JP6209337B2 - Power supply system, power supply program, and power supply method - Google Patents

Power supply system, power supply program, and power supply method Download PDF

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Description

本発明は、燃料電池コジェネレーションシステム（以下、単に「ＦＣシステム」と称する。）などの発電ユニットや蓄電ユニットを含む給電システム、給電プログラムおよび給電方法に関する。
The present invention relates to a power supply system, a power supply program, and a power supply method including a power generation unit such as a fuel cell cogeneration system (hereinafter simply referred to as “FC system”) and a power storage unit.

ＦＣシステムでは、家庭などの需要先の電力負荷量に応じて発電を行い、その発電出力が電力負荷に給電される。電力負荷量は、需要先に設置された電流センサで計測される。このＦＣシステムは系統電源を利用し発電電力を電力負荷へ供給する方式が主流となっている。系統電源は、電力会社から供給される商用電力である。   In the FC system, power generation is performed according to the amount of power load at a demand destination such as a home, and the power generation output is supplied to the power load. The amount of power load is measured by a current sensor installed at a demand destination. This FC system mainly uses a system power supply to supply generated power to an electric load. The system power supply is commercial power supplied from an electric power company.

系統電源を利用する理由は、第１に、逆潮防止にある。ＦＣシステムでは、電力負荷より数十Ｗ程度低い電力で発電を行い、常時、数十Ｗ程度の電力が系統電力で賄われる。このように数十Ｗ程度低い電力をＦＣシステムで発電すれば、電力負荷が増減しても、ＦＣシステムの発電電力を系統に逆潮することを防止できるのがその理由である。   The first reason for using the system power supply is to prevent reverse power flow. In the FC system, power generation is performed with electric power that is lower by several tens of watts than the electric power load, and electric power of about several tens of watts is always provided by system power. The reason is that if the FC system generates electric power as low as several tens of watts in this way, it is possible to prevent the power generated by the FC system from flowing back into the system even if the power load increases or decreases.

第２に、ＦＣシステムでの電圧源の確保にある。ＦＣシステムは電流型インバータを備えている。この電流型インバータは、発電電流量の制御に有効であるが、電圧源を失うと発電できない。電流型インバータを用いたＦＣシステムには、電圧源は不可欠である。   The second is to secure a voltage source in the FC system. The FC system has a current type inverter. This current type inverter is effective for controlling the amount of generated current, but cannot generate power if the voltage source is lost. A voltage source is indispensable for an FC system using a current type inverter.

第３に、ＦＣシステムは、起動中や停止中に電力を必要とし、この電力を確保するために系統電力を必要としている。   Thirdly, the FC system requires electric power during start-up and stoppage, and system power is required to secure this electric power.

このようなＦＣシステムに関し、発電装置を組み込み、停電時など系統電源がＦＣシステムから解列した場合にも、ＦＣシステムから負荷への電力供給を可能にすることが知られている（たとえば、特許文献１）。
With respect to such an FC system, it is known that a power generation device is incorporated and power supply from the FC system to a load can be performed even when the system power supply is disconnected from the FC system, such as during a power failure (for example, patents). Reference 1).

特開２０１２−０４４７３３号公報JP 2012-044733 A

ところで、系統電源が停電すると、ＦＣシステムから電圧源が消失し、ＦＣシステムが発電を停止する。そこで、このＦＣシステムの一次側に蓄電池を設置すれば、この蓄電池を電圧源に利用でき、系統電源が停電した場合にも、ＦＣシステムは発電を継続することができる。つまり、系統電源の停電時、ＦＣシステムの発電電力を電力負荷へ供給することが可能となる。   By the way, when the system power supply fails, the voltage source disappears from the FC system, and the FC system stops generating power. Therefore, if a storage battery is installed on the primary side of the FC system, the storage battery can be used as a voltage source, and the FC system can continue power generation even when the system power supply fails. That is, it is possible to supply the power generated by the FC system to the power load at the time of a power failure of the system power supply.

しかしながら、停電時、ＦＣシステムは発電できるとしても、その発電は蓄電池の蓄電量に依存する。つまり、停電時、電力負荷への供給電力量は蓄電池の蓄電量に依存することになる。蓄電池の蓄電量を使い切れば、ＦＣシステムは発電を停止し、電力供給を停止せざるを得ないという課題がある。   However, even if the FC system can generate power during a power failure, the power generation depends on the amount of electricity stored in the storage battery. That is, at the time of a power failure, the amount of power supplied to the power load depends on the amount of power stored in the storage battery. If the amount of power stored in the storage battery is used up, there is a problem that the FC system has to stop generating power and stop supplying power.

このような蓄電池の蓄電量に発電を依存させているＦＣシステムの大幅な変更は可能であってもコストアップとなり、普及を妨げるという課題がある。   Even if it is possible to make a significant change in the FC system that makes power generation dependent on the amount of electricity stored in such a storage battery, there is a problem that the cost increases and the spread is hindered.

また、ＦＣシステムの発電出力で蓄電池を充電する場合には、充電の形態によっては省エネ性の低下や蓄電量の目減りを生じるといった課題もある。   Further, when the storage battery is charged with the power generation output of the FC system, there is a problem that the energy saving performance is reduced and the amount of stored electricity is reduced depending on the form of charging.

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、第１の目的は停電時、発電の継続性を高めることにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and a first object is to improve the continuity of power generation during a power failure.

また、第２の目的は、蓄電池を電圧源に用いるＦＣシステムを発電手段に含む場合にも停電時、発電の継続性を向上させることにある。   The second object is to improve the continuity of power generation during a power failure even when the power generation means includes an FC system using a storage battery as a voltage source.

更に、第３の目的は、充電の効率化を図り、停電時に蓄電池の蓄電量が目減りすることを抑制することにある。
Furthermore, the third object is to improve the efficiency of charging and to suppress a decrease in the amount of power stored in the storage battery during a power failure.

上記目的を達成するため、本発明の給電システムは、発電手段と蓄電手段とを備える給電システムであって、系統電源の停電時、前記発電手段の発電出力により前記蓄電手段を充電する充電手段と、前記系統電源の停電時、前記発電手段の発電を検出する発電検出手段とを備え、前記発電手段が前記蓄電手段から供給される電力を用いて発電し、少なくとも前記系統電源の停電時、前記発電検出手段の検出出力により前記発電手段の発電を検知している場合、前記発電手段に供給され且つ前記発電手段に使用される前記蓄電手段の蓄電量を前記充電手段が前記発電手段の発電出力により補填し、前記発電検出手段が前記発電手段の発電を検知できない場合、前記充電手段が前記発電手段から前記蓄電手段への充電を停止して前記蓄電手段から前記発電手段への電力供給を停止する。 In order to achieve the above object, a power supply system of the present invention is a power supply system including a power generation means and a power storage means, and charging means for charging the power storage means with a power generation output of the power generation means when a power failure occurs in a system power supply. A power generation detection means for detecting power generation of the power generation means at the time of a power failure of the system power supply, and the power generation means generates power using the power supplied from the power storage means, at least at the time of the power failure of the system power supply, When power generation of the power generation means is detected by the detection output of the power generation detection means, the charging means supplies the power generation output of the power generation means to the power storage amount supplied to the power generation means and used for the power generation means. supplemented by, when the power generation detecting unit can not detect the power generation of the power generating means, from said storage means to stop the charging of said charging means to said storage means from said power generating means To stop the power supply to the serial power generation means.

上記目的を達成するためには、上記給電システムにおいて、好ましくは、前記充電手段は、前記発電検出手段と、前記発電手段の発電時、前記発電手段の発電出力により前記蓄電手段を充電する充電回路とを備えてもよい。 To achieve the above objects, in the power supply system, preferably, said charging means includes the power generation detecting means, when the power generation of the power generating means, a charging circuit for charging the power storage unit by the power generation output of the generator means And may be provided.

上記目的を達成するためには、上記給電システムにおいて、好ましくは、前記発電検出手段は、前記発電手段の発電出力側に設置された電流センサであってもよい。   In order to achieve the above object, in the power feeding system, preferably, the power generation detection means may be a current sensor installed on a power generation output side of the power generation means.

上記目的を達成するため、本発明の給電プログラムは、発電手段と蓄電手段とを備える給電システムに搭載されたコンピュータに実行させる給電プログラムであって、系統電源の停電時、前記発電手段に発電を開始させ、前記発電手段の発電時、前記蓄電手段から前記発電手段に電力を供給し、少なくとも前記系統電源の停電時、発電検出手段の検出出力により前記発電手段の発電を検知している場合、前記発電手段に供給され且つ前記発電手段に使用される前記蓄電手段の蓄電量を前記発電手段の発電出力により補填し、前記発電検出手段が前記発電手段の発電を検知できない場合、前記発電手段から前記蓄電手段への充電を停止して前記蓄電手段から前記発電手段への電力供給を停止する処理を前記コンピュータに実行させる。 In order to achieve the above object, a power supply program according to the present invention is a power supply program executed by a computer mounted on a power supply system including a power generation unit and a power storage unit, and generates power to the power generation unit when a power failure occurs in a system power supply. When power is generated by the power generation means, power is supplied from the power storage means to the power generation means, and at least at the time of a power failure of the system power supply, when power generation of the power generation means is detected by a detection output of the power generation detection means, When the amount of power stored in the power storage means supplied to the power generation means and used in the power generation means is compensated by the power generation output of the power generation means, and the power generation detection means cannot detect the power generation of the power generation means, The computer is caused to execute a process of stopping charging of the power storage means and stopping power supply from the power storage means to the power generation means .

上記目的を達成するため、本発明の給電方法は、発電手段と蓄電手段とを備える給電システムに用いられる給電方法であって、系統電源の停電時、前記発電手段の発電を開始させ、発電出力を負荷に供給するステップと、前記発電手段の発電時、前記蓄電手段から前記発電手段に電力を供給するステップと、少なくとも前記系統電源の停電時、発電検出手段の検出出力により前記発電手段の発電を検知している場合、前記発電手段に供給され且つ前記発電手段に使用される前記蓄電手段の蓄電量を前記発電手段の発電出力により補填し、前記発電検出手段が前記発電手段の発電を検知できない場合、前記発電手段から前記蓄電手段への充電を停止して前記蓄電手段から前記発電手段への電力供給を停止するステップとを含んでいる。
In order to achieve the above object, a power supply method of the present invention is a power supply method used in a power supply system including a power generation unit and a power storage unit, and starts power generation of the power generation unit when a power failure occurs in a system power supply. To the load, at the time of power generation by the power generation means, to supply power from the power storage means to the power generation means, and at least at the time of power failure of the system power supply, the power generation of the power generation means by the detection output of the power generation detection means Is detected, the amount of power stored in the power storage means supplied to the power generation means and used in the power generation means is compensated by the power generation output of the power generation means, and the power generation detection means detects the power generation of the power generation means. If not possible, the method includes a step of stopping charging from the power generation means to the power storage means and stopping power supply from the power storage means to the power generation means .

本発明によれば、次のような効果が得られる。   According to the present invention, the following effects can be obtained.

(1) 停電時に蓄電手段から発電手段に電力を供給でき、発電手段に使用する蓄電手段の蓄電量を発電手段の発電電力で補填するので、発電の継続性を高めることができる。   (1) Since power can be supplied from the power storage means to the power generation means at the time of a power failure, and the amount of power stored in the power storage means used for the power generation means is compensated with the generated power of the power generation means, the continuity of power generation can be improved.

(2) 発電手段に既述のＦＣシステム、蓄電手段に蓄電システムを利用することができ、このようなシステムを利用しても、ＦＣシステムの構成を変更することなく、停電時に発電を維持するに必要な蓄電量を蓄電手段に維持できる。   (2) The FC system described above can be used as the power generation means and the power storage system can be used as the power storage means. Even if such a system is used, power generation is maintained during a power failure without changing the configuration of the FC system. The amount of electricity necessary for storage can be maintained in the electricity storage means.

(3) 蓄電手段に発電を維持するに必要な蓄電量を補填できるので、充電の効率化を図ることができ、負荷に対する電力供給を長時間に亘って継続的に行うことができる。   (3) Since the amount of electricity necessary for maintaining the power generation in the electricity storage means can be compensated, the efficiency of charging can be improved, and the power supply to the load can be continuously performed for a long time.

そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
Other objects, features, and advantages of the present invention will become clearer with reference to the accompanying drawings and each embodiment.

第１の実施の形態に係る給電システムおよびその停電時の動作を示す図である。It is a figure which shows the electric power feeding system which concerns on 1st Embodiment, and the operation | movement at the time of the power failure. 停電時の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence at the time of a power failure. 停電時の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence at the time of a power failure. 第２の実施の形態に係る給電システムを示す図である。It is a figure which shows the electric power feeding system which concerns on 2nd Embodiment. 制御部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a control part. 他の実施の形態に係る給電システムの一部を示す図である。It is a figure which shows a part of electric power feeding system which concerns on other embodiment. 他の実施の形態に係る給電システムの一部を示す図である。It is a figure which shows a part of electric power feeding system which concerns on other embodiment.

〔第１の実施の形態〕 [First Embodiment]

＜システム構成＞ <System configuration>

図１のＡは、第１の実施の形態に係る給電システムを示している。図１のＡに示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されるものではない。   FIG. 1A shows a power supply system according to the first embodiment. The configuration shown in FIG. 1A is an example, and the present invention is not limited to such a configuration.

この給電システム２にはＦＣシステム（燃料電池コジェネレーションシステム）４、蓄電システム６および連系充電回路８が含まれる。   The power supply system 2 includes an FC system (fuel cell cogeneration system) 4, a power storage system 6, and an interconnection charging circuit 8.

ＦＣシステム４は定置用発電機器であり、発電手段の一例である。このＦＣシステム４は太陽光発電システムなどでもよい。このＦＣシステム４は、系統電源１０の停電時、発電出力が配電系統１２により電力負荷１４に供給されるとともに、連系充電回路８により蓄電システム６に供給される。蓄電システム６は蓄電手段の一例である。連系充電回路８は充電手段の一例である。   The FC system 4 is a stationary power generation device and is an example of a power generation means. The FC system 4 may be a solar power generation system or the like. In the FC system 4, when a power failure occurs in the system power supply 10, the power generation output is supplied to the power load 14 by the distribution system 12 and is also supplied to the power storage system 6 by the interconnection charging circuit 8. The power storage system 6 is an example of power storage means. The connected charging circuit 8 is an example of a charging unit.

配電系統１２には系統電源１０が接続されている。系統電源１０の連系時には、系統電源１０から系統電力が電力負荷１４に供給される。このとき、蓄電システム６は系統電源１０からの受電電力により充電される。この蓄電システム６には系統電源１０の状態を監視するため、電圧センサ１５が含まれる。この電圧センサ１５は系統電源１０の状態検出手段であり、給電、停電または停電からの復電を検知する手段である。この電圧センサ１５は電圧検出を行い、そのセンサ出力から系統電源１０が停電しているか否かを知ることができる。   A system power supply 10 is connected to the power distribution system 12. When the grid power supply 10 is interconnected, grid power is supplied from the grid power supply 10 to the power load 14. At this time, the power storage system 6 is charged with the received power from the system power supply 10. The power storage system 6 includes a voltage sensor 15 for monitoring the state of the system power supply 10. The voltage sensor 15 is means for detecting the state of the system power supply 10, and is means for detecting power supply, power failure, or power recovery from a power failure. The voltage sensor 15 performs voltage detection and can know from the sensor output whether or not the system power supply 10 has a power failure.

配電系統１２には電流センサ１６−１が接続されている。この電流センサ１６−１はたとえば、カレントトランスである。この電流センサ１６−１はＦＣシステム４の発電制御に必要な電流出力が得られる。   A current sensor 16-1 is connected to the power distribution system 12. The current sensor 16-1 is, for example, a current transformer. The current sensor 16-1 can obtain a current output necessary for power generation control of the FC system 4.

ＦＣシステム４を配電系統１２に接続する連系回路１８には電流センサ１６−２が設置されている。この電流センサ１６−２もたとえば、カレントトランスである。この電流センサ１６−２にはＦＣシステム４の発電電力が計測される。つまり、系統電源１０の停電時、電流センサ１６−２の検出出力はＦＣシステム４の発電の有無を表す。この電流センサ１６−２の検出出力が蓄電システム６に加えられている。   A current sensor 16-2 is installed in the interconnection circuit 18 that connects the FC system 4 to the power distribution system 12. The current sensor 16-2 is also a current transformer, for example. The electric power generated by the FC system 4 is measured by the current sensor 16-2. That is, at the time of a power failure of the system power supply 10, the detection output of the current sensor 16-2 indicates the presence or absence of power generation of the FC system 4. The detection output of the current sensor 16-2 is applied to the power storage system 6.

この蓄電システム６には、蓄電池２０およびインバータ（以下「ＩＮＶ」と称する。）２２が含まれる。この蓄電池２０の直流出力はＩＮＶ２２により交流出力に変換される。この交流出力は配電系統１２に出力され、ＦＣシステム４に加えられる。   The power storage system 6 includes a storage battery 20 and an inverter (hereinafter referred to as “INV”) 22. The direct current output of the storage battery 20 is converted into an alternating current output by the INV 22. This AC output is output to the power distribution system 12 and applied to the FC system 4.

停電時、蓄電システム６から電力が供給されてＦＣシステム４は発電する。ＦＣシステム４の発電出力は連系充電回路８を介して蓄電池２０に加えられる。このＦＣシステム４では燃料電池により直流発電を行い、この直流出力を交流出力に変換している。この交流出力は連系充電回路８に加えられる。この連系充電回路８にはＡＣ−ＤＣコンバータ（Ａ／Ｄ）２４が含まれている。Ａ／Ｄ２４はＦＣシステム４の交流出力を直流に変換する。これにより、系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の発電出力が蓄電池２０に供給される。   During a power failure, power is supplied from the power storage system 6 and the FC system 4 generates power. The power generation output of the FC system 4 is applied to the storage battery 20 via the connection charging circuit 8. In this FC system 4, DC power is generated by a fuel cell, and this DC output is converted into an AC output. This AC output is applied to the interconnection charging circuit 8. This interconnection charging circuit 8 includes an AC-DC converter (A / D) 24. The A / D 24 converts the alternating current output of the FC system 4 into direct current. Thereby, the power generation output of the FC system 4 is supplied to the storage battery 20 at the time of a power failure of the system power supply 10.

＜停電時の動作＞ <Operation at power failure>

図１のＢは、系統電源１０の停電時の給電システム２の動作を示している。   FIG. 1B shows the operation of the power feeding system 2 when the system power supply 10 is out of power.

蓄電システム６は、系統電源１０の停電時、電圧センサ１５で停電を検知すると系列運転から自立運転に移行する。この自立運転は系統電源１０の解列時、系統電源１０からＦＣシステム４および蓄電システム６を独立させた運転状態である。系統電源１０の停電時、自立運転に移行すると、蓄電池２０の出力がＩＮＶ２２により交流に変換される。この交流出力が配電系統１２に出力され、その電力によりＦＣシステム４が発電を行う。このＦＣシステム４の発電出力が電力負荷１４に供給されるとともに、連系充電回路８に供給される。このＦＣシステム４の発電出力が電流センサ１６−２に検出され、これを契機に蓄電池２０の充電動作が開始される。   The power storage system 6 shifts from a series operation to a self-sustained operation when the voltage sensor 15 detects a power failure during a power failure of the system power supply 10. This independent operation is an operation state in which the FC system 4 and the power storage system 6 are made independent from the system power supply 10 when the system power supply 10 is disconnected. When the system power supply 10 is shifted to a self-sustained operation during a power failure, the output of the storage battery 20 is converted into an alternating current by the INV 22. This AC output is output to the power distribution system 12, and the FC system 4 generates power with the electric power. The power generation output of the FC system 4 is supplied to the power load 14 and is also supplied to the interconnection charging circuit 8. The power generation output of the FC system 4 is detected by the current sensor 16-2, and the charging operation of the storage battery 20 is started with this detection.

系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の発電出力は連系充電回路８に供給され、Ａ／Ｄ２４の交直変換により得られた直流出力が蓄電システム６の蓄電池２０に供給される。これにより、蓄電システム６の蓄電池２０はＦＣシステム４の発電出力により継続的に充電される。つまり、系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４に使用される蓄電システム６の蓄電量がＦＣシステム４の発電出力により補填される。これにより、ＦＣシステム４は継続的に発電を行うことが可能となる。   At the time of a power failure of the system power supply 10, the power generation output of the FC system 4 is supplied to the interconnection charging circuit 8, and the DC output obtained by AC / DC conversion of the A / D 24 is supplied to the storage battery 20 of the power storage system 6. Thereby, the storage battery 20 of the electrical storage system 6 is continuously charged by the power generation output of the FC system 4. That is, at the time of a power failure of the system power supply 10, the power storage amount of the power storage system 6 used for the FC system 4 is compensated by the power generation output of the FC system 4. As a result, the FC system 4 can continuously generate power.

＜給電システム２の処理手順＞ <Processing procedure of power supply system 2>

図２は、停電時の時系列動作の処理手順を示している。この処理手順は本発明の給電プログラムまたは給電方法の一例である。   FIG. 2 shows a processing procedure of time series operation at the time of power failure. This processing procedure is an example of the power supply program or power supply method of the present invention.

この処理手順では、系統電源１０の状態を監視する。系統電源１０に停電が発生し（Ｓ１１）、この停電を電圧センサ１５で検知する（Ｓ１２）。この停電検知を契機に蓄電システム６から蓄電池２０の電力を電力負荷１４およびＦＣシステム４に供給する（Ｓ１３）。   In this processing procedure, the state of the system power supply 10 is monitored. A power failure occurs in the system power supply 10 (S11), and this power failure is detected by the voltage sensor 15 (S12). In response to this power failure detection, the power of the storage battery 20 is supplied from the power storage system 6 to the power load 14 and the FC system 4 (S13).

ＦＣシステム４は、蓄電池２０の電力を用いて発電する（Ｓ１４）。この場合、蓄電システム６が停止していれば、蓄電システム６の起動後に発電を開始する。   The FC system 4 generates power using the power of the storage battery 20 (S14). In this case, if the power storage system 6 is stopped, power generation is started after the power storage system 6 is activated.

ＦＣシステム４が発電した電力が連系充電回路８を通じて蓄電システム６の蓄電池２０を充電する（Ｓ１５）。   The electric power generated by the FC system 4 charges the storage battery 20 of the power storage system 6 through the interconnection charging circuit 8 (S15).

図３は、停電時の処理手順を示している。この処理手順は、本発明の給電方法または給電プログラムの一例である。この給電プログラムは、給電システム２のコンピュータに実行されせるためのプログラムである。   FIG. 3 shows a processing procedure during a power failure. This processing procedure is an example of the power supply method or power supply program of the present invention. This power supply program is a program for causing the computer of the power supply system 2 to execute.

この処理手順では、処理開始により停電検知を行う（Ｓ２１）。この停電検知は、電圧センサ１５によって行われる。この停電検知では停電か否かを判定し（Ｓ２２）、停電でなければ（Ｓ２２のＮＯ）、継続的に停電監視を行う。停電であれば（Ｓ２２のＹＥＳ）、自立運転に移行する（Ｓ２３）。   In this processing procedure, a power failure is detected by starting the processing (S21). This power failure detection is performed by the voltage sensor 15. In this power failure detection, it is determined whether or not there is a power failure (S22). If it is not a power failure (NO in S22), the power failure is continuously monitored. If it is a power failure (YES in S22), the operation shifts to a self-sustaining operation (S23).

この自立運転では、停電時、ＦＣシステム４の発電を検知する。この発電検知では、ＦＣシステム４が発電しているか否かを判断する（Ｓ２４）。この発電の有無は、電流センサ１６−２の検出出力によって判断する。   In this independent operation, the power generation of the FC system 4 is detected during a power failure. In this power generation detection, it is determined whether the FC system 4 is generating power (S24). The presence or absence of this power generation is determined by the detection output of the current sensor 16-2.

ＦＣシステム４が発電していない場合には（Ｓ２４のＮＯ）、蓄電システム６の蓄電池２０の充電を停止する（Ｓ２５）。これにより、蓄電池２０から電力がＦＣシステム４に供給されないので、蓄電池２０の蓄電量の目減りを防止することができる。   When the FC system 4 is not generating power (NO in S24), the charging of the storage battery 20 of the power storage system 6 is stopped (S25). Thereby, since electric power is not supplied from the storage battery 20 to the FC system 4, it is possible to prevent a decrease in the amount of electricity stored in the storage battery 20.

ＦＣシステム４が発電している場合には（Ｓ２４のＹＥＳ）、蓄電システム６の蓄電池２０を充電する（Ｓ２６）。この充電は、既述のとおり、ＦＣシステム４の発電出力を連系充電回路８のＡ／Ｄ２４で直流出力に変換し、この直流出力で蓄電池２０を充電する。この充電は、ＦＣシステム４が発電を継続している限り、継続的に行う。   When the FC system 4 is generating power (YES in S24), the storage battery 20 of the power storage system 6 is charged (S26). As described above, in this charging, the power generation output of the FC system 4 is converted into a DC output by the A / D 24 of the interconnection charging circuit 8, and the storage battery 20 is charged by this DC output. This charging is continuously performed as long as the FC system 4 continues to generate power.

そして、復電検知を行う（Ｓ２７）。復電した場合には（Ｓ２８のＹＥＳ）、蓄電システム６の蓄電池２０の充電を停止する（Ｓ２５）。停電が継続している場合には（Ｓ２８のＮＯ）、ステップ（Ｓ２４）に戻り、ステップＳ２４〜Ｓ２８の処理を継続する。   Then, power recovery is detected (S27). When power is restored (YES in S28), charging of the storage battery 20 of the power storage system 6 is stopped (S25). If the power failure continues (NO in S28), the process returns to step (S24) and the processes in steps S24 to S28 are continued.

＜第１の実施の形態の特徴および効果＞ <Features and effects of the first embodiment>

(1) ＦＣシステム４の二次側出力で蓄電システム６に給電して蓄電池２０を充電する連系充電回路８を備えることにより、少なくとも、ＦＣシステム４の発電で失われる蓄電池２０の蓄電量を補填するので、継続的な発電が可能である。   (1) By providing the connected charging circuit 8 that charges the storage battery 20 by supplying power to the storage system 6 with the secondary output of the FC system 4, at least the amount of power stored in the storage battery 20 lost by the power generation of the FC system 4 is reduced. Since it is compensated, continuous power generation is possible.

(2) この実施の形態では連系充電回路８にＡ／Ｄ２４を備えることにより、交流出力を直流に変換して蓄電池２０の充電を行っている。このため、ＦＣシステム４に用いられる配電系統１２にある電流センサ１６−１の取り付け位置を変更する必要がなく、ＦＣシステム４の発電制御や電力制御を変更する必要がない。   (2) In this embodiment, the interconnection charging circuit 8 is provided with the A / D 24 to convert the AC output to DC and charge the storage battery 20. For this reason, it is not necessary to change the attachment position of the current sensor 16-1 in the power distribution system 12 used for the FC system 4, and it is not necessary to change the power generation control and power control of the FC system 4.

(3) ＦＣシステム４の発電出力による蓄電池２０の充電は停電時のみである。系統連系時にＦＣシステム４の発電出力を用いて蓄電池２０の充電を行うことは可能である。しかしながら、ＦＣシステム４の発電効率や蓄電池２０の充放電効率を考慮すると、エネルギー効率の観点からすれば、省エネ性が低下するおそれがある。そこで、ＦＣシステム４の発電出力による蓄電池２０の充電は、停電時のみに限定している。これにより、エネルギー効率の低下を防止できる。   (3) Charging of the storage battery 20 with the power generation output of the FC system 4 is only during a power failure. It is possible to charge the storage battery 20 using the power generation output of the FC system 4 during grid connection. However, considering the power generation efficiency of the FC system 4 and the charge / discharge efficiency of the storage battery 20, from the viewpoint of energy efficiency, there is a risk that the energy saving performance is reduced. Therefore, the charging of the storage battery 20 by the power generation output of the FC system 4 is limited only to a power failure. Thereby, the fall of energy efficiency can be prevented.

(4) 停電時の蓄電池２０の充電はＦＣシステム４が発電しているときに行う。つまり、ＦＣシステム４が発電していないとき、このＦＣシステム４から蓄電池２０を充電すると、蓄電システム６の放電した電力が連系充電回路８を通して蓄電池２０に回流して充電することになる。このような過程を経ると、電力損失が増大し、蓄電池２０の蓄電量が目減するおそれがある。そこで、停電時の蓄電池２０の充電はＦＣシステム４が発電しているときに行うので、斯かる不都合を回避することができる。   (4) The storage battery 20 is charged during a power failure when the FC system 4 is generating power. That is, when the FC system 4 is not generating power, if the storage battery 20 is charged from the FC system 4, the electric power discharged from the storage system 6 circulates to the storage battery 20 through the interconnection charging circuit 8 and is charged. Through such a process, power loss increases and the amount of power stored in the storage battery 20 may be reduced. Therefore, since charging of the storage battery 20 at the time of a power failure is performed when the FC system 4 is generating power, such inconvenience can be avoided.

(5) そこで、上記実施の形態ではＦＣシステム４の発電電力を計測する電流センサ１６−２を連系回路１８に備えることにより、停電時にＦＣシステム４が発電しているか否か確認している。停電が発生した際、電流センサ１６−２の検出電流によりＦＣシステム４の発電を確認し、ＦＣシステム４が発電している場合、その発電電力を蓄電池２０に供給し、停電時のみ、ＦＣシステム４の発電電力で蓄電池２０を充電している。これにより、蓄電池２０の蓄電量の目減りを回避でき、効率的な充電が可能となる。   (5) Therefore, in the above embodiment, it is confirmed whether or not the FC system 4 is generating power during a power failure by providing the interconnection circuit 18 with a current sensor 16-2 that measures the generated power of the FC system 4. . When a power failure occurs, the power generation of the FC system 4 is confirmed by the detection current of the current sensor 16-2. When the FC system 4 is generating power, the generated power is supplied to the storage battery 20, and only when the power failure occurs, the FC system The storage battery 20 is charged with the generated power of 4. As a result, a decrease in the amount of electricity stored in the storage battery 20 can be avoided, and efficient charging becomes possible.

(6) 斯かる構成によれば、ＦＣシステム４に変更を加えることなく、停電時の蓄電池２０の蓄電量を維持でき、電力負荷１４に対する電力供給をより長時間に亘って継続的に行うことができる。   (6) According to such a configuration, the amount of power stored in the storage battery 20 during a power failure can be maintained without changing the FC system 4, and power supply to the power load 14 can be continuously performed for a longer time. Can do.

〔第２の実施の形態〕 [Second Embodiment]

＜システム構成＞ <System configuration>

図４は、第２の実施の形態に係る給電システムを示している。図４において、図１と同一部分には同一符号を付してある。   FIG. 4 shows a power feeding system according to the second embodiment. In FIG. 4, the same parts as those in FIG.

この実施の形態のＦＣシステム４では発電部２６および制御部２８が含まれる。発電部２６は、燃料電池、太陽光パネルなど、いずれの発電手段であってもよい。このＦＣシステム４の発電出力が配電系統１２から電力負荷１４に給電される。制御部２８はコンピュータで構成され、発電部２６の発電時などの発電動作を制御する。   The FC system 4 of this embodiment includes a power generation unit 26 and a control unit 28. The power generation unit 26 may be any power generation means such as a fuel cell or a solar panel. The power generation output of the FC system 4 is fed from the distribution system 12 to the power load 14. The control unit 28 is configured by a computer and controls a power generation operation such as when the power generation unit 26 generates power.

この制御部２８には配電系統１２にある電流センサ１６−１の検出出力が制御入力として加えられている。したがって、制御部２８は電流センサ１６−１の出力を受け、発電部２６の発電量を調整する。   A detection output of the current sensor 16-1 in the power distribution system 12 is added to the control unit 28 as a control input. Therefore, the control unit 28 receives the output of the current sensor 16-1 and adjusts the power generation amount of the power generation unit 26.

蓄電システム６には、蓄電池２０、ＩＮＶ２２および制御部３０が含まれる。蓄電池２０は充放電が可能な二次電池の一例である。ＩＮＶ２２は蓄電池２０の出力を交流出力に変換し、配電系統１２に出力する。制御部３０はコンピュータで構成され、連系回路１８にある電流センサ１６−２の出力が制御入力として加えられる。系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の出力によりＦＣシステム４が発電状態であることを検出する。ＦＣシステム４の発電時、蓄電システム６は蓄電池２０の充電を開始する。   The power storage system 6 includes a storage battery 20, an INV 22, and a control unit 30. The storage battery 20 is an example of a secondary battery that can be charged and discharged. The INV 22 converts the output of the storage battery 20 into an AC output and outputs it to the power distribution system 12. The control unit 30 is configured by a computer, and the output of the current sensor 16-2 in the interconnection circuit 18 is applied as a control input. At the time of a power failure of the system power supply 10, it is detected from the output of the FC system 4 that the FC system 4 is in a power generation state. During power generation by the FC system 4, the power storage system 6 starts charging the storage battery 20.

この蓄電池２０の充電には、連系充電回路８が用いられる。この連系充電回路８にはＡ／Ｄ２４、充電経路３２、スイッチ回路３４および制御部３６が含まれる。充電経路３２はＦＣシステム４の出力をＡ／Ｄ２４に供給し、Ａ／Ｄ２４の変換出力を蓄電システム６の蓄電池２０に供給する。   The charging battery 8 is used for charging the storage battery 20. This interconnection charging circuit 8 includes an A / D 24, a charging path 32, a switch circuit 34 and a control unit 36. The charging path 32 supplies the output of the FC system 4 to the A / D 24 and supplies the converted output of the A / D 24 to the storage battery 20 of the power storage system 6.

スイッチ回路３４は制御部３６の出力によって制御される。この制御により、スイッチ回路３４が充電経路３２を開閉し、ＦＣシステム４の発電時に充電経路３２を導通させる。   The switch circuit 34 is controlled by the output of the control unit 36. By this control, the switch circuit 34 opens and closes the charging path 32 and makes the charging path 32 conductive when the FC system 4 generates power.

制御部３６は電流センサ１６−２の検出出力を受けてスイッチ回路３４を開閉する制御出力を発生する。この制御部３６には、ＦＣシステム４の発電時、その発電を表す出力が得られる。   The control unit 36 receives the detection output of the current sensor 16-2 and generates a control output for opening and closing the switch circuit 34. When the FC system 4 generates power, the controller 36 can obtain an output representing the power generation.

斯かる構成によれば、制御部３６は電流センサ１６−２の出力を受け、スイッチ回路３４を導通させる。このスイッチ回路３４の導通時、系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の発電出力がＡ／Ｄ２４に加えられ、直流出力に変換される。この直流出力が蓄電システム６の蓄電池２０に供給され、蓄電池２０が充電される。これにより、系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の発電に使用される蓄電システム６の蓄電池２０の蓄電量がＦＣシステム４の発電出力により補填される。   According to such a configuration, the control unit 36 receives the output of the current sensor 16-2 and makes the switch circuit 34 conductive. When the switch circuit 34 is turned on and when the system power supply 10 is interrupted, the power generation output of the FC system 4 is added to the A / D 24 and converted into a DC output. This DC output is supplied to the storage battery 20 of the power storage system 6 and the storage battery 20 is charged. Thereby, at the time of a power failure of the system power supply 10, the power storage amount of the storage battery 20 of the power storage system 6 used for power generation of the FC system 4 is compensated by the power generation output of the FC system 4.

この実施の形態では、単一の電流センサ１６−２の出力により、制御部３０、３６に検出出力が加えられており、停電時つまり、ＦＣシステム４の発電による放電動作と、ＦＣシステム４の発電出力による蓄電池２０の充電動作が同時に実行される。つまり、蓄電池２０の蓄電量の目減りを防止することができる。   In this embodiment, the detection output is applied to the control units 30 and 36 by the output of the single current sensor 16-2, and at the time of power failure, that is, the discharge operation by the power generation of the FC system 4 and the FC system 4 The charging operation of the storage battery 20 by the power generation output is performed simultaneously. That is, a decrease in the amount of power stored in the storage battery 20 can be prevented.

図５は、制御部３６のハードウェアの一例を示している。制御部３６はマイクロコンピュータにより構成されている。この制御部３６にはプロセッサ３８、メモリ４０、ＲＡＭ（Random-Access Memory）４２および入出力部４４が含まれ、これらはバス４６で連系されている。   FIG. 5 shows an example of hardware of the control unit 36. The control unit 36 is configured by a microcomputer. The control unit 36 includes a processor 38, a memory 40, a RAM (Random-Access Memory) 42, and an input / output unit 44, which are interconnected by a bus 46.

プロセッサ３８はメモリ４０に格納されているＯＳ（Operating System）などの各種のプログラムを実行する。このプロセッサ３８では入出力部４４に対する電流センサ１６−２の検出出力により、スイッチ回路３４をＦＣシステム４の発電時に導通させ、ＦＣシステム４の動作停止時にスイッチ回路３４を遮断する制御出力を発生する。   The processor 38 executes various programs such as an OS (Operating System) stored in the memory 40. In this processor 38, the detection output of the current sensor 16-2 to the input / output unit 44 generates a control output that turns on the switch circuit 34 when the FC system 4 is generating power and shuts off the switch circuit 34 when the FC system 4 stops operating. .

メモリ４０には既述のＯＳなどのプログラムが格納されている。ＲＡＭ４２は情報処理のワークエリアを構成する。入出力部４４は電流センサ１６−２の検出出力の入力や、制御出力の取出しに用いられる。   The memory 40 stores a program such as the OS described above. The RAM 42 constitutes a work area for information processing. The input / output unit 44 is used to input the detection output of the current sensor 16-2 and take out the control output.

＜第２の実施の形態の効果＞ <Effects of Second Embodiment>

(1) 連系充電回路８を通じてＦＣシステム４の発電電力をＡ／Ｄ２４に導き、Ａ／Ｄ２４で交流を直流に変換して得られる直流電力を蓄電池２０に供給できる。   (1) The power generated by the FC system 4 can be guided to the A / D 24 through the interconnection charging circuit 8, and the DC power obtained by converting the AC to DC by the A / D 24 can be supplied to the storage battery 20.

(2) ＦＣシステム４の二次側出力を蓄電池２０に供給する連系充電回路８を備えているので、電流センサ１６−１の取付け位置やＦＣシステム４の発電電力制御を変更する必要がなく、既存のシステムを利用して給電機能を拡張できる。しかも、既存のＦＣシステム４を無改造で機能拡張が可能である。   (2) Since the interconnection charging circuit 8 for supplying the secondary output of the FC system 4 to the storage battery 20 is provided, there is no need to change the mounting position of the current sensor 16-1 or the generated power control of the FC system 4. The power supply function can be expanded using an existing system. Moreover, the function can be expanded without remodeling the existing FC system 4.

(3) ＦＣシステム４に変更を来すことなく、蓄電池２０の停電時の蓄電量を維持でき、電力負荷１４に対する電力供給の供給時間を延長できる。   (3) The storage amount of the storage battery 20 during a power failure can be maintained without changing the FC system 4, and the supply time of power supply to the power load 14 can be extended.

(4) 停電時のみ、連系充電回路８を作動させることで、省エネ性を高めることができる。   (4) Energy savings can be improved by operating the connected charging circuit 8 only during a power failure.

〔他の実施の形態〕 [Other Embodiments]

ａ）図６に示すように、表示部４８を備えてもよい。この表示部４８には制御部３６から表示出力を付与することにより、停電状態か給電状態か、ＦＣシステム４の動作状況、蓄電池２０の蓄電量を表示してもよい。   a) As shown in FIG. 6, a display unit 48 may be provided. The display unit 48 may display a power outage state or a power supply state, an operation state of the FC system 4, and a storage amount of the storage battery 20 by giving a display output from the control unit 36.

ｂ）図７のＡに示すように、Ａ／Ｄ２４は、蓄電システム６側に設置してもよい。   b) As shown to A of FIG. 7, A / D24 may be installed in the electrical storage system 6 side.

ｃ）図７のＢに示すように、スイッチ回路３４の制御を蓄電システム６側の制御部３０の制御出力によって開閉するようにしてもよい。   c) As shown in B of FIG. 7, the control of the switch circuit 34 may be opened and closed by the control output of the control unit 30 on the power storage system 6 side.

ｄ）図７のＣに示すように、蓄電システム６側にＡ／Ｄ２４およびスイッチ回路３４を設置してもよい。   d) As shown in C of FIG. 7, the A / D 24 and the switch circuit 34 may be installed on the power storage system 6 side.

ｅ）図７のＤに示すように、図７のＢに示すシステムでＡ／Ｄ２４を蓄電システム６側に備えてもよい。   e) As shown in FIG. 7D, the A / D 24 may be provided on the power storage system 6 side in the system shown in FIG. 7B.

ｆ）図７のＥに示すように、図７のＤに示すシステムでスイッチ回路３４を蓄電システム６側に備えてもよい。   f) As shown in E of FIG. 7, the switch circuit 34 may be provided on the power storage system 6 side in the system shown in D of FIG. 7.

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
As described above, the most preferable embodiment of the present invention has been described. The present invention is not limited to the above description. Various modifications and changes can be made by those skilled in the art based on the gist of the invention described in the claims or disclosed in the embodiments for carrying out the invention. It goes without saying that such modifications and changes are included in the scope of the present invention.

本発明は既存のＦＣシステムなどの発電ユニットや、蓄電池システムなどの蓄電ユニットを利用し、発電ユニットの発電出力で蓄電池を充電するので、既存システムに連系充電回路などの簡易な回路系統の追加で、停電時、長時間の給電を行うことができる。
Since the present invention uses a power generation unit such as an existing FC system or a power storage unit such as a storage battery system, and charges the storage battery with the power generation output of the power generation unit, a simple circuit system such as an interconnection charging circuit is added to the existing system. Thus, power can be supplied for a long time during a power failure.

２ 給電システム
４ ＦＣシステム
６ 蓄電システム
８ 連系充電回路
１０ 系統電源
１２ 配電系統
１４ 電力負荷
１５ 電圧センサ
１６−１、１６−２ 電流センサ
１８ 連系回路
２０ 蓄電池
２２ インバータ
２４ ＡＣ−ＤＣコンバータ
２６ 発電部
２８ 制御部
３０ 制御部
３２ 充電経路
３４ スイッチ回路
３６ 制御部
３８ プロセッサ
４０ メモリ
４２ ＲＡＭ
４４ 入出力部
４６ バス
４８ 表示部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Electric power feeding system 4 FC system 6 Power storage system 8 Connection charge circuit 10 System power supply 12 Distribution system 14 Power load 15 Voltage sensor 16-1, 16-2 Current sensor 18 Connection circuit 20 Storage battery 22 Inverter 24 AC-DC converter 26 Power generation Unit 28 Control unit 30 Control unit 32 Charging path 34 Switch circuit 36 Control unit 38 Processor 40 Memory 42 RAM
44 Input / output unit 46 Bus 48 Display unit

Claims (5)

発電手段と蓄電手段とを備える給電システムであって、
系統電源の停電時、前記発電手段の発電出力により前記蓄電手段を充電する充電手段と、
前記系統電源の停電時、前記発電手段の発電を検出する発電検出手段とを備え、
前記発電手段が前記蓄電手段から供給される電力を用いて発電し、
少なくとも前記系統電源の停電時、前記発電検出手段の検出出力により前記発電手段の発電を検知している場合、前記発電手段に供給され且つ前記発電手段に使用される前記蓄電手段の蓄電量を前記充電手段が前記発電手段の発電出力により補填し、前記発電検出手段が前記発電手段の発電を検知できない場合、前記充電手段が前記発電手段から前記蓄電手段への充電を停止して前記蓄電手段から前記発電手段への電力供給を停止することを特徴とする給電システム。 A power supply system comprising a power generation means and a power storage means,
Charging means for charging the power storage means by the power generation output of the power generation means at the time of a power failure of the system power supply;
A power generation detection means for detecting power generation of the power generation means at the time of a power failure of the system power supply,
The power generation means generates power using the power supplied from the power storage means,
Power failure of at least the system power supply, the case where the detection output of the generation detecting means which detects the power generation of the power generating means, the power storage amount of the electrical storage means used and the power generating means is supplied to the power generating means When the charging means compensates with the power generation output of the power generation means, and the power generation detection means cannot detect the power generation of the power generation means, the charging means stops charging from the power generation means to the power storage means and from the power storage means A power supply system, wherein power supply to the power generation means is stopped . 前記充電手段は、
前記発電検出手段と、
前記発電手段の発電時、前記発電手段の発電出力により前記蓄電手段を充電する充電回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の給電システム。 The charging means includes
The power generation detection means;
A charging circuit for charging the power storage means with the power generation output of the power generation means during power generation by the power generation means;
The power supply system according to claim 1, further comprising: 前記発電検出手段は、前記発電手段の発電出力側に設置された電流センサであることを特徴とする請求項２に記載の給電システム。   The power feeding system according to claim 2, wherein the power generation detection unit is a current sensor installed on a power generation output side of the power generation unit. 発電手段と蓄電手段とを備える給電システムに搭載されたコンピュータに実行させる給電プログラムであって、
系統電源の停電時、前記発電手段に発電を開始させ、
前記発電手段の発電時、前記蓄電手段から前記発電手段に電力を供給し、
少なくとも前記系統電源の停電時、発電検出手段の検出出力により前記発電手段の発電を検知している場合、前記発電手段に供給され且つ前記発電手段に使用される前記蓄電手段の蓄電量を前記発電手段の発電出力により補填し、前記発電検出手段が前記発電手段の発電を検知できない場合、前記発電手段から前記蓄電手段への充電を停止して前記蓄電手段から前記発電手段への電力供給を停止する、
処理を前記コンピュータに実行させるための給電プログラム。 A power supply program to be executed by a computer mounted on a power supply system including a power generation means and a power storage means,
At the time of power failure of the system power supply, the power generation means starts power generation,
At the time of power generation by the power generation means, power is supplied from the power storage means to the power generation means,
When the power generation of the power generation means is detected by the detection output of the power generation detection means at least during a power failure of the system power supply, the amount of power stored in the power storage means supplied to the power generation means and used for the power generation means is calculated as the power generation If the power generation detection means cannot detect the power generation of the power generation means, charging from the power generation means to the power storage means is stopped and power supply from the power storage means to the power generation means is stopped. To
A power supply program for causing the computer to execute processing. 発電手段と蓄電手段とを備える給電システムに用いられる給電方法であって、
系統電源の停電時、前記発電手段の発電を開始させ、発電出力を負荷に供給するステップと、
前記発電手段の発電時、前記蓄電手段から前記発電手段に電力を供給するステップと、
少なくとも前記系統電源の停電時、発電検出手段の検出出力により前記発電手段の発電を検知している場合、前記発電手段に供給され且つ前記発電手段に使用される前記蓄電手段の蓄電量を前記発電手段の発電出力により補填し、前記発電検出手段が前記発電手段の発電を検知できない場合、前記発電手段から前記蓄電手段への充電を停止して前記蓄電手段から前記発電手段への電力供給を停止するステップと、
を含むことを特徴とする給電方法。 A power supply method used in a power supply system including a power generation means and a power storage means,
Starting a power generation of the power generation means at the time of a power failure of the system power supply, and supplying a power generation output to a load;
Supplying power from the power storage means to the power generation means during power generation by the power generation means;
When the power generation of the power generation means is detected by the detection output of the power generation detection means at least during a power failure of the system power supply, the amount of power stored in the power storage means supplied to the power generation means and used for the power generation means is calculated as the power generation If the power generation detection means cannot detect the power generation of the power generation means, charging from the power generation means to the power storage means is stopped and power supply from the power storage means to the power generation means is stopped. And steps to
A power supply method comprising:
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