JP7194622B2 - 燃料電池システム及びそれらの集中制御システム - Google Patents
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Description
前記電池制御手段は、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力より低い低発電出力でもって運転する上げ調整発電モードに切り換えるための上げ調整信号と、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が生じるのを防止するために前記燃料電池の発電出力を上昇させるための発電上昇信号とに基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が予測されると、前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記上げ調整発電モードに切り替え、前記上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足のおそれが生じると、前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高くなるように制御し、これにより、前記燃料電池の発電出力の一部が前記外部系統に供給されることを特徴とする。
通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する上げ調整発電モードに切り換えるための上げ調整信号を生成する上げ調整信号生成手段と、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が生じるのを防止するために前記燃料電池の発電出力を上昇させるための発電上昇信号を生成する発電上昇信号生成手段とを更に含み、
多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号及び前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が予測されると、前記上げ調整信号生成手段は前記上げ調整信号を生成し、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記上げ調整発電モードに切り替え、前記上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足のおそれが生じると、前記発電上昇信号生成手段は前記発電上昇信号を生成し、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高くなるように制御し、これにより、前記燃料電池の発電出力の一部が前記外部系統に供給されることを特徴とする。
前記電池制御手段は、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が生じるのを回避するために、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する下げ調整発電モードに切り換え且つ前記燃料電池の発電出力を前記低発電出力に下げるための下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が発生するおそれが生じると、前記電池制御手段は、前記下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記下げ調整発電モードに切り替え、前記下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、これにより、前記外部系統の電力の一部が燃料電池システムの低下した発電電力をまかなうことを特徴とする。
多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が生じるのを回避するために、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する下げ調整発電モードに切り換え且つ前記燃料電池の発電出力を前記低発電出力に下げるための下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が発生するおそれが生じると、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記下げ調整発電モードに切り替え、前記下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、これにより、前記外部系統の電力の一部が前記多数の燃料電池システムの低下した発電出力をまかなうことを特徴とする。
まず、図1~図5を参照して、燃料電池システムの集中制御システムの第1の実施形態について説明する。図1において、システムの管理者(例えば、電力会社、ガス会社)側には、例えば燃料電池管理センター2が設けられ、この燃料電池管理センター2に例えば燃料電池管理システム4及び顧客情報管理システム6が設置される(図2参照)。この実施形態では、燃料電池管理システム4と顧客情報管理システム6とが同じ燃料電池管理センター2に設置されているが、これらを別々の場所に設置するようにしてもよく、或いはこれらを一つの管理システムとして構成するようにしてもよい。
この第2の実施形態では、多数の燃料電池システムは第1の実施形態における第1燃料電池グループ12の第1燃料電池システム10A(図2参照)から構成されるが、第2燃料電池グループ14の第2燃料電池システム10B(図2参照)から構成するようにしてもよい。また、この形態では、第1燃料電池システムの発電出力は、定格発電出力とこの定格発電出力よりも小さい高発電出力に上昇するように構成される。そして、このことに関連して、図示していないが、燃料電池管理システムの発電上昇信号生成手段は、定格発電出力に上昇させる定格発電上昇信号と、定格発電出力の例えば70%程度の高発電出力に上昇させる高発電出力上昇信号を生成するように構成される。この第2の実施形態におけるその他の構成は、上述した第1の実施形態と同様である。尚、第2の実施形態の集中制御システムの制御系の構成は、第1の実施形態のものとほぼ同様であるので、図2を参照して説明する。
上述した第1及び第2実施形態では、電力の需要バランスにおける電力不足を多数の燃料電池システム10を利用して解消しているが、例えば、次のように構成して電力需要バランスにおける電力余剰を多数の燃料電池システム10を利用して解消することもでき、以下の実施形態において、第1の実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
この第4の実施形態では、多数の燃料電池システムは第3の実施形態における第1燃料電池グループ12Cの第1燃料電池システム10C(図9参照)(又は第2燃料電池グループ14Cの第2燃料電池システム10D(図2参照))から構成される。また、この形態では、燃料電池システム10(第1燃料電池システム10C)の発電出力は、第1低発電出力(定格発電出力の例えば40%程度は発電出力)と第2低発電出力(定格発電出力の例えば70%程度であって、定格発電出力よりも低く且つ第1低発電出力よりも高い発電出力)に低下するように構成される。そして、このことに関連して、図示していないが、燃料電池管理システムの下げ調整信号生成手段は、燃料電池システム10(10C)の発電出力を第1低発電出力に下げる第1下げ調整信号と、この発電出力を第2低発電出力に下げる第2下げ調整信号を生成するように構成される。この第4の実施形態におけるその他の構成は、上述した第3の実施形態と同様である。尚、第4の実施形態の集中制御システムの制御系の構成は、第3の実施形態のものとほぼ同様であるので、図9を参照して説明する。
4,4C 燃料電池管理システム
6 顧客情報管理システム
10,10A,10B,10C,10D 燃料電池システム
12,12C 第1燃料電池グループ
14,14C 第2燃料電池グループ
16 燃料電池
18 電池制御手段
76 上げ調整信号生成手段
78 発電上昇信号生成手段
80 発電低下信号生成手段
82 上げ調整解除信号生成手段
102 下げ調整信号生成手段
104 下げ調整解除信号生成手段
Claims (10)
- 燃料電池反応により発電を行う燃料電池と、前記燃料電池を制御するための電池制御手段とを備えた燃料電池システムであって、
前記電池制御手段は、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力より低い低発電出力でもって運転する上げ調整発電モードに切り換えるための上げ調整信号と、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が生じるのを防止するために前記燃料電池の発電出力を上昇させるための発電上昇信号とに基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が予測されると、前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記上げ調整発電モードに切り替え、前記上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足のおそれが生じると、前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高くなるように制御し、これにより、前記燃料電池の発電出力の一部が前記外部系統に供給されることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記発電上昇信号は、定格発電上昇信号及び高発電上昇信号を含んでおり、前記上げ調整発電モードの運転中に前記定格発電上昇信号が生成されると、前記定格発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力となるように制御され、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記高発電上昇信号が生成されると、前記高発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高く且つ前記定格発電出力よりも低い高発電出力となるように制御されることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記上げ調整信号は、第1上げ調整信号及び第2上げ調整信号を含んでおり、前記第1上げ調整信号が生成されると、前記電池制御手段は、前記第1上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから第1上げ調整発電モードに切り替え、前記第1上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力よりも低い第1低発電出力となるように制御され、また前記第2上げ調整信号が生成されると、前記電池制御手段は、前記第2上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから第2上げ調整発電モードに切り替え、前記第2上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力よりも低く且つ前記第1低発電出力よりも高い第2低発電出力となるように制御され、前記第1上げ調整発電モード及び前記第2上げ調整発電モードの運転において前記発電上昇信号が生成されると、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力となるように制御されることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 燃料電池反応により発電を行う燃料電池及び前記燃料電池を制御するための電池制御手段を備えた燃料電池システムが多数集合した燃料電池システムの集中制御システムであって、
通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する上げ調整発電モードに切り換えるための上げ調整信号を生成する上げ調整信号生成手段と、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が生じるのを防止するために前記燃料電池の発電出力を上昇させるための発電上昇信号を生成する発電上昇信号生成手段とを更に含み、
多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号及び前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が予測されると、前記上げ調整信号生成手段は前記上げ調整信号を生成し、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記上げ調整発電モードに切り替え、前記上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足のおそれが生じると、前記発電上昇信号生成手段は前記発電上昇信号を生成し、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高くなるように制御し、これにより、前記燃料電池の発電出力の一部が前記外部系統に供給されることを特徴とする燃料電池システムの集中制御システム。 - 前記多数の燃料電池システムは、前記燃料電池の発電出力を瞬時に上昇させる制御に対応した第1燃料電池グループの第1燃料電池システムと、前記燃料電池の発電出力を瞬時に上昇させる制御に対応しない第2燃料電池グループの第2燃料電池システムとを含んでおり、前記上げ調整発電モードの運転中に前記発電上昇信号が生成されると、前記第1燃料電池グループの前記第1燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が瞬時に前記定格発電出力となるように制御し、また前記第2燃料電池グループの前記第2燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が除々に前記定格発電出力となるように制御することを特徴とする請求項4に記載の燃料電池システムの集中制御システム。
- 前記第2燃料電池グループの前記第2燃料電池システムは、前記燃料電池の発電出力が比較的短い時間でもって前記定格発電出力に上昇する短時間上昇サブグループの前記第2燃料電池システムと、前記燃料電池の発電出力が比較的長い時間でもって前記定格発電出力に上昇する長時間上昇サブグループの前記第2燃料電池システムを含んでおり、前記上げ調整発電モードの運転中に前記発電上昇信号が生成されると、前記短時間上昇サブグループの前記第2燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が比較的短時間で前記定格発電出力となるように制御し、また前記長時間上昇サブグループの前記第2燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が比較的長時間で前記定格発電出力となるように制御することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システムの集中制御システム。
- 前記多数の燃料電池システムは、前記燃料電池の発電出力を前記定格発電出力の第1割合値まで下げる制御に対応した第1燃料電池グループの第1燃料電池システムと、前記燃料電池の発電出力を前記第1割合値よりも大きい第2割合値まで下げる制御に対応した第2燃料電池グループの第2燃料電池システムとを含んでおり、前記上げ調整信号が生成されると、前記第1燃料電池グループの前記第1燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力の前記第1割合値となるように制御し、また前記第2燃料電池グループの前記第2燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力の前記第2割合値となるように制御することを特徴とする請求項4に記載の燃料電池システムの集中制御システム。
- 燃料電池反応により発電を行う燃料電池と、前記燃料電池を制御するための電池制御手段とを備えた燃料電池システムであって、
前記電池制御手段は、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が生じるのを回避するために、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する下げ調整発電モードに切り換え且つ前記燃料電池の発電出力を前記低発電出力に下げるための下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が発生するおそれが生じると、前記電池制御手段は、前記下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記下げ調整発電モードに切り替え、前記下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、これにより、前記外部系統の電力の一部が燃料電池システムの低下した発電電力をまかなうことを特徴とする燃料電池システム。 - 前記下げ調整信号は、第1下げ調整信号及び第2下げ調整信号を含んでおり、前記第1下げ調整信号が生成されると、前記電池制御手段は、前記第1下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから第1下げ調整発電モードに切り替え、前記第1下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力よりも低い第1低発電出力となるように制御され、また前記第2下げ調整信号が生成されると、前記電池制御手段は、前記第2下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから第2下げ調整発電モードに切り替え、前記第2下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力よりも低く且つ前記第1低発電出力よりも高い第2低発電出力となるように制御されることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池システム。
- 燃料電池反応により発電を行う燃料電池及び前記燃料電池を制御するための電池制御手段を備えた燃料電池システムが多数集合した燃料電池システムの集中制御システムであって、
多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が生じるのを回避するために、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する下げ調整発電モードに切り換え且つ前記燃料電池の発電出力を前記低発電出力に下げるための下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が発生するおそれが生じると、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記下げ調整発電モードに切り替え、前記下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、これにより、前記外部系統の電力の一部が前記多数の燃料電池システムの低下した発電出力をまかなうことを特徴とする燃料電池システムの集中制御システム。
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