伝送線
４０８ 伝送線
４１０ 電力源
４１２ 電力源
４１４ 電力源
４１６ フィルタ
４１８ フィルタ
４２０ ガス入り電子管スイッチ
４２２ ガス入り電子管スイッチ
４２４ ガス入り電子管スイッチ
４２６ ガス入り電子管スイッチ
４２８ ガス入り電子管スイッチ
４３０ ガス入り電子管スイッチ
４３２ ガス入り電子管スイッチ
４３４ ガス入り電子管スイッチ
４３６ ガス入り電子管スイッチ
４３８ ガス入り電子管スイッチ
４４０ ガス入り電子管スイッチ
４４２ ガス入り電子管スイッチ
５００ ガス入り電子管スイッチ
５２０ 陽極
５２２ 陰極
５２４ チャンバ
５２６ イオン化ガス
５２８ 賦活電極
５３０ スイッチング電極
５３８ 制御ライン
６００ 双方向ガス入り電子管スイッチ
６０２ 第１の端子
６０４ 第２の端子
６０６ ガス入り電子管スイッチ
６０８ ガス入り電子管スイッチ
６１０ 制御ライン
６１２ 制御ライン

Claims (15)

  1. ボルトアンペア無効電力（バール）補償装置回路（１２８）であって、
    伝送線（１０２、１０４、１０６；４０４、４０６、４０８）に結合されるように構成されたガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）であって、前記伝送線が負荷（１０８；４０２）に交流（ＡＣ）ライン電圧で有効電力および無効電力を配電するように構成されたガス入り電子管スイッチと、
    前記ガス入り電子管スイッチを介して前記伝送線に前記ＡＣライン電圧で結合されるように構成されたリアクタンス性インピーダンス（１２４）であって、前記負荷に配電されるように構成された前記無効電力を変更するように構成されたリアクタンス性インピーダンスとを含む、バール補償装置回路（１２８）。
  2. 前記ガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）および前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）が前記伝送線（１０２、１０４、１０６；４０４、４０６、４０８）と直列に結合されるように構成される、請求項１記載のバール補償装置回路（１２８）。
  3. 前記ガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）および前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）が前記伝送線（１０２、１０４、１０６；４０４、４０６、４０８）に対してシャント回路で結合されるように構成される、請求項１記載のバール補償装置回路（１２８）。
  4. 前記ガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）が制御装置（１２２）によって、前記伝送線（１０２、１０４、１０６；４０４、４０６、４０８）の測定されたライン電圧および測定されたライン電流のうちの少なくとも１つに基づいて制御されるように構成される、請求項１記載のバール補償装置回路（１２８）。
  5. 前記ガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）が、少なくとも５００ヘルツのスイッチング周波数で制御されるようにさらに構成される、請求項４記載のバール補償装置回路（１２８）。
  6. 前記ＡＣライン電圧が少なくとも１００キロボルトである、請求項１記載のバール補償装置回路（１２８）。
  7. 前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）が、同相にあるＡＣライン電圧を遅らせる電流を発生させるように構成されたインダクタ（２０８、２１０、２１２；３０８）を含む、請求項１記載のバール補償装置回路（１２８）。
  8. ボルトアンペア無効電力（バール）補償装置回路（１２８）であって、
    第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）とリアクタンス性インピーダンス（１２４）との間に結合されるように構成されたガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）であって、前記第１の伝送線が負荷（１０８）に交流（ＡＣ）ライン電圧で有効電力および無効電力を配電するように構成され、前記リアクタンス性インピーダンスが前記負荷に配電されるように構成された前記無効電力を変更するように構成され、前記ガス入り電子管スイッチング回路網が少なくとも１つのガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）を含む、ガス入り電子管スイッチング回路網と、
    前記ガス入り電子管スイッチング回路網に結合された制御装置（１２２）であって、前記リアクタンス性インピーダンスを前記第１の伝送線に結合し、前記ＡＣライン電圧を前記リアクタンス性インピーダンスに印加するために、前記少なくとも１つのガス入り電子管スイッチを選択的に転換するように構成された制御装置とを含む、バール補償装置回路（１２８）。
  9. 前記第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）が３つの位相を有し、前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）が３つのリアクタンス性インピーダンス（２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２）を含み、前記ガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）が前記第１の伝送線の３つの位相と前記３つのリアクタンス性インピーダンスとの間にそれぞれ結合される３つのガス入り電子管スイッチ（２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４）をさらに含む、請求項８記載のバール補償装置回路（１２８）。
  10. 前記３つのガス入り電子管スイッチ（２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４）が前記各リアクタンス性インピーダンス（２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２）を前記第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）に選択的に結合するように構成される、請求項９記載のバール補償装置回路（１２８）。
  11. 前記制御装置（１２２）が前記第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）の測定されたＡＣライン電圧および測定されたＡＣライン電流に基づいて前記少なくとも１つのガス入り電子管スイッチ（５００；６０６、６０８）を選択的に転換するようにさらに構成される、請求項８記載のバール補償装置回路（１２８）。
  12. 前記第１の伝送線（１０２、１０４、１０６）および前記制御装置（１２２）に結合され、前記測定されるＡＣライン電圧を検知するように構成された電圧センサ（１１６、１１８、１２０）と、
    前記第１の伝送線および前記制御装置に結合され、前記測定されるＡＣライン電流を検知するように構成された電流センサ（１１６、１１８、１２０）とをさらに含む、請求項１１記載のバール補償装置回路（１２８）。
  13. 前記制御装置（１２２）が、
    前記測定されたＡＣライン電圧と前記測定されたＡＣライン電流との間の位相差を計算し、
    前記位相差に基づいて前記ガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）を選択的に調整するようにさらに構成された、請求項１２記載のバール補償装置回路（１２８）。
  14. 前記ガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）が前記リアクタンス性インピーダンス（１２４）と第２の伝送線（４０４、４０６、４０８）との間にさらに結合され、前記制御装置（１２２）が、前記伝送線（１０２、１０４、１０６）上に現れる前記リアクタンス性インピーダンスおよび有効電力によって生じる無効電力を前記第２の伝送線に移すために前記ガス入り電子管スイッチング回路網を調整するようにさらに構成される、請求項８記載のバール補償装置回路（１２８）。
  15. 電力源（１１０、１１２、１１４；４１０、４１２、４１４）と負荷（１０８；４０２）との間に結合され、前記負荷にＡＣライン電圧で有効電力および無効電力を配電するように構成された伝送線（１０２、１０４、１０６）と、
    前記伝送線に結合され、複数のガス入り電子管スイッチ（２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４；３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、３３２；４２０、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０、４３２、４３４、４３６、４３８、４４０、４４２）を含むガス入り電子管スイッチング回路網（１２６）と、
    前記ガス入り電子管スイッチング回路網に結合され、測定されたＡＣライン電圧および測定されたＡＣライン電流に基づいて前記複数のガス入り電子管スイッチを調整するように構成された制御装置（１２２）と、
    前記ガス入り電子管スイッチング回路網を介して前記ＡＣライン電圧で前記伝送線に結合されるように構成され、追加の無効電力を発生するように構成されたリアクタンス性インピーダンス（１２４）とを含む、フレキシブル交流（ＡＣ）伝送システム（ＦＡＣＴＳ）（１００；２００；３００；４００）。
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