JP2012186027A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池システムは,燃料電池と,前記燃料電池から出力される直流電流を第1の周波数の交流電流に変換して負荷に供給するインバータと,前記インバータから前記負荷に供給されるインバータ側交流電流を前記第1の周波数より小さい第2の周波数で変動させる変動制御部と,電力系統から前記負荷に供給される系統側電流を検出する電流検出部で検出される系統側電流から,前記第2の周波数に対応する周波数成分を抽出する抽出部と,前記抽出される周波数成分を所定の閾値と比較して,前記電流検出部の故障の有無を判定する判定部と,を具備する。
【選択図】図1
Description
ここで,電流検出器の誤接続を簡単に診断できるコージェネレーションシステムの診断装置が開示されている(特許文献1参照)。
この診断装置では,発電機の運転を停止した状態において,電流検出器の検出電流に基づいて電流検出器の接続状態を診断する。
本発明は,運転状態での電流検出器の故障検知が容易な燃料電池システムを提供することを目的とする。
(a)例えば,前記変動制御部が,インバータ側電圧を変動することで,前記インバータ側交流電流を変動させても良い。
(b)追加負荷と,前記追加負荷の前記インバータへの接続の有無を切り替える切替部と,前記変動制御部が,前記切替部を制御することで,前記インバータ側交流電流を変動させてもよい。
即ち,インバータ側電圧や追加負荷の接続の有無を制御することで,インバータ側交流電流を変動できる。
系統側電流を周波数分析することで,例えば,系統側電流の変動の傾向を考慮して,第2の周波数を適切に決定し,判定誤りを防止できる。
電流検出部が故障していると判断した場合,燃料電池を停止させることで,例えば,燃料電池から電力系統側への逆潮流を防止できる。
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る燃料電池・電力系統連系システムを表す図である。この燃料電池・電力系統連系システムは,燃料電池システム10,分電盤20,負荷L1,L2,電流検出器SC2,SC3を有する。燃料電池システム10,分電盤20(電力系統側)から負荷L1,L2に電力が供給される。
DC−DCコンバータ12は,燃料電池11からのDC電圧(直流電流)を昇圧して出力する。
DC−ACインバータ13は,DC−DCコンバータ12から出力されるDC電圧(直流電流)を,例えば,約200Vで,周波数f1(例えば,50[Hz],60[Hz])のAC電圧(交流電流)に変換する。
・インバータから前記負荷に供給されるインバータ側交流電流を前記第1の周波数より小さい第2の周波数で変動させる変動制御部
・抽出される周波数成分を所定の閾値と比較して,前記電流検出部の故障の有無を判定する判定部
・判定部が前記電流検出部が故障していると判断した場合,前記燃料電池を停止させる停止制御部
なお,後述のように,本実施形態では,制御部15(変動制御部)が,インバータ側電圧(電圧V1)を変動することで,インバータ側交流電流(電流I1)を変動させる。
y[n]=Σi=0 m a[i]・x[n−i]
ブレーカBR1〜BR3はそれぞれ,端子TU2,TN2,TV2での電流が所定値を越えると電流を切断するスイッチである。
I0=I2+I3
=I4+I5−2・I1
=P1/V4+P2/V5−2・I1
=(P1+P2)/100−2・I1
本実施形態では,電流検出器SC2,SC3の双方において,故障を検出しているが,電流検出器SC2,SC3の一方のみでの故障を検出してもよい。
本発明の第2の実施形態を説明する。
図3は本発明の第2実施形態に係る燃料電池・電力系統連系システムを表す図である。この燃料電池・電力系統連系システムは,燃料電池システム10a,分電盤20,負荷L1,L2,電流検出器SC2,SC3を有する。
なお,これらは,文献(「電機」2008年10月,頁21,図4)に示されるデータに基づく,シミュレーションの結果である。即ち,図4,図8,図12は,この文献の図4に対応している。
本発明の第3の実施形態を説明する。
図16は本発明の第3実施形態に係る燃料電池・電力系統連系システムを表す図である。この燃料電池・電力系統連系システムは,燃料電池システム10b,分電盤20,負荷L1,L2,電流検出器SC2,SC3を有する。
本発明の第4の実施形態を説明する。
図17は本発明の第4実施形態に係る燃料電池・電力系統連系システムを表す図である。この燃料電池・電力系統連系システムは,燃料電池システム10c,分電盤20,負荷L1,L2,電流検出器SC2,SC3を有する。
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張,変更可能であり,拡張,変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
11 燃料電池
12 DC−DCコンバータ
13 DC−ACインバータ
14 フィルタ
15 制御部
16 抽出部
17 分析部
20 分電盤
BR1−BR3, ブレーカ
SC1−SC3 電流検出器
L1,L2 負荷
L3 追加負荷
R1,R2 リレー
SW スイッチ
TU1,TN1,TV1 端子
TU2,TN2,TV2 端子
SV1,SV2,SV3 電圧検出器
Claims (5)
- 燃料電池と,
前記燃料電池から出力される直流電流を第1の周波数の交流電流に変換して負荷に供給するインバータと,
前記インバータから前記負荷に供給されるインバータ側交流電流を前記第1の周波数より小さい第2の周波数で変動させる変動制御部と,
電力系統から前記負荷に供給される系統側電流を検出する電流検出部で検出される系統側電流から,前記第2の周波数に対応する周波数成分を抽出する抽出部と,
前記抽出される周波数成分を所定の閾値と比較して,前記電流検出部の故障の有無を判定する判定部と,
を具備することを特徴とする燃料電池システム。 - 前記変動制御部が,インバータ側電圧を変動することで,前記インバータ側交流電流を変動させる
ことを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。 - 追加負荷と,
前記追加負荷の前記インバータへの接続の有無を切り替える切替部と,
前記変動制御部が,前記切替部を制御することで,前記インバータ側交流電流を変動させる
ことを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。 - 前記電流検出部で検出される系統側電流を周波数分析する分析部と,
前記分析部での周波数分析の結果に基づいて,前記第2の周波数を決定する決定部と,
をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記判定部が,前記電流検出部が故障していると判断した場合,前記燃料電池を停止させる停止制御部,
をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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