JP5131719B2

JP5131719B2 - Power generation amount control system, power generation amount control method, and arithmetic unit

Info

Publication number: JP5131719B2
Application number: JP2005095957A
Authority: JP
Inventors: 裕久安芸; 格石井; 明志毛笠; 元藤井; 芳朗石川; 重夫山本; 一郎杉本
Original assignee: Kansai Research Institute KRI Inc; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Kansai Research Institute KRI Inc; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: JP2006278151A

Description

本発明は、電力需要者に対する燃料電池による電力の供給量を制御する発電量制御システム、発電量制御方法、及び演算装置に関する。 The present invention relates to a power generation amount control system, a power generation amount control method, and a computing device that control the amount of power supplied from a fuel cell to a power consumer.

近年、エネルギの需要量が増加すると共に、環境問題への関心も高まっている。環境問題及び需要量増加の両方に対処すべく、エネルギの利用効率の高い燃料電池及び該燃料電池による発電の際に生じる排熱を給湯又は暖房等に利用するコジェネレーションシステムが多々開発されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, energy demand has increased and interest in environmental issues has increased. In order to deal with both environmental problems and increased demand, many fuel cells with high energy use efficiency and cogeneration systems that use waste heat generated during power generation by the fuel cells for hot water supply or heating have been developed. (For example, refer to Patent Document 1).

コジェネレーションシステムで用いる燃料電池は、高分子電解質（ＰＥＦＣ）形で最高出力が１ＫＷの燃料電池が主流であり、ＰＥＦＣスタック（発電モジュール）、都市ガス等の化石燃料から水素リッチガスを生成する改質器、ＰＥＦＣスタック及び改質器からの排熱を回収する熱交換器等で構成されている。 Fuel cells used in cogeneration systems are mainly polymer electrolyte (PEFC) type fuel cells with a maximum output of 1 KW, and reforming that generates hydrogen-rich gas from fossil fuels such as PEFC stacks and city gas. And a heat exchanger that recovers exhaust heat from the PEFC stack and reformer.

燃料電池は、集合住宅に設置することも、一戸建て住居に設置することも可能である。例えば図１３は、一戸建て住居群（４戸）に対して４基の燃料電池を設置した場合の模式図である。図１３の例では、各住居に対して燃料電池を１基設置することにより、各住居における電力負荷の変動を、対応する燃料電池の発電量を変動させることで吸収しており、燃料電池の発電効率の向上を図っている。
特開２００２−２８９２１２号公報 The fuel cell can be installed in an apartment house or in a detached house. For example, FIG. 13 is a schematic diagram when four fuel cells are installed in a single-family house group (four houses). In the example of FIG. 13, by installing one fuel cell for each residence, the fluctuation of the power load in each residence is absorbed by changing the power generation amount of the corresponding fuel cell. The power generation efficiency is improved.
JP 2002-289212 A

上述したような燃料電池を用いたコジェネレーションシステムは、燃料電池が電力を生成する際に発生した熱を利用して温水又は蒸気を生成しており、エネルギ利用効率は、通常の発電機よりも高い。しかし、各住居における電力負荷の変動は多種多様であり、対応する燃料電池の発電量を大きく変動させる。したがって、生成された電力及び温水が均等に使用されることは少なく、例えば電力だけを使用して温水を使用しないこと、又は温水だけを使用して電力を使用しないことが多い。したがって、燃料電池を含むシステム全体のエネルギ利用効率は、設計されたように高くならない。これは、集合住宅に設置した場合であっても、複数の一戸建て住居に設置した場合であっても同様である。 The cogeneration system using the fuel cell as described above generates hot water or steam using heat generated when the fuel cell generates electric power, and the energy use efficiency is higher than that of a normal generator. high. However, there are various variations in the electric power load in each residence, and the power generation amount of the corresponding fuel cell is greatly varied. Therefore, the generated electric power and hot water are rarely used evenly. For example, only electric power is used and hot water is not used, or only hot water is used and electric power is not used. Therefore, the energy utilization efficiency of the entire system including the fuel cell does not increase as designed. This is the same whether it is installed in an apartment house or in a plurality of detached houses.

すなわち、各住居、各棟単位で燃料電池の発電量を制御することはできるものの、電力負荷が小さい場合は余剰発電量が発生し、大きい場合には不足電力量が生じるおそれがある。しかし、燃料電池相互間で電力を補完し合うことができないことから、電力負荷が大きく変動した場合に対応しきれない場合が生じるという問題点があった。 That is, although the power generation amount of the fuel cell can be controlled for each residence and each building, when the power load is small, a surplus power generation amount is generated, and when it is large, there is a possibility that a short power amount is generated. However, since power cannot be complemented between fuel cells, there is a problem that it may not be possible to cope with a large fluctuation in power load.

また、住民が外出等した場合、電力負荷は大きく減少し、場合によっては燃料電池を停止する方が発電効率が高くなる場合も生じる。すなわち、燃料電池のオンオフを頻繁に行う場合、燃料電池の発電効率が大きく劣化することから、燃料電池のオンオフが生じる状況を未然に回避することが好ましい。 In addition, when the residents go out, the power load is greatly reduced, and in some cases, power generation efficiency may be higher when the fuel cell is stopped. That is, when the fuel cell is frequently turned on and off, the power generation efficiency of the fuel cell is greatly deteriorated. Therefore, it is preferable to avoid the situation in which the fuel cell is turned on and off.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数の電力需要者間で電力負荷が大きく変動する場合であっても、効率よく電力を供給することができるよう燃料電池の発電量を制御することができる発電量制御システム、発電量制御方法、及び演算装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even if the power load fluctuates greatly among a plurality of power consumers, the power generation amount of the fuel cell is reduced so that power can be supplied efficiently. An object of the present invention is to provide a power generation amount control system, a power generation amount control method, and a calculation device that can be controlled.

上記目的を達成するために第１発明に係る発電量制御システムは、複数の住居のそれぞれに設置され、発電した電力を搬送する電力線で互いに接続され、浄化水素を単一の改質器から一括して供給され、データを送受信することが可能な制御装置で受信した信号により発電量が制御される複数の燃料電池と、複数の住居のそれぞれに設置され、該複数の燃料電池に係る制御装置とデータを送受信することが可能に接続された複数の演算装置とを備えた発電量制御システムにおいて、前記複数の演算装置のうちの一の演算装置は、他の演算装置から電力負荷に比して不足している不足電力量を取得する手段と、前記複数の燃料電池に係る制御装置から発電量の余力を取得する手段と、取得した不足電力量及び発電量の余力を記憶手段に記憶する手段と、発電量の余力の供給先である電力需要者に係る演算装置を、不足電力量を取得した演算装置から選択する手段と、電力需要者に係る複数の演算装置から取得した不足電力量の総計を算出する手段と、算出した不足電力量の総計を補う発電量まで発電量を増加させる複数の燃料電池を、発電量の余力を取得した制御装置に係る燃料電池から選択する手段と、算出した不足電力量の総計を、選択した燃料電池の発電量の余力に応じて比例配分する手段と、該手段で選択した複数の燃料電池に係る制御装置へ、比例配分した不足電力量の総計を加算した発電量を指示する発電量指示信号を送信する手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a power generation amount control system according to a first aspect of the present invention is installed in each of a plurality of houses, connected to each other by a power line that carries the generated power, and purified hydrogen is batched from a single reformer. And a plurality of fuel cells whose power generation amount is controlled by a signal received by a control device capable of transmitting and receiving data, and a control device according to the plurality of fuel cells installed in each of a plurality of residences And a plurality of arithmetic devices connected to be capable of transmitting and receiving data, one arithmetic device of the plurality of arithmetic devices is compared with the power load from the other arithmetic devices. Means for acquiring a deficient amount of power shortage, means for acquiring a surplus of power generation amount from the control devices related to the plurality of fuel cells, and storing the acquired deficient power amount and surplus power generation amount in a storage means Stage and a computation device according to the power demand who is a supply destination of margin of the power generation quantity, means for selecting from the obtained arithmetic unit power shortage amount, insufficient power amount acquired from the plurality of computing devices according to the power consumers Means for calculating the total of the above, a means for selecting a plurality of fuel cells that increase the amount of power generation to the amount of power generation that supplements the total amount of shortage of calculated power, from the fuel cells related to the control device that acquired the surplus power generation amount; the total of the calculated power shortage quantity, and means for proportioning in accordance with the available capacity of the power generation amount of a fuel cell selected, the control device according to the fuel cell of the number of multiple selected in said means, insufficient amount of power prorated characterized in that it comprises means for transmitting a power generation amount instruction signal instructing the power generation amount obtained by adding the total.

また、第２発明に係る発電量制御方法は、複数の住居のそれぞれに設置され、発電した電力を搬送する電力線で互いに接続され、浄化水素を単一の改質器から一括して供給され、データを送受信することが可能な制御装置で受信した信号により発電量が制御される複数の燃料電池と、複数の住居のそれぞれに設置され、該複数の燃料電池に係る制御装置とデータを送受信することが可能に接続された複数の演算装置とを用いる発電量制御方法において、前記複数の演算装置のうちの一の演算装置は、他の演算装置から電力負荷に比して不足している不足電力量を取得し、前記複数の燃料電池に係る制御装置から発電量の余力を取得し、取得した不足電力量及び発電量の余力を記憶手段に記憶し、発電量の余力の供給先である電力需要者に係る演算装置を、不足電力量を取得した演算装置から選択し、電力需要者に係る複数の演算装置から取得した不足電力量の総計を算出し、算出した不足電力量の総計を補う発電量まで発電量を増加させる複数の燃料電池を、発電量の余力を取得した制御装置に係る燃料電池から選択し、算出した不足電力量の総計を、選択した燃料電池の発電量の余力に応じて比例配分し、選択した複数の燃料電池に係る制御装置へ、比例配分した不足電力量の総計を加算した発電量を指示する発電量指示信号を送信することを特徴とする。 Further, the power generation amount control method according to the second invention is installed in each of a plurality of houses, connected to each other by a power line carrying the generated power, and purified hydrogen is collectively supplied from a single reformer, A plurality of fuel cells whose power generation amount is controlled by a signal received by a control device capable of transmitting and receiving data and a plurality of residences are installed in each of the plurality of residences, and transmit and receive data to and from the control devices related to the plurality of fuel cells. In a power generation amount control method using a plurality of arithmetic devices connected to each other, one arithmetic device out of the plurality of arithmetic devices is insufficient from another arithmetic device as compared with a power load. Acquire power amount, acquire surplus power generation amount from the control devices related to the plurality of fuel cells, store the acquired shortage power amount and surplus power generation amount in storage means, and supply destination of surplus power amount Related to electricity consumers Generating a calculation device, and select from the acquired operation unit power shortage amount, to calculate the total power shortage amount acquired from the plurality of computing devices according to the power consumers, to power generation to compensate for the total of the calculated power shortage amount Select multiple fuel cells to increase the amount from the fuel cell of the control device that has acquired the surplus of power generation amount, and proportionally distribute the calculated total amount of insufficient power according to the surplus power generation amount of the selected fuel cell and, to the control apparatus according to the fuel cell of multiple selected, and transmits the power generation amount instruction signal instructing the power generation amount obtained by adding the total power shortage amount proportional allocation.

また、第３発明に係る演算装置は、発電した電力を搬送する電力線で互いに接続され、浄化水素を単一の改質器から一括して供給される複数の燃料電池の発電量を制御する制御装置と、データを送受信することが可能に接続された演算装置において、外部から電力負荷に比して不足している不足電力量を取得する手段と、前記複数の燃料電池に係る制御装置から発電量の余力を取得する手段と、取得した不足電力量及び発電量の余力を記憶手段に記憶する手段と、発電量の余力の供給先を、不足電力量の取得先から選択する手段と、外部から取得した不足電力量の総計を算出する手段と、算出した不足電力量の総計を補う発電量まで発電量を増加させる複数の燃料電池を、記憶してある発電量の余力の取得先から選択する手段と、算出した不足電力量の総計を、選択した燃料電池の発電量の余力に応じて比例配分する手段と、該手段で選択した複数の燃料電池に係る制御装置へ、比例配分した不足電力量の総計を加算した発電量を指示する発電量指示信号を送信する手段とを備えることを特徴とする。 In addition, the arithmetic device according to the third aspect of the present invention is connected to each other via a power line that carries the generated power, and controls the power generation amount of a plurality of fuel cells that are supplied with purified hydrogen collectively from a single reformer. And an arithmetic unit connected to be capable of transmitting and receiving data, and means for acquiring a deficient amount of electric power that is deficient relative to a power load from the outside, and generating power from the control devices related to the plurality of fuel cells Means for acquiring a surplus amount of power, means for storing the acquired insufficient power amount and surplus power generation amount in a storage means, means for selecting a supply destination of surplus power generation amount from the acquisition source of the shortage power amount, and external selection means for calculating the sum of the obtained power shortage amount, a plurality of fuel cells to increase the power generation amount to the power generation amount to compensate for the total of the calculated power shortage amount from the acquired target margin of power generation amount which is stored from And means to calculate A means for proportionally allocating the total amount of electric power according to the remaining amount of power generated by the selected fuel cell, and a controller for the plurality of fuel cells selected by the means are added with the total amount of insufficiently distributed power And a means for transmitting a power generation amount instruction signal for instructing the power generation amount.

第１発明及び第２発明では、複数の燃料電池に係る制御装置とデータを送受信することが可能に接続された一の演算装置が、他の演算装置から電力負荷に比して不足している不足電力量を取得し、複数の燃料電池に係る制御装置から発電量の余力を取得し、取得した不足電力量及び発電量の余力を記憶手段に記憶する。そして、発電量の余力の供給先である電力需要者に係る演算装置を、不足電力量を取得した演算装置から選択し、不足電力量を補う一又は複数の燃料電池を、発電量の余力を取得した制御装置に係る燃料電池から取得し、選択した一又は複数の燃料電池に係る制御装置へ、選択した一又は複数の演算装置に係る電力需要者に対して供給する電力の発電量を指示する発電量指示信号を送信し、発電量の余力により不足している電力を補う。これにより、電力需要者に係る電力負荷が不足していることを検知した場合、その時点で発電量の余力を有している燃料電池から不足電力を補うことができ、適応制御を行うことにより燃料電池の過稼動又は電力不足の発生を未然に防止することが可能となる。
第３発明では、複数の燃料電池に係る制御装置とデータを送受信することが可能に接続された一の演算装置が、他の演算装置から電力負荷に比して不足している不足電力量を取得し、複数の燃料電池に係る制御装置から発電量の余力を取得し、取得した不足電力量及び発電量の余力を記憶手段に記憶する。そして、発電量の余力の供給先である電力需要者に係る演算装置を、不足電力量を取得した演算装置から選択し、不足電力量を補う複数の燃料電池を、発電量の余力を取得した制御装置に係る燃料電池から取得し、選択した複数の燃料電池に係る制御装置へ、選択した一又は複数の演算装置に係る電力需要者に対して供給する電力の発電量を指示する発電量指示信号を送信し、発電量の余力により不足している電力を補う。これにより、電力需要者に係る電力負荷が不足していることを検知した場合、その時点で発電量の余力を有している燃料電池から不足電力を補うことができ、適応制御を行うことにより燃料電池の過稼動又は電力不足の発生を未然に防止することが可能となる。 In the first invention and the second invention, one arithmetic device connected so as to be able to transmit and receive data to and from a control device related to a plurality of fuel cells is deficient in comparison with the power load from other arithmetic devices. The insufficient power amount is acquired, the surplus power generation amount is acquired from the control devices related to the plurality of fuel cells, and the acquired insufficient power amount and the surplus power generation amount are stored in the storage unit. Then, the computing device related to the power consumer who is the supply destination of the remaining power generation amount is selected from the computing device that has acquired the insufficient power amount, and one or more fuel cells that compensate for the insufficient power amount are selected as the remaining power generation amount. Obtain from the fuel cell related to the acquired control device, and instruct the control device related to the selected one or more fuel cells about the amount of power to be supplied to the power consumer related to the selected one or more arithmetic devices A power generation amount instruction signal is transmitted to compensate for the power shortage due to the remaining power generation amount. As a result, when it is detected that the power load related to the power consumer is insufficient, it is possible to compensate for the insufficient power from the fuel cell having the remaining power generation amount at that time, and by performing adaptive control It is possible to prevent the fuel cell from overoperating or power shortage.
In the third invention, one arithmetic device connected to be able to transmit / receive data to / from a control device related to a plurality of fuel cells has a shortage of power shortage relative to the power load from other arithmetic devices. Obtaining and acquiring the surplus power generation amount from the control devices related to the plurality of fuel cells, and storing the acquired insufficient power amount and the surplus power generation amount in the storage means. Then, the calculation device related to the power consumer who is the supply destination of the power generation amount is selected from the calculation device that has acquired the insufficient power amount, and a plurality of fuel cells that compensate for the shortage power amount are acquired. A power generation amount instruction obtained from a fuel cell related to the control device and instructing a power generation amount to be supplied to a power consumer related to the selected one or more arithmetic devices to the control device related to the selected plurality of fuel cells. Send a signal to make up for the power shortage due to the remaining power. As a result, when it is detected that the power load related to the power consumer is insufficient, it is possible to compensate for the insufficient power from the fuel cell having the remaining power generation amount at that time, and by performing adaptive control It is possible to prevent the fuel cell from overoperating or power shortage.

第１発明、第２発明、及び第３発明では、電力需要者に係る複数の演算装置から取得した不足電力量の総計を算出し、算出した不足電力量の総計を補う発電量まで発電量を増加させる複数の燃料電池を選択し、算出した不足電力量の総計を、選択した燃料電池の発電量の余力に応じて比例配分し、選択した複数の燃料電池に係る制御装置へ、比例配分した不足電力量の総計を加算した発電量を指示する発電量指示信号を送信する。これにより、電力需要者に係る電力負荷が不足したことを検知した場合、発電量の余力が大きい燃料電池ほどより多くの電力を供給することで、発電負荷が過剰になることなく不足電力量を補うことができ、フィードバック制御により発電システム全体の電力不足の発生を未然に防止することが可能となる。 In the first invention, the second invention, and the third invention, a total amount of insufficient power obtained from a plurality of computing devices related to a power consumer is calculated, and a power generation amount is calculated up to a power generation amount that supplements the calculated total amount of insufficient power. A plurality of fuel cells to be increased are selected, and the calculated total amount of insufficient power is proportionally distributed according to the remaining capacity of the power generation amount of the selected fuel cell, and proportionally distributed to the control devices related to the selected plurality of fuel cells. A power generation amount instruction signal for instructing a power generation amount obtained by adding the total amount of the insufficient power amount is transmitted. As a result, when it is detected that the power load related to the power consumer is insufficient, by supplying more power to the fuel cell having a larger surplus power generation amount, the power generation load can be reduced without excessive power generation. It is possible to compensate, and it becomes possible to prevent the occurrence of power shortage in the entire power generation system by the feedback control.

第１発明、第２発明、及び第３発明によれば、電力需要者に係る電力負荷が不足したことを検知した場合、その時点で発電量の余力を有している燃料電池から不足電力を補うことができ、適応制御を行うことにより燃料電池の過稼動又は電力不足の発生を未然に防止することが可能となる。 According to the first invention, the second invention, and the third invention, when it is detected that the electric power load related to the electric power consumer is insufficient, the insufficient electric power is obtained from the fuel cell having the remaining power generation amount at that time. It is possible to compensate, and by performing adaptive control, it becomes possible to prevent the fuel cell from over-operating or power shortage.

第１発明、第２発明、及び第３発明によれば、電力需要者に係る電力負荷が不足したことを検知した場合、不足電力量を、発電量の余力が大きい燃料電池ほどより多くの電力を供給することで、発電負荷が過剰になることなく補うことができ、フィードバック制御により発電システム全体の電力不足の発生を未然に防止することが可能となる。 According to 1st invention, 2nd invention, and 3rd invention, when it detects that the electric power load which concerns on an electric power consumer is insufficient, more electric power is used for a shortage electric energy, so that the surplus of power generation amount is large. The power generation load can be compensated without being excessive, and the occurrence of power shortage in the entire power generation system can be prevented beforehand by feedback control.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。以下の実施の形態では、一戸建て住居４戸に対して、燃料電池を４基設置してあり、４基の燃料電池に対して十分な水素を供給する改質装置（改質器）を備えている場合について説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. In the following embodiments, four fuel cells are installed for four detached houses, and a reformer (reformer) that supplies sufficient hydrogen to the four fuel cells is provided. The case will be described .

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムについて図面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態１に係る発電量制御システムは、複数の演算装置１０と、複数の一戸建て住居に設けられた燃料電池２０、２０、・・・の発電量を制御する制御装置２４、２４、・・・とが、インターネット等の通信ネットワーク７４に接続されている。複数の燃料電池２０、２０、・・・に対して燃料となる水素を供給する改質装置４６を備えており、燃料電池２０、２０、・・・の発電量に対して十分な量の水素を供給することでができる。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the power generation amount control system according to Embodiment 1 of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power generation amount control system according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the power generation amount control system according to the first embodiment controls the power generation amounts of a plurality of arithmetic devices 10 and fuel cells 20, 20,... Provided in a plurality of detached houses. The control devices 24, 24,... Are connected to a communication network 74 such as the Internet. Is provided with a reforming device 46 that supplies hydrogen as a fuel to the plurality of fuel cells 20, 20,..., And a sufficient amount of hydrogen for the power generation amount of the fuel cells 20, 20,. Can be supplied.

演算装置１０は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータであり、少なくともＣＰＵ（中央処理装置）１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、インターネット等の通信ネットワーク７４に接続する通信手段１４、入力手段１５、及び出力手段１６で構成される。 The arithmetic device 10 is a computer such as a personal computer, and includes at least a CPU (central processing unit) 11, a ROM 12, a RAM 13, a communication unit 14 connected to a communication network 74 such as the Internet, an input unit 15, and an output unit 16. The

ＣＰＵ１１は、内部バス１７を介して演算装置１０の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ１２に記憶されているプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。 The CPU 11 is connected to the above-described hardware units of the arithmetic device 10 via the internal bus 17, and controls the above-described hardware units and performs various software functions according to programs stored in the ROM 12. Execute.

ＲＯＭ１２は、演算装置１０として機能させるために必要な各種のプログラムを記憶してある。ＲＡＭ１３は、ＤＲＡＭ等で構成され、ソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。 The ROM 12 stores various programs necessary for functioning as the arithmetic device 10. The RAM 13 is composed of a DRAM or the like, and stores temporary data generated when the software is executed.

通信手段１４は内部バス１７に接続されており、インターネット等の通信ネットワーク７４と通信することができるよう接続することにより、処理に必要とされるデータを送受信する。また、通信手段１４は、買電電力計８１及び売電電力計８２と接続してあり、それぞれの電力計で検知した電力値を取得することができる。 The communication means 14 is connected to the internal bus 17 and transmits / receives data necessary for processing by connecting to the communication network 74 such as the Internet. Further, the communication means 14 is connected to the purchased power meter 81 and the sold power meter 82, and can acquire the power value detected by the respective power meters.

入力手段１５は、マウス、タブレット等のポインティングデバイス、テキストデータを打鍵により入力するキーボード等である。出力手段１６は、画像を表示出力する液晶表示装置（ＬＣＤ）、表示ディスプレイ（ＣＲＴ）等の表示装置である。出力手段１６としてタッチディスプレイを用いる場合、入力手段１５と一体化することができる。 The input means 15 is a pointing device such as a mouse or a tablet, a keyboard for inputting text data by keystroke, or the like. The output means 16 is a display device such as a liquid crystal display (LCD) or a display (CRT) that displays and outputs an image. When a touch display is used as the output unit 16, it can be integrated with the input unit 15.

演算装置１０、１０、・・・は、コジェネレーション装置等の燃料電池２０、２０、・・・の発電量を制御する制御装置２４、２４、・・・と接続されている。なお、本明細書で「燃料電池」とは、発電装置である燃料電池本体を核としたエネルギ生成装置から、水素を供給する改質装置（改質器）４６を除いた部分全体の総称を意味する。本実施の形態１では、１０ｋＷ以下の定格発電出力が可能である。図２は、本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの燃料電池２０の構成を示すブロック図である。 .. Are connected to control devices 24, 24,... That control the amount of power generated by the fuel cells 20, 20,. In the present specification, the term “fuel cell” is a general term for the entire portion of the energy generation device having the fuel cell main body as a power generation device as a core, excluding the reformer (reformer) 46 for supplying hydrogen. means. In the first embodiment, a rated power output of 10 kW or less is possible. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell 20 of the power generation amount control system according to Embodiment 1 of the present invention.

燃料電池２０は、電力及び熱（温水）を生成するエネルギ生成部２２と、通信ネットワーク７４を介して外部との通信制御を行う通信Ｉ／Ｆ２８と、エネルギ生成部２２及び通信Ｉ／Ｆ２８の制御を含む各種処理を実行する制御部２６とを備える。燃料電池２０は、制御装置２４を介して演算装置１０と通信を行い、受信した信号に基づいて発電量を制御される。また、発電量の変動に左右されること無く、十分な量の浄化水素が、改質装置４６から供給される。 The fuel cell 20 includes an energy generation unit 22 that generates electric power and heat (hot water), a communication I / F 28 that performs communication control with the outside via the communication network 74, and controls the energy generation unit 22 and the communication I / F 28. The control part 26 which performs various processes including these is provided. The fuel cell 20 communicates with the arithmetic device 10 via the control device 24, and the power generation amount is controlled based on the received signal. In addition, a sufficient amount of purified hydrogen is supplied from the reformer 46 without being affected by fluctuations in the amount of power generation.

図３は、エネルギ生成部２２の一例を示すブロック図である。エネルギ生成部２２は、ＰＥＦＣ（固体高分子電解質型燃料電池）又はＳＯＦＣ（固体電解質型燃料電池）等の燃料電池本体９０を発電装置として備えており、燃料電池本体９０の発電時の排熱を使用して、電力及び温水（加熱された熱媒体）を生成する。燃料電池本体９０は、外部に備えている改質装置４６から浄化水素が供給されると共に、空気供給装置４４から空気が供給され、直流電力、排空気及び排水素を生成する。 FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the energy generation unit 22. The energy generation unit 22 includes a fuel cell main body 90 such as a PEFC (solid polymer electrolyte fuel cell) or SOFC (solid electrolyte fuel cell) as a power generation device, and exhaust heat generated during power generation of the fuel cell main body 90 is generated. Used to generate electric power and hot water (heated heating medium). The fuel cell main body 90 is supplied with purified hydrogen from the reformer 46 provided outside, and is supplied with air from the air supply device 44 to generate DC power, exhaust air, and exhaust hydrogen.

生成された直流電力は、変換装置９２で交流電力に変換され、分電盤５４を介して電力需要者である各住居内に供給（Ｓから入力、Ｔから出力）される。生成された排空気は、排熱回収装置９４に送られ、貯湯槽９６の水の加熱に使用される。加熱された温水は、３方弁５０を介して各住居内に供給（αから入力、βから出力）される。また、生成された排水素は、３方弁３０を介して外部に備えている改質装置４６へ送られ（ａから入力、ｂから出力）、浄化水素として再使用される。 The generated direct-current power is converted into alternating-current power by the conversion device 92, and is supplied (input from S, output from T) to each residence as a power consumer via the distribution board 54. The generated exhaust air is sent to the exhaust heat recovery device 94 and used for heating the water in the hot water storage tank 96. The heated hot water is supplied into each dwelling through the three-way valve 50 (input from α, output from β). The generated waste hydrogen is sent to the reformer 46 provided outside via the three-way valve 30 (input from a, output from b) and reused as purified hydrogen.

分電盤５４は、配電網（電力線）６２に接続されている。制御部２６により、分電盤５４を制御して、生成した電力（交流電力）を配電網６２に供給（Ｓから入力、Ｕから出力）する、あるいは配電網６２から電力を受取ってユーザ宅内に供給（Ｕから入力、Ｔから出力）することが可能である。 The distribution board 54 is connected to a distribution network (power line) 62. The control unit 26 controls the distribution board 54 to supply the generated power (AC power) to the distribution network 62 (input from S, output from U), or receive power from the distribution network 62 and enter the user's home. It is possible to supply (input from U, output from T).

３方弁５０は、ポンプ５２を介して温水配管網（熱媒体用配管）６４に接続されている。制御部２６により、３方弁５０及びポンプ５２を制御して、生成した温水を温水配管網６４に供給（αから入力、γから出力）する、あるいは温水配管網６４から温水を受取って各住居内に供給（γから入力、βから出力）することが可能である。 The three-way valve 50 is connected to a hot water pipe network (heat medium pipe) 64 via a pump 52. The control unit 26 controls the three-way valve 50 and the pump 52 to supply the generated hot water to the hot water piping network 64 (input from α, output from γ), or receive hot water from the hot water piping network 64 to each residence. Can be supplied (input from γ, output from β).

また、３方弁３０は、調圧器３２（熱交換器３４）を介してガス配管網（水素配管）６０に接続されている。制御部２６により、３方弁３０及び調圧器３２を制御して、生成された排水素をガス配管網６０に供給（ａから入力、ｃから出力）する、あるいはガス配管網６０から排水素を受取って、熱交換器３４を通して外部に備えている改質装置４６に供給（ｃから入力、ｂから出力）することが可能である。 The three-way valve 30 is connected to a gas piping network (hydrogen piping) 60 via a pressure regulator 32 (heat exchanger 34). The control unit 26 controls the three-way valve 30 and the pressure regulator 32 to supply the generated exhaust hydrogen to the gas piping network 60 (input from a, output from c), or exhaust hydrogen from the gas piping network 60. It can be received and supplied to the reformer 46 provided outside through the heat exchanger 34 (input from c, output from b).

排水素は高温（ＰＥＦＣの場合は７０〜１００℃、ＳＯＦＣの場合は８００〜１０００℃）であるため、熱交換器３４によって、貯湯槽９６内の温水の加熱に使用することができる。また、排水素を、外部に備えている改質装置４６を通して燃料電池本体９０へ供給して発電に使用することもできる。ここで、熱交換器３４は、排熱回収装置９４と一体的に構成することが可能である。例えば、ガス配管網６０から受取った排水素を、排熱回収装置（加熱手段）９４を通して３方弁３０から外部に備えている改質装置４６に供給することが可能である。 Since the waste hydrogen is at a high temperature (70 to 100 ° C. in the case of PEFC and 800 to 1000 ° C. in the case of SOFC), it can be used by the heat exchanger 34 to heat the hot water in the hot water tank 96. In addition, the exhaust hydrogen can be supplied to the fuel cell main body 90 through the reformer 46 provided outside and used for power generation. Here, the heat exchanger 34 can be configured integrally with the exhaust heat recovery device 94. For example, the exhaust hydrogen received from the gas piping network 60 can be supplied from the three-way valve 30 to the reformer 46 provided outside through the exhaust heat recovery device (heating means) 94.

図４は、本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの電力及び温水の搬送システムの一例を示すブロック図である。図４では、複数の燃料電池２０、２０、・・・が、ガス配管網６０、配電網６２及び温水配管網６４に接続されている。各燃料電池２０は、制御部２６により、ガス配管網６０を用いた排水素の受取及び供給と、配電網６２を用いた電力の受取及び供給と、温水配管網６４を用いた温水の受取及び供給を行うことができる。 FIG. 4 is a block diagram showing an example of a power and hot water transfer system of the power generation amount control system according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 4, a plurality of fuel cells 20, 20,... Are connected to a gas piping network 60, a power distribution network 62, and a hot water piping network 64. Each fuel cell 20 is controlled by the control unit 26 to receive and supply exhaust hydrogen using the gas piping network 60, to receive and supply power using the power distribution network 62, and to receive and supply hot water using the hot water piping network 64. Supply can be made.

例えば、制御装置２４は、演算装置１０のＣＰＵ１１によって通信手段１４から送信された受取指示信号（又は供給指示信号）を、通信Ｉ／Ｆ２８を介して受信し、受付けた受取指示信号（又は供給指示信号）に基づいて、制御部２６が動作を制御することにより、電力、温水、及び排水素を配電網６２、温水配管網６４、ガス配管網６０から夫々受取る（又は供給する）ことが可能となる。 For example, the control device 24 receives the reception instruction signal (or supply instruction signal) transmitted from the communication unit 14 by the CPU 11 of the arithmetic device 10 via the communication I / F 28 and receives the received instruction signal (or supply instruction signal). The control unit 26 controls the operation based on the signal), so that it is possible to receive (or supply) power, hot water, and waste hydrogen from the distribution network 62, the hot water piping network 64, and the gas piping network 60, respectively. Become.

演算装置１０の通信手段１４は、燃料電池２０の不足電力量に関する情報、又は発電量の余力である余剰発電量に関する情報を受付ける手段として動作する。受付けた不足電力量及び余剰発電量に関する情報は、ＣＰＵ１１によりＲＡＭ１３に記憶される。ＣＰＵ１１は、受付けた不足電力量及び余剰発電量に関する情報に基づいて、不足分の電力を供給する燃料電池２０の数を特定する手段、又は不足分の電力を供給する燃料電池２０を選択する手段として動作する。 The communication unit 14 of the arithmetic device 10 operates as a unit that receives information on the insufficient power amount of the fuel cell 20 or information on the surplus power generation amount that is the surplus power generation amount. Information regarding the received insufficient power amount and surplus power generation amount is stored in the RAM 13 by the CPU 11. The CPU 11 specifies means for specifying the number of fuel cells 20 that supply insufficient power, or means for selecting the fuel cells 20 that supply insufficient power based on the received information regarding the insufficient power amount and surplus power generation amount. Works as.

演算装置１０のＣＰＵ１１は、各住居内での電力及び温水の使用状況、燃料電池２０の発電及び給湯に関する性能等に基づいて、生成すべき電力及び／又は熱媒体に基づく電力及び／又は熱媒体の不足又は余剰を判定する。例えば、電力を使用して温水を使用しない場合、温水は貯湯槽９６の温水量に応じて余剰と判定することができる。また、電力は、買電電力計８１で電力値を検出する場合には電力が不足していると、売電電力計８２で電力値を検出する場合には電力が余剰であると、それぞれ判定することができる。 The CPU 11 of the computing device 10 uses the power and / or heat medium based on the power and / or heat medium to be generated based on the usage status of power and hot water in each residence, the performance of the fuel cell 20 regarding power generation and hot water supply, and the like. Determine deficiency or surplus. For example, when hot water is not used using electric power, the hot water can be determined as surplus according to the amount of hot water in the hot water tank 96. Further, when the power value is detected by the purchased power meter 81, the power is determined to be insufficient, and when the power value is detected by the power selling power meter 82, the power is determined to be surplus. can do.

演算装置１０のＲＡＭ１３には、燃料電池２０ごとの発電能力（最大発電量、余剰発電量等）に関する性能情報と、燃料電池２０が不足分の電力を供給する供給条件とが記憶されている。ＣＰＵ１１は、上述した不足電力量及び余剰発電量に関する情報と、性能情報及び供給条件を含む選択情報に基づいて、不足分の電力を供給する燃料電池２０を選択する。 The RAM 13 of the arithmetic device 10 stores performance information related to the power generation capacity (maximum power generation amount, surplus power generation amount, etc.) for each fuel cell 20 and supply conditions for the fuel cell 20 to supply insufficient power. The CPU 11 selects the fuel cell 20 that supplies the insufficient power based on the above-described information regarding the insufficient power amount and the surplus power generation amount and the selection information including the performance information and the supply conditions.

次に、本実施の形態１に係る発電量制御システムを用いた燃料電池２０の発電量制御方法について説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの複数の燃料電池２０、２０、・・・と演算装置１０との接続を示す模式図であり、図６は、本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの演算装置１０のＣＰＵ１１の燃料電池２０、２０、・・・の発電量制御手順を示すフローチャートである。図５において、一の演算装置１０と他の演算装置１０、１０、・・・とを接続する通信線上の数値は、各住居の電力負荷の一例を示す数値であり、燃料電池２０、２０、・・・上の数値は、各燃料電池２０の最大発電量の一例を示す数値である。 Next, a power generation amount control method for the fuel cell 20 using the power generation amount control system according to the first embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing the connection between the plurality of fuel cells 20, 20,... Of the power generation amount control system according to Embodiment 1 of the present invention and the arithmetic unit 10, and FIG. 6 is a flowchart showing a power generation amount control procedure of the fuel cells 20, 20,... Of the CPU 11 of the arithmetic unit 10 of the power generation amount control system according to the first embodiment. In FIG. 5, the numerical values on the communication line connecting one arithmetic device 10 and the other arithmetic devices 10, 10,... Are values indicating an example of the power load of each residence, and the fuel cells 20, 20, ... The above numerical value is a numerical value showing an example of the maximum power generation amount of each fuel cell 20.

本実施の形態１では、一戸建て住居の各住居に設置してある演算装置１０、１０、・・・のうち一の演算装置１０が、他の演算装置１０、１０、・・・と相互に通信可能に接続してあり、他の演算装置１０、１０、・・・が取得した不足電力量及び余剰発電量に関する情報と、性能情報及び供給条件を含む選択情報とを収集する。また、電力線２１を介して、燃料電池２０で発電した電力を相互に供給し合うことが可能となっている。 In the first embodiment, one computing device 10 among the computing devices 10, 10,... Installed in each residence of a detached house communicates with other computing devices 10, 10,. The information regarding the insufficient power amount and the surplus power generation amount acquired by the other arithmetic devices 10, 10,..., And the selection information including the performance information and the supply conditions are collected. In addition, the power generated by the fuel cell 20 can be mutually supplied via the power line 21.

すなわち、一の演算装置１０のＣＰＵ１１は、一戸建て住居の各住居に設置してある他の演算装置１０、１０、・・・から電力負荷を受付け（ステップＳ６０１）、受付けた電力負荷の総計を算出する（ステップＳ６０２）。図５の例では、４戸に設置してある演算装置１０、１０、・・・から、電力負荷として順に、１ｋＷ、２ｋＷ、１ｋＷ、２ｋＷを受付け、総計６ｋＷと算出してＲＡＭ１３に記憶する。 That is, the CPU 11 of one computing device 10 receives the power load from the other computing devices 10, 10,... Installed in each house of the detached house (step S 601), and calculates the total of the received power loads. (Step S602). In the example of FIG. 5, 1 kW, 2 kW, 1 kW, and 2 kW are sequentially received as power loads from the arithmetic devices 10, 10,... Installed in the four units, calculated as 6 kW in total, and stored in the RAM 13.

ＣＰＵ１１は、算出した電力負荷の総計を、燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量に応じて比例配分する（ステップＳ６０３）。図５の例では、４基の燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量が、順に５ｋＷ、５ｋＷ、１ｋＷ、１ｋＷであることから、電力負荷の総計６ｋＷを比例配分することにより、順に２．５ｋＷ、２．５ｋＷ、０．５ｋＷ、０．５ｋＷと配分する。これにより、配分された電力を燃料電池２０ごとに発電した場合、各燃料電池２０の発電負荷は、いずれの燃料電池２０も５０％となり、負荷が過大又は過小となる燃料電池２０が生じることがない。 The CPU 11 proportionally distributes the calculated total power load according to the maximum power generation amount of the fuel cells 20, 20,... (Step S603). In the example of FIG. 5, the maximum power generation amount of the four fuel cells 20, 20,... Is 5 kW, 5 kW, 1 kW, 1 kW in order. The distribution is 2.5 kW, 2.5 kW, 0.5 kW, and 0.5 kW. As a result, when the distributed power is generated for each fuel cell 20, the power generation load of each fuel cell 20 is 50% for any fuel cell 20, and the fuel cell 20 may be overloaded or underloaded. Absent.

ＣＰＵ１１は、比例配分された電力負荷に対応した発電量を指示する発電量指示信号を、対応する燃料電池２０、２０、・・・の制御装置２４、２４、・・・に送出し（ステップＳ６０４）、発電量指示信号を受信した燃料電池２０、２０、・・・は、電力負荷を充足する量の発電を、各燃料電池２０の発電負荷が略均等になるように行うことが可能となる。 The CPU 11 sends a power generation amount instruction signal for instructing a power generation amount corresponding to the proportionally distributed power load to the control devices 24, 24,... Of the corresponding fuel cells 20, 20,. ), The fuel cells 20, 20,... That have received the power generation amount instruction signal can perform power generation in an amount sufficient to satisfy the power load so that the power generation loads of the fuel cells 20 are substantially equal. .

なお、燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量が同一である場合、算出した電力負荷の総計を、燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量に応じて比例配分する処理（ステップＳ６０３）は、電力負荷の総計を、設置してある燃料電池２０、２０、の総数で除算する処理となる。この場合、各燃料電池２０での発電量は均等となる。 When the maximum power generation amount of the fuel cells 20, 20,... Is the same, a process of proportionally distributing the calculated total power load according to the maximum power generation amount of the fuel cells 20, 20,. Step S603) is a process of dividing the total power load by the total number of installed fuel cells 20, 20. In this case, the power generation amount in each fuel cell 20 is equal.

以上のように本実施の形態１によれば、電力需要者である複数の一戸建て住居の電力負荷の総計に基づいて、電力を供給する燃料電池ごとの発電量を算出することで、燃料電池ごとの発電負荷を略均等にすることができ、燃料電池相互間で電力を補完し合うことにより、電力需要者ごとの電力負荷の変動に柔軟に対応することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, each fuel cell is calculated by calculating the power generation amount for each fuel cell that supplies power based on the total power load of a plurality of detached houses that are power consumers. The power generation load can be made substantially uniform, and by supplementing the power between the fuel cells, it becomes possible to flexibly cope with fluctuations in the power load for each power consumer.

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２に係る発電量制御システムについて図面に基づいて具体的に説明する。実施の形態２に係る発電量制御システムの構成は実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。本実施の形態２は、燃料電池２０の発電量制御方法が実施の形態１と相違する。 (Embodiment 2)
Hereinafter, the power generation amount control system according to Embodiment 2 of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Since the configuration of the power generation amount control system according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted by attaching the same reference numerals. The second embodiment is different from the first embodiment in the method for controlling the power generation amount of the fuel cell 20.

図７は、本発明の実施の形態２に係る発電量制御システムの複数の燃料電池２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと演算装置１０との接続を示す模式図であり、図８は、本発明の実施の形態２に係る発電量制御システムの演算装置１０のＣＰＵ１１の燃料電池２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの発電量制御手順を示すフローチャートである。図７において、一の演算装置１０と他の演算装置１０、１０、・・・とを接続する通信線上の数値は、各住居の電力負荷の一例を示す数値であり、燃料電池２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ上の数値は、各燃料電池２０の最大発電量の一例を示す数値である。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the connection between the plurality of fuel cells 20a, 20b, 20c, and 20d of the power generation amount control system according to Embodiment 2 of the present invention and the arithmetic unit 10, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a power generation amount control procedure of fuel cells 20a, 20b, 20c, and 20d of a CPU 11 of a calculation device 10 of a power generation amount control system according to Embodiment 2. In FIG. 7, the numerical values on the communication line connecting one arithmetic device 10 and the other arithmetic devices 10, 10,... Are values indicating an example of the power load of each residence, and the fuel cells 20 a, 20 b, Numerical values on 20c and 20d are numerical values showing an example of the maximum power generation amount of each fuel cell 20.

実施の形態２では、実施の形態１と同様、一戸建て住居の各住居に設置してある演算装置１０、１０、・・・のうち一の演算装置１０が、他の演算装置１０、１０、・・・と相互に通信可能に接続してあり、他の演算装置１０、１０、・・・が取得した不足電力量及び余剰発電量に関する情報と、性能情報及び供給条件を含む選択情報とを収集する。また、電力線２１を介して、燃料電池２０で発電した電力を相互に供給し合うことが可能となっている。 In the second embodiment, as in the first embodiment, one computing device 10 among the computing devices 10, 10,... Installed in each dwelling of a detached house is replaced with the other computing devices 10, 10,. .. are connected to each other so as to be able to communicate with each other, and collect information on the insufficient power amount and surplus power generation amount acquired by other arithmetic devices 10, 10,..., And selection information including performance information and supply conditions To do. In addition, the power generated by the fuel cell 20 can be mutually supplied via the power line 21.

すなわち、一の演算装置１０のＣＰＵ１１は、一戸建て住居の各住居に設置してある他の演算装置１０、１０、・・・から電力負荷を受付け（ステップＳ８０１）、受付けた電力負荷の総計を算出する（ステップＳ８０２）。図７の例では、４戸に設置してある演算装置１０、１０、・・・から、電力負荷として順に、１ｋＷ、２ｋＷ、１ｋＷ、２ｋＷを受付け、総計６ｋＷと算出してＲＡＭ１３に記憶する。 That is, the CPU 11 of one computing device 10 receives the power load from the other computing devices 10, 10,... Installed in each house of the detached house (step S801), and calculates the total of the received power loads. (Step S802). In the example of FIG. 7, 1 kW, 2 kW, 1 kW, and 2 kW are sequentially received as power loads from the arithmetic devices 10, 10,... Installed in four units, calculated as 6 kW in total, and stored in the RAM 13.

ＣＰＵ１１は、最大発電量が最大である燃料電池２０ａを選択し（ステップＳ８０３）、選択された一又は複数の燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量の総計が電力負荷の総計を充足するか否かを判断する（ステップＳ８０４）。ＣＰＵ１１が、充足しないと判断した場合（ステップＳ８０４：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、次に最大発電量が大きい燃料電池２０ｂを選択し（ステップＳ８０５）、ステップＳ８０４へ戻し、上述した処理を繰り返す。 The CPU 11 selects the fuel cell 20a having the maximum maximum power generation amount (step S803), and the total of the maximum power generation amount of the selected one or a plurality of fuel cells 20, 20,. It is determined whether or not to perform (step S804). When the CPU 11 determines that it is not satisfied (step S804: NO), the CPU 11 selects the fuel cell 20b having the next largest power generation amount (step S805), returns to step S804, and repeats the above-described processing.

ＣＰＵ１１が、選択された一又は複数の燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量の総計が電力負荷の総計を充足すると判断した場合（ステップＳ８０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、選択された燃料電池２０、２０、・・・の制御装置２４、２４、・・・に対して、必要発電量に対応した発電量を指示する発電量指示信号を送出し（ステップＳ８０６）、発電量指示信号を受信した燃料電池２０、２０、・・・は、最大発電量が大きい燃料電池２０ａから順に１００％稼動するように電力負荷を充足する量の発電を行うことが可能となる。 When the CPU 11 determines that the total of the maximum power generation amount of the selected one or more fuel cells 20, 20,... Satisfies the total power load (step S804: YES), the CPU 11 selects the selected fuel. The control unit 24, 24,... Of the batteries 20, 20,... Sends a power generation amount instruction signal that instructs the power generation amount corresponding to the necessary power generation amount (step S806). The received fuel cells 20, 20,... Can generate an amount of power sufficient to satisfy the power load so that the fuel cells 20 a having the largest maximum power generation amount are operated 100% in order.

図７の例では、４基の燃料電池２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの最大発電量が、順に５ｋＷ、５ｋＷ、１ｋＷ、１ｋＷであることから、電力負荷の総計６ｋＷを充足する燃料電池を最大発電量の大きい順に選択、すなわち燃料電池２０ａ、２０ｂを選択する。これにより、４基すべての燃料電池２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを稼動させること無く、選択された燃料電池２０ａ、２０ｂのみを稼動させることにより必要な電力負荷を充足することができる。 In the example of FIG. 7, the maximum power generation amount of the four fuel cells 20a, 20b, 20c, and 20d is 5 kW, 5 kW, 1 kW, and 1 kW in order, so that the fuel cell that satisfies the total power load of 6 kW is the maximum power generation. Selection is made in descending order, that is, the fuel cells 20a and 20b are selected. As a result, it is possible to satisfy a necessary power load by operating only the selected fuel cells 20a and 20b without operating all four fuel cells 20a, 20b, 20c and 20d.

なお、燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量が同一である場合、算出した電力負荷の総計を、稼動させる一又は複数の燃料電池２０、２０、・・・を選択する処理は、電力負荷の総計を、燃料電池一基当たりの最大発電量で除算した商に‘１’を加算した数の燃料電池を選択する処理となる。 When the maximum power generation amount of the fuel cells 20, 20,... Is the same, the process of selecting one or a plurality of fuel cells 20, 20,. This is a process of selecting the number of fuel cells obtained by adding “1” to the quotient obtained by dividing the total power load by the maximum power generation amount per fuel cell.

以上のように本実施の形態２によれば、電力負荷の総計に基づいて、例えば電力負荷の総計を充足するために稼動する燃料電池２０、２０、・・・の最小数を燃料電池２０ごとの最大発電量に基づいて算出することで、電力負荷によっては、すべての燃料電池２０、２０、・・・を稼動する必要がなく、燃料電池相互間で電力を補完し合うことにより、電力需要者ごとの電力負荷の変動に柔軟に対応することが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, based on the total power load, for example, the minimum number of fuel cells 20, 20,... Operating to satisfy the total power load is determined for each fuel cell 20. It is not necessary to operate all the fuel cells 20, 20,... Depending on the power load, and the power demand is complemented by complementing the power between the fuel cells. It is possible to flexibly cope with fluctuations in power load for each person.

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３に係る発電量制御システムについて図面に基づいて具体的に説明する。実施の形態３に係る発電量制御システムの構成は実施の形態２と同様であることから、同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。本実施の形態３は、燃料電池２０の発電量制御方法が実施の形態２と相違する。 (Embodiment 3)
Hereinafter, the power generation amount control system according to Embodiment 3 of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Since the configuration of the power generation amount control system according to the third embodiment is the same as that of the second embodiment, detailed description thereof will be omitted by attaching the same reference numerals. The third embodiment is different from the second embodiment in the power generation amount control method of the fuel cell 20.

図９は、本発明の実施の形態３に係る発電量制御システムの演算装置１０のＣＰＵ１１の燃料電池２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの発電量制御手順を示すフローチャートである。実施の形態３では、実施の形態１、２と同様、一戸建て住居の各住居に設置してある演算装置１０、１０、・・・のうち一の演算装置１０が、他の演算装置１０、１０、・・・と相互に通信可能に接続してあり、他の演算装置１０、１０、・・・が取得した不足電力量及び余剰発電量に関する情報と、性能情報及び供給条件を含む選択情報とを収集する。また、電力線２１を介して、燃料電池２０で発電した電力を相互に供給し合うことが可能となっている。 FIG. 9 is a flowchart showing the power generation amount control procedure of the fuel cells 20a, 20b, 20c and 20d of the CPU 11 of the arithmetic unit 10 of the power generation amount control system according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, as in the first and second embodiments, one of the arithmetic devices 10, 10,... Installed in each residence of a detached house is replaced by another arithmetic device 10, 10. ,... Are connected to each other so as to be communicable with each other, information on the insufficient power amount and surplus power generation amount acquired by the other arithmetic devices 10, 10,..., And selection information including performance information and supply conditions To collect. In addition, the power generated by the fuel cell 20 can be mutually supplied via the power line 21.

すなわち、一の演算装置１０のＣＰＵ１１は、一戸建て住居の各住居に設置してある他の演算装置１０、１０、・・・から電力負荷を受付け（ステップＳ９０１）、受付けた電力負荷の総計を算出する（ステップＳ９０２）。図７の例では、４戸に設置してある演算装置１０、１０、・・・から、電力負荷として順に、１ｋＷ、２ｋＷ、１ｋＷ、２ｋＷを受付け、総計６ｋＷと算出してＲＡＭ１３に記憶する。 That is, the CPU 11 of one computing device 10 receives the power load from the other computing devices 10, 10,... Installed in each house of the detached house (step S901), and calculates the total of the received power loads. (Step S902). In the example of FIG. 7, 1 kW, 2 kW, 1 kW, and 2 kW are sequentially received as power loads from the arithmetic devices 10, 10,... Installed in four units, calculated as 6 kW in total, and stored in the RAM 13.

ＣＰＵ１１は、最大発電量が最大である燃料電池２０ａを選択し（ステップＳ９０３）、選択された一又は複数の燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量の総計が電力負荷の総計を充足するか否かを判断する（ステップＳ９０４）。ＣＰＵ１１が、選択された一又は複数の燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量より小さい発電量Ｘの総計が電力負荷の総計を充足しないと判断した場合（ステップＳ９０４：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、次に最大発電量が大きい燃料電池２０ｂを選択し（ステップＳ９０５）、ステップＳ９０４へ戻し、上述した処理を繰り返す。 The CPU 11 selects the fuel cell 20a having the maximum maximum power generation amount (step S903), and the total of the maximum power generation amount of the selected one or more fuel cells 20, 20,... Satisfies the total power load. It is determined whether or not to perform (step S904). When the CPU 11 determines that the total power generation amount X smaller than the maximum power generation amount of the selected one or more fuel cells 20, 20,... Does not satisfy the total power load (step S904: NO), the CPU 11 Selects the fuel cell 20b having the next largest power generation amount (step S905), returns to step S904, and repeats the above-described processing.

ＣＰＵ１１が、選択された一又は複数の燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量の総計が電力負荷の総計を充足すると判断した場合（ステップＳ９０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、最後に選択された燃料電池２０の発電量が、該燃料電池２０の最大発電量より小さい発電量Ｘ、例えば最大発電量の８０％の発電量より大きいか否かを判断する（ステップＳ９０６）。ＣＰＵ１１が、大きいと判断した場合（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、次に最大発電量が大きい燃料電池２０を選択し（ステップＳ９０５）、ステップＳ９０４へ戻し、上述した処理を繰り返す。 When the CPU 11 determines that the sum of the maximum power generation amount of the selected one or more fuel cells 20, 20,... Satisfies the sum of the power load (step S904: YES), the CPU 11 is selected last. It is determined whether or not the power generation amount of the fuel cell 20 is larger than the power generation amount X smaller than the maximum power generation amount of the fuel cell 20, for example, 80% of the maximum power generation amount (step S906). When the CPU 11 determines that it is large (step S906: YES), the CPU 11 selects the fuel cell 20 having the next largest power generation amount (step S905), returns to step S904, and repeats the above-described processing.

ＣＰＵ１１が、等しい又は小さいと判断した場合（ステップＳ９０６：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、最後に選択された燃料電池２０の発電量が、所定の発電量Ｙ（Ｙ＜Ｘ）、例えば最大発電量の１０％の発電量より小さいか否かを判断する（ステップＳ９０７）。ＣＰＵ１１が、小さいと判断した場合（ステップＳ９０７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、最後に選択された燃料電池２０を選択から外し（ステップＳ９０８）、ステップＳ９０１へ戻し、上述した処理を繰り返す。 When the CPU 11 determines that the power generation amount is equal or smaller (step S906: NO), the CPU 11 determines that the power generation amount of the fuel cell 20 selected last is a predetermined power generation amount Y (Y <X), for example, 10 of the maximum power generation amount. It is determined whether or not the power generation amount is less than% (step S907). When the CPU 11 determines that it is small (step S907: YES), the CPU 11 deselects the fuel cell 20 selected last (step S908), returns to step S901, and repeats the above-described processing.

ＣＰＵ１１が、等しい又は大きいと判断した場合（ステップＳ９０７：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、選択された燃料電池２０、２０、・・・の制御装置２４、２４、・・・に対して、必要発電量に対応した発電量を指示する発電量指示信号を送出し（ステップＳ９０９）、発電量指示信号を受信した燃料電池２０、２０、・・・は、最大発電量が大きい燃料電池から順に１００％稼動するように電力負荷を充足する量の発電を行うことが可能となる。 When the CPU 11 determines that they are equal or larger (step S907: NO), the CPU 11 sets the necessary power generation amount for the control devices 24, 24,... Of the selected fuel cells 20, 20,. A power generation amount instruction signal for instructing the corresponding power generation amount is transmitted (step S909), and the fuel cells 20, 20,... That have received the power generation amount instruction signal operate 100% in order from the fuel cell having the largest maximum power generation amount. Thus, it is possible to generate an amount of power that satisfies the power load.

図７の例では、４基の燃料電池２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの最大発電量が、順に５ｋＷ、５ｋＷ、１ｋＷ、１ｋＷであることから、電力負荷の総計６ｋＷを充足する燃料電池を最大発電量の大きい順に選択、すなわち燃料電池２０ａ、２０ｂを選択する。そして、電力負荷が変動し、例えば電力負荷の総計が１０．９ｋＷに上昇した場合、最後に選択された燃料電池２０ｂの発電量には余力がある状態であるが、最大発電量の８０％を超えることから、次に最大発電量の大きい燃料電池である燃料電池２０ｃを稼動させる。また、例えば電力負荷の総計が５．４ｋＷに減少した場合、最後に選択された燃料電池２０ｂの発電量が、最大発電量の１０％を切ることから、燃料電池２０ｂを停止させる。 In the example of FIG. 7, the maximum power generation amount of the four fuel cells 20a, 20b, 20c, and 20d is 5 kW, 5 kW, 1 kW, and 1 kW in order, so that the fuel cell that satisfies the total power load of 6 kW is the maximum power generation. Selection is made in descending order, that is, the fuel cells 20a and 20b are selected. Then, when the power load fluctuates, for example, when the total power load increases to 10.9 kW, the power generation amount of the fuel cell 20b selected last is in a state where there is a surplus, but 80% of the maximum power generation amount is reduced. Therefore, the fuel cell 20c, which is the fuel cell with the next largest power generation amount, is operated. For example, when the total power load is reduced to 5.4 kW, the power generation amount of the fuel cell 20b selected lastly falls below 10% of the maximum power generation amount, so that the fuel cell 20b is stopped.

以上のように本実施の形態３によれば、４基すべての燃料電池を稼動させること無く、電力負荷の変動に応じて選択する燃料電池２０、２０、・・・を動的に変更することができ、稼動している燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量の総計近傍で電力負荷の総計が上下動する場合、新たな燃料電池２０の起動・停止が頻繁に行われることを未然に防止することができ、燃料電池２０、２０、・・・の発電効率を高く維持することが可能となる。 As described above, according to the third embodiment, the fuel cells 20, 20,... To be selected are changed dynamically according to the fluctuation of the power load without operating all four fuel cells. When the total power load moves up and down in the vicinity of the total amount of maximum power generation of the operating fuel cells 20, 20,..., The new fuel cell 20 is frequently started and stopped. This can be prevented in advance, and the power generation efficiency of the fuel cells 20, 20,.

なお、燃料電池２０、２０、・・・の最大発電量が同一である場合も、上述した処理と同様の処理を行うことにより、燃料電池２０の最大発電量の倍数近傍で電力負荷の総計が上下動する場合、新たな燃料電池２０の起動・停止が頻繁に行われることを未然に防止することができ、燃料電池２０、２０、・・・の発電効率を高く維持することが可能となる。 Even when the maximum power generation amount of the fuel cells 20, 20,... Is the same, by performing the same process as described above, the total power load is near the multiple of the maximum power generation amount of the fuel cell 20. When the fuel cell 20 moves up and down, it is possible to prevent the new fuel cell 20 from being frequently started and stopped, and to maintain the power generation efficiency of the fuel cells 20, 20,. .

また、最後に選択された燃料電池２０と、その１つ前に選択された燃料電池２０との発電量を制御することにより、新たな燃料電池２０の起動・停止が頻繁に行われることをより効果的に防止することもできる。すなわち、最後に選択された燃料電池２０が所定の発電量、例えば最大発電量の１０％まで発電量が低下した時点で、１つ前に選択された燃料電池２０の発電量を低下させる。そして、１つ前に選択された燃料電池２０の発電量が、所定の発電量の２倍、すなわち最大発電量が同一である場合には最大発電量の２０％まで低下したときに、最後に選択された燃料電池２０を停止する。これにより、燃料電池２０、２０、・・・の発電量の総計が、一時的に電力需要量を下回ることがなく、燃料電池２０、２０、・・・の発電効率を高く維持することが可能となる。 Further, by controlling the power generation amount of the fuel cell 20 selected last and the fuel cell 20 selected immediately before, it is possible to start and stop the new fuel cell 20 more frequently. It can also be effectively prevented. That is, when the power generation amount of the fuel cell 20 selected last decreases to a predetermined power generation amount, for example, 10% of the maximum power generation amount, the power generation amount of the fuel cell 20 selected immediately before is reduced. Finally, when the power generation amount of the fuel cell 20 selected immediately before is twice the predetermined power generation amount, that is, when the maximum power generation amount is the same, the power generation amount decreases to 20% of the maximum power generation amount. The selected fuel cell 20 is stopped. As a result, the total power generation amount of the fuel cells 20, 20,... Does not temporarily fall below the power demand, and the power generation efficiency of the fuel cells 20, 20,. It becomes.

（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４に係る発電量制御システムについて図面に基づいて具体的に説明する。実施の形態４に係る発電量制御システムの構成は実施の形態１と同様であることから、同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。本実施の形態４は、燃料電池２０の発電量制御方法が実施の形態１乃至３と相違する。 (Embodiment 4)
Hereinafter, a power generation amount control system according to Embodiment 4 of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Since the configuration of the power generation amount control system according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted by attaching the same reference numerals. The fourth embodiment is different from the first to third embodiments in the power generation amount control method of the fuel cell 20.

図１０は、本発明の実施の形態４に係る発電量制御システムの複数の燃料電池２０、２０、・・・と演算装置１０との接続を示す模式図であり、図１１は、本発明の実施の形態４に係る発電量制御システムの演算装置１０のＣＰＵ１１の燃料電池２０、２０、・・・の発電量制御手順を示すフローチャートである。実施の形態４では、実施の形態１、２と同様、一戸建て住居の各住居に設置してある演算装置１０、１０、・・・のうち一の演算装置１０が、他の演算装置１０、１０、・・・と相互に通信可能に接続してあり、他の演算装置１０、１０、・・・が取得した不足電力量及び余剰発電量に関する情報と、性能情報及び供給条件を含む選択情報とを収集する。また、電力線２１を介して、燃料電池２０で発電した電力を相互に供給し合うことが可能となっている。 FIG. 10 is a schematic diagram showing the connection between the plurality of fuel cells 20, 20,... Of the power generation amount control system according to Embodiment 4 of the present invention and the arithmetic unit 10, and FIG. 10 is a flowchart showing a power generation amount control procedure of fuel cells 20, 20,... Of CPU 11 of arithmetic unit 10 of the power generation amount control system according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, as in the first and second embodiments, one of the arithmetic devices 10, 10,... Installed in each residence of a detached house is replaced by another arithmetic device 10, 10. ,... Are connected to each other so as to be communicable with each other, information on the insufficient power amount and surplus power generation amount acquired by the other arithmetic devices 10, 10,..., And selection information including performance information and supply conditions To collect. In addition, the power generated by the fuel cell 20 can be mutually supplied via the power line 21.

すなわち、一の演算装置１０のＣＰＵ１１は、一戸建て住居の各住居に設置してある他の演算装置１０、１０、・・・から電力の不足量を受付け（ステップＳ１１０１）、受付けた電力の不足量の総計を算出する（ステップＳ１１０２）。算出した電力の不足量の総計は、演算装置１０のＲＡＭ１３に記憶する。なお、電力の不足量は、買電電力計の検出値としてＣＰＵ１１が検出する。 That is, the CPU 11 of one computing device 10 accepts a shortage of power from the other computing devices 10, 10... Installed in each dwelling of the detached house (step S <b> 1101). Is calculated (step S1102). The calculated total amount of power shortage is stored in the RAM 13 of the arithmetic device 10. Note that the CPU 11 detects the power shortage as a detection value of the purchased power meter.

ＣＰＵ１１は、燃料電池２０ごとに、ＲＡＭ１３に記憶してある電力の不足量の総計を充足すべく、発電量の増加量を特定する（ステップＳ１１０３）。例えば発電量の増加量は、（数１）に従ってＰＩ制御する。なお、（数１）において、Ｐn （ｔ）は各燃料電池２０の発電量を、Ｌn （ｔ）は各住居における電力負荷を、Ｐshort （ｔ）は算出した電力の不足量の総計を、Ｋp は比例ゲインを、Ｋ_Iは積分ゲインを、それぞれ示している。 For each fuel cell 20, the CPU 11 specifies the amount of increase in the amount of power generation so as to satisfy the total amount of power shortage stored in the RAM 13 (step S1103). For example, the amount of increase in power generation is PI controlled according to (Equation 1). In (Equation 1), Pn (t) is the power generation amount of each fuel cell 20, Ln (t) is the power load in each residence, Pshort (t) is the total of the calculated power shortage, Kp is the proportional gain, K _I is an integral gain, respectively.

ＣＰＵ１１は、燃料電池２０、２０、・・・の制御装置２４、２４、・・・に対して、（数１）で算出した燃料電池２０ごとの発電量Ｐn （ｔ）に対応した発電量を指示する発電量指示信号を送出し（ステップＳ１１０４）、発電量指示信号を受信した燃料電池２０、２０、・・・は、発電量指示信号に応じた電力を発生する。 The CPU 11 generates the power generation amount corresponding to the power generation amount Pn (t) for each fuel cell 20 calculated in (Equation 1) for the control devices 24, 24,... Of the fuel cells 20, 20,. The fuel cell 20, 20,... That receives the power generation amount instruction signal is transmitted (step S1104), and generates power corresponding to the power generation amount instruction signal.

ＣＰＵ１１は、燃料電池２０、２０、・・・の発電量の総計を算出し（ステップＳ１１０５）、燃料電池２０、２０、・・・の発電量の総計が一定値に収束するか否かを判断する（ステップＳ１１０６）。ＣＰＵ１１が、発電量の総計が収束しないと判断した場合（ステップＳ１１０６：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、算出した電力の不足量の総計と発電量の増加量との差を算出し（ステップＳ１１０７）、算出した差を新たな不足量の総計として演算装置１０のＲＡＭ１３に記憶し、ステップＳ１１０３へ戻して、上述した処理を繰り返す。ＣＰＵ１１が、発電量の総計が一定値に収束すると判断した場合（ステップＳ１１０６：ＹＥＳ）、処理を終了する。 The CPU 11 calculates the total power generation amount of the fuel cells 20, 20,... (Step S1105), and determines whether or not the total power generation amount of the fuel cells 20, 20,. (Step S1106). When the CPU 11 determines that the total amount of power generation does not converge (step S1106: NO), the CPU 11 calculates the difference between the calculated total amount of insufficient power and the amount of increase in power generation (step S1107). The difference is stored in the RAM 13 of the arithmetic unit 10 as a new deficient amount, and the process returns to step S1103 to repeat the above-described processing. When the CPU 11 determines that the total amount of power generation converges to a constant value (step S1106: YES), the process ends.

以上のように本実施の形態４によれば、電力の不足量を燃料電池２０、２０、・・・の発電量の余力に応じて補うことができ、フィードバック制御を行うことにより燃料電池２０、２０、・・・の過稼動又は電力不足の発生を防止しつつ、電力の不測を解消することが可能となる。 As described above, according to the fourth embodiment, the shortage of power can be compensated according to the remaining amount of power generated by the fuel cells 20, 20,... 20... Can be solved while preventing the occurrence of overoperation or power shortage.

（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５に係る発電量制御システムについて図面に基づいて具体的に説明する。実施の形態５に係る発電量制御システムの構成は実施の形態４と同様であることから、同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。本実施の形態５は、燃料電池２０の発電量制御方法が実施の形態４と相違する。 (Embodiment 5)
Hereinafter, the power generation amount control system according to Embodiment 5 of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Since the configuration of the power generation amount control system according to the fifth embodiment is the same as that of the fourth embodiment, detailed description thereof will be omitted by attaching the same reference numerals. The fifth embodiment is different from the fourth embodiment in the power generation amount control method of the fuel cell 20.

図１２は、演算装置１０のＣＰＵ１１の燃料電池２０、２０、・・・の発電量制御手順を示すフローチャートである。実施の形態５では、実施の形態４と同様、一戸建て住居の各住居に設置してある演算装置１０、１０、・・・のうち一の演算装置１０が、他の演算装置１０、１０、・・・と相互に通信可能に接続してあり、他の演算装置１０、１０、・・・が取得した不足電力量及び余剰発電量に関する情報と、性能情報及び供給条件を含む選択情報とを収集する。また、電力線２１を介して、燃料電池２０、２０、・・・で発電した電力を相互に供給し合うことが可能となっている。 FIG. 12 is a flowchart showing the power generation amount control procedure of the fuel cells 20, 20,... In the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, one of the arithmetic devices 10, 10,... Installed in each residence of a detached house is replaced by another arithmetic device 10, 10. .. are connected to each other so as to be able to communicate with each other, and collect information on the insufficient power amount and surplus power generation amount acquired by other arithmetic devices 10, 10,..., And selection information including performance information and supply conditions To do. Further, the power generated by the fuel cells 20, 20,... Can be supplied to each other via the power line 21.

すなわち、一の演算装置１０のＣＰＵ１１は、一戸建て住居の各住居に設置してある他の演算装置１０、１０、・・・から電力の不足量を演算装置１０を識別する情報とともに受付け、受付けた電力の不足量を、演算装置１０を識別する情報に対応付けて、一の演算装置１０のＲＡＭ１３に記憶する。 That is, the CPU 11 of one arithmetic device 10 accepts and accepts an insufficient amount of power together with information for identifying the arithmetic device 10 from the other arithmetic devices 10, 10,... The insufficient amount of power is stored in the RAM 13 of one arithmetic device 10 in association with information for identifying the arithmetic device 10.

また、ＣＰＵ１１は、燃料電池２０ごとに、制御装置２４を介して発電量の余力に関する情報を受付け、燃料電池２０を識別する情報に対応付けて、一の演算装置１０のＲＡＭ１３に記憶する。 In addition, the CPU 11 receives information on the remaining amount of power generation for each fuel cell 20 via the control device 24, and stores the information in the RAM 13 of one arithmetic device 10 in association with information for identifying the fuel cell 20.

ＣＰＵ１１は、略リアルタイムにＲＡＭ１３に電力の不足量が記憶されているか否かを判断し（ステップＳ１２０１）、ＣＰＵ１１が、電力の不足量がＲＡＭ１３に記憶されていると判断した場合（ステップＳ１２０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に記憶してある電力の不足量の総計を算出し（ステップＳ１２０２）、電力の不足量の総計に相当する発電量増加量を、記憶してある発電量の余力に応じて比例配分する（ステップＳ１２０３）。比例配分は、例えば（数２）に従って配分する。なお、（数２）において、ΔＰn （ｔ）は各燃料電池２０の発電量の増加量を、Ｐreserve （ｔ）は各燃料電池２０の発電量の余力を、Ｐshort （ｔ）は算出した電力の不足量の総計を、Ｐnr（ｔ）は１からｎ（ｎは自然数）までの選択された燃料電池２０それぞれの発電量の余力を、それぞれ示している。 The CPU 11 determines whether or not the insufficient amount of power is stored in the RAM 13 in substantially real time (step S1201), and when the CPU 11 determines that the insufficient amount of power is stored in the RAM 13 (step S1201: YES). ) The CPU 11 calculates the total amount of power shortage stored in the RAM 13 (step S1202), and determines the amount of power generation increase corresponding to the total amount of power shortage in accordance with the remaining amount of power generation stored. Are proportionally distributed (step S1203). Proportional distribution is performed according to (Equation 2), for example. In (Equation 2), ΔPn (t) is the amount of increase in the power generation amount of each fuel cell 20, Preserve (t) is the remaining power generation amount of each fuel cell 20, and Pshort (t) is the calculated power. The total amount of deficiency, Pnr (t) indicates the remaining power of each selected fuel cell 20 from 1 to n (n is a natural number).

ＣＰＵ１１は、燃料電池２０、２０、・・・の制御装置２４、２４、・・・に対して、（数２）で算出した燃料電池２０ごとの発電量増加量ΔＰn （ｔ）を加算した発電量を指示する発電量指示信号を送出し（ステップＳ１２０４）、発電量指示信号を受信した燃料電池２０、２０、・・・は、発電量指示信号に応じた電力を発生する。 The CPU 11 adds the power generation amount increase ΔPn (t) for each fuel cell 20 calculated in (Equation 2) to the control devices 24, 24,... Of the fuel cells 20, 20,. A power generation amount instruction signal for instructing the amount is transmitted (step S1204), and the fuel cells 20, 20,... That have received the power generation amount instruction signal generate electric power according to the power generation amount instruction signal.

以上のように本実施の形態５によれば、電力需要者に係る電力負荷が不足したことを検知した場合、不足電力量を、発電量の余力が大きい燃料電池２０ほどより多くの電力を供給することで、発電負荷が過剰になることなく不足電力を補うことができ、フィードバック制御により発電システム全体の電力不足の発生を未然に防止することが可能となる。 As described above, according to the fifth embodiment, when it is detected that the power load relating to the power consumer is insufficient, the fuel cell 20 that supplies a larger amount of power is supplied to the insufficient power amount. By doing so, it is possible to make up for the insufficient power without causing the power generation load to be excessive, and it is possible to prevent the occurrence of power shortage in the entire power generation system by the feedback control.

なお、実施の形態４及び５を組み合わせることによって、電力が不足している住居へより効率よく余剰電力を供給することができ、電力供給効率の向上を図ることが可能となる。 In addition, by combining Embodiments 4 and 5, surplus power can be supplied more efficiently to a deficient residence, and it is possible to improve power supply efficiency.

また、上述した実施の形態１乃至５において、改質装置４６を外部に備えて、発電量に対して十分な量の浄化水素を燃料電池２０、２０、・・・に供給している。これは、燃料電池２０による発電量制御の動特性はｍｓｅｃ単位の高い応答性を有しているのに対し、改質装置４６により供給する浄化水素量制御の動特性はｍｉｎ単位と極端に低い応答性を有していることから、改質装置４６を含めて発電量制御の対象とした場合、燃料となる浄化水素の供給過剰あるいは供給不足が生じるおそれがあり、好ましくないからである。 In the first to fifth embodiments described above, the reformer 46 is provided outside, and a sufficient amount of purified hydrogen is supplied to the fuel cells 20, 20,. This is because the dynamic characteristic of the power generation amount control by the fuel cell 20 has a high responsiveness in msec units, whereas the dynamic characteristic of the purified hydrogen amount control supplied by the reformer 46 is extremely low as a min unit. This is because, since it has responsiveness, when the power generation amount control is included including the reformer 46, there is a possibility that excessive supply or insufficient supply of purified hydrogen serving as fuel may occur, which is not preferable.

本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power generation amount control system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの燃料電池の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel cell of the electric power generation amount control system which concerns on Embodiment 1 of this invention. エネルギ生成部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of an energy generation part. 本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの電力及び温水の搬送システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conveyance system of the electric power and warm water of the electric power generation amount control system which concern on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの複数の燃料電池と演算装置との接続を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the connection of the some fuel cell and arithmetic unit of the electric power generation amount control system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る発電量制御システムの演算装置のＣＰＵの燃料電池の発電量制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the electric power generation amount control procedure of the fuel cell of CPU of the arithmetic unit of the electric power generation control system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る発電量制御システムの複数の燃料電池と演算装置との接続を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the connection of the some fuel cell and arithmetic unit of the electric power generation amount control system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る発電量制御システムの演算装置のＣＰＵの燃料電池の発電量制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the electric power generation amount control procedure of the fuel cell of CPU of the arithmetic unit of the electric power generation amount control system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る発電量制御システムの演算装置のＣＰＵの燃料電池の発電量制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the electric power generation amount control procedure of the fuel cell of CPU of the arithmetic unit of the electric power generation control system which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４に係る発電量制御システムでの複数の燃料電池と演算装置との接続を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the connection of the some fuel cell and arithmetic unit in the electric power generation amount control system which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態４に係る発電量制御システムの演算装置のＣＰＵの燃料電池の発電量制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the electric power generation amount control procedure of the fuel cell of CPU of the arithmetic unit of the electric power generation amount control system which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５に係る発電量制御システムの演算装置のＣＰＵの燃料電池の発電量制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the electric power generation amount control procedure of the fuel cell of CPU of the arithmetic unit of the electric power generation control system which concerns on Embodiment 5 of this invention. 一戸建て住居群（４戸）に対して４基の燃料電池を設置した場合の模式図である。It is a schematic diagram at the time of installing four fuel cells with respect to a detached house group (4 houses).

符号の説明Explanation of symbols

１０演算装置
１１ＣＰＵ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
１４通信手段
２０燃料電池
２４制御装置
４６改質装置
６０ガス配管網（水素配管）
６２配電網（電力線）
６４温水配管網（熱媒体用配管）
９０燃料電池本体 10 arithmetic unit 11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 communication means 20 fuel cell 24 control device 46 reforming device 60 gas piping network (hydrogen piping)
62 Distribution network (power line)
64 Hot water piping network (piping for heat medium)
90 Fuel cell body

Claims

複数の住居のそれぞれに設置され、発電した電力を搬送する電力線で互いに接続され、浄化水素を単一の改質器から一括して供給され、データを送受信することが可能な制御装置で受信した信号により発電量が制御される複数の燃料電池と、
複数の住居のそれぞれに設置され、該複数の燃料電池に係る制御装置とデータを送受信することが可能に接続された複数の演算装置と
を備えた発電量制御システムにおいて、
前記複数の演算装置のうちの一の演算装置は、
他の演算装置から電力負荷に比して不足している不足電力量を取得する手段と、
前記複数の燃料電池に係る制御装置から発電量の余力を取得する手段と、
取得した不足電力量及び発電量の余力を記憶手段に記憶する手段と、
発電量の余力の供給先である電力需要者に係る演算装置を、不足電力量を取得した演算装置から選択する手段と、
電力需要者に係る複数の演算装置から取得した不足電力量の総計を算出する手段と、
算出した不足電力量の総計を補う発電量まで発電量を増加させる複数の燃料電池を、発電量の余力を取得した制御装置に係る燃料電池から選択する手段と、
算出した不足電力量の総計を、選択した燃料電池の発電量の余力に応じて比例配分する手段と、
該手段で選択した複数の燃料電池に係る制御装置へ、比例配分した不足電力量の総計を加算した発電量を指示する発電量指示信号を送信する手段と
を備えることを特徴とする発電量制御システム。 Installed in each of a plurality of residences, connected to each other via a power line that carries the generated power, purified hydrogen is supplied from a single reformer, and received by a control device that can send and receive data A plurality of fuel cells whose power generation is controlled by signals;
In a power generation amount control system provided with a plurality of arithmetic devices installed in each of a plurality of houses and connected to the control devices related to the plurality of fuel cells so as to be able to transmit and receive data,
One arithmetic unit of the plurality of arithmetic units is
Means for acquiring a deficient amount of power that is deficient relative to a power load from another computing device;
Means for acquiring a remaining amount of power generation from the control device according to the plurality of fuel cells;
Means for storing in the storage means the acquired shortage of electric energy and the remaining power generation amount;
Means for selecting a computing device related to a power consumer who is a supply destination of a surplus power generation amount from the computing device that has acquired the insufficient power amount;
Means for calculating a total amount of insufficient power acquired from a plurality of computing devices related to the power consumer;
Means for selecting a plurality of fuel cells that increase the power generation amount to a power generation amount that supplements the total amount of the calculated insufficient power amount from the fuel cells related to the control device that has acquired the surplus power generation amount;
Means for proportionally allocating the calculated total amount of insufficient power according to the power generation capacity of the selected fuel cell;
Power, characterized in that it comprises a means for transmitting to the control apparatus according to the fuel cell of the multiple selected in said means, the power generation amount instruction signal instructing the power generation amount obtained by adding the total power shortage amount prorated Quantity control system.

複数の住居のそれぞれに設置され、発電した電力を搬送する電力線で互いに接続され、浄化水素を単一の改質器から一括して供給され、データを送受信することが可能な制御装置で受信した信号により発電量が制御される複数の燃料電池と、Installed in each of a plurality of residences, connected to each other via a power line that carries the generated power, purified hydrogen is supplied from a single reformer, and received by a control device that can send and receive data A plurality of fuel cells whose power generation is controlled by signals;
複数の住居のそれぞれに設置され、該複数の燃料電池に係る制御装置とデータを送受信することが可能に接続された複数の演算装置とを用いる発電量制御方法において、In a power generation amount control method using a plurality of arithmetic devices installed in each of a plurality of residences and connected to be able to transmit and receive data with a control device related to the plurality of fuel cells,
前記複数の演算装置のうちの一の演算装置は、One arithmetic unit of the plurality of arithmetic units is
他の演算装置から電力負荷に比して不足している不足電力量を取得し、Get the amount of power shortage compared to the power load from other computing devices,
前記複数の燃料電池に係る制御装置から発電量の余力を取得し、Obtaining a remaining amount of power generation from the control devices related to the plurality of fuel cells;
取得した不足電力量及び発電量の余力を記憶手段に記憶し、Store the acquired insufficient power amount and the remaining power generation amount in the storage means,
発電量の余力の供給先である電力需要者に係る演算装置を、不足電力量を取得した演算装置から選択し、Select the computing device related to the power consumer who is the supply destination of the surplus power generation from the computing device that acquired the insufficient power amount,
電力需要者に係る複数の演算装置から取得した不足電力量の総計を算出し、Calculate the total amount of insufficient power acquired from multiple computing devices related to power consumers,
算出した不足電力量の総計を補う発電量まで発電量を増加させる複数の燃料電池を、発電量の余力を取得した制御装置に係る燃料電池から選択し、Select a plurality of fuel cells that increase the amount of power generation to the amount of power generation that supplements the total amount of power shortage calculated, from the fuel cells related to the control device that acquired the remaining power generation amount,
算出した不足電力量の総計を、選択した燃料電池の発電量の余力に応じて比例配分し、The calculated total amount of insufficient power is proportionally distributed according to the power generation capacity of the selected fuel cell,
選択した複数の燃料電池に係る制御装置へ、比例配分した不足電力量の総計を加算した発電量を指示する発電量指示信号を送信することを特徴とする発電量制御方法。A power generation amount control method for transmitting a power generation amount instruction signal for instructing a power generation amount obtained by adding a total of proportionally distributed insufficient power amounts to a plurality of selected fuel cell control devices.

発電した電力を搬送する電力線で互いに接続され、浄化水素を単一の改質器から一括して供給される複数の燃料電池の発電量を制御する制御装置と、データを送受信することが可能に接続された演算装置において、Data can be sent to and received from a control device that controls the power generation amount of a plurality of fuel cells that are connected to each other via a power line that carries the generated power and is supplied with purified hydrogen from a single reformer all at once. In the connected arithmetic unit,
外部から電力負荷に比して不足している不足電力量を取得する手段と、Means for acquiring a deficient amount of electricity that is deficient relative to the power load from the outside;
前記複数の燃料電池に係る制御装置から発電量の余力を取得する手段と、Means for acquiring a remaining amount of power generation from the control device according to the plurality of fuel cells;
取得した不足電力量及び発電量の余力を記憶手段に記憶する手段と、Means for storing in the storage means the acquired shortage of electric energy and the remaining power generation amount;
発電量の余力の供給先を、不足電力量の取得先から選択する手段と、Means for selecting a supply source of the surplus power generation amount from the acquisition source of the insufficient power amount,
外部から取得した不足電力量の総計を算出する手段と、Means for calculating the total amount of insufficient power acquired from the outside,
算出した不足電力量の総計を補う発電量まで発電量を増加させる複数の燃料電池を、記憶してある発電量の余力の取得先から選択する手段と、Means for selecting a plurality of fuel cells that increase the amount of power generation to the amount of power generation that supplements the total amount of shortage of electric power calculated, from the acquisition source of the remaining power generation amount stored;
算出した不足電力量の総計を、選択した燃料電池の発電量の余力に応じて比例配分する手段と、Means for proportionally allocating the calculated total amount of insufficient power according to the power generation capacity of the selected fuel cell;
該手段で選択した複数の燃料電池に係る制御装置へ、比例配分した不足電力量の総計を加算した発電量を指示する発電量指示信号を送信する手段とMeans for transmitting a power generation amount instruction signal for instructing a power generation amount obtained by adding a total of proportionally distributed insufficient power amounts to the control devices related to the plurality of fuel cells selected by the means;
を備えることを特徴とする演算装置。An arithmetic device comprising: