2013年05月23日08:46 來源：人民網-財經頻道
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統管能源設備，發揮支撐電網作用
隨著全球廠商競爭的激化，今后，功率調節器將發生質變。其發展方向大致分為：（1）在大量採用可再生能源所發電力時，減輕電網負荷的電網支持技術﹔（2）瞄准分布式電源普及的時代，能夠與其他設備聯動的技術﹔（3）為避免價格競爭，通過小型化等實現差異化的技術（圖4）。通過上述質變，功率調節器將變身為在與電網進行協調的同時，統管所有能源設備的EMS。
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圖4：由轉換器和逆變器構成 功率調節器由轉換器和逆變器構成。今后的技術課題是配備電網支持技術等。（電路圖由《日經電子》根據三菱電機的資料制作） |
其中，電網支持技術是在太陽能電池等分布式電源大量並網時不可或缺的技術。例如，在電網發生停電時，功率調節器能確實停止運轉的技術﹔在電網電壓瞬間降低時，為防止發生大規模停電，功率調節器能夠繼續運轉的技術﹔防止用電方電壓過度上升的技術﹔在連休等期間，能夠減少剩余電力的技術，等等。
為了達到上述要求，功率調節器已經開始配備各種功能。雖然以前也配備了檢測到異常后停止運轉的功能等，但隨著採用量的激增，需要進一步加以強化。三菱電機公司中津川工廠太陽能發電系統部副部長加藤愛一郎稱，如果功率調節器能夠配備多種多樣的電網支持功能，就“可以從依賴於電網的狀態，變成具備電網支持功能的設備”。
統一檢測方式
在電網支持功能中，最近需要進行應對的是配備新的單獨運轉防止功能及不脫網運行（Fault Ride Through，FRT）功能。2015年4月以后生產的不足10kW的功率調節器在取得日本電氣安全環境研究所（JET）認証時，必須具備以上功能。而10kW以上的產品沒有相關的認証制度，因此需要根據與電力公司的並網協議單獨進行應對。
獲得JET認証所需的新的單獨運轉防止功能是指，即使在多個太陽能發電系統並網的狀態下，在停電時，也能確實停止電力輸出的功能（圖5）。以往的單獨運轉防止功能由於各公司都採用各自獨有的結構，因此在同一個配電網上連接著多個太陽能發電系統的情況下，就可能會發生誤動作。
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圖5：防止單獨運轉和同時解列 在停電時，如果繼續運轉，會發生觸電和短路等危險，因此必須停止其運轉（a）。而在電壓瞬間降低時，如果停止運轉，可能會使電網的供求失去平衡，因此需要保持運轉（b）。 |
因此，如果柱上變壓器下游側有多台功率調節器，必須要確認這些功率調節器不會發生誤動作。這就需要同時對包括其他公司產品在內的所有功率調節器進行試驗，對此，某功率調節器廠商指出，較之試驗所需的時間，“更大的難題是向各廠商借用產品所花的工夫和時間”。
所以，日本電機工業會（JEMA）以歐姆龍公司開發的技術為基礎，將停電檢測方法統一成了“分步提供無功電力頻率反饋方式”。也就是監測電網的電壓大小和波形失真，在發生異常時，強行向電網側高速提供無功電力，通過頻率變動來檢測單獨運轉的功能。該方式於2012年8月成為規格“JEM 1498”，如果功率調節器取得符合該規格的JET認証，無需實施確認誤動作的試驗即可設置。
電壓上升成為課題
FRT功能與單獨運轉防止功能相反，是防止太陽能電池停止運轉的功能。在大量採用太陽能電池的情況下，電網電壓瞬間降低時，可能會發生太陽能電池全部停止發電的“同時解列”現象。如果出現同時解列現象，電網的電力供求會失去平衡，從而發生大范圍停電。
因此，FRT功能需要滿足以下條件：在電壓降低后能夠保持正常電壓20％以上的電壓﹔發生持續時間在1秒以內的電壓降低時，能夠保持運轉﹔在電壓恢復后0.1秒以內，恢復到正常電壓下80％以上的輸出功率。在用於住宅太陽能發電的功率調節器方面，歐姆龍、鬆下和安川電機等已在生產具備FRT功能的產品。其他公司也在計劃生產能夠取得2015年4月以后必備的新JET認証的產品。
不過，如果進一步採用太陽能電池等分布式電源，除了上述新單獨運轉防止功能和FRT功能外，今后還需要針對電壓上升和剩余電力採取對策。電壓上升是指，當來自太陽能電池等的電力逆流增加時，用電方的電網電壓上升的現象。
一般情況下，離發電站越近，電網電壓越高，而家庭等用電方的電壓越低。如果出現相反情況，功率調節器隻能抑制電力輸出，即使在能發電的狀態下，也無法獲得充分的輸出電力。作為解決對策，可以採取從功率調節器輸入無功電力來調整電網電壓等方法。
剩余電力對策是在電力需求較少的放長假期間等抑制電力輸出的功能。以前探討過設定抑制輸出日，或通過通信功能抑制輸出的方法。但發生東日本大地震以后，火力發電站增加，在電網側調整電力輸出變得比較容易，因此現在這項功能的重要性有所降低。（日經能源環境網 供稿）
