JP2004524792A

JP2004524792A - 公益事業設備送電網内の分散資源を提供するサイトにおける複数の燃料電池電力設備の制御

Info

Publication number: JP2004524792A
Application number: JP2002576033A
Authority: JP
Inventors: ロス，リッキー，エム．; フラゴラ，フランシス，エー．ジュニア; ヒーリー，ハーバート，シー．; ヤング，ダグラス，ギボンズ
Original assignee: ユーティーシーフューエルセルズ，エルエルシー
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: WO2002078103A2; AU2002306672A1; JP4024682B2; US20020169523A1; US6757590B2; USRE41821E1; WO2002078103A3; DE10296505T5

Abstract

サイト管理システム（１１）が、公益事業設備分散送電網（１０）内のサイトにおける電力システム（８）に提供される。電力システム（８）は、送電網（１０）との選択的な接続／解除のための複数の燃料電池電力設備（１８）および１つまたは複数の負荷（１４）を含む。サイト管理システム（１１）は、一体化された仕方で、送電網接続モードおよび送電網独立モードのいずれかで電力設備（１８）を制御するように作動する。公益事業設備は、サイトの複数の電力設備（１８）を送電網（１０）上の単一の統合された分散資源として見なしかつ処理できる。サイト管理システム（１１）は、電力設備（１８）のそれぞれの現在の電力能力（ｋｗ能力−８８）を表す信号と、サイトにおける全体の現在の電力能力を表す信号（全体Ｋｗ能力−９５）とを提供する。これらの電力表示は、送電網接続モードおよび送電網独立モードで電力割り当て負荷をそれぞれの燃料電池（１８）に適切に指定する。また、サイト管理システム（１１）は、送電網独立モードにおいて負荷（１４）の現在の需要をモニタし、必要ならば、予め決められたスケジュールに従って負荷（１４）を制限するように機能する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池電力設備の制御に関し、より詳細には、サイト（ｓｉｔｅ）における複数の燃料電池電力設備の制御に関する。さらにより詳細には、本発明は、公益事業設備送電網（ｕｔｉｌｉｔｙｇｒｉｄ）内に分散資源を提供するサイトにおける複数の燃料電池の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
個々の燃料電池は、さまざまな電気負荷に電力を供給するためにさまざまな構成において実験および商用の両方で使用されてきた。おおむね適用は、単一の燃料電池または燃料電池電力設備に依拠して、サイトにおいて１つまたは複数の負荷に電力を供給してきた。このようなサイトは、輸送装置の電気駆動モータの電力供給におけるように、移動式とすることができるけれども、おおむね、大型で据え付け型である。これらの適用は、一般に個々の商用施設または建築物であり、ことによると、コンピュータまたは同様の電子データ処理装置あるいは信頼できる電力供給源が必要とされる医療用装置が含まれる。
【０００３】
このような燃料電池電力設備を作動させるためには、燃料電池それ自体とそのＤＣ発電の直接の制御のための通常付随するさまざまな制御器ばかりでなく、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換するため、電力を負荷に接続しおよび接続を解除するため、などの付加的な制御器が存在する。いくつかの場合には、燃料電池電力設備は、通常の電気公益事業設備送電網と並列に負荷に接続されており、送電網の代わりにまたは送電網に加えて、電力を負荷に供給するように作動することができる。他の場合には、サイトにおいて複数の燃料電池電力設備が存在し、公益事業設備送電網と並列に負荷にひとまとめにして結合され得る。しかしながら、そのような構成においても、燃料電池の制御は、一般に個々に基づいており、公益事業設備送電網および負荷と相互に接続された複数の燃料電池電力設備の使用を最適化するための一体化された制御構成の備えはほとんどまたは全くない。
【０００４】
１つまたは複数の燃料電池電力設備が、公益事業設備送電網と負荷に接続されるとき、それらは、送電網接続（Ｇ／Ｃ）構成またはモードにあると言われる。あるいは、これらの燃料電池電力設備が、負荷のみに接続されるとき、それらは、送電網独立（Ｇ／Ｉ）モードにあると言われる。Ｇ／Ｉモードでは、燃料電池電力設備は、一般に負荷に追従し、負荷を電力設備の間で配分する。このようなモードの一方からの他方への移行と、負荷に対する複数の燃料電池電力設備の制御とは、付加的な制御上の複雑さをもたらし、この複雑さによって、電気公益事業設備送電網内の分散資源としての複数の燃料電池電力設備の効率的かつ経済的な利用が妨げられている。
【０００５】
従って、公益事業設備送電網内の分散資源としてのサイトにおける複数の燃料電池電力設備の効率的かつ経済的な利用のための制御構成が必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、特に、公益事業設備送電網内に包含される分散資源としての、サイトにおける複数の燃料電池電力設備の制御に関する。本発明は、さらに、公益事業設備送電網内の分散資源としての複数の燃料電池電力設備の使用を容易にする送電網接続（Ｇ／Ｃ）モードと、サイトにおける１つまたは通常は複数の顧客負荷への独立した電力供給としての複数の燃料電池電力設備の値および利用を最適化する送電網独立（Ｇ／Ｉ）モードの両方のモードにおける、サイトにおける複数の燃料電池電力設備の統合されたまたは一体化された制御に関する。
【０００７】
従って、本発明は、分散発電公益事業設備電力送電網内の分散発電資源として包含されるサイトにおける燃料電池発電システムに関し、サイトにおける複数の燃料電池電力設備と、実質的にサイトに配置された少なくとも１つ、通常は複数の負荷と、複数の燃料電池電力設備、１つまたは複数の負荷、および公益事業設備送電網に作動するように接続されたサイト管理システムとを含み、このサイト管理システムは、一体化されたまたは統合された仕方で、燃料電池電力設備を１つまたは複数の負荷および電力送電網に接続する作動の送電網接続モードおよび燃料電池電力設備を１つまたは複数の負荷に電力送電網への接続とは独立して接続する送電網独立モードのいずれかで、燃料電池電力設備を制御する。サイト管理システムにより提供されるこの一体化された制御によって、公益事業設備は、サイトにおける複数の燃料電池電力設備を、送電網に接続されたときに、単一のまたは統合された分散発電資源として見ることができる。従って、この文脈で使用されるように、「一体化された」という用語および「統合された」という用語は、実質的に同義語であると見なされる。さらに、一体化された制御は、燃料電池が一般に負荷追従でありかつ互いに独立して作動されるＧ／Ｉモードにおけるサイトの作動を容易にする。この後者に関しては、Ｇ／Ｉモードにおける一体化された制御は、さらに、重要な負荷への電力を確実にする負荷管理（共有および制限）能力を促進する。
【０００８】
燃料電池電力設備はそれぞれ、必要ならばさまざまな電力設備状態に応じて定格電力レベルをより低いレベルに折り返し（低減し）、かつ、それぞれの電力設備の即時の電力レベル能力を表す信号を提供する、制御および論理能力を含む。電力能力および負荷需要に関連してここで使用するように、「即時」という用語は、「現在」、「目下」、または「瞬間」と同義であると意図されている。サイト管理システムは、それぞれの燃料電池電力設備の個々の電力能力を合計し、サイトにおける複数の電力設備の全体の即時の電力能力の測定値を得る。全体の電力能力のこの測定値と、それぞれ個々の電力能力の測定値とは、公益事業設備送電網にサイト電力測定値を提供しかつＧ／Ｃモードで電力設備のそれぞれに適切に負荷をかけるように使用されるとともに、統合された仕方でさらには負荷制限機能のために作動するよう電力設備のそれぞれに適切に負荷をかけるようにＧ／Ｉモードで使用される。この後者に関連して、複数の負荷を想定すると、サイト管理システムは、即時の負荷需要と、即時の全体の電力能力と、負荷需要が即時の全体の電力能力を超えた場合の負荷の予め決められた優先順位付けとを認識するとともに、必要ならばスケジュールに従って負荷を選択的に制限または接続を解除するように作動する。
【０００９】
サイト管理システムは、少なくとも１つ、通常は複数の信号処理論理制御装置を含み、これらの信号処理論理制御装置は、お互い、複数の燃料電池電力設備、および公益事業設備送電網、と協同して相互作用して、本発明の一体化された制御機能を実施する。
【００１０】
本発明の上述した特徴および利点は、添付の図面に例示されるように本発明の例示的な実施態様の以下の詳細な説明に照らして、より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、本発明に従う燃料電池に基づく電力設備８の簡略ブロック図が図示されており、電力設備８は、公益事業設備送電網システム内の分散資源としてサイトにおいて容易に入手できかつ利用される。電力システム８は、公益事業設備送電網バス１０に接続されており、共通のサイトに配置された複数の燃料電池電力設備１８を使用して、送電網１０と共に、３相電力を、負荷接触器配列１３に、さらにそれを通して、通常は同様に同じサイトにある負荷１４に供給する。好ましくかつ通常の場合は、燃料電池電力設備１８は、電力設備１８および負荷１４からの公益事業設備送電網１０の時折の接続の解除にかかわらず、電力を実質的に連続して負荷１４に提供する。全体が１２によって示される以下に説明するスイッチング装置が、公益事業設備送電網の障害時に迅速に開にされて負荷１４および燃料電池電力設備１８を送電網１０から遮断する静的スイッチを含み、燃料電池は、このような障害時に実質的に連続した電力を負荷に提供する。簡略化のために、「１本のライン」の図または表示が、ここでは、３相供給ラインばかりでなく、それらに含まれるスイッチ、および他の回路構成要素を図示するのに使用される。同様に、本発明の制御回路構成部分に関しては、１本のライン表示が、単一の導体として機能する撚り合わせ対または一群となった並列導線に対して一般に使用されていることが理解されるであろう。説明と視覚的相違点を容易にするために、相対的により高い電圧／電流／電力を負荷１４に運ぶ図の部分は、システム８のより低い電圧の制御部分とは対照的に、太くしてある。
【００１２】
送電網１０、燃料電池電力設備１８、および負荷１４は、破線ブロック１１により表されるサイト管理システム（ＳＭＳ）を通して相互に接続されるとともに制御される。負荷１４は、ここではＬ₁、Ｌ₂、．．．Ｌ_Xで示されるが、サイトにおける顧客の負荷であり、実質的に連続した電力供給を必要とするコンピュータ、電子データ処理装置、および医療用装置のうちの少なくとも１つなどである１つまたは複数の「重要な」負荷を一般に含む。これらの負荷１４の他のものは、より重要ではないものとすることができ、短時間またはより長い時間の電力の中断を許容できる。通常の接触器配列１３には、その端末に接続されたそれぞれの負荷Ｌ₁、Ｌ₂．．Ｌ_Xと共に、１２の個々の別々に制御可能な接触器、すなわち１、２、．．Ｘが存在し得る。個々の接触器の選択的な作動は、以下に説明するように、電力供給源にそれぞれの負荷を選択的に接続しおよび接続を解除するのに使用できる。
【００１３】
公益事業設備送電網バス１０は、燃料電池電力設備１８が同様に導線またはバス１５を介し、デルタ対ワイ変成器（ｄｅｌｔａ−ｔｏ−ｗｙｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）２７を通して提供するように、変成器２０による降圧の後で、通常、４８０Ｖａｃおよび６０Ｈｚの電力を提供する。スイッチング装置１２は、バス１５を通して燃料電池電力設備１８を、負荷電力バス３９を通して負荷１４を、および、公益事業設備送電網１０を、相互に接続するように機能する。このように、燃料電池電力設備１８（あるいは、単に「燃料電池１８」または「電力設備１８」）は、その経済的な使用のために、全時間において負荷１４にまたは負荷１４と公益事業設備送電網１０に電力を供給するように利用可能でありかつ接続される。スイッチング装置１２は、好ましくは、高電流能力で高速の静的（ソリッドステート）スイッチング構成と、いくつかの内部連結器（ｉｎｔｅｒ−ｔｉｅ）または遮断器スイッチ（図示せず）を含む。静的スイッチは、逆に接続した（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）シリコン制御整流器とすることができ、主作動スイッチとして機能し、送電網１０の通常作動時は閉にされて、送電網１０を電力設備１８および負荷１４と接続し、送電網が所定範囲を外れた場合または「イネーブル」信号が除去された場合は、開にされる。スイッチング構成は、２０００アンペアの定格でありかつ約１／４周期（約４ｍｓ）内で電力の継ぎ目なしスイッチイング切り換えを実施できる３極電気作動静的スイッチなどの当業技術内でよく知られた種類のものとすることができる。遮断器スイッチは、一般に電気機械式であり、選択的に静的スイッチの周りにバイパス経路を提供することおよびそうでなければ閉にされた経路を開にすることの少なくとも一方を行うように自動または手動で作動できる。包括的（ｇｌｏｂａｌ）バイパス遮断器１９が、バス１５、１０、および３９に接続されており、保守あるいは始動または停止作動の間のように、手動で閉にされるとき、スイッチング装置１２をさらにバイパスするように機能する。
【００１４】
サイトには複数の燃料電池電力設備１８が存在し、本発明を構成するのは、これら複数の電力設備１８の一体化された制御、およびこれら複数の電力設備１８を伴う一体化された制御、の少なくとも一方である。例示的な構成では、５つのそのような電力設備１８が、サイトに配置され、ＳＭＳ１１により制御される。各電力設備１８は、２００ｋｗインターナショナルフューエルセルズ、エルエルシー社（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＦｕｅｌＣｅｌｌｓ，ＬＬＣ）（以前のＯＮＳＩ）ＰＣ２５^TMＣ電力設備であり、５つのユニットがひとまとめになって１メガワットまでの電力を提供できる。このような各電力設備１８は、基本燃料電池（Ｆ．Ｃ．）、電力設備制御装置（ＰＰＣ）、および電力調整システム（ＰＣＳ）を含み、この電力調整システム（ＰＣＳ）は、それ自体の別の制御装置を含む。燃料電池Ｆ．Ｃ．は、一般によく知られるように、燃料スタック組立体、補助的な燃料処理・供給装置、酸化剤供給装置、および水・水蒸気管理システム（図示せず）を含む。ＰＰＣは、一般に知られるように、それぞれのＦ．Ｃ．の作動および制御に直接付随する制御器、論理、およびモニタ装置を含み、さらに、以下に説明するように、電力設備１８の現在の発電能力を評価するための付加的な備えを含む。ＰＣＳは、ＤＣ電力を所望の電圧および周波数のＡＣ電力に変換するソリッドステートインバータとその制御装置を含む。以下に説明するＰＣＳに付随する制御装置および他の制御装置によるＰＣＳのおよびＰＣＳによる制御は、さらに、一般に知られるようにＧ／ＣからＧ／Ｉへまたその逆への電力設備１８の作動モードの変換を可能とする。Ｇ／Ｃモードで使用されるとき、ＰＣＳにより制御される変数は、供給される（有効および無効の両方の）電力である。Ｇ／Ｉモードで使用されるとき、制御される変数は、出力電圧および周波数、さらに、複数の電力設備１８が関係する場合は、位相である。三相システムの出力電圧は、もちろん、各位相間で１２０°の位相角となるように制御される。いくつかの燃料電池電力設備１８の出力が、バス１５によりひとまとめにして結合される。制御信号が、電力設備１８のいくつかの構成要素部分、すなわち、Ｆ．Ｃ．、ＰＰＣ、およびＰＣＳの間で、ここでは便宜上ひとまとめにして共通の信号バス・Ｉ／Ｏポート３０として図示される１つまたは複数の信号経路を介して、交換され得る。
【００１５】
スイッチング装置１２に加えて、サイトのためのＳＭＳ１１は、最初は、複数の電力設備の互いに関し、さらには顧客負荷１４に関し、最後には、単一の電力資源として公益事業設備送電網に関し、複数の電力設備１８の一体化された作動を整合させるのに責任がある３つの制御装置を含む。
【００１６】
サイト管理制御装置（ＳＭＣ）３１は、スイッチング装置１２の静的スイッチに付随する論理からの導線４０上のモード指示／制御信号Ｍ１およびＭ２に応答して、さらには、送電網検出回路３７により提供された送電網電圧基準信号１０’に応答して、燃料電池１８のＰＣＳの直接の制御を提供する。送電網検出回路３７は、一般に、送電網１０の電圧および電流を検出するとともにそれらのそれぞれの信号を提供する電位変成器（検出器）および電流変成器（検出器）を含む。スイッチング装置１２からのモード信号Ｍ１およびＭ２は、静的スイッチのスイッチングを、従って、Ｇ／ＣからＧ／Ｉへのまたはその逆へのモード変更の必要性を示す。静的スイッチに付随する論理は、送電網検出回路３７から導線１０’’を介して信号を受け取り、送電網が所定範囲内にあるかないかを決定する。この状態の変更は、論理を通して、静的スイッチを「切り替える（ｔｏｇｇｌｅ）」とともに、導線４０上のＭ１およびＭ２信号を介してそのような作動を知らせるように作動する。送電網が所定範囲を外れたとき、Ｍ２モード信号は、「オフ」から「オン」状態に移行して、モード変更の必要性を知らせるとともにモード変更を開始する。同様に、しかしながら少しばかり遅れて、静的スイッチが、検出された送電網の範囲外の状態に応答して実際に開にされたとき、Ｍ１モード信号は、「オフ」から「オン」状態に移行して、モード変更の名目上の完了を知らせる。これとは逆が、送電網電力供給が許容できる範囲内に戻ったことを検出回路が決定するときに、生じるとともに、Ｍ２信号が、再び、Ｍ１信号を先導する。また、ＳＭＣ３１は、それぞれの燃料電池１８のＰＣＳのそれぞれに負荷共有制御信号を発してＧ／Ｉモードにおける負荷追従作動中に負荷を燃料電池１８の間で配分する備えを含む。この負荷共有は、燃料電池電力設備１８からのステータス信号により提供されるような各燃料電池１８の現在の発電能力を一般に考慮し、それに応じて負荷をそれらの間で配分する。
【００１７】
ＳＭＣ３１は、一般に、コンピュータ、プログラム可能な論理、検出器、および制御回路から構成される。導線１０’上に提供される送電網の電圧、位相、および周波数についての情報、およびモード信号Ｍ１およびＭ２の組み合わせは、ＳＭＣ３１内において出力として、導線３３’上のさらなるモード制御信号Ｄ１およびＤ２、導線３３’’上の位相ロックループ同期信号、および導線３３’’’上の電圧基準信号を提供するように機能する。信号バス３３は、これらの制御信号をＳＭＣ３１といくつかの電力設備１８のＰＣＳとの間で交換する。信号バス３３は、さらに、ＳＭＣ３１とＰＣＳのそれぞれとの間で、ＳＭＣ３１へ／ＳＭＣ３１から導線３３’’’’としてひとまとめにして表されているいくつかの負荷共有ステータス信号および制御信号を運ぶ。これらの信号は、Ｇ／Ｉモードにおける負荷追従作動中に負荷を燃料電池１８の間で配分するのに使用される。「負荷共有」アルゴリズムは、燃料電池電力設備１８からのステータス信号により提供されるような各燃料電池１８の現在の発電能力を考慮し、それに応じて負荷をそれらの間で配分する。
【００１８】
また、送電網検出回路３７により検出された送電網１０の電圧信号および電流信号は、送電網保護リレー２６に延びており、この送電網保護リレー２６は、そして次に、所定範囲内にあるかまたは所定範囲を外れた送電網の電圧および電流に応答して、導線２８上に制御信号を提供する。導線２８は、スイッチング装置１２に接続されており、その上の信号は、送電網障害時に負荷が確実に電力を有し続けるような仕方で、また、極端な状態の場合は静的スイッチ、送電網１０、電力設備１８、および負荷１４のうちの少なくとも１つを保護するような仕方で、１つまたは複数の遮断器スイッチを制御するように機能する。
【００１９】
第２の制御装置は、適切な標準集積回路から構成されるプログラム可能な論理制御器である負荷制限制御装置（ＬＳＣ）３４である。ＬＳＣ３４は、以下に説明するように、Ｇ／Ｉモードにおける高速負荷制限制御を提供する。ＬＳＣ３４は、ここでは全ての「ｎ」個の信号をひとまとめにして表す信号バス３６を介して、それぞれのキロワット（Ｋｗ）能力信号を電力設備１８（１からｎまで）のそれぞれから受け取る。それぞれのＫｗ能力信号は、各電力設備１８のそれぞれのＰＰＣ内で通常は発生され、それぞれのＰＣＳを通り、それぞれは、ここでは導線３６としてひとまとめにして表されるそれぞれの対を介して４−２０ｍａ信号としてＩ．Ｏ．ポート３０を介してＬＳＣ３４まで達する。ＰＰＣにおけるＫｗ能力信号の発生と、ＳＭＳ１１のさまざまな制御器におけるその最終的な使用とは、よりいっそう詳細に以下に説明する。この際、Ｋｗ能力信号は、個々の電力設備１８の発電能力の測定値であり、負荷共有、負荷制限に用途を見つけ、さらに、分散資源の公益事業設備送電網内の統合されたまたは単一の資源として複数の電力設備１８の全体の制御に用途を見つけると言うにとどめておく。さらに、２Ｘ個の信号（多分、数では２４個）が、ここでは簡略化のために単一の導線７０として表される別々の信号ラインを介して接触器配列１３のＸ個（多分、数では１２個）の接触器１からＸまでとＬＳＣ３４との間で伝達される。これらの信号の半分は、それぞれの接触器のステータスを表し、残りの半分は、それぞれの接触器の開閉を制御するのに責任がある。また、ＬＳＣ３４は、スイッチング装置１２の静的スイッチに付随する論理から導線７１を介して、モードステータス、特にＧ／Ｉモードへの移行の指示を受け取る。これによって、このモード内の負荷制限機能の実施およびその逆が可能となる。
【００２０】
第３の制御装置は、電力システム８のための運転者インターフェースを提供するサイト監視制御装置（ＳＳＣ）２９であり、高いレベルでのシステムの一体化された監視制御に責任を負うことができるとともに、サイトにおける顧客（または運転者）と公益事業設備の間のインターフェースを提供する。ＬＳＣ３４のように、ＳＳＣ２９は、必要とされる機能を実施するようにプログラムされる適切な標準集積回路から構成されるプログラム可能な論理制御器である。バス延長部３８が、ＬＳＣ３４とＳＳＣ２９を接続し、それによって、これら２つは、ひとまとめにしてユニットとして見ることができる。ＳＳＣ２９は、公益事業設備送電網とばかりでなく、電力システム８の残りとの６つのインターフェースを含む。
【００２１】
これらのインターフェースの１つは、バス延長部３８を介するＬＳＣ３４のＳＳＣ２９との相互接続である。ＬＳＣ３４は、接触器配列１３に付随する２Ｘ個の数の信号をＳＳＣ２９にほぼ０．５秒間ごとに伝達し、それによって、ＳＳＣ２９は、Ｇ／Ｉモードのときに、顧客負荷のステータスをモニタするばかりでなく、顧客負荷の接触器１３の無効（ｏｖｅｒｒｉｄｅ）能力を有する。
【００２２】
別のインターフェースは、ｎ対の局所運転者インターフェース（ＬＯＩ）導線５４’を介する、ＳＳＣ２９と個々の電力設備１８の間の通信を含み、１つだけが、ＳＳＣ２９に接続されて示されており、電力設備１８のＰＰＣとの接続が、簡略化のためではあるが、累積的な複数の経路である種々の信号通信バス５４の一部として表されている。これらの信号は、電力設備１８の定常的な監視制御に必要な信号を含み、局所人間機械インターフェース（ＨＭＩ）５６上の局所ディスプレイと、公益事業設備からの／公益事業設備への導線５８上の公益事業設備割り当て（ｕｔｉｌｉｔｙｄｉｓｐａｔｃｈ）監視制御・データ取得（ＳＣＡＤＡ）インターフェースにおける使用との両方のために、電力設備１８からデータを得るのに使用される。パネル制御器６０は、さまざまな信号表示器のための、および、特にモードスイッチ入力のための手動制御器を含み、このモードスイッチ入力は、電力設備１８が個々に制御される局所作動モード（Ｌ）と、いくつかの電力設備がユニットとして作動される監視モード（Ｓ）との間の選択を提供する。パネル制御器６０からのモード選択器スイッチが、図１に図示するように監視モード（Ｓ）にあるとき、局所ＨＭＩ５６と遠隔ＨＭＩ６２の両方とも、制御命令または割り当て命令を発するのが抑制される。次に、全ての制御信号および割り当て信号が、リースされた（専用の）銅対から構成されたモードバス（Ｍｏｄｂｕｓ）遠隔端末リンクであるＳＣＡＤＡインターフェースライン５８を介して、公益事業設備の遠隔割り当て局（図示せず）から到達する。遠隔ＨＭＩ６２は、局所モデム６４を通して電話回線により電力設備１８製造業者および公益事業設備の少なくとも一方などの遠隔サイトと接続され、モード選択器スイッチが局所モードにあるときにのみ導線５４および５４’’’を介して電力設備１８からおよび電力設備１８へデータ命令および制御命令を行う。局所ＨＭＩ５６は、モード選択器スイッチが局所モード（Ｌ）にあるときにのみ、ＳＳＣ２９の相互作用と共に導線５４および５４’を介して電力設備１８からおよび電力設備１８へデータ命令および制御命令を行う。局所ＨＭＩ５６とＳＳＣ２９の間の接続は、ＳＳＣ２９との第３のインターフェースを表す。同様に、遠隔ＨＭＩ６２は、局所モデム６４を通して電話回線により電力設備１８製造業者および公益事業設備の少なくとも一方などの遠隔サイトと接続され、モード選択器スイッチが局所モード（Ｌ）にあるときにのみ局所ＨＭＩ５６、ＳＳＣ２９、導線５４および５４’を介して電力設備１８へおよび電力設備１８からデータ命令および制御命令を行う。
【００２３】
ＳＳＣ２９との第４のインターフェースは、導線６５を介する送電網保護リレー２６を含む。この接続は、送電網検出ユニット３７により認識されかつＧＰＲ２６を通して適用される、送電網１０のステータス、および電流、電圧、位相、または周波数の異常などの送電網に関するどのような故障または範囲外状態をも報告する。
【００２４】
ＳＳＣ２９との第５のインターフェースは、ＳＳＣ２９に接続された信号導線６７を有しかつ電力バス１５に接続された利用電力計６６によって、いくつかの電力設備１８による電力供給を示す信号と、負荷電力バス３９に接続された利用電力計６８によって、負荷１４に供給され／負荷１４により引き出される電力を示す信号との提供を含む。電力計６８は、接触器１３と包括的バイパス１９の中間でバス３９に接続されており、ＳＳＣ２９に接続された単一の導線６９を有する。電力計６６および６８はそれぞれ通常は、電力を累積的に決定するための電位（電圧）検出器および電流検出器（いずれも図示せず）を含む。これらの電力記録は、以下に説明する作動を制御するのにＳＳＣ２９およびＬＳＣ３４により使用される。
【００２５】
第６のインターフェースは、導線７２により表されるように、ＳＳＣ２９とスイッチング装置１２の間の双方向（２−ｗａｙ）通信を含む。ＳＳＣ２９は、必要ならば、別々の信号を静的スイッチ制御器および選択された遮断器スイッチに提供できて、ＳＭＳ１１の作動モードをそれに選択させる。同様に、これらのスイッチは、それぞれのステータス信号をＳＳＣ２９に戻す。ＳＳＣ２９は、「イネーブル」信号を静的スイッチに提供することができ、提供するときに、そのときの送電網１０の状態に基づいて自律的にスイッチを作動させる。信号が「ディセーブル」のときは、信号は、静的スイッチを開にするとともに電力システム８をＧ／Ｉモードで作動させる。
【００２６】
局所診断端末７３が、「ｎ方向（ｎ−ｗａｙ）」スイッチ７４、導線５４’’および５４を通して、診断データを得るためにｎ数個の電力設備１８の個々の電力設備に選択的に接続される。同様に、遠隔診断端末（ＲＤＴ）６１が含まれており、「ｎ方向」電話回線分配器（ｓｈａｒｅｒ）６３を通して個々のｎ数個の電力設備１８に、導線５４および５４’’’を介して、同様に診断データを得るために接続される。
【００２７】
図２をここで参照すると、図２は、それぞれの電力設備１８のＰＰＣにおける、それぞれの燃料電池電力設備１８の現在の発電能力を示すＫｗ能力信号（Ｋｗ能力）の発生の一般化された機能概略ブロック図を図示する。次に、この信号は、個々の設備および累積電力システム８の両方に基づいて、Ｇ／Ｉモードにおける負荷共有能力および負荷制限能力ばかりでなくＧ／Ｃモードにおける公益事業設備による電力要求の遠隔割り当てを可能および容易にするのに、使用される。Ｋｗ定格値（Ｋｗ定格）は、イベント表７７への入力導線７６上に表されるように、それぞれの燃料電池電力設備１８に最初に指定される。Ｋｗ定格信号は、２００Ｋｗの通常デフォルト値を有し、この通常デフォルト値は、燃料電池および電力設備が、最大能力で作動中であるかまたは作動可能であることを想定している。この値は、運転者または製造業者によって、規定量により電力設備の性能を低下させ得る予め決められた状況を考慮してより小さな値を反映するように、調整され得る。イベント表７７は、いくつかの電力折り返し値を含み、これらの値のそれぞれは、電力設備１８の燃料電池Ｆ．Ｃ．部分の作動における１つまたは複数の「異常」状態に一致する。例えば、燃料電池システムにおける低い水蒸気対燃料比（ｓｔｅａｍｔｏｆｕｅｌｒａｔｉｏ）の状態では、電力定格は、１７０Ｋｗまで折り返されることができ、また、燃料需要を満足できないこと、不十分な補給水、過剰な燃料電池キャビネット温度、その他などの状態では、折り返しは、ほんの７５ＫｗのＫｗ定格まで、より大きくされ得る。これらの折り返し電力値（およびその他）は、表７７の上部に現れる規模で図示されるが、実際は、表は、検出された状態を予め決められた折り返し電力定格と互いに関連させ、かつ、折り返された電力定格を表す導線７８上の信号を出力として提供するように、機能する。この信号は、より小さな方を選択する関数７９に適用され、この関数は７９は、その他方の入力として導線７６からの最初のＫｗ定格値を有する。導線７６および７８上の信号のうちのより小さな電力値が、次に、導線８０上の出力として提供される。さらなる可能な電力折り返しが、導線８０から（＋）入力を受け取りかつ導線８２上の（−）入力を受け取り得る加算器８１において行われ得る。導線８２は、燃料電池のための水処理システム内の検出された異常から生じるどのような電力折り返しの大きさも含み、この折り返しの大きさは、可変であり、０Ｋｗ程度の小さな電力低下から１９０Ｋｗ程度の大きなものにまで変わり得る。この場合、導線８０上に現れる値は、導線８２上に現れる値によって減らされて、結果として生じる導線８３上の出力を提供することになる。導線８３上の値は、同様にあるいはさらに、燃料電池水処理システムが保守モードに置かれる場合は、折り返され得るかあるいは無効にされ得る。この可能性のある無効は、水処理保守モード信号８４が、表８５に適用されるときに生じ、この表は、水処理が通常に作動している場合は、導線８３上の値を、または、８４上のモード信号が保守モードを示している場合は、ほんの１０Ｋｗの予め設定された折り返し値を、導線８６上の出力として提供するようにスケジュール設定される。導線８６上の値は、より小さな方を選択する関数８７において導線８３上の値と比較され、より小さな値は、次に、導線８８上のＫｗ能力信号として提供される。このように、通常の作動状況および状態では、Ｋｗ能力信号は、２００Ｋｗ程度の大きさとなり得ること；一方、１つまたは複数の他の状態が生じるかあるいは存在する場合は、それに従って、定格は、２００Ｋｗと１０Ｋｗの間の値まで折り返されることになること、が理解されるであろう。これは、次には、その瞬間におけるその電力設備１８の発電能力を表す。さまざまな寄与パラメータが、少なくとも０．５秒間程度の頻繁さでモニタされ、それによって、Ｋｗ能力信号が、０．５秒間毎に更新されかつ送られ得る。
【００２８】
図２をさらに参照すると、設定電力値（以下の図３では１１２で示される）が、導線９０に適用されており、単一の電力設備に対する、全体の電力割り当て信号（以下の図３では９７で示される）の結果である。全体の割り当ては、図３に関して説明されるアルゴリズムに従って複数の電力設備の間で配分され、結果として生じる設定電力は、電力設備１８のそれぞれの単一の電力設備からの電力出力の所望のまたは命令されたレベルを示す。この全体の割り当て値は、ＳＳＣ２９へのＳＣＡＤＡ入力５８を介する公益事業設備により設定でき、図３に図示するアルゴリズムにより、結果として生じる設定電力値を提供するように調節される。導線９０上のこの設定電力値は、より小さな方を選択する関数９１において導線８８上のＫｗ能力値と比較され、２つのうちのより小さな方が、次に、その電力設備１８により割り当てられる電力のレベルを命令する制御信号ＤＩＳＰＫＷとして利用できる。より小さな方の選択９１の出力は、Ｇ／Ｃランプ（ｒａｍｐ）論理９２を通して延ばされることができ、それによって、導線９３上のＤＩＳＰＫＷ信号は、予め決められた割合でレベルを変更することになり、特にＧ／ＣモードとＧ／Ｉモードの間で移行するとき、相対的に滑らかな電力移行が確実になる。それぞれのＫｗ能力信号は、電力設備のＰＣＳを通り、ＰＣＳ内の電流変換器から、導線３６を介してＬＳＣ３４に送られる。導線９３上のそれぞれのＤＩＳＰＫＷ信号は、それぞれのＰＰＣからそれぞれのＰＣＳへ送られかつそれぞれの電力設備１８のＫｗ電力出力を調整する、命令信号を表す。
【００２９】
図３を参照すると、通常はＳＳＣ２９内にある論理の一般化された機能概略ブロック図が示されており、この論理は、Ｇ／Ｃモードで作動するときの複数（１からｎまで）の電力設備１８の電力割り当て負荷を決定する。ｎ個の燃料電池電力設備１８のそれぞれのための／それぞれからのＫｗ能力信号は、入力として加算器９４に累積的に加えられて、導線９５上の出力として全体Ｋｗ能力信号を提供する。この信号は、その瞬間における電力システム８の全体の発電能力を表す。全体Ｋｗ能力信号は、一方の入力として、より小さな方を選択する関数９６に提供され、他方の入力は、導線９７上の公益事業設備割り当て信号である。公益事業設備割り当て信号は、ＳＣＡＤＡライン５８を介して公益事業設備から受け取られた需要信号から導き出され得る。より小さな方の選択９６の出力は、ライン９８上に現れ、従って、実際の割り当て値となる。換言すれば、実際の割り当て値は、これらの２つの入力値のうちのより小さな方であり、全体Ｋｗ能力を超えることはできない。次に、実際の割り当て値は、除法関数ブロック９９内において全体Ｋｗ能力値との比で示されるかあるいは全体Ｋｗ能力値で割られて、導線１００上に表される出力値を提供する。公益事業設備割り当て値が、全体Ｋｗ能力値に等しいかまたはそれより大きい場合は、出力１００は、１となるであろうし、一方、公益事業設備割り当て要請が、より小さい場合は、出力１００は、１より小さないくらかの分数値となるであろう。ライン１００上のこの値は、重み付けまたは比例配分の因子と見なされ得る。それは、入力として、ｎ個の乗算器関数ブロック１１０のそれぞれに適用され、この関数ブロックは、その他方の入力としてそれぞれの電力設備のためのＫｗ能力値を有する。これらの乗法関数の積は、ライン１１２上の出力として現れるそれぞれの設定電力信号値であり、図２のライン９０上の設定電力値として使用される。このように、それぞれの電力設備１８（１からｎまで）のための設定電力需要信号は、電力設備のＫｗ能力の比で出された量であり、その能力を超えることはできない。公益事業設備割り当て値が全体Ｋｗ能力に等しいかそれより大きい場合は、それぞれの電力設備は、その現在の最大能力に負荷されることになる。逆に、比が１より小さい場合は、それぞれの電力設備は、その現在の能力のその比で出された量に負荷されることになる。
【００３０】
図３に関して図示されたアルゴリズムの代替は、全ての電力設備が等しい能力を有していることを最初に想定するアルゴリズムであり、従って、公益事業設備割り当て要請値を燃料電池電力設備の数（ｎ）で割って、最初の「電力設備毎の」割り当て値を得る。関連する論理は、次に、第１の電力設備１８（＃１）のためのＫｗ能力信号を、最初の「電力設備毎の」割り当て値と比較し、十分な能力が存在する場合は、要請された値が、その電力設備の電力割り当てレジスタに入力される。同じことが、残りの燃料電池電力設備（＃２からｎまで）に対して行われる。特定の燃料電池電力設備１８が、制限され、最大の要請された「電力設備毎の」割り当て値を供給できない場合は、それは、その電力が制限された能力に負荷され、残りは、オーバーフローレジスタなどの中に格納される。全ての燃料電池１８が、ポーリングされ、それらのそれぞれのキロワット発電能力に基づいて負荷されたときに、オーバーフローレジスタ内に累積されかつ格納されたＫｗ量が、上述したのと同じ論理を用いて、残りのまたは余分の発電能力を有する燃料電池１８の間で分配される。この処理は、全体の割り当て要請が電力設備１８に指定されるまであるいはオーバーフロー割り当て要請に対して付加的な能力が残らなくなるまで、繰り返して継続される。後者が生じた場合は、警報メッセージが公益事業設備の割り当てセンターにライン５８を介して送られ、電力要請が、サイトの目下の発電能力を超えていると述べる。
【００３１】
サイトに基づく電力システム８のＧ／Ｃモードでの作動中には、ｎ個の燃料電池電力設備１８の全体の能力が、局所顧客負荷１４の需要を満たすのに利用できるばかりでなく、公益事業設備送電網１０の名目上「無限」の資源が、利用できる。しかしながら、Ｇ／Ｉモードで作動するときは、利用できる最大電力は、図３に図示された全体Ｋｗ能力値９５により表されるものである。そのような場合に、電力設備１８の電力「折り返し」に起因して全体Ｋｗ能力値が低減されたためなどにより、ひとまとめの負荷１４（Ｌ₁、Ｌ₂、．．．Ｌ_X）の実際の全体電力需要が、全体Ｋｗ能力値より大きくなる場合は、いくらかの管理上の措置を取る必要がある。本発明の態様によれば、顧客負荷１４は、優先順位のスケジュールに従って、配列または特定される。最も厳密な場合は、全体のＸ数個の負荷のそれぞれが、それ自体の異なる相対的な優先順位を有する。代替として、負荷１４は、例えば、高優先順位群、中間優先順位群、および低優先順位群などのように、グループ化できる。
【００３２】
一実施態様においては、次に、負荷１４の全体の電力需要が、利用電力計６８からの信号６９により示されるように、ＳＳＣ２９に運ばれ、そこで、それは、（図３の）全体Ｋｗ能力信号９５と比較されて、負荷の即時の需要を満足させる十分な能力があるかないかを決定する。能力がある場合は、その需要は、ＳＭＣ３１内の確立されたシステム負荷共有アルゴリズムに従って満たされる。しかしながら、減算または比率または他の都合のよい手段によるこの比較によって、即時の負荷需要が全体Ｋｗ能力より大きいことが示される場合は、負荷制限状態が生じる。これは、優先順位の前もって決定されたスケジュールに従って、ＬＳＣ３４と接触器１３の間の導線７０で表される制御信号によりそれぞれの個々の負荷接触器１３（１、２、．．Ｘ）の選択的な作動（開にすること）で負荷１４（Ｌ₁、Ｌ₂、．．Ｌ_X）の特定のものまたは群の接続を解除（制限）することによって、行われる。ＬＳＣ３４は、ＳＳＣ２９と共に、次に、負荷優先順位スケジュールを用いて、より低い優先順位の負荷の接続を解除するとともにより重要でより高い優先順位の負荷の接続を維持するのに必要なこれらの接触器１３を作動させる（開にする）ことになる。１つの構成では、負荷は、需要が全体Ｋｗ能力により満足できるまで、繰り返し処理を通して優先順位により順次制限され得る。別の、より精巧な構成では、それぞれ別々の接触器１３（１、２、．．Ｘ）に付随した負荷の即時需要が、電力計をそれぞれの接触器と関連させ、かつ、その情報を、優先順位スケジュールに従って単一の接続解除作動においていずれの負荷の接続を解除するかを計算するのに、用いることによって決定できる。もちろん、いずれの構成でも、負荷１４の使用パターンは、負荷が使用者によって「オン・オフされる」間に、常に変化し得るので、過負荷を避けるためにＧ／Ｉモードでこの解析および制御作動を継続的に繰り返す必要がある。電力折り返し状態が除去されること、および特定のより高い優先順位の負荷が除去されまたは「オフにされ」ることの、少なくとも一方が行われるとき、予め制限されたより低い優先順位の負荷のいくつかまたは全てが、負荷電力ライン３９に再接続され得る。このように、最も重要な顧客の負荷は、常に電力を有する。
【００３３】
図２および図３に図示される論理関数ばかりでなく、本発明により実施される多くの他の論理関数は、専用論理を用いてまたはプログラム可能な論理回路を介して行うことができ、後者は、極端な場合は、１つまたは複数の適切にプログラムされたコンピュータを介して実施される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】公益事業設備送電網内の分散資源として、および送電網が利用できないときにサイトに配置された１つまたは複数の負荷に対する予備電力供給源として、サイトにおいて複数の燃料電池電力設備を用いる電力システムの簡略概略ブロック図。
【図２】それぞれの燃料電池電力設備の現在の発電能力を表す信号の発生を例示する一般化された機能概略ブロック図。
【図３】Ｇ／Ｃモードで作動するときの複数の燃料電池電力設備の電力割り当て負荷をアルゴリズム的に例示する一般化された機能概略ブロック図。

Claims

分散発電公益事業設備電力送電網（１０）内において分散発電資源として包含される、サイトにおける燃料電池発電システム（８）であって、
ａ．サイトにおける複数の燃料電池電力設備（１８_1-n）と、
ｂ．実質的にサイトに配置された少なくとも１つの電気負荷（１４）と、
ｃ．複数の燃料電池電力設備（１８_1-n）のそれぞれ、少なくとも１つの負荷（１４）、および公益事業設備送電網（１０）に作動するように接続されたサイト管理システム（１１）と、
を含み、このサイト管理システム（１１）は、一体化された仕方で、
ｉ．燃料電池電力設備（１８）を少なくとも１つの負荷（１４）および電力送電網（１０）に接続する作動の送電網接続モードと、
ｉｉ．燃料電池電力設備（１８）を少なくとも１つの負荷（１４）に電力送電網（１０）への接続とは独立して接続する作動の送電網独立モードと、
のいずれかで、複数の燃料電池電力設備（１８_1-n）を制御することを特徴とする燃料電池発電システム（８）。
それぞれの燃料電池電力設備（１８）は、発電するための燃料電池および付随するサブシステム（Ｆ．Ｃ．）と、燃料電池および支持サブシステム（Ｐ．Ｃ．）の状態を制御およびモニタする電力設備制御装置（ＰＰＣ）と、燃料電池により負荷に提供される電力を調整する電力調整システム（ＰＣＳ）と、を含み、電力設備制御装置（ＰＰＣ）は、燃料電池および支持サブシステム（Ｆ．Ｃ．）のモニタされた状態を示す信号に応答し、かつ、それぞれの燃料電池電力設備（１８）の即時電力出力能力を表す信号（Ｋｗ能力−８８）を提供する、信号処理論理（７７、７９、８１、８５、８７）をさらに含み、サイト管理システム（１１、９４）は、燃料電池電力設備（１８_1-n）のそれぞれからの即時電力出力能力信号（Ｋｗ能力−８８）に応答し、複数の燃料電池電力設備（１８_1-n）の全体の即時電力出力能力を表す信号（全体Ｋｗ能力−９５）を提供することを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電システム（８）。
前記燃料電池発電システム（８）は、公益事業設備から受け取った公益事業設備割り当て信号（５８、９７）をさらに含み、サイト管理システム（１１）は、公益事業設備割り当て信号（５８、９７）および全体Ｋｗ能力信号（９５）に応答し、これらのうちのより小さな方を選択して実際の割り当て信号（９８）を提供し、さらに、実際の割り当て信号（９８）を全体Ｋｗ能力信号（９５）と比較して比例配分された割り当て信号（１００）を提供し、さらに、比例配分された割り当て信号（１００）および各燃料電池電力設備（１８）のそれぞれからのＫｗ能力信号（８８）に応答して、それぞれの各燃料電池電力設備（１８_1-n）に対する割り当て電力を制御するそれぞれの設定電力制御信号（１１２、９０）を提供する、信号処理手段（９６、９７、１１０）を含むことを特徴とする請求項２記載の燃料電池発電システム（８）。
前記サイト管理システム（１１）の信号処理手段（９６、９７、１１０）は、比例配分された割り当て信号（１００）と各燃料電池電力設備（１８）のそれぞれからのＫｗ能力信号（８８）のそれぞれとの数学的積を決定して、各設定電力制御信号（１１２、９０）のそれぞれを提供することを特徴とする請求項３記載の燃料電池発電システム（８）。
前記燃料電池発電システム（８）は、公益事業設備から受け取った公益事業設備割り当て信号（５８、９７）をさらに含み、それぞれの燃料電池電力設備（１８）は、発電するための燃料電池および付随するサブシステム（Ｆ．Ｃ．）と、燃料電池および支持サブシステム（Ｐ．Ｃ．）の状態を制御およびモニタする電力設備制御装置（ＰＰＣ）と、燃料電池により負荷に提供される電力を調整する電力調整システム（ＰＣＳ）と、を含み、電力設備制御装置（ＰＰＣ）は、燃料電池および支持サブシステム（Ｆ．Ｃ．）のモニタされた状態を示す信号に応答し、かつ、それぞれの燃料電池電力設備（１８）の即時電力出力能力を表す信号（Ｋｗ能力−８８）を提供する、信号処理論理（７７、７９、８１、８５、８７）をさらに含み、サイト管理システム（１１）は、公益事業設備割り当て信号（５８、９７）を複数の燃料電池電力設備（１８）の数で割って最初の電力設備毎の割り当て信号値を提供し、最初の燃料電池電力設備（１８）に対するＫｗ能力信号（８８）を電力設備毎の割り当て信号値と比較しかつこの電力設備にそれぞれのＫｗ能力信号（８８）により可能とされる電力設備毎の割り当て信号値と同程度を指定し、オーバーフロー記憶装置にどのような残りの値も格納し、同様に比較しかつ複数の燃料電池電力設備（１８）の各連続する１つにそれぞれのＫｗ能力信号（８８）により可能とされる電力設備毎の割り当て信号値と同程度を指定しかつどのような各残りの値も格納し、さらに、オーバーフロー記憶装置に残るどのような残りの値も割り振るように上述した機能を繰り返し反復する、信号処理手段を含むことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電システム（８）。
前記サイト管理システム（１１）は、接続された負荷（１４_L1-LX）の全体の電力需要を表す信号（６９）を提供する電力モニタ（６８）を含み、さらに、全体の電力需要信号（６９）および全体Ｋｗ能力信号（９５）を比較し、全体の電力需要が全体Ｋｗ能力を超える場合および超える限り、予め決められたスケジュールに従って１つまたは複数の負荷（１４_L1-LX）を制限する、信号処理論理（３４、２９）を含むことを特徴とする請求項２記載の燃料電池発電システム（８）。
前記複数の負荷（１４_L1-LX）のそれぞれは、燃料電池電力設備（１８）にそれぞれの選択的に制御される接触器（１３_L1-LX）を通して接続され、前記１つまたは複数の負荷の制限は、接触器（１３_L1-LX）のそれぞれの接触器を選択的に開にすることにより行われることを特徴とする請求項６記載の燃料電池発電システム（８）。
前記サイト管理システム（１１）は、サイト管理システム（１１）と公益事業設備の間に接続された通信リンク（５８、６２、６４、６１）を介して、遠隔の公益事業設備から割り当て信号を受け取りかつ遠隔の公益事業設備にステータス信号を提供することを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電システム（８）。
前記サイト管理システムは、複数の燃料電池電力設備（１８）の一体化された制御を行いかつ公益事業設備との制御インターフェースを提供する、サイト監視制御装置（２９）を含むことを特徴とする請求項８記載の燃料電池発電システム（８）。
前記サイト管理システム（１１）は、サイト監視制御装置（２９）と作動するように接続され、かつ、複数の電力設備（１８）が個別に制御される局所作動モードまたは複数の電力設備（１８）が統合された仕方で作動される監視作動モードで発電システム（８）の作動を手動で選択する、手段（６０）を含むことを特徴とする請求項９記載の燃料電池発電システム（８）。
前記サイト管理システム（１１）は、複数の燃料電池電力設備（１８）の一体化された制御を行うサイト監視制御装置（２９）と、サイト監視制御装置（２９）および負荷（１４、１３）と相互作用するように接続（３８、７０）されて負荷制限を制御する負荷制限制御装置（３４）と、燃料電池電力設備（１８）のそれぞれに接続され、かつ、電力設備（１８）により負荷（１４）に提供される電力を制御する、サイト管理制御装置（３１）と、を含むことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電システム（８）。
前記サイト管理システム（１１）は、送電網接続モードで作動するときに、一体化された仕方で燃料電池電力設備（１８）の電力割り当て負荷を、公益事業設備からの電力割り当て信号に応答して、確立するサイト監視制御装置（２９）と、サイト監視制御装置（２９）および負荷（１４、１３）と相互作用するように接続（３８、７０）された負荷制限制御装置（３４）と、各燃料電池電力設備（１８）のそれぞれのＰＣＳに接続され、かつ、送電網接続モードおよび送電網独立モードの一方の作動から他方の作動へのそれぞれの燃料電池電力設備（１８）の移行を制御する、サイト管理制御装置（３１）と、を含むことを特徴とする請求項２記載の燃料電池発電システム（８）。
前記サイト管理システム（１１）は、公益事業設備送電網（１０）、燃料電池電力設備（１８、１５）、および負荷（１４、１３、３９）に接続され、かつ、公益事業設備送電網（１０）から負荷（１４）および燃料電池電力設備（１８）の接続を迅速に解除するとともに作動の送電網接続モードから作動の送電網独立モードへ移行する、高速の静的スイッチング手段（１２）を、さらに含むことを特徴とする請求項１２記載の燃料電池発電システム（８）。
基本電力能力を表す最初の電力定格信号（Ｋｗ定格−７６）が、複数の燃料電池電力設備（１８_1-n）のそれぞれに提供され、信号処理論理（７７、７９）は、各燃料電池および支持サブシステム（Ｆ．Ｃ．_1-n）のそれぞれのモニタされた状態に応答して、モニタされた状態に従って予め決められた量だけそれぞれの電力設備（１８）の基本電力能力（Ｋｗ定格−７６）を折り返し、それによって、それぞれの即時電力出力能力信号値（Ｋｗ能力−８８）を提供することを特徴とする請求項２記載の燃料電池発電システム（８）。