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CN102280652A - 燃料电池发电系统的运行控制方法 - Google Patents

燃料电池发电系统的运行控制方法 Download PDF

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CN102280652A
CN102280652A CN2011102046186A CN201110204618A CN102280652A CN 102280652 A CN102280652 A CN 102280652A CN 2011102046186 A CN2011102046186 A CN 2011102046186A CN 201110204618 A CN201110204618 A CN 201110204618A CN 102280652 A CN102280652 A CN 102280652A
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fuel cell
deterioration
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cooling water
supply device
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CN2011102046186A
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田中良和
中村彰成
尾关正高
小原英夫
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种燃料电池发电系统的运行控制方法，燃料电池发电系统具备燃料电池、劣化判定对象、流量检测装置、运行控制装置、以及维修报告装置，燃料电池发电系统的运行控制方法包括在流量控制装置对劣化判定对象提供规定的输出指令值的情况下将流量检测装置检测出的劣化判定对象提供的流体的流量作为判定流量，在判定流量处于第1劣化范围且处于劣化的初期阶段时，不减小燃料电池的极限功率输出，维修报告装置报告有必要维修的情况，在判定流量处于第1劣化范围但超过劣化初期阶段时，减小燃料电池的极限功率输出，及在判定流量处于第2劣化范围时，使燃料电池发电系统运行停止，劣化判定对象是氧化剂供给装置和燃料供给装置中的至少任一方。

Description

燃料电池发电系统的运行控制方法
 本申请是申请号为200580004242.7（国际申请号为PCT/JP2005/014352）、申请日为2005年8月4日、发明名称为“燃料电池发电系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及燃料电池发电系统及其运行控制方法。更详细地说，涉及判定流体供给装置是否发生劣化，根据劣化程度在可能的范围继续发电或停止运行的燃料电池发电系统及其运行控制方法。
背景技术
在使燃料电池发电系统运行的情况下，必须将空气和水等流体没有过量或不足地按照所需要的数量提供给重整器和燃料电池等。在这里，在已有的燃料电池发电系统中，利用鼓风机和泵等流体供给装置提供流体，利用流量计测定流体的流量（参照例如专利文献1）。图20是上述专利文献1记载的已有的燃料电池发电系统的结构的概略方框图。如图20所示，已有的燃料电池发电系统具备燃料电池、燃料处理装置、对燃料处理装置提供原料气体的鼓风机、对燃料处理装置提供水的泵、以及检测水的流量的流量计。
又，在燃料电池发电系统中，在燃料电池组等发生异常的情况下，如果原封不动继续运行，则装置可能发生故障。因此有时在已有的燃料电池发电系统中具有监视燃料电池组的性能的装置等（参照例如专利文献2）。在上述专利文献2中，提出了在检测出燃料电池组有异常的情况下将燃料电池发电系统与负载切断开来等应对方法。
燃料电池由于发电反应而发热，利用泵等使冷却水循环以去除热。一旦泵等发生异常冷却水停止流动，燃料电池会由于发热而受到严重的损伤。因此为例保护燃料电池，提出了检测冷却水路的压差，在有异常的情况下报告异常或强制停止的方法（专利文献3）、在冷却水的温度、冷却水流量等工艺值有异常时，使燃料电池的输出降低，以使工艺值恢复正常，以继续运行的方法（专利文献4）、以及检测致冷剂流量或致冷剂压力，在有异常的情况下限制燃料电池的输出或停止运行的方法（专利文献5）。
专利文献1：日本特开2003－257463号公报；
专利文献2：日本特开2000－67896号公报；
专利文献3：日本特开2003－168454号公报；
专利文献4：日本特开平8－195208号公报；
专利文献5：日本特开2002－184435号公报。 
发明内容
如专利文献3～5所述，在冷却水系统发生异常的情况下，一旦停止燃料电池发电系统的运行，电力供应就停止。燃料电池发电系统起着生命线的作用，突然停止运行会对家庭生活产生深刻的影响。而且在使用燃料电池的热电联供系统的情况下，持续运行的时间越长则能量成本越低，能够提高经济效果。如果每次发生异常都停止运行，则由于在系统启动时需要能量，会降低经济效果。
在这里，在如专利文献3～5所述冷却水系统发生异常的情况下，如果限制燃料电池的输出而继续运行，则有时候会提高经济效果。但是在冷却水系统的异常严重，或劣化进一步发展的情况下，如果根据系统的状态极度降低输出，则有时候反而会使经济效果恶化。
本发明是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于提供根据燃料电池的冷却水等与燃料电池发电系统相关的流体供给装置的劣化或异常程度进行能够确保经济效果的运行控制的燃料电池发电系统。  
为了解决上述存在问题，本发明提供一种燃料电池发电系统的运行控制方法，燃料电池发电系统，具备：燃料电池、提供与所述燃料电池发电相关的流体的一个或一个以上的流体供给装置中的至少一个，即劣化判定对象、所述劣化判定对象提供的流体的流量的检测用的流量检测装置、控制所述劣化判定对象提供的流体的流量的流量控制装置、控制燃料电池发电系统的运行的运行控制装置、以及维修报告装置，所述燃料电池发电系统的运行控制方法，包括：在所述流量控制装置对所述劣化判定对象提供规定的输出指令值的情况下将所述流量检测装置检测出的所述劣化判定对象提供的流体的流量作为判定流量，在所述判定流量处于第1劣化范围，且处于劣化的初期阶段时，所述运行控制装置不减小燃料电池的极限功率输出，所述维修报告装置报告有必要维修的情况，在所述判定流量处于第1劣化范围，但超过劣化初期阶段时，所述运行控制装置使燃料电池的极限功率输出减小，以及在所述判定流量处于第2劣化范围时，所述运行控制装置使燃料电池发电系统运行停止，其中，所述劣化判定对象是对所述燃料电池提供氧化剂气体的氧化剂供给装置和对所述燃料电池提供燃料的燃料供给装置中的至少任一方。采用这种方式，可以在不需要设置运行的限制的劣化初期阶段就向管理者报告需要维修保养，在劣化判定对象发生第1劣化，但超过劣化的初期阶段的情况下能够减少极限功率输出，一边防止流量不足一边继续运行。而且流体供给装置发生第2劣化的情况下能够停止运行。因此使运行停止保持于必要的最低限度，同时在必要时能够停止运行，能够确保经济效果。
又，本发明提供又一种燃料电池发电系统的运行控制方法，燃料电池发电系统，具备：利用水和原料生成燃料的燃料处理装置、燃料电池、提供与所述燃料电池发电相关的流体的一个或一个以上的流体供给装置中的至少一个，即劣化判定对象、所述劣化判定对象提供的流体的流量检测用的流量检测装置、控制所述劣化判定对象提供的流体的流量的流量控制装置、控制燃料电池发电系统的运行的运行控制装置、以及维修报告装置，所述燃料电池发电系统的运行控制方法，包括：在所述流量控制装置对所述劣化判定对象提供规定的输出指令值的情况下将所述流量检测装置检测出的所述劣化判定对象提供的流体的流量作为判定流量，在所述判定流量处于第1劣化范围，且处于劣化的初期阶段时，所述运行控制装置不减小燃料电池的极限功率输出，所述维修报告装置报告有必要维修的情况，在所述判定流量处于第1劣化范围，但超过劣化初期阶段时，所述运行控制装置使燃料电池的极限功率输出减小，以及在所述判定流量处于第2劣化范围时，所述运行控制装置使燃料电池发电系统运行停止，其中所述劣化判定对象是对所述燃料处理装置提供水的水供给装置和对所述燃料处理装置提供原料的原料供给装置中的至少任一方。采用这种方式时，可以在不需要设置运行的限制的劣化初期阶段就向管理者报告需要维修保养，在劣化判定对象发生第1劣化，但超过劣化的初期阶段的情况下能够减少极限功率输出，一边防止流量不足一边继续运行。而且流体供给装置发生第2劣化的情况下能够停止运行。因此使运行停止保持于必要的最低限度，同时在必要时能够停止运行，能够确保经济效果。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，也可以在提供所述规定的输出指令值的情况下所述劣化判定对象提供的流体的流量，是根据所述流体控制装置实际提供的输出指令值,和提供所述实际提供的输出指令值时所述流量检测装置检测得到的流量的检测值，预测的预测值。采用这种方式时，实际上即使是不为判断而改变输出也能够进行判断。
上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，也可以是所述规定的输出指令值是与最大功率输出对应的输出指令值。采用这种方式时，在不能够实现与最大输出相应的流量的情况下，判定为发生第1劣化。在第1劣化范围内，降低功率输出，能够有效地防止流量不足。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，也可以是所述流量检测装置具有检测所述劣化判定对象提供的所述流体的压力的压力检测装置，根据所述检测出的压力计算所述流体的流量。采用这种方式时，不直接检测流量，而根据压力推断流量。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，也可以是所述劣化判定对象是对所述燃料电池提供氧化剂气体的氧化剂供给装置和对所述燃料电池提供燃料的燃料供给装置中的至少任一方。采用这种方式时，能够防止氧化剂的流量的不足。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，燃料电池发电系统也可以具备从水和原料生成燃料的燃料处理装置，所述劣化判定对象是对所述燃料处理装置提供水的水供给装置和对所述燃料处理装置提供原料的原料供给装置中的至少任一方。采用这种方式，能够防止水或原料的流量不足。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，所述运行控制装置如所述判定流量在所述第1劣化范围内时，进行运行控制，以使燃料电池的功率输出在与所述判定流量对应的所述燃料电池的功率输出的上限值以下。采用这种方式时，功率输出根据劣化被变更，能够可靠地、高效率地防止流量不足。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，也可以所述第1劣化范围是如果继续进行所述限制运行则在经济上有利的范围，所述第2劣化范围是如果继续进行所述限制运行则在经济上不利的范围。采用这种方式时，能够仅在经济上不利的范围内停止运行，进一步提高运行效率。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，也可以所述第2劣化范围是与所述判定流量对应的所述燃料电池的功率输出的上限值低于规定的功率输出的范围。采用这种方式时，能够根据极限功率输出判断运行停止，不需要为判断经济性而进行复杂的运算。因此能够更加简便地进行运行停止的判断。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，也可以所述第2劣化范围是所述燃料电池的效率低于规定的效率的范围。采用这种方式时，能够根据效率进行运行停止的判断，不需要为判断经济性而进行复杂的运算。因此能够更加简便地进行运行停止的判断。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，燃料电池发电系统也可以具备存储所述电力和/或原料的费用体系的存储装置、以及根据预定的电力和原料的费用体系计算燃料电池发电系统发生的电力和热中的至少其一的供应成本以及替代手段发生的电力和热的至少其一的供应成本计算装置，所述第2劣化范围是所述替代手段的供应成本低于燃料电池发电系统的供应成本的范围。采用这种方式时，能够判断实际成本，进行经济性的判断，而且能够进一步提高效率。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，燃料电池发电系统也可以具备利用通信取得所述电力和/或原料的现行的费用体系的通信装置，利用所述通信装置取得的费用体系更新所述存储装置存储的费用体系。采用这种方式时，能够随时更新计算成本的参数，能够进行反映更正确的成本的判定。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，燃料电池发电系统也可以具备累计燃料电池发电系统的运行时间的运行时间累计装置、显示燃料电池发电系统的信息的显示装置、根据所述流量控制装置的输出指令值、所述流量检测装置得到的检测值、以及所述运行时间累计装置得到的运行时间，预测所述检测值达到第1和/或第2劣化范围为止的时间的时间预测装置，所述显示装置显示所述时间预测装置预测的时间。采用这种方式时，用户能够预先知道发生劣化的时期，维修保养更加容易。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，也可以是所述判定流量越小，所述运行控制装置将极限功率输出值设定得越低。
在上述燃料电池发电系统的运行控制方法中，也可以是所述运行控制装置随着所述劣化判定对象的劣化的进展，根据所述判定流量改变极限功率输出。
燃料电池发电系统有时候也作为对家庭提供电力的装置担负生命线的作用。如果实际上燃料电池发电系统一旦发生严重的故障就停止运行，则突然停止电力供应对家庭生活会发生重大的影响。为了使燃料电池发电系统经济地稳定地运行，则有必要在比较早的阶段进行泵类的修理或替换。如果采用上述方法，则在判定为流体供给装置发生劣化的情况下可以向管理者报告对该流体供给装置进行维修保养的必要性。
本发明的上述目的、其他目的、特征、有利之处，从参考附图对下述最佳实施形态进行的详细说明中可以去清楚了解到。
本发明的效果在于，能够提供具有如上所述的手段，能够根据燃料电池的冷却水等，与燃料电池发电系统相关的流体供给装置的劣化和异常程度，进行运行控制以确保经济性的燃料电池发电系统的运行控制方法。
附图说明
图1是表示本发明实施形态1的燃料电池发电系统的概略结构的方框图；
图2是表示本发明实施形态1的控制装置的概略结构的方框图；
图3是表示本发明实施形态1的燃料电池发电系统的重整水的流量与功率输出的关系的图；
图4是表示提供给本发明实施形态1的燃料电池发电系统的重整水供给装置的输出指令值与重整水的流量的关系的图；
图5是表示本发明实施形态1的燃料电池发电系统中重整水供给装置中发生劣化的情况下的，提供给重整水供给装置的输出指令值与重整水的流量的关系的图；
图6是表示对本发明实施形态1的燃料电池发电系统中是否发生第1劣化进行判定，进行限制运行用的表的一个例子；
图7是表示本发明实施形态1的燃料电池发电系统中相对于标准的家庭电力负荷的，通常情况下的燃料电池发电系统的发电量图表；
图8是表示本发明实施形态1的燃料电池发电系统中相对于标准的家庭电力负荷的，流体供给装置劣化时的燃料电池发电系统的发电量图表
图9是表示本发明实施形态1的燃料电池发电系统中功率输出与效率的关系的示意图；
图10是表示本发明实施形态1的燃料电池发电系统中相对于标准的家庭电力负荷的，极限功率输出与成本优值的关系的示意图；
图11是表示本发明实施形态2的燃料电池发电系统的概略结构的方框图；
图12是表示本发明实施形态2的控制装置的概略结构的方框图；
图13是表示本发明实施形态2的燃料电池发电系统的冷却水的流量与功率输出的关系；
图14是表示提供给本发明实施形态2的燃料电池发电系统的冷却水供给装置的输出指令值与冷却水的流量的关系的图；
图15是表示本发明实施形态2的燃料电池发电系统中冷却水供给装置中发生劣化的情况下，提供给冷却水供给装置的输出指令值与冷却水的流量的关系的图；
图16是表示对本发明实施形态2的燃料电池发电系统中冷却水供给装置发生的劣化有发展的情况下，提供给冷却水供给装置的输出指令值与冷却水的流量的关系的图；
图17是表示本发明实施形态3的燃料电池发电系统的概略结构的方框图；
图18是表示本发明实施形态3中能够实现的冷却水流量的上限的预测方法的概念图；
图19是表示本发明实施形态4的劣化判定方法的概念图；
图20是表示已有的燃料电池发电系统的结构图；
符号说明：
11   燃料电池；
12   燃料处理装置；
13   燃烧器；
14   重整水供给装置；
15   原料供给装置；
16   氧化剂供给装置；
17   冷却水供给装置；
18   重整水流量检测装置；
19   原料流量检测装置；
20   氧化剂流量检测装置；
21   冷却水流量检测装置；
22   控制装置；
23   维修保养报告装置；
24   流量控制装置；
25   劣化判定装置；
26   运行控制装置；
27   控制部；
28   存储部；
29   状态存储装置；
30   通信装置；
31   经济性判定装置。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的理想的实施形态进行说明。
实施形态1
图1是表示本发明实施形态1的燃料电池发电系统的概略结构的方框图。下面参照附图对本实施形态的燃料电池发电系统，将硬件与控制系统分开说明。
首先在下面对硬件进行说明。如图1所示，本实施形态的硬件具备利用所提供的燃料和空气等氧化剂的电化学反应进行发电的燃料电池11、利用在所提供的天然气等原料与对所提供的重整水加热得到的水蒸气之间发生的重整反应生成含氢气体提供给燃料电池11作为燃料的燃料处理装置12、使从燃料电池11排出的未利用的燃料（以下称为“废气”）燃烧对燃料处理装置12进行加热的燃烧器13、对燃料处理装置12提供重整水的重整水供给装置14、对燃料处理装置12提供原料的原料供给装置15、对燃料电池11提供氧化剂的氧化剂供给装置16、以及将冷却水提供给燃料电池11的内部，对燃料电池11内部进行冷却，使其维持于适于反应的温度的冷却水供给装置17。还有，重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16、冷却水供给装置17，在权利要求书中的说明中作为流体供给装置说明。
在本实施形态中，原料采用天然气，重整水和冷却水采用离子交换水，氧化剂采用空气。重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16、冷却水供给装置17根据用途采用例如鼓风机和泵。鼓风机采用例如涡旋鼓风机（turbo blower）、离心式鼓风机 (scroll blower)、西洛克风扇等。泵采用例如柱塞泵、隔膜泵、离心泵等。燃烧器13采用例如火焰燃烧器。在本实施形态中，在燃烧器13中，燃料电池11的废气与空气混合后燃烧，但是也可以不对废气进行再利用，而将原料作为燃烧用的燃料使用。
下面对控制系统进行说明。如图1所示，本实施形态的控制系统具备检测重整水的流量的重整水流量检测装置18、检测原料的流量的原料流量检测装置19、检测作为氧化剂的空气的流量的氧化剂流量检测装置20、检测冷却水的流量的冷却水流量检测装置21、对重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16及冷却水供给装置17提供输出指令值以控制重整水、原料、氧化剂、冷却水的流量的流量控制装置24、将重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16及冷却水供给装置17作为劣化判定对象，判断该劣化判定对象是否发生劣化的劣化判定装置25、控制燃料电池发电系统的运行的运行控制装置26、判断燃料电池发电系统的运行是否经济的经济性判定装置31、报告判断为发生劣化的供给装置有必要维修保养的维修保养报告装置23、以及取得用于判断经济性的数据用的通信装置30。在本实施形态中，流量控制装置24、劣化判定装置25、运行控制装置26、经济性判定装置31在控制装置22中利用软件集中实现。还有，上述各控制装置也可以通过发散控制实现。也就是说，也可以是流量控制装置24、劣化判定装置25、运行控制装置26、经济性判定装置31分别具有独立的控制装置。在燃料电池11和燃料处理装置12的内部也具备检测各内部温度的温度检测装置（热电偶等，详细情况未图示）。还有，重整水流量检测装置18、原料流量检测装置19、氧化剂流量检测装置20、冷却水流量检测装置21是在权利要求书所述的流体流量检测装置。
在本实施形态中，重整水流量检测装置18、原料流量检测装置19、氧化剂流量检测装置20、冷却水流量检测装置21采用例如搅拌器式流量计和质量流传感器。控制装置22采用例如微电脑。维修保养报告装置23采用例如蜂鸣器或显示器。通信装置30采用可连接于例如无线线路、电话线路、互联网线路等通信网路的输入输出电路。
下面对控制装置22的结构进行说明。图2是表示控制装置22的大概结构的方框图。控制装置22具有控制部27以及存储部28。控制部27采用例如CPU。存储部28采用例如内部存储器。控制部27从燃料电池11以及燃料处理装置12具备的温度检测装置、重整水流量检测装置18、原料流量检测装置19、氧化剂流量检测装置20、冷却水流量检测装置21等的传感器类接收各检测对象的检测信号。又通过通信装置30从电力公司和煤气公司等接收电力和原料的费用体系等。控制部27还通过执行在存储部28存储的软件，对接收的信号进行处理，根据其结果将控制信号等播送到燃烧器13、原料供给装置15、重整水供给装置14、氧化剂供给装置16、冷却水供给装置17等控制对象以及维修保养报告装置23。以此控制燃料电池11和燃料处理装置12的温度、原料、燃料以及重整水的流量等。
下面参照图2对控制装置22的动作进行说明。控制程序和使用于该程序的各设定值等存储于存储部28。控制部27通过从存储部28读出这一控制程序并对其加以执行，如下所述动作。表示传感器类检测出的温度、流量等被控制量的检测值的信号，被送往控制部27。控制部27根据需要将这些检测值存储于存储部28。控制部27利用存储部28存储的设定值、检测值等计算控制对象的控制目标值等。而且控制部27在必要时根据计算结果改写存储部28存储的设定值、控制目标值等。又根据需要向控制对象提供输出指令值。更具体地说，将表示向控制对象的输出指令值的信号播送到控制对象。借助于如上所述的动作，控制装置22对被控制量的值进行检测、控制，使燃料电池发电系统运行。这样的控制装置22的功能中，下述特定的功能分别被称为流量控制装置24、劣化判定装置25、运行控制装置26。
下面对具有如上所述结构的本实施形态的燃料电池发电系统的动作，首先是对通常运行时的动作进行大概说明。
首先，重整水和原料分别由重整水供给装置14和原料供给装置15提供给燃料处理装置12。提供给燃料处理装置12的重整水利用燃烧器13提供的热量加热蒸发，变为水蒸气。该水蒸气与所提供的原料在燃料处理装置12内部发生重整反应，生成含氢的气体。重整反应需要的热量由燃烧器13提供。含氢气体从燃料处理装置12提供到燃料电池11。作为氧化剂的空气由氧化剂供给装置16提供给燃料电池11。燃料电池11中，所提供的燃料与空气中包含的氧气发生电化学反应生成电力。因燃料电池11的内部流着通过冷却水供给装置17提供的冷却水，该冷却水消除燃料电池11内部的多余的热量。
控制装置22按照预先存储的运行模式，或监视、控制燃料电池11和燃料处理装置12的内部温度以及空气、原料、重整水、冷却水的流量等，使燃料电池发电系统运行，以成为相应功率需求的功率输出。
下面对通常情况下对为了实现流体的流量控制的动作进行说明。下面以重整水的流量（以下称为“重整水流量”）为例进行说明，对于其他流体也利用同样的控制对流量进行控制。
图3是表示功率输出与需要的重整水流量（以下称为“所需重整水流量”）的关系的概念图。下面假设功率输出与所需重整水流量的关系为线性关系进行说明，但是两者的关系也可以是曲线关系等关系。如图3所示，随着功率输出的变化，所需重整水流量也发生变化。运行控制装置26利用该关系，按照必要的功率输出计算重整水的流量的控制目标，将其提供给流量控制装置24。
图4是表示提供给重整水供给装置14的输出指令值（以下称为“重整水输出指令值”）与重整水流量的关系的概念图。以下假设重整水输出指令值与重整水流量的关系为线性关系进行说明，但是两者的关系也可以是曲线关系等关系。如图4所示，随着重整水输出指令值的变化，重整水流量也发生变化。流量控制装置24利用这一关系将重整水流量向所需重整水流量的控制目标调整。在本实施形态中，重整水的流量的控制利用反馈控制方法进行。也就是说，流量控制装置24对从重整水流量检测装置18播送的检测值（以下称为“重整水流量的检测值”）进行监视，调整重整水输出指令值，直到实现该控制目标为止。但是，重整水供给装置14对特定的重整水输出指令值以高精度输出特定量的重整水的情况下，也可以利用前馈控制方法进行重整水的流量控制。在这种情况下，重整水流量检测装置18不参与通常时的重整水流量的控制。又，也可以通常时进行前馈控制，而仅在判定为重整水供给装置14发生劣化时进行反馈控制。
在这里，如图3所示，燃料电池发电系统能够提供的功率输出具有从最小值（以下称为“最小功率输出”）Wmin到最大值（以下称为“最大功率输出”）Wmax的幅度。与其对应的，所需重整水流量也具有从最小值（以下称为“最小所需重整水流量”）V’min到最大值（以下称为“最大所需重整水流量”）V’max的幅度。另一方面，提供给重整水供给装置14的输出指令值的大小是有限度的，即使是提供超过限度的输出指令值，流量也不改变，或由于过大的负荷，使重整水供给装置14受到破坏。因此在所需重整水流量大的情况下，有可能发生即使是使输出指令值增大到上限也不能够实现重整水流量的控制目标的情况。但是，在通常运行时，如图4所示，即使不将输出指令值提高到上限，系统在结构上也留有余地，能够使重整水流量等于最大所需重整水流量V’max。
在这里，如果长年持续使用重整水供给装置14，则有时候流路会发生泄漏，或安装于吸入口的过滤器会发生筛孔堵塞等劣化的情况。图5是表示发生这样的劣化的情况下的重整水输出指令值与重整水流量的关系概念图。劣化发展时，如图5所示，重整水输出指令值与重整水的流量的关系曲线发生移动，即使是使重整水输出指令值上升到上限，重整水流量也只上升到V’1为止，发生不能够使重整水流量等于最大所需重整水流量V’max的情况。以下将能够实现的重整水流量的上限称为极限重整水流量。如图3所示，重整水流量只上升到极限重整水流量V’1的情况下，使功率输出也只能够上升到W’1，不能够实现最大功率输出Wmax。在这种状态下，如果要使功率输出超过W’1上升，则重整水流量不足，会发生燃料处理装置12的催化剂劣化损坏的问题。
以上对重整水的流量控制进行了说明，而对于原料、冷却水、氧化剂也同样在流量与功率输出之间存在相关性，有必要相应于功率输出改变流量。而且，由于各供给装置的劣化，不能够实现需要的流量的最大值时，最大功率输出Wmax也不能够实现。在这样的状态下，如果使要功率输出增大到与能够提供的流量的极限相应的功率输出以上，则流量不足，在燃料处理装置内部会发生多余的水形成水浸，或在流路中析出来自原料的碳黑引起堵塞等的问题。
在这里对本实施形态的燃料电池发电系统的特征性结构进行说明。也就是在这种特征性结构中，重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16、冷却水供给装置17被当作劣化判定对象。利用劣化判定装置25根据流量控制装置24提供的输出指令值以及对应的流体流量检测装置检测到的检测值，对各劣化判定对象判断是否发生了有必要降低功率输出以防止流量不足的程度的劣化（以下称为“第1劣化”）。在判定为发生了第1劣化的情况下，利用运行控制装置26对功率输出施加限制，将燃料电池发电系统的运行控制于以对应于V’1的功率输出W’1为功率输出的上限（以下称为“极限功率输出”）。同时利用维修保养报告装置23向管理者报告必须进行该维修保养。
又，一旦该劣化判断对象的劣化进一步发展，系统总体的发电效率和安全性就下降。因此能够利用劣化判定装置25，根据流量控制装置24播送的输出指令值和对应的流体流量检测装置的检测值对各劣化判定对象进行判断，判断如果继续运行是否发生在经济上不利的程度的劣化（以下称为“第2劣化”）。在判断为发生了第2劣化的情况下，利用运行控制装置26使燃料电池发电系统停止运行。
下面对这些动作进行详细说明。还有，在以下的说明中举出重整水供给装置14发生劣化的情况进行说明，但是冷却水供给装置17、原料供给装置15、氧化剂供给装置16当然也能够进行同样的动作。
首先对重整水供给装置14是否发生第1劣化的判定方法进行说明。在以下的说明中，以最大功率输出为1000W的情况为例进行说明。在本实施形态中，利用表对重整水供给装置14是否发生第1劣化进行判断。图6是表示对是否发生第1劣化进行判定，进行限制运行（以小于最大功率输出的功率输出为极限功率输出的运行）用的表的一个例子。该表表示在重整水输出指令值在规定范围内时流量在哪一个值以上能够进行通常运行（以最大功率输出为极限功率输出的运行）。同时，该表表示重整水输出指令值在规定的范围内时应该相应于流量的检测值设定的极限功率输出。
劣化判定装置25从流量控制装置24接收重整水输出指令值，而且从重整水流量检测装置18接收重整水流量的检测值。利用接收的指令值和检测值以及图6的表，判断重整水供给装置14是否发生第1劣化，而且设定极限功率输出。
在所述规定的输出指令值下检测出的流量（判定的流量）超过与极限功率输出1000W对应的流量的情况下，判定为劣化没有发生。例如在输出指令值为40％，流量的检测值为22ml/min的情况下，由于是在与输出指令值40％对应的极限功率输出1000W的流量（20ml/min）以上，被判定为没有发生劣化，继续进行通常运行。
在所述规定的输出指令值下检测出的流量小于与极限功率输出1000W对应的流量的情况下，判定为发生第1劣化，与流量对应的功率输出判断为极限功率输出。例如在输出指令值为60％，流量的检测值为23ml/min的情况下，由于是在与输出指令值60％对应的极限功率输出1000W的流量（30ml/min）以下，被判定为发生第1劣化。而且由于流量的检测值为21以上小于24，因此对应的功率输出700W判断为极限功率输出W’1。
在判定为重整水供给装置14发生第1劣化的情况下，将该情况传送到运行控制装置26和维修保养报告装置23。利用运行控制装置26，以功率输出W’1为功率输出的上限，以不高于此的功率输出，继续燃料电池发电系统的运行（限制性运行）。又利用维修保养报告装置23向管理者报告必须极限维修保养。
利用上述动作，在本实施形态的燃料电池发电系统中，重整水供给装置14发生第1劣化的情况下，虽然流量不足也能够一边继续运行一边向管理者报告必须进行维修保养的情况。
在判定重整水供给装置14发生第1劣化以后，也是只要不进行维修保养重整水供给装置14的劣化就会继续发展。随着该劣化的发展，极限重整水流量V’1也减小。在本实施形态中，利用劣化判定装置25根据输出指令值和流量检测值随时改变极限功率输出。借助于此，能够根据该劣化的发展适当改变减小的功率输出，进行稳定发电。
下面对重整水供给装置14是否发生第2劣化的判定方法进行说明。在本实施形态中，利用经济性判定装置31判断重整水供给装置14中是否发生第2劣化。以下对经济性判定装置31的动作进行详细说明。
在本实施形态中，相对电力需求，所设置的燃料电池发电系统的发电供应不够的情况下，从市电（未图示）购买电力。对于需要的电力，将燃料电池发电系统提供电力所需要的费用与从市电购买所需要的费用加以比较，可以判断在经济上有利还是不利。经济性判定装置31根据预先存储于存储部28的电气和原料的费用体系，决定与从市电购买电力相比利用燃料电池发电系统提供电力的费用更高的电力输出范围（燃料电池发电系统进行发电比从市电购买电力在经济上不利的范围），将对应的重整水流量的范围作为第2劣化范围。经济性判定装置31也考虑运行时区、贮存热水量（燃料电池发电系统也供热的热电联供系统的情况）等，实时地进行经济性判断。存储部28存储的电气和原料的费用体系也可以利用通信装置30随时进行更新信息。经济性判定装置31进行的经济性判断也可以采用以功率输出或效率未满规定值为第2劣化范围的简易方法。
经济性判定装置31根据存储部28存储的电气和原料的费用体系，用下述公式计算出从市电购买电力的成本和燃料电池发电系统提供的电力的成本。以下以燃料电池的规定的发电量为基准进行说明。
市电成本(日元)＝发电量(kWh)×电力费用(日元/kWh)   ……（1）
燃料电池成本(日元)＝发电量(kWh)×每单位发电量的原料消耗量(m3/kWh)×原料费用(日元/m3)                                 ……（2）
在燃料电池发电系统为热电联供系统的情况下，在进行发电的同时也能够供应热水。燃料电池发电系统提供的热水的成本包含于燃料电池成本中。另一方面，购买市电的情况下的提供的热水的成本（以下称为“市电提供热水成本”）除了电力外另外需要成本。在利用电气热水器供应热水的情况下，市电提供热水成本根据下述公式计算。
市电提供热水成本(日元)＝发电量(kWh)×每单位发电量的热水供应量(kcal/kWh)×电气热水器的热水提供效率(kWh/kcal) ×电费（日元/kWh）                                     ……（3）
在使用煤气热水器提供热水的情况下，市电提供热水成本利用下述公式计算出。
市电提供热水成本(日元)＝发电量(kWh)×每单位发电量的热水供应量(kcal/kWh)×煤气热水器的热水提供效率(m3/kcal) ×煤气费（日元/m3）                                        ……（3’）
经济性判定装置31将燃料电池发电系统的成本与利用市电的情况下的成本加以比较，确定在经济上是有利还是不利。在燃料电池发电系统不包含提供热水的情况下，利用下述公式计算出成本优值。
成本优值＝市电成本－燃料电池成本                    ……（4）
在燃料电池发电系统包含提供热水的情况下（热电联供系统的情况下），利用下述公式计算出成本优值。
成本优值＝市电成本＋市电提供热水成本－燃料电池成本             ……（4’） 
在成本优值为负数的情况下，判定为燃料电池发电系统比起利用市电在经济上不利。作为判断的时间，有各种各样的考虑，例如可以考虑以下两种。第1种是，在规定的时间间隔（每分钟、每秒钟等）从其瞬间的发电量·原料消耗量计算出成本进行判断。这种方法中，即使是成本优值在一瞬间为负值，也判定为发生第2劣化，停止运行。第2种是，在规定的时间间隔（一天或一星期）将所述瞬间成本累加，将市电电源的成本的累计值与燃料电池成本的累计值加以比较进行经济性判断。在这种方法中，即使是瞬间经济性不利，在规定的期间整体上在经济上有利的情况下，可以继续运行。在后者的情况下，可以继续进行更长时间的运行。
下面对重整水供给装置14的劣化与成本的关系进行说明。重整水供给装置14的劣化进一步发展时，如上所述，将极限功率输出设定于低于最大功率输出继续运行。通常是极限功率输出高则效率更好，极限功率输出低则效率低下。劣化继续发展时，极限功率输出下降，式（2）中的每单位发电量的原料消耗量上升，燃料电池成本增加。如果利用式（4）或式（4’），则能够实时求出极限功率输出与成本优值的关系。极限功率输出与极限重整水流量对应。因此在极限重整水流量低于与成本优值为0的功率输出（以下称为“临界功率输出”）对应的流量的情况下，即使继续运行在经济上也是不利的，因此停止运行。也就是说，极限重整水流量低于与临界功率输出对应的流量的流量范围被当作第2劣化范围。在例如临界功率输出为500W的情况下，将图6中对于各输出指令值低于与500W的功率输出对应的流量的范围（图6中虚线包围的范围）作为第2劣化范围。在提供规定的输出指令值的情况下，被检测出的重整水流量（判定流量）如果在第2劣化范围内，则停止运行。
在如上所述的结构中，成本优值随着电和原料费用体系和运行时区而实时变动，因此第2劣化范围也变动。但是在功率输出和效率低于预先设定的规定值的情况下，也可以判定发生第2劣化。预先设定的规定值如下所述设定。
图7是表示相对于标准家庭的电力负荷的，通常情况下的燃料电池发电系统的发电量图表。图8是表示相对于标准家庭的电力负荷的，流体供给装置劣化时的燃料电池发电系统的发电量图表。燃料电池发电系统如图7所示，在可能的发电量范围内进行适合家庭负荷的发电跟随电力负荷运行。系统存在于第1劣化范围的情况下，极限功率输出比最大功率输出低，因此发电量如图8所示。
图9是表示功率输出与效率的关系的示意图。能够在例如300～1000W改变输出的燃料电池发电系统的情况下，发热引起的损失和使致动器动作需要的能量等，在输出为1000W时和输出为300W时几乎没有不同。由于有与输出无关的必要的能量消耗，燃料电池发电系统通常是功率输出越小效率越低。
在这里，所谓效率，是使系统动作所需要的能量（原料）与系统输出的能量（在热电联供系统的情况下是电和热水）之比，即电能÷原料能量＝发电效率、热能÷城市煤气（原料）能量＝热效率（热水提供效率）、发电效率＋热水提供效率＝总效率。效率越低，得到相同的输出需要更多的能量，因此对于经济性不利。
图10是表示对于标准家庭的电力负荷的，极限功率输出与成本优值的关系的示意图。根据图10，将成本优值为0以下的极限功率输出A决定为判定重整水流量是否处于第2劣化范围用的规定的功率输出。如果求对应于极限功率输出A的流量，重整水流量在该流量之下，则当作处于第2劣化范围，使燃料电池发电系统停止运行。
在利用效率的情况下，也可以用同样的方法判定。以效率为横轴，成本优值为纵轴制作图表，决定判定是否处于第2劣化范围的规定的功率输出B。如果求与极限功率输出B对应的流量，重整水流量在该流量之下则当作处于第2劣化范围，停止燃料电池发电系统的运行。
利用以上所述动作，本实施形态的燃料电池发电系统在重整水供给装置14发生劣化，对经济性不利的情况下，可以使燃料电池发电系统的运行停止。借助于此，即使是重整水供给装置14发生劣化的情况下，也能够防止在经济上不利的状态下继续进行运行。
如上所述，以两个阶段进行劣化判定，即使是流体供给装置发生劣化，如果是在减小功率输出就能够进行在经济上有利的运行的范围（第1劣化），则继续减少功率输出运行，如果继续运行则劣化发展到经济上不利的情况下（第2劣化），停止运行，这样能够实现确保经济性的运行控制。
又，对于包括冷却水的各种流体，如果在流量不足的情况下继续运行，则在该流体供给装置以外的流体供给装置、燃料电池、重整器等也会发生故障，或容易导致燃料电池、重整器等内部含有的催化剂等的劣化。如果采用本实施形态的燃料电池发电系统，则即使是流体供给装置发生劣化，也由于减少功率输出，使流量不足的情况不发生，能够防止其他构成部分的劣化和故障。
还有，在本实施形态中，重整水流量检测装置18使用流量计，但是也可以取代流量计，设置检测重整水的压力的压力计或检测重整水的流速的流速计，根据输出指令值与压力或流速的关系判断减小功率输出的必要性或停止运行的必要性。或根据压力或流速推算流量，将得到的结果作为流量进行上述判定。借助于此，即使是不直接检测流量的情况下，也能够减少功率输出同时继续运行，并且对管理者报告有必要对重整水供给装置14进行维修保养。又，在重整水供给装置14的劣化继续发展，在经济上变得不利的情况下，可以停止运行。
即使是重整水供给装置14以外的流体供给装置、即原料供给装置15、冷却水供给装置17、氧化剂供给装置16中发生劣化的情况下，也能够利用同样的动作得到同样的效果。其结果是，即使是在如果流体供给装置发生劣化的情况下，也能够在防止流量不足的同时继续进行运行，同时将需要对该流体供给装置进行维修保养的情况报告管理者。又，在流体供给装置的劣化继续发展，对经济造成不利的情况下，能够停止运行。
还有，在对多个流体供给装置中是否发生劣化进行判断的情况下，最好是利用维修保养报告装置23进行报告的模式对于各供给装置分别不同。这样使得管理者容易认识到应该进行维修保养的时间和对象，能够更有效地进行燃料电池发电系统的维修保养。
在对多个流体供给装置中是否发生劣化进行判断的情况下，判定为多个流体供给装置发生第1劣化时，最好是以对各流体供给装置提供上限输出指令值的情况下的流量的响应的功率输出中最低的功率输出作为极限功率输出，以不超过该值的功率输出使燃料电池发电系统运行。其结果是，即使是多个流体供给装置发生劣化的情况下，也能够一边防止流量不足一边继续运行，同时将需要对该流体供给装置进行维修保养的情况报告管理者。
又，在判断多个流体供给装置中是否发生劣化的情况下，判定为该流体供给装置中任何一个发生第2劣化时，最好是停止运行。其结果是，即使在不进行维修保养的情况下任何流体供给装置的劣化也会造成经济上的不利，也能够停止运行。
实施形态2
本发明实施形态1即使是不将最大流量作为目标进行控制，也能够利用表判定劣化判定对象是否发生第1和第2劣化，而本发明第2实施形态在为了实现功率输出的控制目标所需要的流量而实际尝试进行控制时该流量不能够实现的情况下，利用劣化判定装置25判定为劣化判定对象发生第1劣化和第2劣化。
图11是表示本实施形态的燃料电池发电系统的概略结构的方框图。图12是表示本实施形态的燃料电池发电系统的控制装置的概略结构的方框图。以下参照图11和图12对本实施形态进行说明。在图11和图12中，对与图1和图2对应的结构要素标以相同的符号。本实施形态从实施形态1中删除经济性判定装置和通信装置，其他结构要素与实施形态1相同。因此，对在本实施形态与实施形态1之间对应的结构要素标以相同的符号并省略其说明。
在具有如上所述结构的燃料电池发电系统中，劣化判定对象中是否发生第1和第2劣化的判定方法以外的动作，与实施形态1相同，因此省略其说明。
对于与实施形态1不同之处将在下面进行说明。在以下说明中，举出冷却水供给装置17中发生劣化的情况，但是对于重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16，当然也能够实施相同的动作。
首先在下面对通常时的流量控制动作进行说明。以下以冷却水的流量（以下称为冷却水流量）的控制为例进行说明，对于其他流体也能够利用相同的控制方法进行流量控制。
图13是表示功率输出与所需的冷却水流量（以下称为所需冷却水流量）的关系的概念图。以下假定功率输出与所需冷却水流量的关系为线性关系进行说明，但是两者的关系也可以是由曲线表示的关系。如图13所示，随着功率输出的变化，所需冷却水流量也发生变化。运行控制装置26利用该关系计算冷却水流量的控制目标，使其符合所需的功率输出，将其提供给流量控制装置24。
图14是表示提供给冷却水供给装置17的输出指令值（以下称为冷却水输出指令值）与冷却水的流量的关系的概念图。以下假定冷却水输出指令值与冷却水流量的关系为线性关系进行说明，但是两者的关系也可以是由曲线等表示的关系。如图14所示，随着冷却水输出指令值的变化，冷却水流量也发生变化。流量控制装置24利用该关系将冷却水流量向所需冷却水流量的控制目标调整。在本实施形态中，冷却水的流量控制利用反馈控制进行。也就是说，流量控制装置24对冷却水流量检测装置21播送的检测值（以下称为冷却水流量检测值）进行监视，调整冷却水输出指令值直到该控制目标得以实现。但是冷却水供给装置17对于特定的冷却水输出指令值以更高精度送出特定量的冷却水的情况下，也可以利用前馈控制进行冷却水流量控制。在这种情况下，冷却水流量控制装置21以通常时的冷却水流量控制无关。又可以在通常时进行前馈控制，只在判断为冷却水供给装置17发生劣化的情况下进行反馈控制。
在这里，如图13所示，燃料电池发电系统能够提供的功率输出具有从最小值（以下称为最小功率输出）Wmin到最大值（以下称为最大功率输出）Wmax的幅度。与其对应所需冷却水流量，也具有从最小值（以下称为最小所需冷却水流量）Vmin到最大值（以下称为最大所需冷却水流量）Vmax的幅度。另一方面，提供给冷却水供给装置17的输出指令值的大小有限度，超过限度的输出指令值即使提供也不能改变流量，或者会由于过度的负荷而破坏冷却水供给装置17。因此在所需冷却水流量大的情况下，可能发生即使是将输出指令值增加到上限也不能实现冷却水流量的控制目标的情况。但是在通常运行时，如图14所示，系统构成为具有余量，以便即使是使输出指令值提高到上限也能够使冷却水流量等于最大所需冷却水流量Vmax。
在这里，如果常年持续使用冷却水供给装置17，有时候会在流路上发生泄漏，或在安装于吸入口的过滤器上发生筛孔堵塞等劣化情况。图15是表示发生这样的劣化的情况下，冷却水输出指令值与冷却水流量的关系的概念图。一旦劣化继续发展，如图15所示，表示冷却水输出指令值与冷却水流量的关系的关系曲线发生移动，即使是使冷却水输出指令值上升到上限，冷却水流量也只是上升到V1，发生不能够使冷却水流量等于最大所需冷却水流量Vmax的情况。以下将能够实现的冷却水流量的上限称为极限冷却水流量。如图13所示，在冷却水流量只上升到极限冷却水流量V1的情况下，功率输出也只能够上升到W1，不能够实现最大功率输出Wmax。在这种状态下，如果想要使功率输出上升并超过W1，就会发生冷却水流量不足，燃料电池11过热而造成破坏的问题。
以上对冷却水的流量控制进行了说明，对于原料、重整水、氧化剂也同样在流量与功率输出之间存在相关关系，所需的流量相应于功率输出而改变。又，由于各供给装置的劣化，不能实现所需流量的最大值时，最大功率输出Wmax也不能实现。在这样的状态下，如果要使功率输出增加到与能够供应的流量极限对应的功率输出以上，则会发生流量不足，燃料处理装置12内部发生多余的水造成水浸，或流路上由于过多的原料而造成的烟黑析出筛孔堵塞的问题。
在这里，对形成本实施形态的燃料电池发电系统的特征的结构进行说明。也就是说，在该特征性结构中，重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16、冷却水供给装置17被当作劣化判定对象。借助于劣化判定装置25对给劣化判定对象根据流量控制装置24提供的输出指令值以及对应的流体流量检测装置得到的检测值，考虑经济性和安全性判定是否发生需要维修保养的程度的劣化（以下称为第1劣化）。在判定为发生第1劣化的情况下，利用运行控制装置26，设置运行上的制约，在可能范围内继续进行燃料电池发电系统的运行（限制运行）。同时利用维修保养报告装置23对管理者报告需要进行该维修保养。
又，一旦该劣化判定对象的劣化进一步发展，在运行上受到的制约更大，系统整体的发电效率和安全性降低。因此，借助于劣化判定装置25对各劣化判定对象根据流量控制装置24播送的输出指令值和对应流体流量检测装置的检测值，判定是否发生了从经济性和安全性考虑不能够维持必要的运行状态，因此有必要停止运行的程度的劣化（以下称为第2劣化）。在判定为发生第2劣化的情况下，利用运行控制装置26使燃料电池发电系统停止运行。
以下对这些动作进行详细说明。还有，在以下说明中，采用冷却水供给装置17发生劣化的情况进行说明，但是当然对于重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16也能够进行同样的动作。
下面首先对冷却水供给装置17是否发生第1劣化的判定方法进行说明。在本实施形态中，即使是在上限以下范围调整冷却水输出指令值，利用冷却水流量检测装置21检测出的冷却水流量也没有达到最大所需冷却水流量Vmax的情况下，利用劣化判定装置25判定在冷却水供给装置17发生第1劣化。
在本实施形态中，功率输出的控制目标值设定于最大功率输出Wmax时，利用劣化判定装置25判定冷却水供给装置17中是否发生第1劣化。首先将最大功率输出Wmax作为控制目标值设定。这一设定利用预先通过例如控制部27将最大功率输出Wmax作为控制目标值存储于存储部28进行。以此控制冷却水供给装置17，以便利用流量控制装置24使冷却水流量等于最大所需冷却水流量Vmax。又利用劣化判定装置25监视冷却水输出指令值和冷却水流量的检测值。如果冷却水流量的检测值显示出即使是对冷却水输出指令值进行调整，冷却水流量也没有达到最大所需冷却水流量Vmax，则利用劣化判定装置25判定为冷却水供给装置17发生第1劣化。
在判定为冷却水供给装置17发生第1劣化的情况下，该情况被传送到运行控制装置26和维修保养报告装置23。运行控制装置26以与极限冷却水流量V1对应的功率输出W1（图13）作为功率输出的上限，以不高于此的功率输出继续使燃料电池发电系统运行（限制运行）。又利用维修保养报告装置23向管理者报告需要进行维修保养。
借助于上述动作，本实施形态的燃料电池发电系统即使是在冷却水供给装置17发生第1劣化的情况下，也能够一边在可能的范围内继续运行一边向管理者报告需要进行维修保养。
还有，在本实施形态中判定为冷却水供给装置17发生第1劣化的情况下，对功率输出设置上限继续运行，但是也可以设置其他条件。无论设置什么条件，只要能够相应于冷却水供给装置17发生的劣化的程度，在可能的范围继续运行，什么条件都可以。
又，在本实施形态中，即使是在上限以下的范围对冷却水输出指令值进行调整，冷却水流量也没有达到最大所需冷却水流量Vmax的情况下，利用劣化判定装置25判定为冷却水供给装置17发生第1劣化。但是，判定冷却水供给装置17是否发生第1劣化的判定方法，只要是能够根据冷却水输出指令值与冷却水流量的检测值判定需要对冷却水供给装置17进行维修保养，则不管是什么方法都可以。在提供例如上限以下的特定的输出指令值（例如上限的80％）时实现最大所需冷却水流量Vmax的情况下，也可以判定为发生第1劣化。在这种情况下，即使是以最大功率输出Wmax运行也不会发生特别的问题，因此不对运行进行限制，只报告需要维修保养的情况。这样，即使是在不需要设置运行的制约的劣化初期阶段，也向管理者报告需要维修保养。因此，管理者能够更安全地进行零部件的更换和修理等维修保养。
在判断为冷却水供给装置17发生第1劣化之后，只要不进行维修保养，冷却水供给装置17的劣化也有可能会进一步发展。随着该劣化的发展，极限冷却水流量V1也下降。在本实施形态中，每当极限冷却水流量V1为控制目标值时，冷却水流量检测装置21对冷却水流量是否达到V1进行判定，在没有达到的情况下，以这时的冷却水流量作为极限冷却水流量V1。然后将对应于更新的V1的功率输出作为极限功率输出继续运行。借助于此，能够根据该劣化的发展适当改变能够运行的范围，能够稳定地进行发电。
下面对冷却水供给装置17是否发生第2劣化的判定方法进行说明。在不进行维修保养的情况下，如图16所示，劣化进一步发展。本实施形态中，即使是在上限以下的范围内调整冷却水输出指令值，在冷却水流量检测装置21检测出的冷却水流量也没有达到最大功率输出Wmax的50％的功率输出所需要的流量的情况下，判定为冷却水供给装置17没有发生第2劣化。
在本实施形态中，功率输出的控制目标接近最大功率输出Wmax的50％时，对冷却水供给装置17是否发生第2劣化进行判定。在功率输出的控制目标接近最大功率输出Wmax的50％时，对流量控制装置24和劣化判定装置25传送该信息。流量控制装置24对冷却水供给装置17进行控制，以使冷却水流量等于与功率输出的控制目标对应的所需冷却水流量。利用劣化判定装置25对冷却水输出指令值和冷却水流量的检测值进行监视。尽管冷却水输出指令值与上限相等，如果冷却水流量的检测值表示出冷却水流量没有达到与最大功率输出Wmax的50％的功率输出对应的所需冷却水流量，则劣化判定装置25判定为冷却水供给装置17发生第2劣化。在判定为冷却水供给装置17发生第2劣化的情况下，该情况被传送到运行控制装置26，运行控制装置26使燃料电池发电系统的运行停止。
利用以上所述动作，本实施形态的燃料电池发电系统在冷却水供给装置17发生劣化，不能够维持经济性和安全性要求的运行状态的情况下，可以使燃料电池发电系统的运行停止。借助于此，在冷却水供给装置17发生劣化的情况下，能够防止以经济性和安全性存在问题的状态继续运行。
还有，在本实施形态中，即使在上限以下的范围内调整冷却水输出指令值冷却水流量也没有达到与最大功率输出Wmax的50％的功率输出对应的冷却水流量的情况下，判断为冷却水供给装置17发生第2劣化。但是，判定冷却水供给装置17是否发生第2劣化的方法，只要是能够根据冷却水输出指令值与冷却水流量的检测值判断是否能够维持经济性和安全性所需要的运行状态的方法，不管什么判断方法都可以。例如在提供上限以下的特定的输出指令值（例如上限的80%）时，冷却水流量没有达到与最大功率输出Wmax的50％的功率输出对应的冷却水流量的情况下，也可以利用劣化判定装置25判定冷却水供给装置17发生第2劣化。
又，在本实施形态中，冷却水流量检测装置21采用流量计，但是也可以取代流量计，设置检测冷却水压力的压力计或检测冷却水流速的流速计，从输出指令值与压力或流速的关系判定冷却水供给装置17的维修保养的必要性或运行停止的必要性。借助于此，即使是在不直接检测出流量的情况下，也能够在可能的范围内一边继续运行，一边对管理者报告需要对冷却水供给装置17进行维修保养。又，在冷却水供给装置17的劣化进一步发展，不能够维持根据经济性和安全性考虑所需要的运行状态的情况下，可以使运行停止。
冷却水供给装置17以外的流体供给装置、即原料供给装置15、重整水供给装置14、氧化剂供给装置16发生劣化的情况下，也利用同样的动作得到同样的效果。其结果是，在任何流体供给装置中发生劣化的情况下，也能够在可能的范围内一边继续运行一边对管理者报告需要对该流体供给装置进行维修保养的情况。又，在该流体供给装置的劣化继续发展，不能够维持从经济性和安全性考虑所需要的运行状态的情况下，可以停止运行。
还有，在对多个流体供给装置中是否发生劣化进行判定的情况下，最好是维修保养报告装置23进行报告的模式对于各供给装置分别采用不同的模式。借助于此，管理者容易识别应该进行维修保养的时间和对象，能够更高效率地进行燃料电池发电系统的维修保养。
在判定多个流体供给装置中是否发生劣化的情况下，对于多个流体供给装置判定为发生第1劣化时，最好是将对各流体供给装置提供上限的输出指令值的情况下的流量的对应的功率输出中最低的功率输出作为极限功率输出，用不超过该值的功率输出使燃料电池发电系统运行。其结果是，即使是多个流体供给装置发生劣化的情况下，也能够在可能范围内一边继续运行，一边向管理者报告有必要对该流体供给装置进行维修保养。
又，在判定多个流体供给装置中是否发生劣化的情况下，判定为该流体供给装置中任意一个发生第2劣化时，最好是停止运行。其结果是，即使在不进行维修保养的情况下，还有，由于某一流体供给装置的劣化不能够维持从经济性和安全性考虑所需要的运行状态的情况下，也都能够停止运行。
实施形态3
本发明的实施形态2为了实现功率输出的控制目标要求的流量在实际尝试进行控制时，该流量不能实现的情况下，由劣化判定装置25判定为在劣化判定对象发生第1和第2劣化，而本发明实施形态3存储输出指令值和流体的检测值，利用存储的结果预测将输出指令值作为上限设定时的流量，根据预测结果由劣化判定装置25判定是否在劣化判定对象发生第1和第2劣化。又，本发明的实施形态3判定为劣化判定对象发生第1劣化的情况下，通过通信装置对远方的管理者通报必需进行维修保养的情况。
图17是表示本实施形态的燃料电池发电系统的概略结构的方框图。以下参照图17对本实施形态进行说明。在图17中，与图11对应的结构要素标以相同的符号。本实施形态是在实施形态2上追加状态存储装置29和通信装置30的实施形态，其他结构要素与实施形态2相同。因此对于本实施形态与实施形态2之间相对应的结构要素（图11和图17中标以相同符号的结构要素）省略其说明。
状态存储装置29是存储从控制装置22提供给原料供给装置15、重整水供给装置14、氧化剂供给装置16、冷却水供给装置17的输出指令值以及从重整水流量检测装置18、原料流量检测装置19、氧化剂流量检测装置20、冷却水流量检测装置21向控制装置22输入的流量的检测值的状态存储装置。状态存储装置29采用例如外部存储器等。又，通信装置30是对管理者报告需要对燃料电池发电系统进行维修保养用的通信装置（包含收发信，以下相同）。通信装置30采用例如在无线线路、电话线路、因特网线路等通信网络上连接的终端装置。
在具有如上所述结构的燃料电池发电系统中，劣化判定对象中是否发生第1和第2劣化的判定方法以及对管理者报告需要进行维修保养的方法以外的动作与实施形态2相同，因此省略其说明。
对于与实施形态2不同之处，将在下面进行说明。在以下的说明中，以冷却水供给装置17发生劣化的情况进行说明，但是对于重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16，当然也能够实施相同的动作。
在本实施形态中，即使是在上限以下的范围内调整冷却水输出指令值，冷却水检测装置21检测出的冷却水流量也不能够达到最大所需冷却水流量Vmax的情况下，利用劣化判定装置25判定冷却水供给装置17发生第1劣化。而即使是在上限以下范围调整冷却水输出指令值，冷却水流量检测装置21检测出的冷却水流量也达不到实现最大功率输出Wmax的50％的功率输出所需要的流量的情况下，判定为冷却水供给装置17发生第2劣化。为了判断冷却水供给装置17是否发生第1劣化和第2劣化，在本实施形态中预先测定极限冷却水流量V1。
下面首先对判断冷却水供给装置17是否发生第1劣化的方法进行说明。图18是表示本实施形态中的极限冷却水流量V1的预测方法的概念图。以下将冷却水输出指令值与冷却水流量的关系假定为线性关系进行说明，但是两者的关系也可以是用曲线表示的关系。冷却水输出指令值与冷却水的检测值在每当第1规定时间存储于状态存储装置29。该存储每当第2规定时间进行更新。又利用劣化判定装置25，每当比第1规定时间长，与第2规定时间相同或比其短的时间，根据冷却水输出指令值与冷却水流量的关系，及存储于状态存储装置29的冷却水输出指令值与冷却水流量的检测值预测极限冷却水流量V1。在这里，第1规定时间可以考虑例如1分钟、5分钟、10分钟、1小时等。而第2规定时间可以考虑1小时、1天、1周等。预测的方法采用例如借助于直线回归的预测。在预测的极限冷却水流量V1比最大所需冷却水流量Vmax小的情况下，劣化判定装置25判定为冷却水供给装置17发生第1劣化。
在判定为冷却水供给装置17发生第1劣化的情况下，该情况被传送到运行控制装置26、维修保养报告装置23、以及通信装置30。借助于运行控制装置26与预先测定的极限冷却水流量V1对应的功率输出W1（图13）被作为极限功率输出，以不超过该值的功率输出使燃料电池发电系统继续运行（限制运行）。又利用维修保养报告装置23将需要维修保养的事情通知管理者。还利用通信装置30将需要维修保养的事情通知远地的管理者。
利用以上所述动作，本实施形态的燃料电池发电系统在变得不能实现所需冷却水流量之前能够判定需要对冷却水供给装置17进行维修保养。借助于此，能够在更早期的阶段向管理者报告需要维修保养的情况下。而且即使是管理者处于远地，管理者也能够知道需要维修保养的情况下。借助于此，能够更有效而且安全地进行管理和维修保养。
还有，在本实施形态中，也可以与实施形态2一样，设定不同于设置功率输出的上限的条件。又，判定冷却水供给装置17是否发生第1劣化的判定方法，只要是能够在实际上变得不能够实现所需冷却水流量之前的阶段根据冷却水输出指令值与冷却水流量的检测值判定需要对冷却水供给装置17进行维修保养，不管什么判定方法都可以。也可以在预料例如通过提供上限以下的特定的输出指令值（例如上限的80％）能够实现最大所需冷却水流量Vmax的情况下，由劣化判定装置25判定为发生第1劣化。在这种情况下，由于以最大功率输出Wmax运行也不会产生特别的问题，因此不对运行进行限制，只是报告需要进行维修保养。这样，在不需要对运行设置限制的劣化初期阶段将需要维修保养的情况报告管理者。这样，管理者能够进行更加安全的零部件更换和修理等维修保养。
在判定为冷却水供给装置17发生第1劣化以后，只要不进行维修保养，冷却水供给装置17的劣化还会可能继续发展。随着该劣化的发展，极限冷却水流量V1也减小。在本实施形态中，每当第2规定时间再次预测极限冷却水流量V1，对与V1对应的功率输出也再次进行计算。然后，在该功率输出比极限功率输出还低的情况下，将极限功率输出的值更新为该功率输出。借助于此，能够根据劣化的发展适当改变能够运行的范围，进行稳定的发电。
下面对冷却水供给装置17是否发生第2劣化的判定方法进行说明。在不进行维修保养的情况下，劣化继续发展。在本实施形态中，在极限冷却水流量V1达不到实现最大功率输出Wmax的50％的功率输出所需要的流量的情况下，判定为冷却水供给装置17发生第2劣化。在本实施形态中，每第2规定时间利用劣化判定装置25对极限冷却水流量V1进行预测，在该值小于与最大功率输出Wmax的50％对应的所需流量的情况下，劣化判定装置25判定为冷却水供给装置17发生第2劣化。在判定为冷却水供给装置发生第2劣化的情况下，该信息被传递给运行控制装置26，运行控制装置26使燃料电池发电系统停止运行。
利用以上所述动作，本实施形态的燃料电池发电系统在实际上变得不能够实现所需冷却水流量之前，能够判定是否可以维持根据经济性和安全性要求的运行状态。借助于此，能够及早判定冷却水供给装置17是否发生劣化，能够防止在经济性和安全性存在问题的状态下继续运行。
还有，在本实施形态中，预测的极限冷却水流量V1低于与最大功率输出Wmax的50％的功率输出对应的所需冷却水流量的情况下，判定为冷却水供给装置17发生第2劣化。但是，也可以在例如所预测的极限冷却水流量V1低于与最大功率输出Wmax的50％以外（例如60％等）的功率输出对应的所需冷却水流量的情况下，判定冷却水供给装置17发生第2劣化。判定冷却水供给装置17发生第2劣化与否的方法，只要是能够根据冷却水输出指令值和冷却水流量的检测值，在实际上变得不能够实现所需冷却水流量之前的阶段判定是否能够维持经济性和安全性所要求的运行状态的方法，不管是什么方法都可以。
在本实施形态中，也可以在冷却水流量检测装置21设置冷却水压力的检测用的压力计或冷却水流速检测用的流速计代替流量计，根据输出指令值与压力或流速的关系判定是否需要对冷却水供给装置17进行维修保养或需要停止运行。又，冷却水供给装置17以外的供给装置，即原料供给装置15、重整水供给装置14、氧化剂供给装置16中发生劣化的情况下，也采取同样的动作，取得同样的效果。判定多个供给装置中是否发生劣化的情况下，最好是使维修保养报告装置23的报告模式对于各供给装置分别不同。在判断多个供给装置中是否发生劣化的情况下，判断为多个供给装置中发生第1劣化的情况下，最好是以对各流体的最大可能功率输出中最低的功率输出为上限，使燃料电池发电系统以不高于该值的功率输出运行。又，在判断多个供给装置中是否发生劣化的情况下，在判定为任何一个供给装置中发生第2劣化的情况下，最好是停止运行。
实施形态4
本发明的实施形态3根据流量的检测值和输出指令值预测将输出指令值设定为上限情况下的流量，根据预测结果，利用判定装置25判断劣化判定现象是否发生第1和第2劣化，而本发明的实施形态4则不进行预测，利用劣化判定装置25利用未发生劣化状态下的输出指令值与流体流量的检测值的关系，判断劣化判定对象是否发生第1和第2劣化。
本实施形态的燃料电池发电系统的结构与实施形态3相同，因此省略其说明。又，对于本实施形态的燃料电池发电系统，劣化判定对象是否发生第1和第2劣化的判定方法以外的动作，由于与实施形态3相同，因此省略其说明。
与实施形态3不同之处将在下面说明。还有，在以下说明中，说明冷却水供给装置17发生劣化的情况，而当然对于重整水供给装置14、原料供给装置15、氧化剂供给装置16也可以进行同样的动作。
在本实施形态中，在上限以下范围对冷却水设置指令值进行调整也不能使冷却水流量检测装置21检测出的冷却水流量达到最大所需冷却水流量Vmax的情况下，利用劣化判定装置25判定为冷却水供给装置17发生第1劣化。又，在上限以下范围调整冷却水输出指令值也不能够使冷却水流量检测装置21检测出的冷却水流量达到最大功率输出Wmax的50％的功率输出的实现所需要的流量的情况下，判定为冷却水供给装置17发生第2劣化。为了判定冷却水供给装置17是否发生第1劣化和第2劣化，在本实施形态中，利用尚未生成劣化的状态下的冷却水输出指令值与冷却水流量的关系。
首先，对冷却水供给装置17是否发生第1劣化的判定方法进行说明。在本实施形态中，燃料电池发电系统完成时或冷却水供给装置17的维修保养结束时（以下称为初次运行时），冷却水输出指令值在一定的间隔上升到上限，各冷却水输出指令值以及冷却水流量的检测值存储于状态存储装置29。根据存储的冷却水输出指令值以及冷却水流量的检测值决定表示冷却水供给装置17处于未劣化状态的冷却水输出指令值与冷却水流量的关系的线，以下将该线称为初始值线。还有，决定初始值线的方法不一定限于如上所述以一定间隔使输出指令值上升的方法，也可以考虑以一定的时间间隔存储冷却水输出指令值和冷却水流量的检测值等各种方法。初始值线的决定方法只要是以初次运行时的冷却水指令值和冷却水流量的检测值为依据，任何方法都可以。
又，以劣化发展到需要维修保养的状态的输出指令值与流量的关系作为第1阈值线，以劣化发展到不能够维持经济性和安全性所要求的运行状态的劣化状态下的输出指令值与流量的关系作为第2阈值线，所述阈值线根据初始值线决定。在本实施形态中，使初始值线平行移动，以使其通过最大所需冷却水流量Vmax与输出指令值的上限的交点，以其作为第1阈值线。又使初始值线平行移动，以使其通过功率输出为最大功率输出Wmax的50％时所需的冷却水流量与输出指令值的上限交点，以其作为第2阈值线。还有，决定各阈值线的方法不一定采用如上所述的平行移动方法，也可以从初始值线计算表示输出指令值与流量的关系的直线或曲线的参数，根据该参数决定各阈值线。各阈值线的决定方法只要是与初次运行时决定的初始值线为依据，不管什么方法都可以。
图19是表示本实施形态的劣化判定方法的概念图。在本实施形态中，将根据冷却水输出指令值与冷却水流量检测值求出的冷却水流量在冷却水输出指令值－冷却水流量平面上划点（プロット），该点位于第1阈值线下侧时，劣化判定装置25判定为冷却水供给装置17发生第1劣化。
在判定为冷却水供给装置17发生第1劣化的情况下，将该信息传递给运行控制装置26、维修保养报告装置23、以及通信装置30。运行控制装置26将最大功率输出Wmax的50％作为极限功率输出，以不高于该值的功率输出继续进行燃料电池发电系统的运行（限制运行）。又，由维修保养报告装置23向管理者报告有必要进行维修保养的情况。还有，通信装置30将有必要进行维修保养的情况报告给远地管理者。
借助于以上动作，在本实施形态的燃料电池发电系统中，即使是不进行极限冷却水流量V1的预测的情况下，也能够在所需要的流量变得不能够实现之前的阶段判定有必要对劣化判定对象进行维修保养。借助于此，能够以简便的方法及早判定冷却水供给装置17是否发生第1劣化，能够得到零部件的交换和修理等维修保养。而且管理者即使是在远地的情况下，也能够了解有必要对该燃料电池发电系统进行维修保养的情况，能够进行更高效率的管理和维修保养。
下面对冷却水供给装置17发生第2劣化与否的判定方法进行说明。在本实施形态中，该点）位于第2阈值线下侧时，劣化判定装置25判定为冷却水供给装置17发生第2劣化，在判定为冷却水供给装置17发生第2劣化的情况下，该情况被传送到运行控制装置26，运行控制装置26使燃料电池发电系统停止运行。
利用以上所述动作，在本实施形态的燃料电池发电系统中，即使是不对极限冷却水流量V1进行预测的情况下，也能够在实际上变得不能够实现所需冷却水流量之前判定不能够维持经济性和安全性所要求的运行状态。借助于此，能够以简便的方法及早判定冷却水供给装置17是否发生劣化，能够防止在经济性和安全性存在问题的状态下继续运行。
还有，在本实施形态中，也和实施形态2一样可以设定不同于对功率输出上限的条件。又，冷却水供给装置17是否发生第1劣化的判定方法只要是能够根据冷却水输出指令值和冷却水流量检测值判定有必要对冷却水供给装置17进行维修保养的方法，不管是什么样的判定方法都可以。冷却水供给装置17发生第2劣化与否的判定方法，只要是能够根据冷却水输出指令值与冷却水流量的检测值判定出不能够维持经济性和安全性所要求的运行状态的判定方法，不管什么样的判定方法都可以。
在冷却水流量检测装置21中，也可以设置检测冷却水压力的压力计或检测冷却水流速的流速计代替流量计，根据输出指令值与压力或流速的关系判定对冷却水供给装置17进行维修保养的必要性或停止运行的必要性。又，冷却水供给装置17以外的供给装置，即原料供给装置15、重整水供给装置14、氧化剂供给装置16中发生劣化的情况下，也利用同样的动作取得相同的效果。在判定多个供给装置中是否发生劣化的情况下，最好是对于各供给装置采用不同的利用维修保养报告装置23报告的模式。在判定多个供给装置中是否发生劣化的情况下，多个供给装置中检测出劣化的情况下，最好是以对个流体的最大可能功率输出中最低的功率输出为上限，以不高于该值的功率输出进行燃料电池发电系统的运行。又，在判定多个供给装置中是否发生劣化的情况下，在判定为任何一个供给装置发生第2劣化的情况下，最好是使运行停止。
实施形态1～4的补充
权利要求书和说明书中记载的所谓“流体”，包含燃料电池发电系统中使用的所有的气体和液体。具体地说，有例如提供给燃料处理装置的重整水和原料，提供给燃料电池的燃料、氧化剂、冷却水、以及冷却用的空气、加热燃料处理装置用的燃料和空气、提供给燃料处理装置的空气和冷却水、热回收用的循环水等。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“流体供给装置”，是指具有将流体提供给特定的场所用的手段的装置，不仅是送出部，还包含流体取入口、送出口、流体调整阀、流路等。具体地说，有例如鼓风机、风扇、泵和连接与其上的针阀、比例阀、管道、过滤器等。更具体地说，鼓风机、风扇、泵有例如柱塞泵、隔膜泵、离心泵、涡轮鼓风机、涡旋鼓风机、环形鼓风机、西洛克风扇等。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“检测”，是指利用传感器等得到与特定物理量有一定关系的值或信号，不限于得到具有与该物理量对应的特定单位的测定值的情况，也包含作为某种电信号（电压等）将该物理量检测出，不将该电信号变换为物理量地进行控制的情况。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“流体流量检测装置”，是指检测流体的流量、压力、流速等物理量的装置，该物理量与该流体的流量有一定的关系。具体地说，有例如流量计、压力计、流速计等。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“劣化”，是指流体供给装置提供的流体的能力下降，不限于风扇等磨损引起的流体供给装置本身的劣化，也包含在该流体的流体流路上设置的过滤器等的筛孔堵塞和流路漏水、堵塞等引起的系统整体的流体供给能力下降的情况。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“流量控制装置”、“劣化判定装置”、“运行控制装置”，是指形成能够分别控制各流体的流量，判定流体供给装置的劣化，控制燃料电池发电系统的运行的结构某种装置。具体地说，有例如电子电路构成的微电脑基板、IC芯片等。
还有，流量控制装置、劣化判定装置、运行控制装置的数目不管多少都可以。例如能够与所有的流体对应的流量控制装置、劣化判定装置、运行控制装置也可以各具备一个。又，也可以与各流体对应的流量控制装置、劣化判定装置、运行控制装置分别具备等于流量种类的数目。又，流量控制装置、劣化判定装置、运行控制装置不必一定作为分立的装置具备，进行分散型控制，也可以是利用一个控制装置（微电脑等）实现流量控制装置、劣化判定装置、运行控制装置的集中的控制。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“维修保养”，是指在流体供给装置发生劣化的情况下，使该流体供给装置的供应能力恢复使用的步骤。具体地说，有例如泵的替换、过滤器的清洗、配管的修缮等。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“报告”，是指能够将信息传递给第三者的动作。具体地说，包含例如利用声音的传递、利用光的传递等，更具体地说有例如报警声音的传递、文字的传递、图形的传递、利用警告灯进行的传递。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“维修保养报告装置”，是指报告有必要对燃料电池发电系统中包含的流体供给装置进行维修保养用的装置。具体地说，有例如发出警告声音的蜂鸣器和扬声器、作为警告灯的电灯及发光二极管、显示文字和图形的显示器等。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“输出指令值”，是指对流体供给装置提供的，控制流量用的指令值。在这里，流量的控制方法不管是反馈控制还是前馈控制。又，输出指令值具体地说有例如流量、相对于最大所需流量的比例（％等）、电压、电流、频率（转速）、相对于最大频率（转速）的比例（％等）、流量调整阀的开度等，但是只要是能够用于调整流量的值，什么都可以。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“可能范围”，是指在流体供给装置发生劣化的情况下，在该劣化存在的状态对该流体供给装置和其他结构部分没有不良影响的范围，或对燃料电池发电系统总体的效率和安全性等没有不良影响的范围。具体地说，有例如功率输出的范围、各流体的流量、压力等的范围、燃料电池发电系统的特定地方的温度范围等。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“状态存储装置”，是指用于存储表示流体供给装置的状态的参数的装置。具体地说，有例如闪存、非易失性存储器、硬盘等。在这里，对状态的时间、场所等不过问。也就是说，对于工厂出厂时、新产品替换时、劣化时等时期和工厂、商店、交货地等场所、状态是批（ロット）的平均还是安装于该燃料电池发电系统的实物（现品）都不问。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“通信装置”，是指对用维修保养报告装置不能够报告的远地的管理者，报告燃料电池发电系统中所包含的流体供给装置有必要维修保养用的装置，包含收发信。具体地说，包含以例如电话线路、LAN线路、因特网线路、无线线路等作为通信线路的收发信机和终端装置等。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“初次运行时”，是指燃料电池发电系统完成后或维修保养结束后以劣化判定对象没有发生劣化的状态运行时。也就是不一定限于维修保养刚结束的运行时，只要是在燃料电池发电系统完成后或维修保养结束后劣化判定对象没有发生劣化的期间进行的运行即可。又，不一定限于使发电系统整体运行的情况和维修保养工作后进行的运行，在只有劣化判定对象运行和维修保养工作中，也包含确认流体供给能力恢复的情况的运行等。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“最大功率输出”，是指在燃料电池发电系统的设计上、能够经济及安全地进行运行的设计上的最大功率输出。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“第1劣化”，是指在特定的流体装置中发生的有必要考虑经济性和安全性降低输出的程度的劣化。
又，权利要求书和说明书中记载的所谓“第2劣化”，是指特定的流体供给装置中发生的，由于不能够维持从经济上和安全上考虑需要的运行状态，有必要使运行停止的程度的劣化。
根据上面所述，本行业的技术人员能够清楚了解本发明的多种改良和其他实施形态。从而上述说明只能够被解释为例示。是为了对本行业的技术人员传授实现本发明的最佳实施形态这一目的而提供的。在不脱离本发明的精神的条件下，可以在实质上改变其结构和/或功能的细节。
工业应用性
本发明的燃料电池发电系统在流体供给装置发生劣化的情况下，能够一边防止流量不足一边继续运行，另一方面在满足规定的条件的情况下，可以使运行停止。作为这样的燃料电池发电系统是有用的。

Claims (10)

1.一种燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，
燃料电池发电系统，具备：燃料电池、提供与所述燃料电池发电相关的流体的一个或一个以上的流体供给装置中的至少一个，即劣化判定对象、所述劣化判定对象提供的流体的流量检测用的流量检测装置、控制所述劣化判定对象提供的流体的流量的流量控制装置、控制燃料电池发电系统的运行的运行控制装置、以及维修报告装置，
所述燃料电池发电系统的运行控制方法，
在所述流量控制装置对所述劣化判定对象提供规定的输出指令值的情况下将所述流量检测装置检测出的所述劣化判定对象提供的流体的流量作为判定流量，
在所述判定流量处于第1劣化范围，且处于劣化的初期阶段时，所述运行控制装置不减小燃料电池的极限功率输出，所述维修报告装置报告有必要维修的情况，
在所述判定流量处于第1劣化范围，但超过劣化初期阶段时，所述运行控制装置使燃料电池的极限功率输出减小，以及
在所述判定流量处于第2劣化范围时，所述运行控制装置使燃料电池发电系统运行停止，
所述劣化判定对象是对所述燃料电池提供氧化剂气体的氧化剂供给装置和对所述燃料电池提供燃料的燃料供给装置中的至少任一方。
2.一种燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，
燃料电池发电系统，具备：利用水和原料生成燃料的燃料处理装置、燃料电池、提供与所述燃料电池发电相关的流体的一个或一个以上的流体供给装置中的至少一个，即劣化判定对象、所述劣化判定对象提供的流体的流量检测用的流量检测装置、控制所述劣化判定对象提供的流体的流量的流量控制装置、控制燃料电池发电系统的运行的运行控制装置、以及维修报告装置，
所述燃料电池发电系统的运行控制方法，
在所述流量控制装置对所述劣化判定对象提供规定的输出指令值的情况下将所述流量检测装置检测出的所述劣化判定对象提供的流体的流量作为判定流量，
在所述判定流量处于第1劣化范围，且处于劣化的初期阶段时，所述运行控制装置不减小燃料电池的极限功率输出，所述维修报告装置报告有必要维修的情况，
在所述判定流量处于第1劣化范围，但超过劣化初期阶段时，所述运行控制装置使燃料电池的极限功率输出减小，以及
在所述判定流量处于第2劣化范围时，所述运行控制装置使燃料电池发电系统运行停止，
所述劣化判定对象是对所述燃料处理装置提供水的水供给装置和对所述燃料处理装置提供原料的原料供给装置中的至少任一方。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，所述第1劣化范围是如果继续进行所述限制运行则在经济上有利的范围，所述第2劣化范围是如果继续进行所述限制运行则在经济上不利的范围。
4.根据权利要求3所述的燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，所述第2劣化范围是与所述判定流量对应的所述燃料电池的功率输出的上限值低于规定的功率输出的范围。
5.根据权利要求3所述的燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，所述第2劣化范围是所述燃料电池的效率低于规定的效率的范围。
6.根据权利要求3所述的燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，
具备存储所述电力和/或原料的费用体系的存储装置、以及根据预定的电力和原料的费用体系计算燃料电池发电系统发生的电力和热中的至少其一的供应成本以及替代手段发生的电力和热的至少其一的供应成本的成本计算装置，
所述第2劣化范围是所述替代手段的供应成本低于燃料电池发电系统的供应成本的范围。
7.根据权利要求6所述的燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，
所述燃料电池发电系统具备利用通信取得所述电力和/或原料的现行的费用体系的通信装置，
所述燃料电池发电系统的运行控制方法，包括利用所述通信装置取得的费用体系更新所述存储装置存储的费用体系。
8.根据权利要求1或2所述的燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，
所述燃料电池发电系统还具备累计燃料电池发电系统的运行时间的运行时间累计装置、显示燃料电池发电系统的信息的显示装置、
所述燃料电池发电系统的运行控制方法，
时间预测装置，根据所述流量控制装置的输出指令值、所述流量检测装置得到的检测值、以及所述运行时间累计装置得到的运行时间，预测所述检测值达到第1和/或第2劣化范围为止的时间，以及
所述显示装置包含显示所述时间预测装置预测的时间。
9.根据权利要求1或2所述的燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，所述判定流量越小，所述运行控制装置将极限功率输出值设定得越低。
10.根据权利要求1或2所述的燃料电池发电系统的运行控制方法，其特征在于，所述运行控制装置随着所述劣化判定对象的劣化的进展，根据所述判定流量改变极限功率输出。
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PB01 Publication
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