光伏可控輸出功（Export Power Control）最早被用於大規模項目，由於逆變器的功率因數在被設計時通常統一為“1”，對於一些長期運行有感負荷（inductive load）的大型項目來說，會造成諸多電功質量以及負載平衡的問題，於是新一代的逆變器，大約在500kW以上的機型基本上均配有無功控製係統（reactive power control）來調節輸出功率。我個人預測，智能無功控製和低電壓／零電壓穿越將會成為未來500kW以上逆變器標準中不可缺少的兩個硬性規定。
本文將要介紹的是30kW以下的用戶型逆變器的解決方案。對於光伏係統滲透率較高或電網基礎設施較差的地區，一般對於新增光伏係統都存在一定的申請限製，比如部分西澳大利亞地區電網幾乎不接受任何3kW以上的安裝申請。為什麼要限製呢？主要有兩個原因：
其一，由於逆變器輸出的都是有用功（active power），這會對區域性的功率因數產生不小負麵影響。而較差的功率因數意味著電網需要低效率的輸電配電，這樣不經濟也等於變相能源浪費。
其二，對於高光伏分布率地區，在正午時分所有逆變器均滿載向電網輸出功率時，電網相電壓可能超出標準範圍而引起用電器包括逆變器斷網的情況。
案例一：
A女士家裏是單相電（single phase），經過用電器時段估算後，大概需要6kW的光伏係統，然而當地電網僅接受不超過3kW的係統申請。如果A女士僅僅購買3kW的係統，那麼在PSH時段仍然需要從電網大量購電。如果購買了6kW的係統，在PSH時段沒有負載消耗，那麼6kW將會大量注入電網而違反規定。
案例二：
R先生打算購買一個5kW的係統，然而當地電網不接受任何光伏電能，要求“零注入”。
基於此類需求，諸多逆變器製造商提出了“Export Power Control”概念，基本上主流的拓撲結構都是在用電器末端和配電箱之間安裝一個第三方控製電表與逆變器進行通信，同時對逆變器控製程序人為設定做大輸出功率。在PSH時段中，如果逆變器滿載，用電器將會消化所有光伏電能；如果有用電器斷開，此時第三方控製電表將會把輸出電功傳輸給逆變器，如果輸出功率大於設定的最大輸出值，逆變器將會通過DC／DC Converter，也就是MPPT對DC電流進行限製，保證輸出電功始終保持在規定範圍內。對於案例二，逆變器可以設置為恒定輸入一定量功率，意味著將會一直從電網購入一定量的電，進而保證了100％的零注入。
這裏有兩個爭議點：
其一：在第三方電表追蹤到逆變器判定及調整過程中，據我目前手上的測試報告，普遍一線的品牌機器都是控製在1．0至1．5秒之內（IEC規定在2秒之內），但是在這區間，是會有電功注入電網的，然而注入了多少電量呢？我們就拿6kW的係統來舉例：
6kW在1．5秒內注入的電量是：
也就是說會向電網注入0．0025度電，可能配電箱裏麵的電表都不會動一下。然而這6000 W的電功的確會在1．5秒內對於用戶端相電壓有一個transient voltage效應和影響，如果把這個放大到2000戶的區域性群體係統中，從電網角度看確實和其規定不相符。
其二，假設第三方電表與逆變器通信故障導致逆變器喪失監控功能而不能限製功率，怎麼辦？
目前比較可行的解決方案是考慮在逆變器內置蓄電池，在接收到訊號的毫秒過程中通過一個額外的regulator路徑把電量充入蓄電池內，這樣就可以替換掉MPPT來調節電流的時間。或者在第三方電表內安置超級電容來進行充電放電的buffer效應，其餘的方法目前還不方便介紹，但是核心基本都是圍繞著儲能或引流。同時逆變器需要配置第二保護設備，也就是一旦失去和第三方電表的溝通能力，需要立馬停止工作並且報錯。
作者：張帥傑
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