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JP2015186408A - Operation method for fuel cell system, and fuel cell system - Google Patents

Operation method for fuel cell system, and fuel cell system Download PDF

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JP2015186408A
JP2015186408A JP2014063138A JP2014063138A JP2015186408A JP 2015186408 A JP2015186408 A JP 2015186408A JP 2014063138 A JP2014063138 A JP 2014063138A JP 2014063138 A JP2014063138 A JP 2014063138A JP 2015186408 A JP2015186408 A JP 2015186408A
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Japan
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fuel cell
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JP2014063138A
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Japanese (ja)
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環樹 水野
Kanki Mizuno
環樹 水野
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Eneos Corp
Original Assignee
JX Nippon Oil and Energy Corp
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Abstract

【課題】 系統電源の停電時又は復電時における運転切換えまでの時間を短縮する。【解決手段】 自立運転時には、燃料電池の発電電力を、定格最大電力より小さく、補機の駆動に必要なアイドリング電力より大きい、一定の自立時発電電力に設定する。系統電源の停電時には、自立運転開始までの待機時間の間、外部負荷に電力を供給することなく、前記アイドリング電力以外の余剰電力を消費又は蓄電することにより、燃料電池の発電電力を前記自立時発電電力に維持する。系統電源の復電時には、需要電力に合わせた出力までの待機時間の間、同様の手法で、需要電力に合わせた発電電力に維持する。【選択図】 図4PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten time until operation switching at the time of power failure or power recovery of a system power supply. During independent operation, the generated power of the fuel cell is set to a constant independent generated power that is smaller than the rated maximum power and larger than the idling power required to drive the auxiliary machine. In the event of a power failure of the grid power supply, the power generated by the fuel cell is consumed during the stand-alone time by consuming or storing surplus power other than the idling power without supplying power to the external load during the standby time until the start of autonomous operation. Maintain generated power. At the time of power recovery of the system power supply, during the standby time until the output according to the demand power, the generated power according to the demand power is maintained by the same method. [Selection] Figure 4

Description

本発明は、燃料電池システムの運転方法に関し、特に、系統電源の停電時又は復電時に、系統電源と連系しての連系運転、又は、系統電源から解列しての自立運転のいずれか一方から他方へ切換える際の、切換時間短縮のための運転方法に関する。   The present invention relates to an operation method of a fuel cell system, and in particular, when a power failure of a system power source or a power recovery, any one of an interconnection operation linked to the system power source or a self-sustained operation disconnected from the system power source. The present invention relates to an operation method for shortening the switching time when switching from one to the other.

関連技術としては、特許文献1に記載の技術がある。
特許文献1に記載の技術では、系統電源の停電時に、外部負荷への出力を遮断する一方、停電発生前の発電電力を維持して、補機の駆動に必要なアイドリング電力以外の余剰電力をヒータにより消費する。従って、停電継続時間が短い場合は、復電するまで、停電発生前の発電電力を維持する。停電継続時間が所定時間を超えた場合は、その時点で、発電電力をアイドリング電力まで低下させて、復電を待つ。
As a related technique, there is a technique described in Patent Document 1.
In the technology described in Patent Document 1, while the power to the external load is shut off at the time of a power failure of the system power supply, the generated power before the occurrence of the power failure is maintained, and surplus power other than the idling power necessary for driving the auxiliary machine is generated. Consumed by the heater. Therefore, if the power outage duration is short, the generated power before the occurrence of the power outage is maintained until power is restored. If the power outage duration exceeds a predetermined time, the generated power is reduced to idling power at that time, and the power recovery is awaited.

特開2009−272158号公報JP 2009-272158 A

燃料電池システムは、系統電源と連系して運転されているが、系統電源の停電時には、自立運転に切換えることで、外部負荷、特に非常用の特定負荷(予め自立運転時に電力を供給するように定めた負荷)に電力を供給することができる。
自立運転時の発電電力は、定格最大電力(例えば800W)より小さく、補機の駆動に必要なアイドリング電力(例えば100W)より大きい、一定の自立時発電電力(例えば450W)に設定される。この自立時発電電力は、非常用の特定負荷の需要電力を賄うことができ、しかも突入電流を生じても電力を安定して供給できる、自立運転可能な発電電力である。
The fuel cell system is operated in conjunction with the system power supply. However, when the power supply of the system power supply is interrupted, the fuel cell system is switched to the independent operation, so that an external load, particularly an emergency specific load (supplied in advance during the autonomous operation) It is possible to supply electric power to the load determined in (1).
The generated power during the self-sustained operation is set to a constant self-generated power (for example, 450 W) that is smaller than the rated maximum power (for example, 800 W) and greater than the idling power (for example, 100 W) necessary for driving the auxiliary machine. This self-sustained power generation power is power generation power capable of self-sustaining operation that can cover the power demand of an emergency specific load and that can stably supply power even if an inrush current occurs.

従来の燃料電池システムの一般的な制御では、系統電源の停電を検知すると、系統電源を切り離し、系統側一般負荷への出力を遮断する。同時に、発電電力をアイドリング電力まで瞬時に低下させる。そして、所定の待機時間(例えば、停電を確認するための停電判定時間)経過後に、発電電力をアイドリング電力から自立時発電電力まで増大させる。そして、自立時発電電力に達したところで、自立運転を開始、すなわち自立運転による特定負荷への電力供給を開始する。   In general control of a conventional fuel cell system, when a power failure of the system power supply is detected, the system power supply is disconnected and the output to the system-side general load is shut off. At the same time, the generated power is instantaneously reduced to idling power. Then, after a predetermined standby time (for example, a power failure determination time for confirming a power failure) elapses, the generated power is increased from the idling power to the self-generated power. Then, when the power generated during the self-sustaining operation is reached, the self-sustaining operation is started, that is, the power supply to the specific load by the self-sustaining operation is started.

しかしながら、燃料電池システムでの発電電力増大速度には、燃料の改質応答遅れによる制約があり、アイドリング電力から自立時発電電力まで増大させるのには、時間(例えば3〜5分程度)がかかる。従って、停電から自立運転開始までに時間がかかり、この時間の短縮化が望まれている。
尚、特許文献1に記載の技術は、停電継続時間が長い場合、言い換えれば、所定の待機時間内に復電しない場合には、発電電力をアイドリング電力まで低下させて復電を待つものであり、自立運転に移行させることは開示されていない。
However, the rate of increase in generated power in the fuel cell system is limited by a delay in the reforming response of the fuel, and it takes time (for example, about 3 to 5 minutes) to increase from idling power to power generated during stand-alone operation. . Therefore, it takes time from the power failure to the start of independent operation, and it is desired to shorten this time.
Note that the technique described in Patent Document 1 waits for power recovery by reducing the generated power to idling power when the power outage duration is long, in other words, when power is not recovered within a predetermined standby time. However, it is not disclosed to shift to self-sustained operation.

また、系統電源の復電時についても、同様に、復電から需要電力に合わせた出力までに時間がかかり、この時間の短縮化も望まれている。   Similarly, when the system power supply is restored, it takes time from the restoration to the output in accordance with the demand power, and it is desired to shorten this time.

本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたもので、系統電源の停電時における自立運転開始までの時間、又は、系統電源の復電時における需要電力に合わせた出力までの時間を短縮することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and shortens the time until the start of self-sustaining operation at the time of power failure of the system power supply or the time to output corresponding to the demand power at the time of power recovery of the system power supply The task is to do.

本発明は、系統電源の停電時又は復電時に、系統電源と連系しての連系運転、又は、系統電源から解列しての自立運転のいずれか一方から他方へ切換える際の、燃料電池システムの運転方法を提供するもので、自立運転時に、燃料電池の発電電力を、定格最大電力より小さく、補機の駆動に必要なアイドリング電力より大きい、一定の自立時発電電力に設定することを前提とする。
ここにおいて、本発明は、系統電源の停電時又は復電時に、切換後の運転開始までの待機時間の間、外部負荷に電力を供給することなく、前記アイドリング電力以外の余剰電力を消費又は蓄電することにより、燃料電池の発電電力を前記自立時発電電力、或いは需要電力に合わせた発電電力に維持する構成とする。
The present invention relates to a fuel for switching from one of the grid operation connected to the grid power supply or the independent operation disconnected from the grid power supply to the other at the time of a power failure or power recovery of the grid power supply. This provides a battery system operation method, and during self-sustained operation, the power generated by the fuel cell is set to a constant self-generated power that is smaller than the rated maximum power and greater than the idling power required to drive the auxiliary equipment. Assuming
Here, the present invention consumes or stores surplus power other than the idling power without supplying power to the external load during a standby time until the start of operation after switching at the time of power failure or power recovery of the system power supply. By doing so, the power generation power of the fuel cell is maintained at the self-sustained power generation power or the power generation power that matches the demand power.

本発明によれば、系統電源の停電時には、所定の待機時間の間、発電電力を自立時発電電力に維持することで、待機時間の経過後、すぐさま、自立運転(自立運転での電力供給)を開始でき、停電から自立運転開始までの時間を短縮することができる。
また、系統電源の復電時には、所定の待機時間の間、発電電力を需要電力に合わせた発電電力に維持することで、待機時間の経過後、すぐさま、連系運転(連系運転での電力供給)を開始でき、復電から連系運転開始までの時間を短縮することができる。
According to the present invention, in the event of a power failure of the system power supply, by maintaining the generated power at the self-sustained power generation for a predetermined standby time, the self-sustained operation (power supply in the self-sustained operation) immediately after the standby time elapses. The time from a power failure to the start of independent operation can be shortened.
Also, when the grid power supply is restored, the generated power is maintained at the generated power that matches the demand power for a predetermined standby time. Supply) can be started, and the time from power recovery to the start of grid operation can be shortened.

本発明の一実施形態を示す燃料電池システムの構成図The block diagram of the fuel cell system which shows one Embodiment of this invention 燃料電池システムの運転制御(その1)のフローチャートFlow chart of fuel cell system operation control (Part 1) 燃料電池システムの運転制御(その2)のフローチャートFlow chart of fuel cell system operation control (part 2) 停電時の発電電力の推移を示す図Diagram showing changes in power generated during a power outage 復電時の発電電力の推移を示す図Diagram showing changes in power generated during power recovery 本発明の他の実施形態を示す燃料電池システムの構成図The block diagram of the fuel cell system which shows other embodiment of this invention

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す燃料電池システムの構成図である。家庭用(定置式)の燃料電池システムは、コージェネレーションシステムとして、発電ユニットの他、発電時に発生した排熱を利用してお湯を備蓄する貯湯ユニットを備えるが、図には発電ユニットのみを示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel cell system showing an embodiment of the present invention. The home (stationary) fuel cell system includes a power generation unit and a hot water storage unit that stores hot water using exhaust heat generated during power generation as a cogeneration system, but only the power generation unit is shown in the figure. ing.

本実施形態の燃料電池システム(発電ユニット)は、燃料電池1と、パワーコンディショナー2と、制御装置100とを含んで構成される。   The fuel cell system (power generation unit) of this embodiment includes a fuel cell 1, a power conditioner 2, and a control device 100.

燃料電池1は、複数の燃料電池セルの組立体(セルスタック)である。各燃料電池セルは、燃料極(アノード)と、酸化剤極(カソード)と、これらの間に配置された電解質層とを有している。燃料極には、水素含有燃料が供給され、酸化剤極には、酸化剤として空気(酸素を含む)が供給される。
従って、燃料電池1は、電解質層の一端側の燃料極に水素が供給され、電解質層の他端側の酸化剤極に酸素が供給されることで、水素と酸素との電気化学反応により、発電(直流電力を発生)する。
The fuel cell 1 is an assembly (cell stack) of a plurality of fuel cells. Each fuel cell has a fuel electrode (anode), an oxidant electrode (cathode), and an electrolyte layer disposed therebetween. A hydrogen-containing fuel is supplied to the fuel electrode, and air (including oxygen) is supplied to the oxidant electrode as an oxidant.
Accordingly, in the fuel cell 1, hydrogen is supplied to the fuel electrode on one end side of the electrolyte layer, and oxygen is supplied to the oxidant electrode on the other end side of the electrolyte layer, thereby causing an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. Generates power (generates DC power).

燃料極への水素含有燃料の供給のため、一般的には、炭化水素系の燃料(例えば都市ガス、LPG、灯油、メタノール、バイオ燃料など)を、改質触媒を用いて、水蒸気改質反応、部分酸化反応、自己熱改質反応などにより改質し、水素リッチな改質ガスを生成する燃料改質装置が用いられるが、図示は省略した。但し、燃料として改質処理を必要としない燃料(例えば、純水素ガス、水素富化ガス、水素吸蔵剤など)を用いる場合は、燃料改質装置自体を省略することができる。   In order to supply a hydrogen-containing fuel to the fuel electrode, generally, a hydrocarbon-based fuel (for example, city gas, LPG, kerosene, methanol, biofuel, etc.) is subjected to a steam reforming reaction using a reforming catalyst. A fuel reformer that reforms by a partial oxidation reaction, an autothermal reforming reaction, or the like to generate a hydrogen-rich reformed gas is used, but the illustration is omitted. However, when a fuel that does not require reforming treatment (for example, pure hydrogen gas, hydrogen-enriched gas, hydrogen storage agent, etc.) is used as the fuel, the fuel reformer itself can be omitted.

パワーコンディショナー2は、燃料電池1で発生した直流電力を取り出すものであり、また、直流電力を交流電力に変換する。従って、パワーコンディショナー2は、燃料電池1で発生した直流電力を取り出して昇圧するDC/DCコンバータ3と、その後段で直流電力を交流電力に変換するDC/ACインバータ4とを含んで構成される。   The power conditioner 2 extracts DC power generated in the fuel cell 1 and converts the DC power into AC power. Accordingly, the power conditioner 2 includes a DC / DC converter 3 that extracts and boosts the DC power generated in the fuel cell 1, and a DC / AC inverter 4 that converts the DC power into AC power at the subsequent stage. .

パワーコンディショナー2の出力側(インバータ4の出力側)は、系統連系リレー5を介して、系統電源6に接続されている。そして、系統連系リレー5と系統電源6との間から分岐させた系統連系ラインL1が、家庭内負荷7に接続されている。
従って、系統連系時(系統連系リレー5のオン時)には、燃料電池1の発電電力がDC/DCコンバータ3及びDC/ACインバータ4を介して家庭内負荷7に供給され、燃料電池1の発電電力が家庭内負荷7の需要電力に満たない場合は、不足分として、系統電源6からの系統電力が家庭内負荷7に供給される。
The output side of the power conditioner 2 (the output side of the inverter 4) is connected to the system power supply 6 through the system interconnection relay 5. A grid interconnection line L1 branched from between the grid interconnection relay 5 and the grid power supply 6 is connected to the home load 7.
Therefore, at the time of grid connection (when the grid connection relay 5 is turned on), the generated power of the fuel cell 1 is supplied to the home load 7 via the DC / DC converter 3 and the DC / AC inverter 4, and the fuel cell. When the generated power of 1 is less than the demand power of the household load 7, the grid power from the grid power supply 6 is supplied to the household load 7 as a shortage.

パワーコンディショナー2は、更に、DC/DCコンバータ3とDC/ACインバータ4との間からの分岐ラインに介装されるDC/DCコンバータ8を含んで構成される。   The power conditioner 2 further includes a DC / DC converter 8 interposed in a branch line from between the DC / DC converter 3 and the DC / AC inverter 4.

DC/DCコンバータ8は、補機駆動用の降圧コンバータであり、その出力側は燃料電池システムの各種補機9に接続される。これにより、補機9は燃料電池1により駆動可能である。補機9には、発電ユニット側の機器(燃料供給ポンプ、空気供給ポンプ等)の他、排熱回収用の機器(発電ユニットと貯湯ユニットとの間で熱回収用の湯水を循環させるポンプ等)も含まれる。   The DC / DC converter 8 is a step-down converter for driving an auxiliary machine, and its output side is connected to various auxiliary machines 9 of the fuel cell system. Thereby, the auxiliary machine 9 can be driven by the fuel cell 1. Auxiliary machine 9 includes equipment on the power generation unit side (fuel supply pump, air supply pump, etc.) and equipment for exhaust heat recovery (pump that circulates hot water for heat recovery between the power generation unit and hot water storage unit, etc. ) Is also included.

パワーコンディショナー2にはまた、余剰電力消費用の内部負荷として、余剰電力ヒータ11が接続される。余剰電力ヒータ11としては、DCヒータ又はACヒータのいずれでもよいが、ここではACヒータを例示している。本例の余剰電力ヒータ(ACヒータ)11は、DC/ACインバータ4の出力側に、後述の自立出力リレー16を介し、更に位相制御型SSR(ソリッドステートリレー)10を介して、接続される。この余剰電力ヒータ11は、逆潮流を防止すべく余剰電力を消費することも可能である。また、余剰電力ヒータ11は、余剰電力を熱に変換し、図外の貯湯ユニット内の湯水を温めるのに利用される。但し、熱利用についてはこれに限定されるものではない。
尚、余剰電力ヒータとしてDCヒータを使用する場合は、DC/DCコンバータ3の出力側に降圧用のDC/DCコンバータを介して接続する。
The power conditioner 2 is also connected to a surplus power heater 11 as an internal load for surplus power consumption. The surplus power heater 11 may be either a DC heater or an AC heater, but an AC heater is illustrated here. The surplus power heater (AC heater) 11 of this example is connected to the output side of the DC / AC inverter 4 via a self-sustained output relay 16 described later and further via a phase control type SSR (solid state relay) 10. . The surplus power heater 11 can also consume surplus power to prevent reverse power flow. The surplus power heater 11 is used to convert surplus power into heat and warm hot water in a hot water storage unit (not shown). However, heat utilization is not limited to this.
When a DC heater is used as the surplus power heater, it is connected to the output side of the DC / DC converter 3 via a step-down DC / DC converter.

制御装置100は、マイクロコンピュータにより構成され、CPU、ROM、RAM及び入出力インターフェイスなどを備えており、系統連系時には、家庭内負荷7の需要電力に応じて、燃料電池1の発電電力を制御し、これに合わせてパワーコンディショナー2(DC/DCコンバータ3、DC/ACインバータ4等)を制御する。尚、パワーコンディショナー2との間ではデータの送受信が可能である。   The control device 100 is constituted by a microcomputer, and includes a CPU, ROM, RAM, an input / output interface, and the like, and controls the generated power of the fuel cell 1 in accordance with the demand power of the household load 7 during grid connection. In accordance with this, the power conditioner 2 (DC / DC converter 3, DC / AC inverter 4, etc.) is controlled. Data can be transmitted to and received from the power conditioner 2.

制御装置100による制御には、燃料電池1の発電電力の検知のため、燃料電池1から出力される電流・電圧を計測する電流・電圧計測器12等が用いられる。
制御装置100による制御には、更に、DC/ACインバータ4から出力される電流・電圧を計測する電流・電圧計測器13、系統電源6の電圧を計測する電圧計測器14、発電電力が系統電源6に逆潮流していないことを検知する電流計測器15等が用いられる。
The control by the control device 100 uses a current / voltage measuring instrument 12 that measures the current / voltage output from the fuel cell 1 in order to detect the power generated by the fuel cell 1.
The control by the control device 100 further includes a current / voltage measuring device 13 for measuring the current / voltage output from the DC / AC inverter 4, a voltage measuring device 14 for measuring the voltage of the system power supply 6, and the generated power as the system power supply. In FIG. 6, a current measuring device 15 or the like for detecting that no reverse flow is present is used.

制御装置100による発電電力の制御は、燃料電池1への燃料及び空気の供給量を制御することによって行う。多くの場合は燃料改質装置を備えるので、燃料供給量の制御は燃料改質装置へ供給する燃料量を制御することになる。   Control of the generated power by the control device 100 is performed by controlling the amount of fuel and air supplied to the fuel cell 1. In many cases, since a fuel reformer is provided, the control of the fuel supply amount controls the amount of fuel supplied to the fuel reformer.

従って、制御装置100は、家庭内負荷7の需要電力に応じて設定される燃料電池1の発電電力目標値に従って(発電電力目標値を得るように)、燃料及び空気の供給量を制御することにより、燃料電池1の発電電力を制御する。   Therefore, the control device 100 controls the supply amounts of fuel and air according to the generated power target value of the fuel cell 1 set according to the demand power of the household load 7 (so as to obtain the generated power target value). Thus, the generated power of the fuel cell 1 is controlled.

制御装置100はまた、燃料電池1の発電電力の制御と並行し、パワーコンディショナー2を制御する。具体的には、燃料電池1の発電電力目標値に基づいて、燃料電池1から取り出す電流を設定・制御する。より詳しくは、燃料電池1の発電電力目標値を燃料電池1の出力電圧で除算して、電流目標値を設定し、この電流目標値に従って、燃料電池1から取り出す電流(掃引電流)を制御する。   The control device 100 also controls the power conditioner 2 in parallel with the control of the power generated by the fuel cell 1. Specifically, based on the generated power target value of the fuel cell 1, the current taken out from the fuel cell 1 is set and controlled. More specifically, the target value of power generated by the fuel cell 1 is divided by the output voltage of the fuel cell 1, a current target value is set, and the current (sweep current) taken out from the fuel cell 1 is controlled according to this current target value. .

本実施形態の燃料電池システムは、系統電源6の停電時に、系統電源6と連系しての連系運転(系統連系運転)から、系統電源6から解列しての自立運転(系統解列運転)に切換えることができる。   In the fuel cell system of this embodiment, in the event of a power failure of the system power supply 6, the independent operation (system solution) from the system power supply 6 is disconnected from the system operation (system connection operation) connected to the system power supply 6. Column operation).

自立運転のため、パワーコンディショナー2には、自立運転時の出力ラインとして、DC/ACインバータ4から自立出力リレー16及び自立負荷リレー17を介して特定負荷18に電力を供給する自立出力ラインL2が設けられる。尚、特定負荷18は自立運転時に専用で使われる負荷である。   For the independent operation, the power conditioner 2 has an independent output line L2 for supplying power from the DC / AC inverter 4 to the specific load 18 via the independent output relay 16 and the independent load relay 17 as an output line during the independent operation. Provided. The specific load 18 is a dedicated load used during the independent operation.

自立運転時は、燃料電池1の発電電力を、定格最大電力(例えば800W)より小さく、補機9の駆動に必要なアイドリング電力(例えば100W)より大きい、一定の自立時発電電力(例えば450W)に設定する。この自立時発電電力は、非常用の特定負荷の需要電力を賄うことができ、しかも突入電流を生じても過負荷状態となることを回避できる、自立運転可能な発電電力である。   During the self-sustained operation, the generated power of the fuel cell 1 is lower than the rated maximum power (for example, 800 W) and is larger than the idling power (for example, 100 W) required for driving the auxiliary machine 9, and the constant power generation power (for example, 450 W). Set to. This self-sustained power generation power is power generation power capable of self-sustained operation that can cover the power demand of an emergency specific load and can avoid an overload state even if an inrush current occurs.

次に、系統電源6の停電時に、連系運転から自立運転に切換える過程について、図2の運転制御のフローチャートを参照しつつ、説明する。
連系運転(S1)では、燃料電池1の発電電力は需要電力に応じて制御される。従って、需要電力が燃料電池1の定格最大電力(例えば800W)を上回っている限り、燃料電池1の発電電力は定格最大電力(例えば800W)に制御され、不足分は系統電源6より供給される。
連系運転中は、停電したか否かを監視している(S2)。
Next, the process of switching from the grid operation to the independent operation at the time of a power failure of the system power supply 6 will be described with reference to the operation control flowchart of FIG.
In the interconnected operation (S1), the generated power of the fuel cell 1 is controlled according to the demand power. Therefore, as long as the demand power exceeds the rated maximum power (for example, 800 W) of the fuel cell 1, the generated power of the fuel cell 1 is controlled to the rated maximum power (for example, 800 W), and the shortage is supplied from the system power supply 6. .
During the interconnection operation, it is monitored whether or not a power failure has occurred (S2).

系統電源6が停電すると、系統電圧が無くなる。これを電圧計測器14により検知する。
停電の検知(S2)により、系統電源6から解列すべく、系統連系リレー5をオフにする(S3)。そして、待機運転(S4)に移行する。
待機運転(S4)は、停電を確認するために、所定の時間(待機時間)行われる。
When the system power supply 6 fails, the system voltage disappears. This is detected by the voltage meter 14.
Upon detection of a power failure (S2), the grid interconnection relay 5 is turned off to disconnect from the grid power supply 6 (S3). And it transfers to standby operation (S4).
The standby operation (S4) is performed for a predetermined time (standby time) in order to confirm a power failure.

待機運転(S4)では、燃料電池1の発電電力は自立時発電電力(例えば450W)に制御される。このとき、自立出力リレー16はオンとなるが、自立負荷リレー17はオフ状態で、特定負荷18に電力は供給されず、補機9の駆動に必要なアイドリング電力以外の余剰電力が余剰電力ヒータ11に供給されて消費される。
待機運転中は、復電したか否か、停電判定時間が経過したか否かを監視している(S5、S6)。
In the standby operation (S4), the power generated by the fuel cell 1 is controlled to the power generated during the independent operation (for example, 450 W). At this time, the self-sustained output relay 16 is turned on, but the self-supporting load relay 17 is in an off state, power is not supplied to the specific load 18, and surplus power other than idling power necessary for driving the auxiliary machine 9 is surplus power heater. 11 is consumed.
During standby operation, it is monitored whether or not power has been restored and whether or not a power failure determination time has elapsed (S5, S6).

待機時間中に復電した場合(例えば、瞬停だった場合)は、その時点で、復電処理(S10)へ進む。復電処理では、適宜のタイミングで系統連系リレー5をオンにして、連系運転を再開し、燃料電池1の発電電力を徐々に増加させる。   When power is restored during the standby time (for example, when there is a momentary power failure), the process proceeds to power recovery processing (S10) at that time. In the power recovery process, the grid interconnection relay 5 is turned on at an appropriate timing, the grid operation is restarted, and the generated power of the fuel cell 1 is gradually increased.

停電判定時間(待機時間)が経過した場合に、停電状態であれば、停電が確定する。停電確定により、自立負荷リレー17をオンにする(S7)。そして、自立運転(S8)に移行する。
自立運転(S8)では、燃料電池1の発電電力は自立時発電電力(例えば450W)に制御される。このとき、自立負荷リレー17はオンとなっているので、非常用の特定負荷18に電力が供給される。すなわち、自立運転への切換えにより、燃料電池1の発電電力を自立専用コンセントなどに供給し、これに接続された各種外部負荷を作動させることができる。尚、このときは系統電源6と解列しているため、系統への逆潮流の心配はなく、また、系統との周波数同期の必要もない。
If the power failure judgment time (standby time) has elapsed and the power is in a power failure state, the power failure is confirmed. When the power failure is confirmed, the self-supporting load relay 17 is turned on (S7). And it transfers to a self-sustained operation (S8).
In the self-sustained operation (S8), the power generated by the fuel cell 1 is controlled to the power generated during self-sustaining (for example, 450 W). At this time, since the self-supporting load relay 17 is on, power is supplied to the emergency specific load 18. That is, by switching to the self-sustained operation, the generated power of the fuel cell 1 can be supplied to a self-supporting outlet and the various external loads connected thereto can be operated. At this time, since it is disconnected from the system power supply 6, there is no worry of reverse power flow to the system, and there is no need for frequency synchronization with the system.

自立運転(S8)では、需要電力が自立時発電電力を超える場合、すなわち、過負荷の場合は、原則的に、外部負荷への電力供給を停止する。すなわち、自立負荷リレー17をオフにして、自立専用コンセントなどへの電力供給を停止する。このときも一定電力の発電は継続し、余剰分は、全て、システム内の余剰電力ヒータ11で消費する。   In the self-sustained operation (S8), when the demand power exceeds the power generated during the self-sustaining, that is, in the case of an overload, in principle, the power supply to the external load is stopped. That is, the self-supporting load relay 17 is turned off, and power supply to a self-supporting outlet is stopped. At this time as well, power generation with constant power continues and all surplus is consumed by the surplus power heater 11 in the system.

自立運転中は、復電したか否かを監視している(S9)。
自立運転中に復電した場合は、その時点で、図3の運転制御のフローチャートによる復電処理へ進む。これについては後述する。
During the independent operation, it is monitored whether or not the power is restored (S9).
If power is restored during the self-sustained operation, the process proceeds to power restoration processing according to the operation control flowchart of FIG. This will be described later.

図4は停電が発生した場合の燃料電池1の発電電力の推移を示している。(A)は従来の場合、(B)は本実施形態の場合である。
停電発生前は、燃料電池1の発電電力は定格最大電力(例えば800W)に制御されている。
FIG. 4 shows the transition of the power generated by the fuel cell 1 when a power failure occurs. (A) is a conventional case, and (B) is a case of this embodiment.
Before the occurrence of a power failure, the power generated by the fuel cell 1 is controlled to the rated maximum power (for example, 800 W).

停電が発生すると、系統連系リレー5がオフとなって、待機運転に移行し、外部負荷への電力供給がなくなる。このため、従来は、図4(A)に示されるように、停電の発生と同時に、燃料電池の発電電力は、補機の駆動に必要なアイドリング電力(例えば100W)まで瞬時に低下される。   When a power failure occurs, the grid interconnection relay 5 is turned off and the operation shifts to standby operation, and power supply to the external load is lost. For this reason, conventionally, as shown in FIG. 4A, simultaneously with the occurrence of a power failure, the power generated by the fuel cell is instantaneously reduced to idling power (for example, 100 W) necessary for driving the auxiliary machine.

これに対し、本実施形態では、図4(B)に示されるように、停電の発生と同時に、燃料電池の発電電力は、低下されるが、自立時発電電力(例えば450W)に維持される。アイドリング電力以外の余剰電力(図4(B)のハッチング部分)は、余剰電力ヒータ11により消費される。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 4B, simultaneously with the occurrence of a power failure, the power generated by the fuel cell is reduced, but is maintained at the power generated during the self-sustaining operation (for example, 450 W). . Excess power other than idling power (hatched portion in FIG. 4B) is consumed by the surplus power heater 11.

所定の待機時間(停電判定時間)が終了すると、従来は、図4(A)に示されるように、燃料電池の発電電力はアイドリング電力(例えば100W)から自立時発電電力(例えば450W)まで増大される。しかしながら、燃料電池システムでの発電電力増大速度には制約があり、アイドリング電力から自立時発電電力まで増大させるのには、時間(例えば3〜5分程度)がかかる。そして、自立時発電電力に達したところで、自立運転が可能となる。従って、停電から自立運転開始までの時間は図示T1となり、時間がかかる。   When the predetermined standby time (power failure determination time) ends, conventionally, as shown in FIG. 4A, the generated power of the fuel cell increases from idling power (for example, 100 W) to self-generated power (for example, 450 W). Is done. However, the rate of increase in generated power in the fuel cell system is limited, and it takes time (for example, about 3 to 5 minutes) to increase from idling power to self-generated power. Then, when the power generated during the self-sustaining operation is reached, the self-sustaining operation becomes possible. Accordingly, the time from the power failure to the start of independent operation is T1 in the figure, which takes time.

これに対し、本実施形態では、図4(B)に示されるように、所定の待機時間が終了した時点で、燃料電池の発電電力は自立時発電電力(例えば450W)に維持されているので、待機時間が終了した時点で、自立運転が可能となる。従って、停電から自立運転までの時間は図示T2となり、大幅に短縮できる。   On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, when the predetermined standby time ends, the generated power of the fuel cell is maintained at the self-generated power (for example, 450 W). When the standby time ends, the autonomous operation becomes possible. Therefore, the time from the power failure to the self-sustained operation becomes T2 in the figure, and can be greatly shortened.

言い換えれば、停電時に、連系運転から自立運転に切換える場合、従来は、停電であることを確認するための待機時間と、燃料電池の発電電力をアイドリング電力から自立発電電力まで上昇させるための電力上昇時間とが必要で、実際の停電から自立運転開始(自立運転での電力供給開始)までに、数分程度の待ち時間が必要であった。
これに対し、本実施形態では、停電であることを確認するための待機時間のみが必要で、電力上昇時間が不要となるため、実際の停電から自立運転開始(自立運転での電力供給開始)までの時間を大幅に短縮可能となるのである。
In other words, when switching from grid operation to independent operation in the event of a power failure, conventionally, the standby time for confirming that there is a power failure and the power to raise the generated power of the fuel cell from idling power to independent power generation Ascending time is required, and waiting time of about several minutes was required from the actual power failure to the start of independent operation (start of power supply in independent operation).
On the other hand, in this embodiment, only the standby time for confirming that there is a power outage is necessary, and the power increase time is not required, so the self-sustained operation starts from the actual power outage (power supply starts in the self-sustained operation). It is possible to greatly shorten the time until the time.

以上のような制御により、本実施形態では、系統電源の停電時における自立運転開始までの時間を短縮することができる。これにより、例えば、夜間の停電発生時に電気がなくなっても、すぐに自立電力を得て、灯りを得ることができたり、地震などが発生した場合は、いち早くテレビを点けるなどして、情報を入手することができるようになる。   According to the control as described above, in the present embodiment, it is possible to shorten the time until the start of independent operation at the time of power failure of the system power supply. As a result, for example, even if there is no electricity at the time of a power outage at night, you can get self-sustained power immediately and get a light, or if an earthquake etc. occurs, turn on the television early, etc. Will be able to obtain.

次に、系統電源6の復電時に、自立運転から連系運転に切換える過程について、図2のフローチャートに続く図3のフローチャートを参照しつつ説明する。
自立運転(S8)中は、復電したか否かを監視し(S9)、復電した場合は、復電を確認するための復電判定時間が経過したか否かを監視する(S11)。復電判定時間中は自立時発電電力(例えば450W)での自立運転(S8)が継続される。
Next, the process of switching from the independent operation to the interconnected operation when the system power supply 6 is restored will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 following the flowchart of FIG.
During the self-sustained operation (S8), it is monitored whether or not the power has been restored (S9), and when power is restored, it is monitored whether or not the power restoration judgment time for confirming the power restoration has passed (S11). . During the power recovery determination time, the self-sustained operation (S8) with the power generated at the time of self-sustaining (for example, 450 W) is continued.

復電判定時間が経過した場合に、復電状態であれば、復電が確定する。復電確定により、自立負荷リレー17をオフにする(S12)。そして、復電用の待機運転(S13)に移行する。
復電用の待機運転(S13)は、所定の時間(待機時間;約3分)行われる。この時間は、典型的には、系統電源を供給する事業者と、燃料電池システム等の分散電源を供給する事業者との取り決め(電気事業者間の取り決め)によって定められる復電後の一定時間の遮断時間である。
If the power recovery determination time has elapsed and the power recovery status is established, power recovery is determined. When the power recovery is confirmed, the self-supporting load relay 17 is turned off (S12). And it transfers to standby operation for power recovery (S13).
The standby operation for power recovery (S13) is performed for a predetermined time (standby time; approximately 3 minutes). This time is typically a certain period of time after power recovery determined by an agreement (an agreement between electric utilities) between a provider supplying grid power and a provider supplying distributed power such as a fuel cell system. Is the shut-off time.

待機運転(S13)では、燃料電池1の発電電力は、自立時発電電力(例えば450W)からシステム固有の速度で徐々に増加され、最終的には、需要電力に合わせた発電電力(需要電力が定格最大電力を超えていれば、定格最大電力である800W)に維持される。このとき、系統連系リレー5はオフのままで、系統連系ラインL1に電力は供給されず、補機9の駆動に必要なアイドリング電力以外の余剰電力が余剰電力ヒータ11に供給されて消費される。
待機運転中は、所定の遮断時間が経過したか否かを監視している(S14)。
In the standby operation (S13), the generated power of the fuel cell 1 is gradually increased from the self-generated power (for example, 450 W) at a system-specific speed, and finally the generated power (demand power is adjusted to the demand power). If the rated maximum power is exceeded, the rated maximum power is maintained at 800 W). At this time, the grid interconnection relay 5 remains off, and power is not supplied to the grid interconnection line L1, and surplus power other than idling power required for driving the auxiliary machine 9 is supplied to the surplus power heater 11 and consumed. Is done.
During standby operation, it is monitored whether or not a predetermined shut-off time has elapsed (S14).

所定の遮断時間が経過した場合は、その時点で、瞬時にDC/ACインバータ4を系統連系に切換え、系統連系リレー5をオンにする(S15)。そして、連系運転(図2のS1)に移行する。   When the predetermined shut-off time has elapsed, at that time, the DC / AC inverter 4 is instantaneously switched to the grid connection and the grid connection relay 5 is turned on (S15). And it transfers to a grid operation (S1 of FIG. 2).

図5は復電時の燃料電池1の発電電力の推移を示している。
復電前の自立運転では、燃料電池1の発電電力は自立時発電電力(例えば450W)に制御されている。
FIG. 5 shows the transition of the power generated by the fuel cell 1 at the time of power recovery.
In the self-sustained operation before power recovery, the power generated by the fuel cell 1 is controlled to the power generated during self-sustaining (for example, 450 W).

復電が検知されると、復電判定時間となり、復電判定時間中は自立発電電力(例えば450W)での自立運転が継続される。
復電判定時間が経過して、復電が確定すると、自立負荷リレー17がオフとなって、待機運転に移行する。
従来では、復電時に系統電力へ接続する際に燃料電池システムの出力電力の周波数を系統電力の周波数に同期させるために、パワーコンディショナー2内のDC/ACインバータ4の出力を一旦停止し、補機9の駆動に必要なアイドリング電力に低下させる動作が必要となる。
本実施形態では、このときの燃料電池1の発電電力は、アイドリング電力に低下させること無しに、自立時発電電力(例えば450W)からシステム固有の速度で徐々に増加され、最終的には、需要電力に合わせた発電電力(需要電力が定格最大電力を超えていれば、定格最大電力である800W)に維持される。このときのアイドリング電力以外の余剰電力(図5のハッチング部分)は、余剰電力ヒータ11により消費される。
When power recovery is detected, a power recovery determination time is reached. During the power recovery determination time, the self-sustained operation with the self-generated power (for example, 450 W) is continued.
When the power recovery determination time has elapsed and power recovery is confirmed, the self-sustained load relay 17 is turned off, and a transition is made to standby operation.
Conventionally, in order to synchronize the frequency of the output power of the fuel cell system with the frequency of the system power when connecting to the system power at the time of power recovery, the output of the DC / AC inverter 4 in the power conditioner 2 is temporarily stopped and compensated. An operation for reducing the idling power necessary for driving the machine 9 is required.
In the present embodiment, the generated power of the fuel cell 1 at this time is gradually increased from the self-generated power (for example, 450 W) at a system-specific speed without being reduced to idling power. The generated power matched to the power is maintained (800 W which is the rated maximum power if the demand power exceeds the rated maximum power). Surplus power other than idling power at this time (hatched portion in FIG. 5) is consumed by the surplus power heater 11.

所定の遮断時間が経過すると、連系運転が可能となる。本実施形態では、所定の遮断時間が経過した時点で、燃料電池の発電電力は需要電力に見合った発電電力に維持されているので、所定の遮断時間が終了した時点で、瞬時にDC/ACインバータ4を系統連系に切換え、系統連系リレー5をオンにすることで、連系運転が可能となる。   When a predetermined shut-off time elapses, the interconnected operation becomes possible. In this embodiment, since the generated power of the fuel cell is maintained at the generated power corresponding to the demand power when the predetermined cutoff time has elapsed, the DC / AC is instantaneously generated when the predetermined cutoff time ends. By switching the inverter 4 to grid connection and turning on the grid connection relay 5, the grid operation can be performed.

これに対し、従来は、所定の遮断時間中に、燃料電池の発電電力をアイドリング電力に制御しているので、所定の遮断時間経過後に発電電力を上昇させてから、連系運転に切換えることになる。
従って、本実施形態では、復電時に需要電力に合わせた出力までの時間を短縮できる。
On the other hand, conventionally, since the generated power of the fuel cell is controlled to idling power during the predetermined shut-off time, the generated power is increased after the predetermined shut-off time has elapsed, and then the operation is switched to the grid operation. Become.
Therefore, in the present embodiment, it is possible to shorten the time to output corresponding to the demand power at the time of power recovery.

次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図6は本発明の他の実施形態を示す燃料電池システムの構成図であり、図1と異なる部分について説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a configuration diagram of a fuel cell system showing another embodiment of the present invention, and only parts different from FIG. 1 will be described.

図1の実施形態では、系統電源6の停電時又は復電時に、運転切換えまでの待機時間の間、外部負荷に電力を供給することなく、アイドリング電力以外の余剰電力を余剰電力ヒータ11に供給して消費することにより、燃料電池1の発電電力を自立時発電電力又は需要電力に合わせた発電電力に維持する。   In the embodiment of FIG. 1, surplus power other than idling power is supplied to the surplus power heater 11 without supplying power to the external load during the standby time until the operation switching at the time of power failure or power recovery of the system power supply 6. As a result, the generated power of the fuel cell 1 is maintained at the self-sustained generated power or the generated power that matches the demand power.

これに対し、図6の実施形態では、系統電源6の停電時又は復電時に、運転切換えまでの待機時間の間、外部負荷に電力を供給することなく、アイドリング電力以外の余剰電力をDC/DCコンバータ21を介し蓄電池22に供給して蓄電することにより、燃料電池1の発電電力を自立時発電電力又は需要電力に合わせた発電電力に維持する。
すなわち、余剰電力を余剰電力ヒータ11に供給して消費する代わりに、余剰電力を蓄電池22に供給して蓄電するようにしている。
On the other hand, in the embodiment of FIG. 6, surplus power other than the idling power is supplied to the DC / DC without supplying power to the external load during the standby time until the operation switching at the time of power failure or power recovery of the system power supply 6. By supplying and storing the storage battery 22 via the DC converter 21, the power generated by the fuel cell 1 is maintained at the power generated during the self-sustaining operation or the power demand.
That is, instead of supplying the surplus power to the surplus power heater 11 and consuming it, the surplus power is supplied to the storage battery 22 and stored.

余剰電力ヒータ11を用いて消費する場合は、余剰電力を熱利用することができるのに対し、蓄電池22を用いて蓄電する場合は、蓄電池22に蓄電した電力をそのまま利用することができる。
従って、蓄電池22の前段に介在させるDC/DCコンバータ21としては、双方向コンバータを用いる。
When the surplus power heater 11 is used for consumption, the surplus power can be used for heat. On the other hand, when the storage battery 22 is used for storage, the power stored in the storage battery 22 can be used as it is.
Therefore, a bidirectional converter is used as the DC / DC converter 21 interposed in the front stage of the storage battery 22.

本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池1と、燃料電池1の発電電力を取り出し系統電源6と連系して負荷に供給するパワーコンディショナー2と、燃料電池1及びパワーコンディショナー2を制御する制御装置100とを含んで構成され、系統電源6と連系しての連系運転と、系統電源6から解列しての自立運転との切換えが可能で、自立運転時に、燃料電池1の発電電力を、定格最大電力(例えば800W)より小さく、補機9の駆動に必要なアイドリング電力(例えば100W)より大きい、一定の自立時発電電力(例えば450W)に設定する。
ここにおいて、本発明に係る燃料電池システムは、余剰電力を消費又は蓄電する機器(電力ヒータ11又は蓄電池22)を更に含んで構成される。そして、前記制御装置100は、系統電源6の停電時又は復電時に、切換後の運転開始までの待機時間の間、外部負荷に電力を供給することなく、前記アイドリング電力以外の余剰電力を消費又は蓄電することにより、燃料電池の発電電力を前記自立時発電電力、或いは需要電力に合わせた発電電力に維持する待機運転制御部を備える。
従って、前記制御装置100は、連系運転制御部と、自立運転制御部と、待機運転制御部とを備える。
尚、図2のS1の部分が連系運転制御部に相当し、図2のS8の部分が自立運転制御部に相当し、図2のS4の部分及び図3のS13の部分が待機運転制御部に相当する。
The fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell 1, a power conditioner 2 that takes out the power generated by the fuel cell 1 and supplies it to a load in connection with a system power supply 6, and a control that controls the fuel cell 1 and the power conditioner 2. The device 100 is configured to be capable of switching between an interconnection operation linked to the system power supply 6 and a stand-alone operation disconnected from the system power supply 6. The electric power is set to a constant self-generated power (for example, 450 W) that is smaller than the rated maximum power (for example, 800 W) and larger than the idling power (for example, 100 W) necessary for driving the auxiliary machine 9.
Here, the fuel cell system according to the present invention further includes a device (power heater 11 or storage battery 22) that consumes or stores surplus power. The control device 100 consumes surplus power other than the idling power without supplying power to the external load during the standby time until the start of operation after switching at the time of power failure or power recovery of the system power supply 6. Alternatively, a standby operation control unit that maintains the generated power of the fuel cell at the self-sustained generated power or the generated power that matches the demand power by storing power is provided.
Therefore, the control device 100 includes an interconnection operation control unit, an independent operation control unit, and a standby operation control unit.
2 corresponds to the interconnection operation control unit, S8 in FIG. 2 corresponds to the self-sustaining operation control unit, and S4 in FIG. 2 and S13 in FIG. 3 correspond to standby operation control. It corresponds to the part.

尚、上記の説明では、発電電力や、時間等について、数値を示して説明したが、これは理解を容易にするためであり、数値限定する趣旨ではない。
また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
In the above description, the generated power, time, and the like have been described with numerical values, but this is for ease of understanding and is not intended to limit the numerical values.
The illustrated embodiments are merely examples of the present invention, and the present invention includes various improvements and modifications made by those skilled in the art within the scope of the claims in addition to those directly shown by the described embodiments. Needless to say, it is included.

1 燃料電池
2 パワーコンディショナー
3 DC/DCコンバータ
4 DC/ACインバータ
5 系統連系リレー
6 系統電源
7 家庭内負荷
8 DC/DCコンバータ
9 補機
10 位相型SSR
11 余剰電力ヒータ(ACヒータ)
12〜15 計測器
16 自立出力リレー
17 自立負荷リレー
18 特定負荷
21 DC/DCコンバータ
22 蓄電池
100 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 2 Power conditioner 3 DC / DC converter 4 DC / AC inverter 5 System interconnection relay 6 System power supply 7 Domestic load 8 DC / DC converter 9 Auxiliary machine 10 Phase type SSR
11 Surplus power heater (AC heater)
12 to 15 Measuring instrument 16 Self-supporting output relay 17 Self-supporting load relay 18 Specific load 21 DC / DC converter 22 Storage battery 100 Control device

Claims (6)

系統電源の停電時又は復電時に、系統電源と連系しての連系運転、又は、系統電源から解列しての自立運転のいずれか一方から他方に切換える際の、燃料電池システムの運転方法であって、
自立運転時に、燃料電池の発電電力を、定格最大電力より小さく、補機の駆動に必要なアイドリング電力より大きい、一定の自立時発電電力に設定する場合に、
系統電源の停電時又は復電時に、切換後の運転開始までの待機時間の間、外部負荷に電力を供給することなく、前記アイドリング電力以外の余剰電力を消費又は蓄電することにより、燃料電池の発電電力を前記自立時発電電力、或いは需要電力に合わせた発電電力に維持することを特徴とする、燃料電池システムの運転方法。
Operation of the fuel cell system when switching from one of the grid operation with the grid power supply or the independent operation with the grid power supply disconnected during a power failure or recovery of the grid power supply A method,
When setting the power generated by the fuel cell to a certain level of self-sustained power generation, which is smaller than the rated maximum power and greater than the idling power required to drive the auxiliary machine, during self-sustaining operation.
During the power failure or power recovery of the system power supply, the surplus power other than the idling power is consumed or stored without supplying power to the external load during the standby time until the start of operation after switching. A method of operating a fuel cell system, characterized in that the generated power is maintained at the self-sustained generated power or generated power that matches demand power.
系統電源の停電時に、系統電源と連系しての連系運転から、系統電源から解列しての自立運転に切換える際の、燃料電池システムの運転方法であって、
自立運転時に、燃料電池の発電電力を、定格最大電力より小さく、補機の駆動に必要なアイドリング電力より大きい、一定の自立時発電電力に設定する場合に、
系統電源の停電時に、自立運転開始までの待機時間の間、外部負荷に電力を供給することなく、前記アイドリング電力以外の余剰電力を消費又は蓄電することにより、燃料電池の発電電力を前記自立時発電電力に維持することを特徴とする、燃料電池システムの運転方法。
A method of operating a fuel cell system when switching from a grid-operated operation linked to a system power supply to a self-sustained operation disconnected from the system power supply at the time of a power failure of the system power supply,
When setting the power generated by the fuel cell to a certain level of self-sustained power generation, which is smaller than the rated maximum power and greater than the idling power required to drive the auxiliary machine, during self-sustaining operation.
During the standby time until the start of autonomous operation, during the power failure of the system power supply, the surplus power other than the idling power is consumed or stored without supplying power to the external load. A method for operating a fuel cell system, characterized by maintaining generated power.
系統電源の復電時に、系統電源から解列しての自立運転から、系統電源と連系しての連系運転に切換える際の、燃料電池システムの運転方法であって、
自立運転時に、燃料電池の発電電力を、定格最大電力より小さく、補機の駆動に必要なアイドリング電力より大きい、一定の自立時発電電力に設定する場合に、
系統電源の復電時に、連系運転開始までの待機時間の間、外部負荷に電力を供給することなく、前記アイドリング電力以外の余剰電力を消費又は蓄電することにより、燃料電池の発電電力を需要電力に合わせた発電電力に維持することを特徴とする、燃料電池システムの運転方法。
An operation method of the fuel cell system when switching from a self-sustained operation disconnected from the system power supply to an interconnected operation connected to the system power supply when the system power supply is restored,
When setting the power generated by the fuel cell to a certain level of self-sustained power generation, which is smaller than the rated maximum power and greater than the idling power required to drive the auxiliary machine, during self-sustaining operation.
Demand for power generated by the fuel cell is consumed by consuming or storing surplus power other than the idling power without supplying power to the external load during the standby time until the start of grid operation when the grid power is restored. A method of operating a fuel cell system, characterized by maintaining the generated power in accordance with the power.
前記待機時間中の余剰電力は、余剰電力消費用のヒータに供給して、消費することを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の燃料電池システムの運転方法。   The surplus power during the standby time is supplied to a surplus power consumption heater and consumed, and the operating method of the fuel cell system according to any one of claims 1 to 3. 前記待機時間中の余剰電力は、蓄電池に供給して、蓄電することを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の燃料電池システムの運転方法。   The method of operating a fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the surplus power during the standby time is supplied to and stored in a storage battery. 燃料電池と、燃料電池の発電電力を取り出し系統電源と連系して負荷に供給するパワーコンディショナーと、燃料電池及びパワーコンディショナーを制御する制御装置とを含んで構成され、
系統電源と連系しての連系運転と、系統電源から解列しての自立運転との切換えが可能で、自立運転時に、燃料電池の発電電力を、定格最大電力より小さく、補機の駆動に必要なアイドリング電力より大きい、一定の自立時発電電力に設定する、燃料電池システムであって、
余剰電力を消費又は蓄電する機器を更に含んで構成され、
前記制御装置は、系統電源の停電時又は復電時に、切換後の運転開始までの待機時間の間、外部負荷に電力を供給することなく、前記アイドリング電力以外の余剰電力を消費又は蓄電することにより、燃料電池の発電電力を前記自立時発電電力、或いは需要電力に合わせた発電電力に維持する待機運転制御部を備えることを特徴とする、燃料電池システム。
Comprising a fuel cell, a power conditioner that takes out the generated power of the fuel cell and supplies it to the load in linkage with the system power supply, and a control device that controls the fuel cell and the power conditioner,
It is possible to switch between grid operation connected to the grid power supply and independent operation disconnected from the grid power supply. During the stand-alone operation, the generated power of the fuel cell is smaller than the rated maximum power and A fuel cell system that is set to a constant self-generated power that is greater than the idling power required for driving,
Further comprising a device that consumes or stores surplus power,
The control device consumes or stores surplus power other than the idling power without supplying power to an external load during a standby time until the start of operation after switching at the time of power failure or power recovery of the system power supply. The fuel cell system further comprises a standby operation control unit that maintains the generated power of the fuel cell at the self-sustained generated power or the generated power matched to the demand power.
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