JP6598165B2 - 電力伝送 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク上のリアクタンス負荷が原因で生じる力率を補うように設計された電力伝送ネットワークおよび加入者家屋で使用されるネットワーク上の負荷制御装置に関する。

電力システムが昨今直面する最も困難な問題は、変圧器不均衡および破壊的な高調波電流をシステムに注入することに加えて、力率制御、変圧器負荷の不均衡、および非線形負荷である。これらの問題はすべて、電力システムの効率および安定性を損なわせ、いくつかの場合では、電力の４０％以上が、利用者に届く途中で失われる。

電力システムの補償は、現在トップダウンで行われており、高圧および高電力の補正装置が配電変電所に設置されている。これは、力率または電圧補正のための静的またはスイッチ付きの（ｓｗｉｔｃｈｅｄ）キャパシタバンク及び／又はスイッチ付きのリアクター、負荷を平衡化する及びバス電圧を制御するための汎用電力潮流制御装置を含むことができる。これらの装置は問題のいくつかに対処することができるが、それらのコストは相当高く、それらの解決策は最適であるとは言い難い。それらは、エンジニアリング、カスタム機器、機器を取り付けるためのインフラストラクチャーへの大規模な投資を必要とし、マウントし、フォールトトレランスが低く、メンテナンスを必要とする。

本発明によると、電力伝送ネットワークで使用するための負荷制御装置が提供され、該電力伝送ネットワークは、電力を受けるための複数の加入者家屋設備（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｐｒｅｍｉｓｅｓ）であって、各加入者家屋設備が、電源回路上に複数のユーザ装置を含み、複数のユーザ装置の少なくとも一部が、作動されたときに力率変化を引き起こす、複数の加入者家屋設備と、電力を供給する伝送回線であって、加入者家屋設備の各々が、伝送回線の１つから電源インレット（ｉｎｌｅｔ）へのドロップ（ｄｒｏｐ）を有している、伝送回線とを含み、負荷制御装置は、電源インレットから電源回路上のユーザ装置に供給された電力を制御するために、電源インレットのそれぞれ１つと接続するように配されており、
負荷制御装置は、
ユーザ装置によって引き起こされた力率の変化を検出するための感知システム；
ドロップによって加入者家屋設備に供給された電力に容量性負荷を適用するための電力補正システム；および
検出された変化に応じて電力補正システムを制御するための制御システム、を含む。

好ましくは、感知システムは、電圧、電流および有効電力（Ｒｅａｌ Ｐｏｗｅｒ）の標準的な真のＲＭＳ値に関連するデータを生成するメーターを含む。その後、これらの値を用いて、制御システムによって力率を計算し、力率を改善するために必要な容量性負荷の値を生成することができる。

力率は、可能な場合、最大の力率１に改善され、その結果、有効電力のみがシステムにおいて流れる。しかしながら、幾つかの場合では、理論上最適な状況に達することなく改善をもたらす、負荷を適用する必要がある。システムは、最大の補償で存在するか、または変圧器不均衡を改善するように構成されているかのいずれかである。

変圧器不均衡は、典型的な三相系の各位相の非対称のローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）の結果である。各位相の容量性負荷を独立して補償することによって、変圧器不均衡に対する改善がなされ得る。力率および負荷不均衡の両方に対する最適とは言えない解決策は、結果としてキャパシタ補償のみをもたらすだけであり、全体的な動作効率が、利用可能資源を用いる最適な解決策であり得る。その最も単純な形態での本発明は、１つの位相のみに対する受動容量性補償である。無効電力補償コンポーネント（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）の追加および制御の多相実施（ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）によって、負荷不均衡の更なる制御を行うことができ、ここで、相電流の平衡を保つために、電流の平衡が制御内で再配向され（ｒｅｄｉｒｅｃｔｅｄ）得る。これらの改善には，価格の複雑性およびコストが伴う。分散型の太陽／風力発電の追加は、この電力を重負荷の位相に供給することによって不均衡の問題を助けることができる。

幾つかの場合では、システムは、ノイズによって引き起こされた歪みを除去して、電力品質を改善するべく、電源の波形を補正するために使用され得る。そのようなノイズは、線形電力の使用を提供しない様々なユーザ装置から生じ得る。ノイズを補正し、それ故、電源の波形の均衡をより良く保つために、感知システムは、電源波形のＦＦＴスペクトルに関するデータを生成する。その後、制御システムは、ＦＦＴ分析からのデータを使用して、電源波形の周波数よりも著しく高い率で補正信号を提供する。すなわち、感知システムは、この分析から使用されて、全高調波歪（ＴＨＤ）に関連するデータを生成することができる。

基準電流波形は、電圧波を有する位相にあり、正弦波である。誤差信号は、負荷電流のＦＦＴスペクトルからの結果で構築される。補償が必要とされないため、基礎的な電流周波数成分が除去される。他のすべての周波数成分は、電力品質を低下させ、誤差信号を構成する。誤差信号を差し引いた基準信号は、補正パルスを能動型力率制御（Ａｃｔｉｖｅ Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）（ＡＰＦＣ）に提供する。ＡＰＦＣは、正弦波へと入力電流を形作ることで、電源ノイズを除去し、電力品質を改善する。

ＡＰＦＣは、ローカルキャパシタを高圧に充電するためにＤＣ電流を生成する。このエネルギーは、電力インバータを使用してシステムへと再び反転され得る、流出され得る（ｂｌｅｄ ａｗａｙ）、またはローカルの太陽／風力発電システムに対する別のエネルギー源になり得る。このシステムが家屋設備内の電力品質に対して何も行っていないことが言及されるべきである。電力品質は、システム側から見ると改善され、ノイズが近くの家屋設備に影響することを限定する。本発明は、工業環境における可変速駆動などの、家屋設備内の問題の負荷のノイズを減少させるために使用され得る。ここで、具体的な負荷または負荷の群をモニタリングする及び補正するために、制御が設けられている。

好ましくは、感知システムは、ドロップにおいてデータを生成する第１のメーターおよび電力補正システムの下流でデータを生成する第２のメーターを含む。両方のメーターは、データを比較することができるように電源から得られた同じパラメーターを提供する。例えば、制御システムは、電力補正システムによって得られた力率の改善のレベルを判定するべく、第２のメーターからの出力データを第１のメーターからの出力データと比較するために使用され得る。この比較によって、進行中の力率の改善のレベルをモニタリングすることができる自己計算機能が提供される。この値は、その改善のための顧客へのリベートの計算で必要とされる場合に使用され、特定の伝送回線上の１セットの家屋設備にわたって、改善がどこで及びどのように家屋設備のレベルでなされているかをモニタリングするために使用され得、これは、関連する変圧器のマクロレベルで検出された改善と比較することができるか。すなわち、負荷制御装置は、改善に関連する通信システムデータを使用して、ネットワーク制御システムへと通信するように配される。さらに、負荷制御装置は、有効電力に関連するデータをネットワーク制御システムに通信するように配され得る。これによって、データはシステムおよび家屋設備の動作のネットワーク管理システムに提供され、供給の終わりでネットワークのより良い制御が可能となる。

典型的に、電力補正システムは、静的またはスイッチ付きのキャパシタバンクを含む。これらのバンクは、必要に応じて制御システムによって内外に切り替えられ、力率を管理するために容量性負荷の値を提供することができる。例えば、容量性負荷の密な管理に対する最大で２＾ｎの異なる値を提供するために、各々が前の値の２倍の値であるキャパシタの数ｎを使用して、二進法が利用され得る。より細かい力率制御が、キャパシタバンクと平行してスイッチ付きのリアクターを用いて達成され得る。リアクター上の点弧角を調節すると、電流の無限の分解が、その最大の電流定格から０まで達成され得る。これによって、システムは、非常に正確に力率を追跡することができる。

容量性負荷の制御に加えて、いくつかの場合では、電力補正システムにおいて能動型力率制御（ＡＰＦＣ）を提供することも可能である。これは、ＦＦＴ分析によって検出されたノイズおよび全高調波歪をフィルター除去するために、高い率で切り替えられ得る既知の配置である。１サイクル当たり複数回の高い率で作動され得るスイッチは、回路の内外でインダクタと接続し、それ故、ユーザ装置からのノイズによってもたらされた効果を平滑化する（ｓｍｏｏｔｈ ｏｕｔ）方法で引き出された入力電流を変化させる。したがって、スイッチは、電流補正に対する電源の波形のＦＦＴ分析に由来する誤差信号に応じて作動される。このシステムは、抵抗器で流出され得る、ローカルの太陽／風力発電に対する別のエネルギー源であり得る、またはローカル電力インバータに対するエネルギー源であり得る、システムからエネルギーを引き出す。理想的に、これは、これらのシステムが設置コストを節約する一体型の電力インバータを既に有するため、ローカルの太陽／風力発電機と連結され得る。リーディング抵抗器（ｂｌｅｅｄｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）を介するこのエネルギーの浪費は、損失が最小である場合に好都合であるだけであり、電力インバータの追加コストを保証しない。

さらに、負荷制御装置は、ユーザーの家屋設備内の電源回路から負荷制限（ｌｏａｄ ｓｈｅｄｄｉｎｇ）のためのユーザ装置の特定の装置を切り離すためのシステムを含むことができる。これは、典型的に、暖冷房システムなどの高負荷のアイテムを切り離すために、回路のドロップケーブルの１つ以上の上のスイッチによって実行される。

制御システムはまた、感知システムによって検出された変化に対する反応を変更するようにプログラム可能である。すなわち、制御システムは、異なる状況に依存して検出された変化に応じて電力補正システムを制御する出力を変更するために適応知能を使用することができる。出力のそのような変更は、プログラミングにおけるパラメーターとして、時刻または入力電圧、あるいは力率を使用するかもしれない。システムは、必要な条件を満たすための１つの点またはいくつかのパラメーターの加重合成で力率または電圧を維持するように作動する。

さらに、制御システムは、ネットワーク制御システムから通信システムによって受信されたデータによってプログラム可能であり得る。すなわち、ネットワーク制御システムは、ネットワークのヘッドエンドで検出されるようなネットワークの状態に依存する負荷制御装置の命令の個々の制御システムに通信し得る。この命令は、ネットワーク制御からの情報がない中でシステムによって使用され得る方法とは異なる方法で、コンポーネント、特に電力補正システムを制御するためのものであり得る。したがって、電圧および負荷制限は、ネットワークからの命令によって集中制御され得る。このように、ネットワーク制御システムに情報を供給する及びその情報の結果としてネットワークから又はネットワークから慣例通りに得られた他のデータから得られた命令を受信するために双方向で作動される場合に、双方向通信システムがセットアップされ得る。

典型的に、通信プロトコルは、多数の加入者家屋設備への実時間の複合命令の高速通信を必要とする際にはセットアップされず、代わりに、システムは、典型的に、検出されたデータに応じて変化する経時的なプログラミングの生成には適応するだろう。したがって、中央のネットワーク制御は、ローカルに検出されたデータに依存して実時間基準で実施される経時的な負荷制御装置にプログラムを通信することができる。しかし、実時間でシステムを管理するために、高速通信技術が使用され得る。通信システムは、同期パルスを定期的に電場（ｆｉｅｌｄ）における制御に提供するようにセットアップされ得る。これによって、システムは、システムの全体にわたって測定の全体的なスナップショットをとることができ、電力のより良い追跡およびシステム安定性のアクセスを可能にする。

周知のように、伝送回線上の電圧は、ヘッドエンドからの距離によって様々であり得、電圧が、回線に沿って様々な位置で伝送回線に適用されたリアクタンス負荷、特に容量性負荷によって管理され得ることも知られている。この知識を使用して、個々の家屋設備のすべて又はいくつかでの制御システムは、ネットワーク制御システムによって提供または通信されたデータに応じて、それぞれのドロップにおいて電圧を変化させるように作動され得る。すなわち、ローカル制御システムは、ネットワーク制御システムからのデータに応じて容量性負荷を加える又は負荷を制限する（ｓｈｅｄ ｌｏａｄｓ）ために使用され得る。このように、ネットワークの不安定性は、ローカル負荷制御装置からのデータによって初期に検出することができ、安定性問題を改善する工程をとるようにローカル負荷制御装置を作動させることによって、より良く管理することができる。例えば、伝送回線に沿った電圧プロファイルは、この方法で管理することができる。ネットワーク制御システムは、安定性を維持するために個々の家屋設備の制御システムをシステム事象に反応させるように配することができる。クルーズコントロールのように、電圧を設定し、電圧測定を一定に保つために負荷を作動させるか又は停止させる。この方法には、回線にわたる全体的な電圧降下が縮小されるように伝送回線に沿った電圧目盛（ｇｒａｄｕａｔｉｏｎ）を一様にする（ｌｅｖｅｌｉｎｇ）正味の影響がある。

電力システムは、ピーク時の間にシステムの全体的な電力消費を管理するために、可変電圧変圧器を利用し始めている。システム電圧を低下させることによって、負荷は電流の引きを少なくし、これは少ない全体的な電力が利用可能資源を最大限に利用して送達されることを意味する。可変電圧変圧器の効率は、配電線の全体的な低下を最小限にする本明細書における配置の能力によって増大され、それ故、各家屋設備内の定格電圧の許容差を維持しながら、より大きな電圧降下が可能となる。

本明細書におけるネットワークはまた、電力を加入者家屋設備での電力に加えるために、加入者家屋設備で、バッテリーバンクに格納された太陽電力などの電源システムを制御するために使用され得る。すなわち、制御システムは、キャパシタバンク、負荷制限、および検出された変化に応じて電源システムによって加えられる電力を制御するために配され得る。ローカルの変化は、ネットワークをより良く管理するようにこれらのコンポーネントを制御するネットワーク制御システムから通信されたデータとともに使用され得る。

本発明の第２態様によると、電力伝送ネットワークの個々の加入者家屋設備で使用される負荷制御装置が提供され、該電力伝送ネットワークは、電力を受けるために複数の加入者家屋設備であって、各加入者家屋設備が、電源回路上に複数のユーザ装置を含み、複数のユーザ装置の少なくとも一部が、作動されたときに力率変化を引き起こす、複数の加入者家屋設備；電力を供給する伝送回線；および加入者家屋設備の各々が伝送回線の１つから電源インレットへのドロップを有している、伝送回線上の電力の供給を制御するためのネットワーク制御システム、を含み；
負荷制御装置は、電源インレットから電源回路上のユーザ装置に供給された電力を制御するために、電源インレットのそれぞれ１つと接続するように配されており、
負荷制御装置は、
ユーザ装置によって引き起こされた力率の変化を検出するための感知システム；
ドロップによって加入者家屋設備に供給された電力に容量性負荷を適用するための電力補正システム；
検出された変化に応じて電力補正システムを制御するための制御システム；および
負荷制御装置とネットワーク制御システムとの間で通信するための通信システム、を含む。

負荷制御装置は、ネットワークの上記の特徴のいずれか１つ又はそれ以上を提供するために配され得る。

それ故、本明細書に記載されるような配置は、電力システムの補償およびモニタリングに対するボトムアップアプローチを使用する。１つの大きな設置の代わりに、何千もの小さなユニットが、理想的には個々の電力のサービスまたは負荷で、システムにわたって分散される。負荷補償点（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｌｏａｄ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）（ＰＬＣ）は、損失を最小限にする且つシステム安定性を最大限にする最適な配置である。いくらかの設計要素は、トップダウンソリューション（ｔｏｐ ｄｏｗｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）と比較したときに劇的にコストを下げる要因となる。

低圧側のための補償設備を設計することによって、コンポーネントのコストが下がり、信頼度およびコンポーネントの利用可能度が増加する。電気通信産業からの十分に確立されたモデルを使用すると設置コストは最小である。

変電所から負荷までの典型的な距離は何キロもあり、トップダウンの補償は、これらの伝送回線に対する効果を限定される。負荷により近い補償の設置および補償のより細かい分解は、損失をさらに減少させ、システムの安定性および柔軟性を増加させる。

負荷点でのこれらの装置の配置は、自然な通信ネットワーク、電力システムの電圧、電流、およびフェーザ自体を生じさせる。グローバル通信ネットワークが、全体的なシステムの制御および同期のために提供される。しかし、グローバルな通信がない状態では、個々のユニットは、再帰的なタイプの制御として作動し、電力システムの回線の値をモニタリングし、最良の運転上の慣行での変化に反応する。従来のシステムよりも外乱に対するはるかに速い反応を提供することによって、システムの安定性および利用可能度は増加される。電力モニターと補償器のこのネットワークは、各設置の作用に対する独自の洞察を提供する。この情報を使用して、自己組織化アルゴリズムおよび学習アルゴリズムは、各々の個々のシステムに対する最良の運転上の慣行を引き出す。この情報は、盗電を含む電力システムの管理をほとんどすべての態様を助けることができる。近年の傾向では、小規模な太陽および風力の発電の出現とともに分配型の発電モデルが押し進められている。分配型の発電モデルは、集中制御のイデオロギーに基づいて、電流監視制御およびデータ取得（ＳＣＡＤＡ）のシステムに対する多くの問題を提示している。本発明のユニットは、分配型の発電モデルをシステムへと容易に統合し、それらを、発電、システムの制御および補償における能動素子として使用することができる。

本発明の１つの形態は、２つの計測地点：システム側の計測地点および負荷側の計測地点を含む。電力補償モジュールは、これらの２つの計測地点の間に設置される。この独自のスキームによって、補償の効果を測定および定量することが可能となり、パフォーマンス契約の会計処理（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｔｒａｃｔ ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）に対する基準が形成される。負荷側（及び／又はシステム側）からのメーター出力は、能動的な補償モジュールによってフィードバックとして使用することができる。これによって、モジュールは、問題のＳＭＰＳ、ＣＦＬ、ＬＥＤの照明および同様の非線形負荷から生成されたノイズを無効にするか又は縮小することが可能となる。システム側のメーターからの出力は、そのような試みの結果を示す。各計測地点では、電圧、電流、有効電力の標準的な真のＲＭＳ値の他に、正確に測定する力率、ＦＦＴスペクトル、全高調波歪（ＴＨＤ）、およびその他多数を測定することができる。これらのメーターは、フィールドアップデートが可能であり、ソフトウェア制御下にあり、その結果、プログラムされるか、調整されるか、またはデータの重要な側面に集中され得、タスクの制御またはモニタリングを助ける。

デュアルメーター構造は、可視の負荷の補償および過度の補償のあらゆる機会、したがって、装置の補償作用によってもたらされた不安定性のあらゆる可能性を回避する状態を可能にする。装置は、設計によって本質的に安定しており、システム安定性を向上させる補償または作用を単に提供することができる。これはすべて、他のデバイス、電力ネットワーク制御などとの通信の必要なしで行われる。これには、ネットワークセキュリティーに対する重大な影響がある。ここで、（潜在的に何百万の）これらの装置にシステム危害を加えるように命じることによる電力ネットワークの破壊は不可能である。

補償素子として電流インバータを使用することによって、本発明の柔軟性および安定性が劇的に改善される。電流インバータは、注入される電流の量およびシステム電圧に対するこの電流の位置を制御するためのフィードバックとして、注入される電流およびシステム電圧を測定する。電流インバータまたは汎用補償器とともに、あらゆる受動素子または組み合わせ（キャパシタ、抵抗器、インダクタ、および負性抵抗器）が、この構造を使用してソフトウェアとともに実装され得る。電流注入のフィードバック制御は、外部のシステムコンポーネントとのあらゆる共鳴相互作用を回避し、これはその固有の安定特徴を強調している。構造は、ＤＣリンクバスをＡＣシステムまたは再生可能エネルギー源とインターフェースで接続させるハーフブリッジから構築される。電流インバータは、（図５に示されるように）任意数のＡＣ位相または再生可能エネルギー源にインターフェースで接続するためのハーフブリッジで構築され得る。最小で、１つのハーフブリッジのみが、太陽、風力またはバッテリーなどの再生可能エネルギー源をＤＣリンクバスにインターフェースで接続するために必要とされる。この構造は、自然のモジューラ設計のトポロジーを有し、ここで、補償器への追加が必要に応じてなされ得る。複数のハーフブリッジが、ＡＣ位相またはエネルギー源を管理する（ｓｅｒｖｉｃｅ）ことと平行して組み立てられて、電流伝送能力が増大し、インターリーブ技術によって動作中のノイズが減少する。

電流注入の補償は、これらの２つの計測地点の間に注入された補償とともに２メーター構造を使用する。電力がシステムからサービス側まで流れるときに、補償作用はサービスメーターによって判定される。補正電流の注入によって、全サービス側が、抵抗型負荷（ＰＦ＝１）としてシステム側から現われることが可能となる。高調波のクレンジング（ｃｌｅａｎｓｉｎｇ）および力率補正は、システムに対して大きな恩恵がある。安定余裕は劇的に増大され、より古い中継設備を備えたシステムは、検出できない高調波の除去から恩恵を得る。ローカルの再生可能エネルギー源がサービス側に加えられると、エネルギーはシステムとサービス負荷の両方に流れる。本発明の２メーターの構造、および再生可能エネルギーをこれらの２つの計測地点の間に再び注入することで、このエネルギーの流れが、補償に使用される電流注入インバータを使用して、測定および調節され得る。

システムは、デュアルメーター構造が、電力の逆流を可能にするこの事例に特に有用である、汎用補償器として作用する。一般的なハーフブリッジを使用して、２メーターの構造間の補償点で、太陽パネル、風力発電機、およびバッテリーなどの再生可能資源を接続する。これによって、インバータは、ＶＡＲを補うだけでなく、これらの再生可能資源から有効電力を注入し、これらの再生可能資源がシステムに注入される前に、これらの再生可能資源に必要なＶＡＲ補償を加えることができる。デュアルメーターは、この有効電力、量の追跡、およびこれがシステム、サービスまたはその両方に送達されるかの追跡を可能にする。これは、送達される電力が測定される場合に利用可能であるが追跡およびＶＡＲ補償がない電流システムとの重要な相違である。また、ＶＡＲ補償が提供される場合、電力（Ｐｏｗｅｒ）とＶＡＲの命令（ｏｒｄｅｒｓ）を提供するために、通信ネットワークが必要とされる。しかしながら本発明では、ＶＡＲ補償およびシステム安定性を維持する装置に通信は必要とされない。

インバータは、単相、両相、三相のデルタまたはＹ接続されたインバータとして構成され得るか、あるいはほとんどの多相配置が適用され得る。１つを超える位相が補償される場合、インバータはまた、外部通信なしで補償の部分として相電流の平衡を保つことができる。多相の補償器の正味の影響は、電力が力率１と平衡を保たれ、高調波がシステムからスクラブされることである。この負荷は、ここで、理想的に平衡が保たれた抵抗型負荷として配電変圧器から見られる。

システムは、ＳＭＰＳおよびＣＦＬの装置、特にワット数の低い装置が、設計により、引かれた電流を電圧ピークに集中させる傾向のある、分散された補償を提供する。電流のスパイクは非常に狭くて、振幅（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）が大きく、衝撃関数に類似している。これは、システムに注入された多数の高電流高調波を生成する。さらに、複数の装置は、製造業者はと無関係にこのピーク振幅を増大させるように機能し、これは、最小のコストのための産業設計の慣例である。これらのタイプの負荷は、補償装置を飽和状態にし得る（ｓａｔｕｒａｔｅ）。本明細書に記載される分散された補償によって、配線パス中の複合ユニットは、これらの負荷の補償を助けることができる。

ここで、いくつかの付属の装置は、負荷点で入手可能な装置より多くの補償を必要とし得る。ここでは、配線パス上のすべての装置は、この補償に寄与することができる。

再生可能な電力源がローカルに利用可能である場合の、ＶＡＲ、高調波歪、有効電力のための分散された補償は、これらの装置に付けられたハードワイヤードの負荷および再生可能エネルギーを補うために配線パスに沿って設置された装置の形態をとることができる。出口に組み込まれた補償器は、追加の特徴を有する標準のアウトレット（ｏｕｔｌｅｔｓ）を、負荷制限および付けられた負荷の需要側管理と置き換えることができる。これらのデバイス間の通信は、停電の管理を可能にし、優先負荷が最初に回復される（ｒｅｉｎｓｔａｔｅｄ）ことを再確認することができ、より多くの動力源が利用可能になればなるほど、より多くの負荷が回復される。優先度は、場所によって硬く設定され得る（ｈａｒｄ ｓｅｔ）か、あるいはデジタル識別タグが、冷凍機などのプラグ接続できる負荷に付けられて、それらがプラグ接続されるところならどこでも優先度を設定することができる。通信は、補償機能を実行するのに必ずしも必要ではないが、優先順位を付けた負荷の回復を実施するために必要とされる。

本明細書に開示される配置は、以下の特有の特徴および利点を提供する：
１）デュアルメーター構造：電力潮流の逆流および会計処理を可能にする。
２）分散された補償の配置は、パフォーマンスおよび総合効率を改善する。
３）この配置は、ＰＦＣ回路が消費者装置内に含められる必要性の除去、製造コストの節約、環境、製品化までの時間、および消費者のために使用され得る。
電力ネットワークのインフラストラクチャーは、１００年まではいかないまでも数十年間続くと期待される。しかし、消費者製品は、３−５年の平均寿命を有している。電流装置回路は、電力ネットワーク内に構築される場合、適応可能且つより弾性になり、そのような回路が消費者装置内に含められる必要性が減少または除去される。この作用は、社会および環境に大きな影響を与えることができる。
４）この配置によって、ブレーカーを遮断する又は電気規則に違反することなく、より有用な電力を個々のブレーカー回路に通して送達することができる。これは、配電ネットワークがより低い容量を有している、より古い近隣（ｏｌｄｅｒ ｎｅｉｇｈｂｏｕｒｈｏｏｄｓ）において非常に顕著であり得る。これらの近隣の典型的な住宅は、４０〜８０アンペアの範囲のサービスサイズを有している。これは、低い力率を有する空気調節装置などの現代の器具を動作させるためには、十分な電流ではないかもしれない。本発明の補償法を利用することによって、これらの加えられた負荷を満たす助けとするために、さらに２０〜３０％の電力が利用可能になるだろう。これは、ローカルの配電ネットワークに悪影響を与えることなく達成することができるが、実際には、その動作、安定性を向上させることができ、有用性のための電力販売を最大限にすることができる。

詳細に以下に記載されるように、本明細書における配置は、サービス入口でパネルを含む多くの形態をとることができる。しかしながら、それは、個々の配線パスに沿ったブラックボックスとして提供され得る。この形態では、それは、アウトレットと交換するために使用され得るか、または電源コード内で成型され得る。

本明細書における配置は、二相サービスのためにシステムとともに使用することができる。この場合、両方の位相を有する配線パスに沿ったアウトレットは、ここで、自然且つ明白な方法で位相バランスを改善するべく、負荷を供給するためにどの位相が使用されるかを選択することができる。

さらに、ＳＭＰＳ負荷は、負荷であると特定され、１２０Ｖに対して２４０Ｖでより効率的に作動することができる場合、自然且つ明白な方法で再び２４０Ｖで供給され得る。昨今入手可能なほとんどの電圧アダプターは、９０〜２６０ＶＡＣによって供給され得る及び世界市場で適合可能な汎用の電圧構成のものである。マイナス面は、電源電圧が低いほど、アダプターの総合効率が低くなることである。この新しい適応によって、これらの負荷が１２０ＶＡＣの環境であってもピーク設計効率で作動することが可能となるだろう。

電力システムが昨今直面している最大の問題の１つは、数多くの分散された再生可能エネルギー源をどのように負荷中心に近づけて適用するかにある。いくつかの領域では、これらの分散された再生可能エネルギー源は、電力システムの系統連系の接続（ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ ｇｒｉｄ ｔｉｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）より大きい。システムが停電を受ける場合に問題が生じる。文字通り何千もの発電機（分散された再生可能エネルギー源）および何千もの負荷をどのように規則的且つ安定した方法で回復させるのか。従来、系統連系は、停電後に、最も強固な供給源または単に供給源である。システムは、再開されるが、停電前にオン（ｏｎ）であったあらゆる負荷の負荷の下で開始しなければならない。これは結局、著しい負荷サイズにつながる。近い将来、それらの１つが、系統連系の容量を超え、この状況において現行の方法は作用しないだろう。本発明を使用する解決策は可能である。グリッド（ｇｒｉｄ）の不安定性を検出する及びインレット供給スイッチ１７を開けることによって、ローカルシステムは、グリッドから分離され得る。利用可能な再生可能エネルギー源を使用する及びあらゆる非優先負荷を除去することで、この単独系統は作動し続けることができる。系統連系の接続が再構築され、安定した後、ローカルシステムは、グリッドと再同期し、スイッチ１７を再確認することができ、より大きなグリッドともう一度接続する。需要側管理は、現代の電力システム設計の重要な機能であり、この最も困難な電力システム管理の問題を解決する不可欠な部分である。本発明は、負荷優先度を有する需要側管理を実行することができる。ここで、最も重要な負荷が最初に管理され、より多くの電力が利用可能になればなるほど、さらなる負荷が再初期化される。需要側管理は、弱いグリッドの徴候（電圧ドループ、線周波数ドループなど）を検出するとき又はネットワークによって命令されるときに、非優先負荷を除去することによって停電または電圧低下の数を減少させる助けとなることができる。付けられた負荷の順序付けおよび優先順位付け。

これには、停電を回復させる間に現行の電力システムに対して重大な影響がある。ますます高いレベルの分散された発電源が電力システムにおいて期待されるにつれ、これらの多くの供給源を調整する及び同期することは、ますます困難になっている。これは、特に、系統連系が弱く、同期する供給源として使用することができない場合に、分散された供給源によって支配されたシステムにおいて顕著である。ここで、本発明のスキームにおいて、負荷は最優先の負荷だけを残して除去され、これによって、負荷側は弱くなり、系統連系は分散された供給源のための同期する供給源として機能することができる。より多くの供給源が利用可能になるにつれ、優先順位の構造においてより多くの負荷が回復される。再び、これは、非常に困難な電力ネットワークの問題を解決する自然且つ明白な方法を提供し、さらに、通信がほとんどない又は全くない状態で行われ得る。

本発明の一実施形態は、ここで、添付図面を参照して記載される：

図１は、本発明による電力ネットワークの概略図である。 図２は、図１の電力補正回路の概略図である。 図３は、図１の電力ネットワークに類似しているが、さらなる特徴を含む、本発明による電力ネットワークの概略図である。 図４は、図３の電力補正回路の概略図である。 図５は、図３および図４の配置で使用されるハーフブリッジの概略図である。 図６は、補償器がアウトレットに構築された配置を示す、図１の電力ネットワークに類似した電力ネットワークの概略図である。

図面において、同様の参照符号は、異なる図の対応する部分を示している。

電力伝送ネットワーク１０は、ネットワークのパラメーターを検出するための及びネットワークの様々なコンポーネントを制御するための多くのシステムを使用して、１つ以上の伝送回線１２を供給する及びネットワーク制御システム９によって管理された変圧器で一般に電源１１を含み、これによって、伝送回線上で電圧安定を維持する。

伝送回線上には、電力を受けるための複数の加入者家屋設備１３が設けられ、各加入者家屋設備１３は、電源回路１５上に複数のユーザ装置１４を含む。加入者家屋設備１３の各々は、伝送回線から、典型的に主インレット制御スイッチ（ｍａｉｎ ｉｎｌｅｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｗｉｔｃｈ）を含む電源インレットボード１７まで、ドロップ１６を有している。典型的にドロップには、電力消費を測定するためのメーターが提供されている。本発明において、メーターは、電源インレットから電源回路１５上のユーザ装置まで供給された電力を制御するための、電源インレット１７に接続された負荷制御装置１８を定義する不可欠なコンポーネントと取り替えられる。

各負荷制御装置は、ユーザ装置１４によって引き起こされた力率の変化を検出するための感知システム１９、ドロップによって加入者家屋設備に供給された電力に負荷補正を適用するための電力補正システム２０、および検出される変化に応じて電力補正システムを制御するための制御システム２１を含む。制御システム２１は、負荷制御装置１９とネットワーク制御システム９との間で通信するための通信システム９１に接続する。

感知システムは、第１のメーター２２および第２のメーター２３を含み、その各々は一般に既知の構成である。その各々は、電源の波形をモニタリングするように及び電圧と電流の標準的な真のＲＭＳ値に関連する及び有効電力に関連するデータを生成するように作用する。感知システムはまた、従来の高速フーリエ変換技術を使用して波形を分析することによって、電源波形のＦＦＴスペクトルに関連するデータを生成するシステムを有し得る。これはまた、全高調波歪（ＴＨＤ）に関連するデータを生成するために使用され得る。

第１のメーターはドロップに位置され、第２のメーターは、電力補正システムの下流に位置され、両方のメーターからのデータを受ける制御システム２１は、電力補正システム２０によって得られた力率の改善のレベルを判定するために、第２のメーターからの出力データを第１のメーターからの出力データと比較するように作用する。

負荷制御装置は、測定された改善に及びネットワーク制御システム９に消費された有効電力に関連するデータを通信するように配される。これは、実時間で実行され得るが、典型的には周期的である。

図２に示されるように、電力補正システム２０は、２進法のスイッチングシステムで選択されたキャパシタ２６において切り替わる制御システム２１によって作動されたスイッチ２５を含むスイッチドドキャパシタバンク２４を含む。システム２０はまた、電圧補正のためのスイッチ付きのリアクター回路３８を含む。これは、インダクタ２８、および電源バス３０および３１にわたってインダクタを接続するスイッチ２９を含む。スイッチ２９は、主要な力率に応じて制御システム２１によって作動され、点弧角を変えることによって力率のより大きな制御を提供する。典型的に、システムは、キャパシタで力率を過剰補償し、力率を１に微調整するために、リアクタースイッチの組み合わせを使用する。システム２０はさらに、ノイズ補正および電流波形整形のための能動型力率補正回路４０を含む。これは、インダクタ４２へと供給する供給バス３０および３１にわたる整流器４１で構成され、ブースト回路を形成する整流器の帰還（ｒｅｔｕｒｎ）にスイッチ４３が接続されている。ブースト回路からの出力は、ダイオード４４および保持キャパシタ４５を供給する。スイッチ４３は、ノイズに応じた制御２１および下流の負荷のＦＦＴ分析によって作動される。基本周波数の正弦波波形−ＦＦＴ波形の合計−基本周波数は、高周波に調節されたスイッチ４３に対する入力として使用される。この回路４０は、下流の負荷からの測定されたノイズに基づいて、負荷電流を正弦波へと形作る。キャパシタ４５上へと堆積された電荷は、抵抗器（図示せず）で流出され（ｂｌｅｄ ｏｆｆ）得るか、ローカルの太陽／風力のバッテリー充電システムへと供給され得るか、あるいは供給バス上へと再度反転して戻され得る。

負荷制御装置はさらに、制御システム２１によって作動されたスイッチ３３によって提供された負荷制限のためにユーザ装置の特定の１つを切り離すためのシステムを含む。

制御システムは、通信システムからの外部入力からプログラム可能であるか、または反応が異なる状況において異なるように感知システムによって検出された変化に対する反応を変更するようにプログラムされる、プロセッサーを含む。このように、システム全体は、双方向性であり得るか、またはシステムにおいてローカルに又はグローバルに時刻および電圧レベルなどの様々な態様に依存してシステム全体をより良く管理するように改善された応答を提供することに適応し得る。

特に、制御システムは、ネットワーク制御システムからのデータに応じて容量性負荷を変更することによってドロップにおいて電圧を変更するように、そのプログラムによって動作されるか、あるいは電圧をより良く制御し、安定性をより良く維持するために、別のツールをネットワーク管理システムに提供するように他の因子によって動作される。

加入者家屋設備のいくつか又はすべては、電力を加入者家屋設備で電力に加えるための電源システムを含むことができる。これは、太陽パネル、発電機および他のローカルシステムなどの、既知の電源システムのいずれかを含むことができる。例えば、示されるような電源は、センサーシステム１９またはネットワーク制御９からのデータまたはプログラム命令に依存してドロップ１６から電力を得る又はドロップに電力を加えるために、制御システム２１によって制御されたスイッチ３７によって作動されたバッテリーバンク３６に接続された太陽発電機３５を含む。したがって、制御システムは、キャパシタバンク、および検出された変化に応じて電源システムによって加えられる電力を制御するように配される。

デュアルメーター構造２２、２３は、可視の負荷の補償および過度の補償のあらゆる機会、したがって、装置の補償作用によってもたらされた不安定性のあらゆる可能性を回避する状態を可能にする。装置は、設計によって本質的に安定しており、システム安定性を向上させる補償または作用を単に提供することができる。これはすべて、他のデバイス、電力ネットワーク制御などとの通信の必要なしで行われる。これには、ネットワークセキュリティーに対する重大な影響がある。ここで、（潜在的に何百万の）これらの装置にシステム危害を加えるように命じることによる電力ネットワークの破壊は不可能である。

ここで、図３および図４を参照すると、電力補正回路２０への太陽パネル３５１、風力発電機３５２、他の電源３５３およびバッテリーバンク３５４の接続のための配置が示される。図４において、接続のための配置は、１対の導電体３５８と３５９に沿って列で配された一連の電流インバータ３５５、３５６および３５７を含んで提供される。これらの導電体にわたって、さらなる１対の電流インバータ３６１と３６２が接続される。キャパシタ３６３も、導電体３５８、３５９に接続され、電流インバータ３６１と３６２との間に位置付けられる。

各電流インバータの構造は、図５に示され、導電体３５８、３５９にわたって接続された上部のスイッチおよびフライバックダイオード３６４および下部のスイッチおよびフライバックダイオード３６５を含み、ここで、動力源からの関連する入力は、３６６で接続される。太陽パネル、風力発電機または充電されたバッテリーなどの入力電源に接続するときに、インバータはブーストレギュレータのように作用する。典型的に、ＤＣリンク電圧は、付属の再生可能な電力源によって供給された電圧よりはるかに高く、したがって、ブースト変換が必要とされる。再生可能エネルギー源の帰還またはアース（ｇｒｏｕｎｄ）は、点３５９に接続される。下部のスイッチは、３６７で測定された望ましい電流「Ｉ」がインダクタ３６８によって構築されるまで、入れられている。その後、下部のスイッチ３６５は切られる。インダクタは蓄積電荷（ｓｔｏｒｅｄ ｃｈａｒｇｅｄ）を有し、これは、上部のスイッチ３６４を介してフライバックダイオードを放出して、点３５８と３５９との間で接続されたＤＣリンクキャパシタ３６３を充電し、最終的に、帰還を通る接続されたエネルギー源までの回路を完了する。このように、ＤＣリンクキャパシタ３６３は、エネルギーを充電され、これは、図４に示されるインバータ３６１および３６２を介してＡＣシステムへと反転して戻され得る。このプロセスを逆転し、バッテリーを充電するために、電流インバータはバックコンバータのように作用し、エネルギーを高ＤＣ電圧源から低電圧まで移動させる。再び、負のバッテリー端子は、点３５９に付けられる。バッテリー、ＤＣリンクキャパシタ３６３およびバス３５８と３５９からの電力を充電するために、上部のスイッチ３６４は、端子３６６での電圧が、付けられたバッテリーを充電するのに適した電圧に達するまで、入れられる。これはまた、インダクタ３６８内で電流を構築し、これはバッテリーのための充電電流である。その後、上部のスイッチは切られ、電圧／電流がある点まで低下するまで、この電流は下部のスイッチ３６５のフライバックダイオード、インダクタ３６８を介してバッテリーを充電し続け、ここで再び、上部のスイッチが入れられ、そのサイクルを繰り返す。電流インバータは、ここで、バックコンバータとして機能し、ＤＣリンクキャパシタの電圧を付けられたバッテリーに必要とされるレベルまで低下させる。ブースト変換およびバック変換両方のサイクルは、２つのＤＣ電圧間でエネルギーを伝達する（ＤＣコンバータ）方法として当該産業において周知である。

電流インバータを補償素子として使用することによって、配置の柔軟性および安定性が劇的に向上する。電流インバータまたは汎用補償器とともに、あらゆる受動素子または組み合わせ（キャパシタ、抵抗器、インダクタ、および負性抵抗器）が、この構造を使用してソフトウェアとともに実装され得る。電流注入のフィードバック制御は、外部のシステムコンポーネントとのあらゆる共鳴相互作用を回避し、これはその固有の安定特徴を強調している。構造は、ＤＣリンクバス３５８、３５９をＡＣシステムまたは再生可能エネルギー源３５１〜３５４とインターフェースで接続させるハーフブリッジ３６４、３６５から構築される。電流インバータは、任意数のＡＣ位相または再生可能エネルギー源にインターフェースで接続するためのハーフブリッジで構築される。最小で、１つのハーフブリッジのみが、太陽、風力またはバッテリーなどの再生可能エネルギー源をＤＣリンクバスにインターフェースで接続するために必要とされる。この構造は、自然のモジューラ設計のトポロジーを有し、ここで、補償器への追加が必要に応じてなされ得る。複数のハーフブリッジが、ＡＣ位相またはエネルギー源を管理することと図４に示されるように平行して組み立てられ得、電流伝送能力が増大し、インターリーブ技術によって動作中のノイズが減少する。

図１および３に示されるように、電流注入の補償は、これらの２つの計測地点の間に注入された補償とともに２メーター構造２２、２３を使用する。電力がシステムからサービス側まで流れるときに、補償作用はサービスメーター２３によって判定される。補正電流の注入によって、全サービス側が、抵抗型負荷（ＰＦ＝１）としてシステム側（メーター２２）から現われることが可能となる。高調波のクレンジングおよび力率補正は、システムに対して大きな恩恵がある。安定余裕は劇的に増大され、より古い中継設備を備えたシステムは、検出できない高調波の除去から恩恵を得る。ローカルの再生可能エネルギー源３５１〜３５４がサービス側に加えられると、エネルギーはシステムとサービス負荷１４の両方に流れる。本発明の２メーターの構造、および再生可能エネルギーを図４に示されるような電力補正回路２０でこれらの２つの計測地点の間に再び注入することで、このエネルギーの流れが、補償に使用される電流注入インバータを使用して、測定および調節され得る。

システムは、デュアルメーター構造が、電力の逆流を可能にするこの事例に特に有用である、汎用補償器として作用する。一般的なハーフブリッジを使用して、２メーターの構造間の補償点で、太陽パネル、風力発電機、およびバッテリーなどの再生可能資源を接続する。これによって、インバータは、ＶＡＲを補うだけでなく、これらの再生可能資源から有効電力を注入し、これらの再生可能資源がシステムに注入される前に、これらの再生可能資源に必要なＶＡＲ補償を加えることができる。デュアルメーター２２、２３は、この有効電力、量の追跡、およびこれがシステム、サービスまたはその両方に送達されるかの追跡を可能にする。これは、送達される電力が測定される場合に利用可能であるが追跡およびＶＡＲ補償がない電流システムとの重要な相違である。また、ＶＡＲ補償が提供される場合、通信システム９１によって通信ネットワーク９に提供された通信ネットワークが、電力とＶＡＲの命令を提供するために必要とされる。しかしながら本発明では、ＶＡＲ補償およびシステム安定性を維持する装置に通信システム９１は必要とされない。

本発明は、図６に示されるようにローカルのアウトレットレセプタクルへとパッケージ化され得る。ここで、各パネルブレーカー６００は、配線パスを供給し、配線パスに沿って複数のアウトレット補償モジュール６０１が接続されている。これは、分散された補償配置を形成する。各モジュールは、通信用インターフェース９１を介してパネルが取り付けられた補償器と、及び／又は他の同様のユニットと通信するための、通信用インターフェース６９１を含むことができる。再び、各モジュール内のデュアルメーター構造によって、補償の必要性および補償の結果を、配線パスに沿って各位置で測定することができる。通信状態では、すべてのユニットは、この情報を共有することができ、これによって、そのグループは、分散された補償効率を最大限にすることが可能となる。通信状態にないと、この情報の自然の共有機構が、配線パスに沿った配置によって提供される。連続するパスが想定される場合、ブレーカーから最も遠いモジュールが分離され、ここで、そのモジュールは、そのローカルのアウトレット６０２に付けられた負荷のみを確認することができる。最も遠いモジュールから上の各モジュールは、それ自体よりパネルからさらに離れたすべてのモジュールの効果および負荷を確認することができる。これにより、それらのローカルモジュールによって補償されなかった鎖よりさらに下の負荷に、補償を加えられることが可能となる。補償効率は、通信状態のモジュールほど効率的ではないかもしれないが、追加されたコストおよび複雑性は不当であり得る。この分散された補償配置は、負荷ＶＡＲ要件（ｌｏａｄｓ ＶＡＲ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ）をローカルに生じさせることによって、パネルブレーカーおよび関連する配線の能力を増大させることができる。その後、パネルブレーカーは、これらの負荷に必要な有効電力を運ぶ必要があるだけである。これとは反対に、パネルブレーカーは、各負荷に必要とされる有効および虚の電力を運ばなければならなかった。これは相当なものであり得、電力伝達を２０〜３０％またはそれ以上増加させる。すべてが配線の電流容量に対する確立された電気規則を違反してない。これは、より古い設備および住宅に大きな影響があり得、ここで、最小の配線が設置され、電力のより大きな必要性は予期されなかった。ここで、補償アウトレットモジュールの設置で、より有用な電力が、何年も前に設置された同じ古いケーブルによって運ばれ得、より古い構造に新風が吹き込まれる。

需要側管理および優先順位を付けた負荷識別および管理機能は、６９１の通信用インターフェースを必要とする。需要側負荷命令は、各モジュールによって受け取られ、適切な負荷は、命令に依存して、付けられるか又は外されるかのいずれかである。９などの電力ネットワーク制御の通信の接続で、より細かい電力システムの需要管理スキームが可能であり、ここで、何百万もの負荷が、重要度、クラス（充電器、暖房、冷房など）、サイズ、ノイズ成分などによって特定され得る。 これによって、負荷プロファイルのより大きい且つ細かい制御を、で、ネットワーク電力の利用可能度、時刻、および電力、再生可能エネルギー、またはグリッドのタイプなどと一致させることが可能となるだろう。停電後に、すべての非優先負荷が除去される。電力とともに、帰還負荷（ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｌｏａｄｓ）は、現行の電力のアベイラビリティ基準と一致させるために優先度順で再初期化され得る。需要側管理および負荷の順序付けは、特に高濃度の再生可能エネルギー源を備えた送電網において、システムの信頼性および安定性に対する大きな違いをもたらすことができる。

Claims (15)

1. 電力伝送ネットワークで使用するための負荷制御装置であって、該電力伝送ネットワークは、
   電力を受けるための複数の加入者家屋設備であって、各加入者家屋設備が、電源回路上に複数のユーザ装置を含み、複数のユーザ装置の少なくとも一部が、作動されたときに力率変化を引き起こす、複数の加入者家屋設備と、
   電力を供給する伝送回線であって、加入者家屋設備の各々が、伝送回線の１つから電源インレットへのドロップを有している、伝送回線とを含み、
   負荷制御装置は、電源インレットから電源回路上のユーザ装置に供給された電力を制御するように配されており、
   負荷制御装置は、
   ユーザ装置によって引き起こされた力率の変化を検出するための感知システム；
   ドロップによって加入者家屋設備に供給された電力に無効電力補償コンポーネントを適用するための電力補正システム；および
   検出された変化に応じて電力補正システムを制御するための制御システムを含み、
   感知システムが、ドロップでデータを生成する第１のメーターおよび電力補正システムの下流でデータを生成する第２のメーターを含み、
   制御システムが、電力補正システムによって得られた力率の改善のレベルを判定するために、第２のメーターからのデータを第１のメーターからのデータと比較するように配される、負荷制御装置。
2. 第１および第２のメーターが、電圧、電流および有効電力の標準的な真のＲＭＳ値に関連するデータを生成する、請求項１に記載の負荷制御装置。
3. 第１および第２のメーターが、電源波形のＦＦＴスペクトルに関連するデータを生成する、請求項１または２に記載の負荷制御装置。
4. 第１および第２のメーターが、全高調波歪（ＴＨＤ）に関連するデータを生成する、請求項１乃至３に記載の負荷制御装置。
5. 無効電力補償コンポーネントが、静的またはスイッチ付きのキャパシタバンクを含む、請求項１乃至４に記載の負荷制御装置。
6. 無効電力補償コンポーネントが、スイッチ付きのリアクターを含む、請求項１乃至５に記載の負荷制御装置。
7. 電力補正システムが、正弦波へと入力電流を形作る能動型力率制御に補正パルスを提供する、誤差信号を差し引いた基準信号正弦波を使用して、電源ノイズを除去し、電力品質を改善する、請求項１乃至６に記載の負荷制御装置。
8. 負荷制限のためにユーザ装置の特定の１つを切り離すためのシステムが提供される、請求項１乃至７に記載の負荷制御装置。
9. 制御システムが、感知システムによって検出された変化に対する反応を変更するようにプログラム可能である、請求項１乃至８に記載の負荷制御装置。
10. 電力をドロップからの電力に加えるための加入者家屋設備における少なくとも１つの電源システムを含み、制御システムが、無効電力補償コンポーネント、および検出された変化に応じて電源システムによって加えられた電力を制御するように配される、請求項１乃至９に記載の負荷制御装置。
11. 少なくとも１つの追加の電源が、第１のメーターと第２のメーターとの間に接続され、それによって、第１および第２のメーターが、前記少なくとも１つの追加の電源によって加えられた電力を追跡する、請求項１０に記載の負荷制御装置。
12. 無効電力補償が電流インバータによって実行される、請求項１乃至１１に記載の負荷制御装置。
13. 電流インバータが１つ以上のハーフブリッジを含む、請求項１２に記載の負荷制御装置。
14. 負荷制御装置が、停電後に、優先負荷を他の負荷の前に回復させるように配される、請求項１乃至１３に記載の負荷制御装置。
15. 電力補正システムが、電流波形を電圧波を有する位相にある正弦波へと形作るために、１サイクル当たり複数回作動されるスイッチを含む、請求項１乃至１４に記載の負荷制御装置。