CN1826704A - 燃料电池发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的发电装置(200)是具备进行发电的发电部(202)、检测由含有该发电部的电源对负载提供的负载功率的负载功率检测单元(205)、根据该负载功率检测单元检测出的所述负载功率与停止条件停止所述发电部的发电运行的运行停止判定单元(209)、以及设定所述停止条件用的停止条件设定单元(220)的发电装置，所述停止条件设定单元设定对于多个时间带不同的停止条件，所述运行停止判定单元根据所述停止设定单元设定的所述不同的停止条件与所述负载功率检测单元检测的所述负载功率停止所述发电部的发电运行。

Description

燃料电池发电系统
技术领域
本发明涉及发电装置(系统)及其运行方法，特别是涉及使用燃料电池进行发电的燃料电池发电系统及其运行的方法。
背景技术
向来，能够进行高效率的小规模发电的燃料电池发电系统，由于利用发电时发生的热能用的系统容易构筑，而且能够实现高能量利用效率，因此适于作为分散型发电系统使用。
燃料电池发电系统作为该发电部的主体具有燃料电池。该燃料电池通常使用固体高分子型燃料电池或磷酸型燃料电池等。而且，在这些燃料电池中，使用富含氢的富氢气体(以下称为“燃料气体”)与空气(以下称为“氧化剂气体”)进行发电。因此，在燃料电池系统中，设有生成发电所需要的燃料气体用的燃料处理器。在该燃料处理器中，将由天然气等供给单元供给的天然气等利用水蒸汽重整反应变换为氢气，借助于此生成富含氢的燃料气体。还有，这时，燃料处理器中的进行水蒸汽重整反应的反应空间利用燃烧例如天然气得到的热加热到规定的温度并保温。
在包含燃料电池发电系统的已有的发电系统的运用中，为防止用于发电的燃料气体等的无端消耗，最好是根据连接于该发电系统的电子设备等的功率负载(以下简称“功率负载”)的消耗功率，适度控制对燃料电池等的燃料气体等的供给量。换句话说，在燃料电池发电系统中，为了防止为生成燃料气体所使用天然气等的无端消耗，最好是根据功率负载的消耗功率适当控制对燃料重整器的天然气等的供给量。因此，有人提出了在连接于发电系统的功率负载的消耗功率较大的时间带同时使用由发电得到的电力和商用电力进行供电，在功率负载的消耗功率少的时间带停止发电仅提供商用电力的发电系统(例如，日本专利公开公报：特开2000-299116号公报)。又有人提出在功率负载的消耗功率在规定的阈值以上时跟踪负载功率检测单元检测出的功率负载的消耗功率的变动对输出功率进行控制，在功率负载的消耗功率在规定阈值以下时停止发电运行的发电系统(例如日本专利公开公报：特开2002-352834号公报)。采用这些提案，根据功率负载的消耗功率适当控制天然气等的发电中所必须的原料的消耗量，因此能够构建能量利用效率更高的合适的发电系统。
以下将已有的燃料电池发电系统作为例子，对该结构以及运行模式参照附图进行说明。
图6是模式性表示已有的燃料电池发电系统的结构的方框图。
如图6所示，已有的燃料电池发电系统100具有使用燃料气体与氧化剂气体进行发电的燃料电池100a、控制该燃料电池100a的输出功率，并且控制燃料电池100a的发电运行的启动以及停止的输出控制单元100b、根据检测下述功率负载100e的消耗功率输出该输出控制单元100b控制燃料电池100a的输出功率等所需要的控制信号的负载功率检测单元100c、以及存储过剩的输出电力用的蓄电池100d。在这里，蓄电池100d电气连接于输出控制单元100b与负载功率检测单元100c的连接部。又，在所述连接部还连接商用电力100f。而且，在该负载功率检测单元100c上，连接消耗燃料电池发电系统100输出的电力的电子设备等功率负载100e。
图6所示的已有的燃料电池发电系统100中，利用未示于图6的燃料处理器等燃料气体生成单元生成的燃料气体与氧化剂气体被提供给燃料电池100a。于是，在燃料电池100a中，使用该供给的燃料气体及氧化剂气体进行发电。而且，利用由燃料电池100a发电输出的输出功率通过输出控制单元100b以及负载功率检测单元100c对功率负载100e提供。功率负载100e消耗由燃料电池发电系统100供给的电力。这时，过剩的输出电力由蓄电池100d贮存。又，对于功率负载100e的消耗功率，燃料电池100a的输出功率不足的情况下，由商用电力100f提供补充电力。
在这里，关于已有的燃料电池发电系统的发电运行，根据1天的运行模式例进行详细说明。
图7是示意性表示已有的燃料电池发电系统的1天的运行模式的例子的模式图。还有，图7中纵轴为功率轴，横轴为时间轴。
图7中，曲线111表示功率负载100e消耗的消耗功率的经时的变化，曲线112表示燃料电池100a输出的输出功率的经时变化。又，图7中最大输出功率W1c表示燃料电池100a能够输出的最大输出功率值。还有，最小输出功率W1d表示燃料电池100a能够输出的最小的输出功率值。
如图7的曲线111所示，一般家庭的消耗功率在作为从深夜0点至早晨5点的第1时间带101a表示的时间带中一般比较少，但在作为从起床后到做完家务的13点的第2时间带的101b表示的时间带中比较多。又，在作为从13点到17点的第3时间带的101c表示的时间带中消耗功率由于进行工作的功率负载100e的数量减少而减少，但在作为从17点到23点的第4时间带的101d表示的时间带中消耗功率由于进行工作的功率负载100e的数量增大而再次变多。还有，在作为就寝后的第5时间带101e表示的时间带的消耗功率与作为第1时间带101a表示的时间带一样少。
对于这样的1天中的消耗功率的变动，已有的燃料电池发电系统100的燃料电池100a如图7的曲线112所示输出电力。具体地说，在图7所示的第1时间带101a中，燃料电池发电系统100的负载功率检测单元100c一旦检测出功率负载100e的消耗功率超过预先设定的燃料电池100a开始发电运行用的阈值、即运行开始功率阈值W1a的时间在规定的时间T1a以上，就启动燃料电池100a的发电运行(第1次启动)。于是，燃料电池100a在燃料处理器等的燃料气体生成等用的运行准备期间Ts后，开始如曲线112所示的功率输出。而且，在第2时间带101b中，当燃料电池100a的输出功率达到与功率负载100e的消耗功率大致相等的功率时，输出控制单元100b跟踪负载功率检测单元100c检测出的功率负载100e的消耗功率的变动，将燃料电池100a的输出功率控制于最大输出功率W1c与最小输出功率W1d之间。这时，功率负载100e的消耗功率超过燃料电池100a的输出功率时，由商用电力100f补充电力的不足。而且，如第3时间带101c中所示，功率负载100e的消耗功率低于运行停止功率阈值W1b的时间在规定的时间T1b以上时，利用输出控制单元100b停止燃料电池100a的发电运行。这时，使燃料处理器等的生成燃料气体的运行也停止。还有，停止该燃料电池100a的发电运行的状态下对功率负载100e的电力供给利用商业电力f提供。
又，如第3时间带101c中所示，当燃料电池发电系统100的负载功率检测单元100c再次检测出功率负载100e的消耗功率超过运行开始功率阈值W1a的时间在规定的时间T1a以上时，再次启动燃料电池100a的发电运行(第2次启动)。于是，与第1次的启动时相同，在运行准备期Ts后，燃料电池100a如曲线112所示再次启动电力输出。又，与第2时间带101b的情况相同，如第4时间带101d中所示，输出控制单元100b跟踪负载功率检测单元100c检测出的功率负载100e的消耗功率的变动，将燃料电池100a的输出功率控制在最大输出功率W1c与最小输出功率W1d之间。
又如第5时间带101e中所示，当功率负载100e的消耗功率再度低于运行停止功率阈值W1b的时间在规定的时间T1b以上时，利用输出控制单元100b再次停止燃料电池100a的发电运行。这时，与第3时间带101c的情况相同，燃料处理器等的运行也同时停止。还有，在这时对功率负载100e的电力供给也由商用电力100f进行。
这样，在已有的燃料电池系统100中，跟踪功率负载100e的消耗功率的变动进行对燃料电池100a的输出功率的控制。又，在功率负载100e的消耗功率从像第2时间带101b等那样多的状态转移到第3时间带101c等那样少的状态时，低于运行停止功率阈值W1b的消耗功率持续规定时间T1b以上的情况下，进行燃料电池100a的发电运行以及停止燃料处理器等的运行。
然而，上述已有的燃料电池发电系统100中，在进行例如图7所示的运行模式的发电运行时，存在因第2次启动而白白消耗天然气等的问题。具体地说，在已有的燃料电池发电系统100中，燃料电池100a与燃料处理器等的启动像第1次启动和第2次启动那样1天内进行2次。在这种情况下，在从第5时间带101e起像第1时间带101a那样在比较长的时间停止燃料电池100a的发电运行时，从能量利用效率的观点看，停止燃料电池100a及燃料处理器等的运行是有意义的。但是，如第3时间带101dc的情况那样，在比较短的时间使燃料电池100a的发电运行停止的情况下，为使燃料电池100a及燃料处理器等启动需要的能量，比继续使燃料电池100a发电运行的情况下消耗的能量更多。即在功率负载100e的消耗功率少的时间是比较短的时间的情况下，继续进行燃料电池100a发电的运行则总能量利用率高。根据这样的观点，在已有的燃料电池发电系统的运用中，由于本来不需要却启动燃料电池100a及燃料处理器等而白白消耗了天然气等，出现了总能量利用效率变差的问题。而且，这样的不需要的启动动作，特别是在对天然气(都市煤气)等原料进行重整生成燃料气体的燃料电池发电系统中，与其他发电系统、例如与发动机发电系统等相比，由于启动时间长，因此发生更多的无效能量消耗，形成总能量利用效率更降低的原因。
发明内容
本发明是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于，提供根据人的活动周期改变发电单元的运行停止判断条件，以此防止的不需要停止运行时停止运行，从而能够以此抑制无端的能量消耗的能量利用效率高的发电装置及其运行方法。
为了实现这些目的，本发明的发电装置，具备进行发电的发电部、检测由含有该发电部的电源对负载提供的负载功率的负载功率检测单元、根据该负载功率检测单元检测的所述负载功率与停止条件停止所述发电部的发电运行的运行停止判定单元、以及设定该所述停止条件用的停止条件设定单元；所述停止条件设定单元设定在多个时间带不同的停止条件；所述运行停止判定单元根据所述停止条件设定单元设定的所述不同的停止条件与所述负载功率检测单元检测出的所述负载功率停止所述发电部的发电运行。采用这样的结构，由于设定适合各时间带的不同的停止条件，具有这样的效果，即能够防止在需要发电的时间带不必要地停止发电的情况的发生，同时能够防止在不需要发电的时间带发电装置进行不必要的运行。
又，所述时间带为将至少包括2点钟的时间带与至少包括14点钟的时间带的1天分割为二形成的2个时间带。又，所述时间带为将至少包括2点钟的时间带、至少包括10点钟的时间带、以及至少包括18点钟的时间带的1天分割为三形成的3个时间带。又，所述时间带为将至少包括2点钟的时间带、至少包括8点钟的时间带、至少包括14点钟的时间带、以及包括20点钟的时间带的1天分割为四形成的4个时间带。采用这样的结构时，通常以电力需求少的2点钟为基点将一天分割为二、三或四个时间带，在二个、三个或四个时间带能够有效地进行涉及发电单元的发电运行停止的判定。
又，预先设定所述时间带以及所述停止条件。采用这样的结构，由于预先设定时间带和停止条件，所以能够利用简单的结构防止发电装置进行不必要的运行。在这里，所谓预先设定所述时间带和所述停止条件的状态，是指在发电装置出厂时作为初始值设定时间带和停止条件的状态。
又，至少还具备输入所述时间带以及所述停止条件用的输入单元，所述停止条件设定单元设定所述输入的所述时间带以及所述停止条件。采用这样的结构，发电装置的使用者等可以根据需要任意设定时间带和停止条件，因此能够有效地防止发电装置进行不需要的运行。
又，至少还具备根据所述负载功率检测单元检测出的所述负载功率的数据的累计至少学习所述时间带以及所述停止条件的学习单元，所述停止条件设定单元设定利用所述学习得到的所述时间带以及所述停止条件。采用这样的结构时，通过使用利用以数据的累计为依据的学习得到的时间带和停止条件，对于各种各样的电力需求都能够应对，因此能够更有效地防止发电装置的不必要的停止，同时能够防止在不需要发电的时间带发电装置进行不必要的运行。
又，所述停止条件还含有功率条件、时间条件以及频度条件中的至少1个条件，而且所述含有的条件内的至少1个条件对于多个时间带有不同的设定。采用这样的结构时，能够更有效地防止在需要发电的时间带发电装置的不必要的停止，同时能够防止在不需要发电的时间带发电装置进行不必要的运行。
在上述情况下，所述功率条件包含瞬时功率阈值或累计功率阈值。采用这样的结构时，对于瞬时功率或累计功率中的任一个，都能够控制发电装置的运行。
在这种情况下，所述瞬时功率阈值或所述累计功率阈值根据所述时间带的所述负载功率的平均值设定。采用这样的结构时，在例如任意两个时间带，通过将该时间带的平均功率大的一方的停止条件、即功率条件设定得大，在平均功率大，需要发电的时间带能够防止发电装置发生不必要的停止。又，在平均功率小，不需要发电的时间带能够防止发电装置进行不必要的运行。
又，在上述情况下，上述时间条件就是上述负载功率满足上述功率条件的时间。采用这样的结构时，能够合适地控制发电装置的运行。
在这种情况下，所述时间根据所述时间带的所述负载功率的平均值设定。采用这样的结构时，通过在例如任意两个时间带将该时间带的平均功率大的一方的停止条件、即时间条件设定得长，在平均功率大，需要发电的时间带能够防止发电装置发生不必要的停止。又，在平均功率小，不需要发电的时间带能够防止发电装置进行不必要的运行。
又，在上述情况下，所述频度条件为所述负载功率满足所述功率条件的频度。采用这样的结构时，能够合适地控制发电装置的运行。
又，在这种情况下，所述频度根据所述时间带的所述负载功率的平均值设定。采用这样的结构时，通过在例如任意两个时间带将该时间带的平均功率大的一方的停止条件、即频度条件设定得大，在平均功率大，需要发电的时间带能够防止发电装置发生不必要的停止。又，在平均功率小，不需要发电的时间带能够防止发电装置进行不必要的运行。
又，所述发电部是使用富含氢的燃料气体与富含氧的氧化剂气体进行发电的燃料电池，还具备利用碳氢化合物原料与水的水蒸汽重整反应生成所述燃料气体的燃料处理器与提供作为所述氧化剂气体的空气的空气鼓风机。采用这样的结构时，具备燃料处理器的燃料电池发电系统与其他发电装置(例如引擎发电系统)相比，启动和停止比较费时间。因此通过防止发电装置不必要的停止同时防止在不需要发电的时间带发电装置进行不必要的运行，能够减少不必要的能量消耗，因此能够实现更高效率的发电装置。
又，本发明的发电装置的运行方法，具备进行发电的发电部、以及检测由包含该发电部的电源对负载提供的负载功率的负载功率检测单元；设定对多个时间带不同的停止条件；根据所述不同的停止条件与所述负载功率检测单元检测出的所述负载功率，停止所述发电部的发电运行。采用这样的结构时，分别决定适合各时间带的停止条件，因此能够防止在需要发电的时间带发电装置运行的不必要的停止，同时能够防止不需要发电的时间带发电装置进行不必要的运行。
本发明的上述目的、其他目的、特征、以及优点从参照附图进行的下述最佳实施形态的详细说明中能够更加明确。
附图说明
图1是示意性表示本发明第1实施形态的燃料电池发电系统的运行模式的例子的模式图。
图2是示意性表示本发明第2实施形态的燃料电池发电系统的运行模式的例子的模式图。
图3是示意性表示本发明第3实施形态的燃料电池发电系统的运行模式的例子的模式图。
图4是示意性表示本发明第4实施形态的燃料电池发电系统的运行模式的例子的模式图。
图5是示意性表示本发明第1～第4实施形态的燃料电池发电系统的结构的方框图。
图6是示意性表示已有的燃料电池发电系统的结构的方框图。
图7是示意性表示已有的燃料电池发电系统的运行模式的例子的模式图。
具体实施方式
以下参照附图，以燃料电池发电系统作为发电系统的一个例子，对本发明的实施形态进行说明。
第1实施形态
在本发明的第1实施形态中，对根据燃料电池发电系统的使用状况改变燃料电池发电运行的功率阈值条件的实施形态进行说明。
首先，对本发明第1实施形态的燃料电池发电系统的结构参照附图进行说明。
图5是示意性表示本发明第1实施形态的燃料电池发电系统的结构的方框图。
如图5所示，本实施形态的燃料电池发电系统200具有利用水蒸汽重整反应将天然气等原料变换为氢生成富含氢的燃料气体，提供给下述燃料电池202的燃料处理器201、将作为氧化剂气体的空气提供给燃料电池202的鼓风机203、使用由燃料处理器201供给的燃料气体与由鼓风机203供给的氧化剂气体进行发电的燃料电池202、将由该燃料电池202发电得到的直流电变换为交流电的逆变器204、能够检测消耗该逆变器204输出的交流电力的功率负载213的消耗功率的负载功率检测单元205、以及根据该负载功率检测单元205的输出信号控制燃料电池发电系统200运行的开始和停止、从运行开始到发电开始的一连串动作、发电开始后的燃料电池202的发电动作等的控制部206。还有，如图5所示，负载功率213也连接于商用电力214。
控制部206具有跟踪负载功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率，变更燃料电池发电系统200的输出功率量的功率量变更单元207。又，控制部206具有在负载功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率低于使燃料电池202的发电运行停止用的预先设定的功率阈值的时间在预先规定的时间内的情况下，或在低于该规定的时间内的预先设定的规定频度等情况下使燃料电池202的发电运行停止的运行停止判定单元209。又，该控制部206还具有根据当前时刻的认识进行时间带的设定(在本实施形态中是白天和夜间的时间带的设定)的时间带设定单元208。又，该控制部206具有存储和学习规定期间的功率负载213的消耗功率模式的学习单元215。此外，控制部206具有根据时间带设定单元208或学习单元215的输出信号对运行停止判定单元209分别设定停止燃料电池202的发电运行用的各条件、即功率阈值条件、时间条件、频度条件等的功率阈值设定单元210、时间设定单元211、以及频度设定单元212。在这些功率阈值设定单元210、时间设定单元211、以及频度设定单元212中预先存储多个功率阈值条件、时间条件、频度条件等，根据时间带设定单元208或学习单元215的输出信号，将适合状况的最适合的功率阈值条件、时间条件、频度条件等设定于运行停止判定单元209。在这里，控制部206由例如由微电脑构成，利用存储于微电脑的软件实现各单元207～212以及215。又利用各单元210～212以及215构成条件设定单元220。
还有，如上所述，在负载功率检测单元205上连接功率负载213。该功率负载213为消费由燃料电池发电系统200发电得到的电力和商用电力214中的任一电力的功率负载。作为该功率负载213，可以举出例如家用电子设备等。
在图5所示的燃料电池发电系统200中，将燃料电池处理器201生成的燃料气体与鼓风机203供给的氧化剂气体提供给燃料电池202。于是，在燃料电池202中，使用这些提供的燃料气体及氧化剂气体进行能够输出直流电的发电。由该燃料电池202输出的直流电力被输入到逆变器204。逆变器204将由燃料电池202提供的直流电力变换为交流电力输出。逆变器204输出的交流电力通过负载功率检测单元205被提供给功率负载213。在功率负载213中，消耗由燃料电池系统200供给的电力。这时，过剩的输出功率利用图5中未特别图示的蓄电池等存储。又，相对于功率负载213的消耗功率，燃料电池202的输出功率不足的情况下，由商用电力214提供补充电力。又，燃料电池202的发电状态利用控制部206进行适当控制。
下面对本发明的第1实施形态的燃料电池发电系统的发电运行，根据1天的运行模式例参照附图进行详细说明。
图1是示意性表示本发明第1实施形态的燃料电池发电系统的1天的运行模式的模式图。还有，图1中纵轴为功率轴，横轴为时间轴。
图1中，曲线311表示功率负载213消耗的消耗功率随经过的时间的变化，曲线312表示燃料电池202输出的输出功率的随经过的时刻的变化。又，在图1中，最大输出功率W1c表示燃料电池202能够输出的最大的输出功率值。又，最小输出功率W1d表示燃料电池202能够输出的最小的输出功率值。
如图1的曲线311所示，一般家庭的消耗功率在从深夜0点至早晨6点的作为第1时间带301a表示的时间带中一般比较少。但在从早上6点到中午12点的作为第2时间带的301b表示的时间带中由于家务事等较多使用功率负载213，因此耗电较多。一方面，在从中午12点到晚上18点的作为第3时间带301c表示的时间带中，消耗功率由于工作的功率负载213的数量减少而减少。但在从晚上18点到深夜23点的作为第4时间带301d表示的时间带中消耗功率由于家务事等增多工作的功率负载213的数量增加，而使消耗功率再次变多。还有，在深夜23点至深夜0点的作为第5时间带301e表示的时间带中，由于就寝，功率负载213的消耗功率也减少了。
对于这样的1天的功率负载213的消耗功率的变动，本实施形态的燃料电池发电系统200的燃料电池202如图1的曲线312所示输出电力。具体地说，如图1所示，在第1时间带301a中，燃料电池发电系统200的负载功率检测单元205检测出功率负载213的消耗功率超过预先设定的燃料电池202开始发电运行用的功率阈值、即运行开始功率阈值W1a的时间在规定的时间T1a以上时，启动燃料电池202的发电运行。于是，燃料电池202在燃料处理器201的燃料气体生成等用的运行准备期间Ts经过后，开始如曲线312那样的功率输出。然后，在第2时间带301b中，当燃料电池202的输出功率达到与功率负载213的消耗功率大致相等的功率时，功率量变更单元207跟踪负载功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率的变动，将燃料电池202的输出功率控制于最大输出功率W1c与最小输出功率W1d之间。这时，功率负载213的消耗功率超过燃料电池202的输出功率时，由商用电力214补充电力的不足。
在本实施形态中，作为停止燃料电池202的发电运行用的运行停止功率阈值，将功率负载213比较频繁地工作的时间带用的运行停止功率阈值W1bd与功率负载213的不太频繁工作的时间带用的运行停止功率阈值W1bn分别预先存储于功率阈值设定单元210。在这里，在本实施形态中，如图1所示，在比较运行停止功率阈值W1bd与运行停止功率阈值W1bn的情况下，运行停止功率阈值W1bd设定得比运行停止功率阈值W1bn低。但是一般来说，功率负载213比较频繁工作的时间带为白天，功率负载213不太频繁工作的时间带为夜间。在这里，在本实施形态中，预先用时间带设定单元208进行设定，以便在当前时刻是作为第2～3时间带301b～301c表示的6点～18点的情况下判断为白天，当前时刻是作为第1时间带301a以及第4～5时间带301d～301e表示的18点～6点的情况下判断为夜间。而且如图1所示，根据当前时刻的认识，时间带设定单元208判断为白天的时间带的情况下，功率阈值设定单元210对运行停止判定单元209设定运行停止功率阈值W1bd，又根据当前时刻的认识，时间带设定单元208判断为夜间的时间带的情况下，功率阈值设定单元210对运行停止判定单元209设定运行停止功率阈值W1bn。又，在任何情况下，时间设定单元211都对运行停止判定单元209设定规定的时间T1b。在这里，如上所示，在比较运行停止功率阈值W1bd与运行停止功率阈值W1bn的情况下，运行停止功率阈值W1bd一方设定得比运行停止功率阈值W1bn低。而且，通过这样设定2个不同的运行停止功率阈值，通常在功率负载213比较频繁工作的白天的时间带中，要考虑使燃料电池202的发电运行不频繁停止。总之，如图1所示的第3时间带301c中所示，在功率负载213的消耗功率低于运行停止功率阈值W1bd的情况下，也由于该低于W1bd的时间不满规定的时间T1b，因此不使燃料电池202的发电运行停止。又，在这种情况下，也不会停止燃料处理器201的生成燃料气体的运行。而且，如图1的第3时间带301c中所示，燃料电池202以最小输出功率W1d持续输出电力。还有，在该第3时间带301c中，最小输出功率W1d超过功率负载213的消耗功率，而在该燃料电池202以最小功率W1d持续输出电力的情况下发生的过剩的电力利用图5中未特别图示的蓄电池等存储。
又，如第4时间带301d中所示，在燃料电池发电系统200的负载功率检测单元205检测出功率负载213的消耗功率再度上升时，燃料电池202如曲线312所述增加(升高)功率输出。在这种情况下，与第2时间带301b的情况相同，如第4时间带301d中所示，功率量变更单元207跟踪负载功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率的变动，将燃料电池202的输出功率控制在最大输出功率W1c与最小输出功率W1d之间。这时，在功率负载213的消耗功率超过燃料电池202的输出功率时，由商用电力214补充电力的不足。
另一方面，如第5时间带301e中所示，在负载功率检测单元205检测出功率负载213的消耗功率低于运行停止功率阈值W1bn的时间在规定时间T1b以上的情况下，利用运行停止判定单元209停止燃料电池202的发电运行。这时，也同时停止燃料处理器201的运行。还有，对这时的功率负载213的电力供给通过由商用电力214提供。
这样，在本实施形态的燃料电池发电系统200中，跟踪功率负载213的消耗功率的变动，控制燃料电池202的输出功率。而且，即使是在功率负载213的消耗功率从第2时间带301b等那样多的状态向第3时间带301c等那样少的状态转移的情况下，当运行停止功率阈值W1bd以下的消耗功率不持续规定时间T1b以上时，就不使燃料电池202的发电运行停止。另一方面，在功率负载213的消耗功率从第4时间带301d等那样多的状态向第5时间带301e等那样少的状态转移的情况下，当运行停止功率阈值W1bn以下的消耗功率持续规定时间T1b以上时，就使燃料电池202的发电运行停止。
如果采用本实施形态的燃料电池发电系统200，作为使燃料电池202的发电运行停止用的条件的运行停止功率阈值W1b，如同电力功率值W1bd＜W1bn那样不同的运行停止功率阈值W1bd或运行停止功率阈值W1bn根据时间带设定单元208的判断设定于运行停止判定单元209。因此，在作为第3时间带301c表示的时间带那样功率负载213的消耗功率变少的时间带中，也能够防止燃料电池202的发电运行的不必要的停止。而且，借助于此能够减少燃料电池202的发电运行的启动时的无效的能量消耗(特别是燃料处理器201的启动的运行准备期间Ts的能量消耗)，因此能够继续进行能量利用效率高的良好的发电运行。
还有，在本实施形态中，运行停止功率阈值W1bd以及运行停止功率阈值W1bn也可以由燃料电池系统200的使用者(或运行者、管理者)通过图5中未特别图示的输入单元独自设定，也可以通过学习单元215存储和学习单位为1周(或1个月、季节)的功率负载213的消耗功率模式，设定于功率阈值设定单元210中。在这种情况下，也可以采用这样的结构，例如学习单元215抽出图1的功率负载213的消耗功率少的时间带、即第3时间带301c以及第5时间带301e，在其中相对消耗功率量多的第3时间带301c设定相对小的运行停止功率阈值W1bd，在相对消耗功率量少的第5时间带301e设定相对大的运行停止功率阈值W1bn。
又，在本实施形态中，假定功率负载213比较频繁工作的时间带为白天，功率负载213不太频繁工作的时间带为夜间进行说明。而且，在本实施形态中，利用时间带设定单元208进行昼夜的判断，但是也可以由燃料电池系统200的使用者(或运行者、管理者)进行判断，通过在图5未特别图示的输入单元独自进行设定。
又，在本实施形态中，将白天的时间带与夜间的时间带各以12小时设定，但也可以将白天的时间带设定为超过12小时，又可以将夜间的时间带设定为超过12小时。
又，在本实施形态中，将1天以各12个小时分割为2部分，但并不限于这样的分割方法，也可以采取任何其他分割的形式。
又，根据人的活动周期等情况，可能形成功率负载213比较频繁工作的时间带为夜间，功率负载213不太频繁工作的时间为白天的情况。又，功率负载213的消耗功率也要考虑与昼夜时间带完全无关地变动的情况。在这样的情况下，学习单元215利用各种学习功能认识功率负载213的消耗功率的变动模式，根据该认识选择运行停止功率阈值W1bd或运行停止功率阈值W1bn设定于运行停止判定单元209。利用这样的结构，能够防止在功率负载213比较频繁工作的时间带燃料电池202的发电运行发生的不必要的停止。
又，在本实施形态中，根据时间设定单元208或学习单元215的输出信号显示进行运行停止功率阈值的设定的形态，但燃料电池发电系统200的使用者(或运行者、管理者)也可以通过图5未特别图示的输入单元独自进行运行停止功率阈值的设定。
又，在本实施形态中，将运行停止功率阈值W1bd以及运行停止功率阈值W1bn作为对于瞬时功率量的阈值进行说明，但是也可以作为对在规定时间T1b中负载功率检测单元205检测到的累计功率量的阈值。采用这样的结构，也能够得到与本实施形态相同的结果。
第2实施形态
在本发明第2实施形态中，涉及燃料电池发电系统的燃料电池的运行条件，对在燃料电池发电运行的启动或停止的条件上附加频度条件的实施形态进行说明。
本发明的第2实施形态的燃料电池发电系统的结构与第1实施形态所示的燃料电池发电系统200的结构相同。因此，在这里，省略关于本发明的第2实施形态的燃料电池发电系统的结构的说明。又，本发明的第2实施形态的燃料电池发电系统的1天中的运行模式例类似于第1实施形态所示的运行模式例。因此，在本实施形态中，对与第1实施形态不同点进行详细说明。
图2是示意性例示本发明的第2实施形态的燃料电池发电系统一天中的运行模式的模式图。在图2中，纵轴为功率轴，横轴为时间轴。
图2中，曲线321表示功率负载213消耗的功率随经过时间的变化，曲线322表示燃料电池202输出的功率随经过时间的变化。又，在图2中，最大输出功率W2c表示燃料电池202能够输出的最大的输出功率值，又，最小输出功率W2d表示燃料电池202能够输出的最小的输出功率值。
相对于图2的曲线321所示那样的功率负载213的消耗功率的变动，本实施形态的燃料电池发电系统200的燃料电池202如图2的曲线322所示输出电力。具体地说，在图2所示的第1时间带301a中，燃料电池发电系统200的负载功率检测单元205检测出功率负载213的消耗功率超过预先设定的燃料电池202开始发电运行用的功率阈值、即运行开始功率阈值W2a在规定的时间T2a中为规定的频度F2a以上时，进行燃料电池202发电运行的启动。在这里，追加频度F2a作为燃料电池202的启动条件，是为了在规定的时间T2a内即使是在瞬间功率负载213的消耗功率低于运行开始功率阈值W2a的情况下，也能够可靠地开始燃料电池202的发电运行。
功率负载213的消耗功率超过运行开始功率阈值W2a是否在规定的时间T2a内为规定的频度F2a以上的判断根据如下所述的概念设施。即例如规定的时间T2a为1小时，负载功率检测单元205检测到的功率负载213的消耗功率值的取样周期为1次/秒，规定的频度F2a假定为80％。在这样的情况下，负载功率检测单元205在规定的时间T2a中对功率负载213的消耗功率值进行合计为3600次的取样。而且在负载功率检测单元205对超过运行开始功率阈值W2a的功率负载213的消耗功率值进行了相当于规定的频度F2a(在这里为80％)的2880次以上的计数的情况下，在控制部206决定启动燃料电池202的发电运行。还有，对于是否启动这样的燃料电池202的发电运行的判断在燃料电池发电系统200的控制部206工作中依次进行。在这里，在图5中未示出的控制部206具备对超过运行开始功率阈值W2a的功率负载213的消耗功率值进行计数的计数部、累计该计数部输出的次数的累计部、根据该累计部输出的输出信号输出燃料电池202发电运行的启动的指令的指令部、以及根据该指令部输出的输出信号启动燃料电池202的发电运行的启动部等。
一旦燃料电池202的发电运行开始，该燃料电池202在经过燃料处理器201的燃料气体生成等所需的运行准备期间Ts后，开始如曲线322所示的功率输出。而且，在第2时间带301b中，当燃料电池202的输出功率达到与功率负载213的消耗功率大致相等的功率时，功率量变更单元207跟踪负载功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率的变动，将燃料电池202的输出功率控制于最大输出功率W2c与最小输出功率W2d之间。这时，在功率负载213的消耗功率超过燃料电池202的输出功率时，由商用电力214补充电力的不足。
在本实施形态中，作为使燃料电池202的发电运行停止用的运行停止功率阈值，功率负载213比较频繁地工作的时间带用的运行停止功率阈值W2bd与功率负载213不太频繁工作的时间带用的运行停止功率阈值W2bn分别被预先存储于功率阈值设定单元210。在这里，运行停止功率阈值W2bd与运行停止功率阈值W2bn的关系与实施形态1的情况相同。又，本实施形态中，在时间设定单元211及频度设定单元212中分别预先存储规定的时间T2b与规定的频度F2b。
而且，与第1实施形态的情况相同，时间带设定单元208根据当前时刻判断为白天的时间带的情况下功率阈值设定单元210对运行停止判定单元209设定运行停止功率阈值W2bd，又在判断为夜间的时间带的情况下功率阈值设定单元210对运行停止判定单元209设定运行停止功率阈值W2bn。又，这时在任一情况下，时间设定单元211以及频度设定单元212都对运行停止判定单元209设定规定的时间T2b与规定的频度F2b。而且，如图2的第3时间带301c中所示，即使是在功率负载213的消耗功率低于运行停止功率阈值W2bd的情况下，在低于该运行停止功率阈值W2db的频度在规定时间T2b内低于规定的频度F2b时，不使燃料电池202的发电运行停止。这时燃料处理器201的生成燃料气体的运行也不停止。这时，低于运行停止功率阈值W2bd的频度在规定的时间T2b内高于规定的频度F2b时，停止燃料电池202的发电运行。这时，也停止燃料处理器201的燃料气体生成运行。更具体地说明，例如F2b＝70％时，即使是在第3时间带301c中像功率消耗321f那样，发生瞬间超过运行停止功率阈值W2bd的功率消耗，在负载功率检测单元205检测出在规定的时间T2b内低于停止功率阈值W2bd的70％以上的情况下(即，规定时间T2b内的功率消耗321f的频度不满30％的情况下)，也停止燃料电池202的发电运行。而且，在燃料电池202的发电运行不停止的情况下，如图2的第3时间带301c中所示那样，燃料电池202以最小输出功率W2d持续输出电力。还有，在该第3时间带301c中，最小输出功率W2d超过功率负载213的消耗功率，但在该燃料电池202以最小输出功率W2d继续输出电力的情况下发生的过剩的电力，与实施形态1的情况相同，利用蓄电池等存储。
又，如第4时间带301d中所示那样，在燃料电池发电系统200的负载功率检测单元205检测出功率负载213的消耗功率再次上升时，燃料电池202如曲线322所示增加(提高)功率输出。在这种情况下，与第2时间带301b的情况相同，如第4时间带301d中所示，功率量变更单元207跟踪负载功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率的变动，将燃料电池202的输出功率控制在最大输出功率W2c与最小输出功率W2d之间。这时，在功率负载213的消耗功率超过燃料电池202的输出功率时，由商用电力214补充电力的不足。
另一方面，如第5时间带301e中所示，在功率负载213的消耗功率低于运行停止功率阈值W2bn的频度在规定的时间T2b内大于规定的频度F2b的情况由负载功率检测单元205检测出的情况下，由运行停止判定单元209停止燃料电池202的发电运行。这时，也同时停止燃料处理器201的运行。更具体地说明，在例如F2b＝70％的情况下，即使是在第5时间带301e中像功率消耗321g那样发生瞬间的超过运行停止功率阈值W2bn的功率消耗，在负载功率检测单元205检测出低于运行停止功率阈值W2bn在规定的时间T2b中为70％以上的情况下(即规定时间T2b内的功率消耗321g的频度不满30％的情况下)，停止燃料电池202的发电运行。还有，对这时的功率负载213的电力供给通过商用电力214供给。
这样，本实施形态中，即使是在功率负载213的消耗功率从第2时间带301b等那样多的状态转移到第3时间带301c等那样少的状态下，在运行停止功率阈值W2bd以下的消耗功率在规定的时间T2b内发生频度不到规定的频度F2b以上时，不停止燃料电池202的发电运行。另一方面，在功率负载213的消耗功率从第4时间带301d等那样多的状态转移到第5时间带301e等那样少的状态时，在运行停止功率阈值W2bn以下的消耗功率在规定的时间T2b内发生频度在规定的频度F2b以上时，不停止燃料电池202的发电运行。
采用这样的结构，也能够得到与第一实施形态相同的效果。也就是，由于能够减少燃料电池202的发电运行的启动的能量消耗的浪费，因此能够继续能量利用效率高的良好的发电运行。还有，该实施形态的其他特点与实施形态1的情况相同。
第3实施形态
在本发明的第3实施形态中，对根据燃料电池发电系统的使用状况改变燃料电池的发电运行的时间条件的实施形态进行说明。
本发明第3实施形态的燃料电池发电系统，也是与第1实施形态所示的燃料电池发电系统200的结构相同的系统。因此在这里也省略对本发明第3实施形态的燃料电池发电系统的结构的说明。又，本发明第3实施形态的燃料电池发电系统的1天中的运行模式例与第1实施形态所示的运行模式例类似。因此，在本实施形态中，也对与第1实施形态不同点进行了详细说明。
图3是示意性表示本发明的第3实施形态的燃料电池发电系统的一天中的运行模式的例子的模式图。还有，图3中纵轴为功率轴，横轴为时间轴。
图3中，曲线331表示功率负载213消耗的消耗功率随经过时间的变化，曲线332表示燃料电池202的输出电力随经过时间的变化。又，在图3中，最大输出功率W3c表示燃料电池202能够输出的最大的输出功率值。又，最小输出功率W3d表示燃料电池202能够输出的最小的输出功率值。
大于如图3的曲线331所示的功率负载213消耗的功率的变动，本实施形态的燃料电池发电系统200的燃料电池202如图3的曲线332所示输出电力。具体地说，如图3所示那样，在第1时间带301a中，燃料电池发电系统200的负载功率检测单元205检测出功率负载213的消耗功率超过预先设定的燃料电池202开始发电运行用的功率阈值、即运行开始功率阈值W3a的时间在规定的时间T3a以上时，启动燃料电池202的发电运行。于是，燃料电池202在经过燃料处理器201中生成燃料气体等用的运行准备期间Ts后，开始如曲线332那样的电力输出。而且，在第2时间带301b中，当燃料电池202的输出功率达到与功率负载213的消耗功率大致相等的功率时，功率量变更单元207跟踪负载功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率的变动，将燃料电池202的输出功率控制于最大输出功率W3c与最小输出功率W3d之间。这时，在功率负载213的消耗功率超过燃料电池202的输出功率时，由商用电力214补充电力的不足。
在本实施形态中，作为停止燃料电池202的发电运行用的运行停止功率阈值，使用相等的运行停止功率阈值W3b。该运行停止功率阈值W3b预先存储于功率阈值设定单元210。但是，在本实施形态中，功率负载213比较频繁地工作的时间带用的规定时间T3bd与功率负载213不太频繁工作的时间带用的规定时间T3bn分别预先存储于时间设定单元211。在这里，规定的时间T3bd与规定的时间T3bn的关系设定为规定时间T3bd比规定的时间T3bn更长。
而且，与第1实施形态的情况相同，时间设定单元208根据当前的时刻判断为白天的时间带的情况下时间设定单元211对运行停止判定单元209设定规定的时间T3bd，又，在判断为夜间的时间带的情况下时间设定单元211对运行停止判定单元209设定规定的时间T3bn。又，这时，在任一情况下，功率阈值设定单元210都对运行停止判定单元209设定运行停止电力阈值W3b。而且，如图3的第3时间带301c中所示那样，即使是功率负载213的消耗功率低于运行停止功率阈值W3b的情况下，在该低于运行停止功率阈值W3b的时间不满规定的时间T3bd的情况下，也不使燃料电池202的发电运行停止。在这种情况下，也不使燃料处理器201停止生成燃料气体的运行。这时，在低于运行停止功率阈值W3b的时间大于规定的时间T3bd的情况下，停止燃料电池202的发电运行。在这种情况下，燃料处理器201生成燃料气体的运行也停止。而且，在不停止燃料电池202的发电运行的情况下，如图3的第3时间带301中所示那样，燃料电池202以最小输出功率W3d继续输出电力。还有，在该第3时间带301c中，最小输出功率W3d超过功率负载213的消耗功率，但在该燃料电池202以最小功率W3d继续输出电力的情况下发生的过剩的电力，与第1实施形态的情况相同，利用蓄电池等存储。
又，如第4时间带301d中所示那样，在燃料电池发电系统200的负载功率检测单元205检测出功率负载213的消耗功率再次上升时，燃料电池202如曲线332所示增加(提高)功率输出。在这种情况下，与第2时间带301b的情况相同，如第4时间带301d中所示的那样，功率量变更单元207跟踪负荷功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率的变动，将燃料电池202的输出功率控制在最大输出功率W3c与最小输出功率W3d之间。这时，在功率负载213的消耗功率超过燃料电池202的输出功率时，由商用电力214补充电力的不足。
另一方面，如第5时间带301e中所示那样，在功率负载213的消耗功率低于运行停止功率阈值的时间为规定时间T3bn以上的时间的情况由负载功率检测单元205检测出的情况下，运行停止判定单元209停止燃料电池202的发电运行。这时，也同时停止燃料处理器201的运行。还有，对这时的功率负载213的电力供给由商用电力214提供。
这样，在本实施形态中，在功率负载213的消耗功率从第2时间带301b等那样多的状态转移到第3时间带301c等那样少的状态的情况下，在低于运行停止功率阈值W3b的消耗功率没有持续规定时间T3bd以上的情况下，就不使燃料电池202的发电运行停止。另一方面，在功率负载213的消耗功率从第4时间带301d等那样多的状态转移到第5时间带301e等那样少的状态的情况下，低于运行停止功率阈值W3b的消耗功率持续规定时间T3bn以上的情况下，就使燃料电池202的发电运行停止。
即使形成这样的结构，由于能够防止燃料电池202的发电运行的不必要的停止，因此可以取得与第1实施形态的情况相同的效果。
还有，在本实施形态中，规定的时间T3bd与规定的时间T3bn也可以由燃料电池发电系统200的使用者(或运行者、管理者)独自设定，也可以通过学习单元215存储或学习单位为1周(或1个月、季节)的功率负载213的消耗功率模式，设定于功率阈值设定单元211中。还有，具体的设定方法与第1实施形态中叙述的方法相同。
又，在本实施形态中，将运行停止功率阈值W3d作为对于瞬时功率量的阈值进行说明，但也可以作为对于在规定时间T3bd或规定的瞬时T3bn中负载功率检测单元205检测出的累计功率量的阈值。还有，其他各点也与实施形态1的情况相同。
第4实施形态
在本发明的第4实施形态中，对根据燃料电池发电系统的使用状况改变燃料电池发电运行的频度条件的实施形态进行说明。
本发明第4实施形态的燃料电池发电系统，也与第1实施形态所示的燃料电池发电系统200的结构相同。因此，在这里也省略关于本发明第4实施形态的燃料电池发电系统的结构的说明。又，本发明第4实施形态的燃料电池发电系统的1天中的运行模式例与第1实施形态所示的运行模式例类似。因此，在本实施形态中，也对与第1实施形态的不同点进行详细说明。
图4是示意性表示本发明的第4实施形态的燃料电池发电系统的运行模式的例子的模式图。还有，图4中纵轴为功率轴，横轴为时间轴。
图4中，曲线341表示功率负载213消耗的消耗功率随经过时间的变化，曲线342表示燃料电池202输出的输出功率随经过时间的变化。又，在图4中，最大输出功率W4c表示燃料电池202能够输出的最大的输出功率值。又，最小输出功率W4d表示燃料电池202能够输出的最小的输出功率值。
对如图4的曲线341所示那样的功率负载213的消耗功率的变动，本实施形态的燃料电池发电系统200的燃料电池202如图4的曲线342所示输出电力。具体地说，在图4所示的第1时间带301a中，燃料电池发电系统200的负载功率检测单元205检测出功率负载213的消耗功率超过预先设定的燃料电池202开始发电运行用的功率阈值、即运行开始功率阈值W4a的频度在规定的时间T4a内为规定的频度F4a以上时，启动燃料电池202的发电运行。
在燃料电池202的发电运行启动时，该燃料电池202经过燃料处理器201的燃料气体生成等所需的运行准备期间Ts后，开始如曲线342那样输出电力。而且，在第2时间带301b中，当燃料电池202的输出功率达到与功率负载213的消耗功率大致相等的功率时，功率量变更单元207跟踪负载功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率的变动，将燃料电池202的输出功率控制于最大输出功率W4c与最小输出功率W4d之间。这时，在功率负载213的消耗功率超过燃料电池202的输出功率时，由商用电力214补充电力的不足。
在本实施形态中，作为停止燃料电池202的发电运行用的运行停止功率阈值，使用相等的运行停止功率阈值W4b。该运行停止功率阈值W4b预先存储于功率阈值设定单元210。但是，在本实施形态中，功率负载213比较频繁地工作的时间带用的规定频度F4bd与功率负载213不太频繁工作的时间带用的规定频度F4bn分别预先存储于频度设定单元212。在这里，规定的频度F4bd与规定的频度F4bn的关系是，规定的频度F4bd设定为比规定频度F4bn更高的频度。又，在本实施形态中，规定的时间T4b预先存储于时间设定单元211中。
而且，与第1实施形态的情况相同，在时间设定单元208根据当前时刻判断为白天的时间带的情况下，频度设定单元212对运行停止判定单元209设定规定的频度F4bd，又，在判断为夜间的时间带时，频度设定单元212对运行停止判定单元209设定规定的频度F4bn。又，这时，在任一情况下，功率阈值设定单元210及时间设定单元211都对运行停止判定单元209设定运行停止功率阈值W4b及规定的时间T4b。而且，如图4的第3时间带301c中所示那样，即使是功率负载213的消耗功率低于运行停止功率阈值W4b的情况下，在该低于运行停止功率阈值W4b的频度在规定的时间T4b内不满规定的频度F4bd情况下，燃料电池202的发电运行不停止。在这种情况下，也不使燃料处理器201生成燃料气体的运行停止。这时，低于运行停止功率阈值W4b的频度在规定的时间T4b内大于规定的频度F4bd情况下，燃料电池202的发电运行停止。在这种情况下，燃料处理器201生成燃料气体的运行也停止。更具体地说，例如F4bn＝98％时，即使在第3时间带301c中发生像功率消耗341f的那样在瞬间超过运行停止功率阈值W4b的功率消耗，在负载功率检测单元205检测出低于运行停止功率阈值W4b在规定的时间T4b中为98％以上的情况下(即规定时间T4b内的功率消耗341f的频度不满2％的情况下)，停止燃料电池202的发电运行。而且，在不停止燃料电池202的发电运行的情况下，如图4的第3时间带301c中所示那样，燃料电池202继续以最小的输出功率W4d输出电力。还有，在该第3时间带301c中，最小输出功率W4d高于功率负载213的消耗功率，在该燃料电池202以最小的输出功率W4d继续输出电力的情况下发生的过剩电力，与第1实施形态一样利用蓄电池等存储。
又，像第4时间带301d中所示那样，在燃料电池发电系统200的负载功率检测单元205检测出功率负载213的消耗功率再次上升时，燃料电池202再度如曲线342所示输出电力。在这种情况下，与第2时间带301b的情况相同，如第4时间带301d中所示，功率量变更单元207跟踪负载功率检测单元205检测出的功率负载213的消耗功率的变动，将燃料电池202的输出功率控制在最大输出功率W4c与最小输出功率W4d之间。这时，在功率负载213的消耗功率超过燃料电池202的输出功率时，由商用电力214补充电力的不足。
另一方面，如第5时间带301e中所示，在功率负载213的消耗功率低于运行停止功率阈值W4b(的频度)在规定的时间T4b内大于规定的频度F4bn的情况由负载功率检测单元205检测出的情况下，由运行停止判定单元209停止燃料电池202的发电运行。这时，也同时停止燃料处理器201的运行。更具体地说明，在例如F4bn＝70％的情况下，即使是在第5时间带301e中像功率消耗341g那样发生瞬间的超过运行停止功率阈值W4b的功率消耗，在负载功率检测单元205检测出低于运行停止功率阈值W4b在规定的时间T4b内为70％以上的情况下(即规定时间T4b内的功率消耗341g的频度不满30％的情况下)，停止燃料电池202的发电运行。还有，对这时的功率负载213的电力供给通过商用电力214供给。
这样，在本实施形态中，在功率负载213的消耗功率从第2时间带301b等那样多的状态转移到第3时间带301c等那样少的状态时，在运行停止功率阈值W4b以下的消耗功率在规定的时间T4b内的发生频度不到规定的频度F4b时，不停止燃料电池202的发电运行。另一方面，在功率负载213的消耗功率从第4时间带301d等那样多的状态转移到第5时间带301e等那样少的状态时，运行停止功率阈值W4b以下的消耗功率在规定的时间T4b内发生的频度在规定的频度F4bn以上时，停止燃料电池202的发电运行。
即使是形成这样的结构，由于能够防止燃料电池202的发电运行的不必要的停止，因此可以取得与第1实施形态的情况相同的效果。
还有，在本实施形态中，规定的频度F4bd与规定的频度F4bn也可以由燃料电池发电系统200的使用者(或运行者、管理者)独自设定，也可以通过学习单元215存储和学习单位为1周(或1个月、季节)的功率负载213的消耗功率模式，设定于频度设定单元212中。还有，该实施形态的其他特点与实施形态1的情况相同。
以上对在本发明的第1～第4实施形态中，根据负载功率检测单元检测出的功率负载的消耗功率对使燃料电池的发电运行停止的实施形态进行了说明。在这里，关于燃料电池的发电运行的停止判定，对根据燃料电池发电系统的使用状况分别单独改变功率阈值条件、时间条件、频度条件的形态进行详细说明。但是，在燃料电池发电运行的停止判定中，即使是根据燃料电池发电系统的使用状况，同时变更功率阈值条件、时间条件、频度条件中的2个以上的条件，也可以减少不必要地使运行停止的次数，减少燃料电池启动造成的浪费能量的次数，继续继续良好的运行。其理由是，由于根据燃料电池发电系统的使用状况同时变更为使燃料电池的发电运行停止所使用的功率阈值条件、时间条件、频度条件中的2个以上的条件，使燃料电池的发电运行停止用的条件相辅相成地受到限制，其结果是，能够使不必要地停止燃料电池的发电运行的次数大幅度减少。
还有，具有本发明燃料电池发电系统具有的控制部并不限于由CPU等单纯的运算器构成的形态，也可以是含有固件或OS，还含有其他外围设备的形态。又，本发明的结构，可以作为软件实现，也可以作为硬件实现。
又，在本发明第1～第4实施形态中，发电装置以燃料电池发电系统为例进行说明。但是，本发明也可以应用于相对于发动机发电系统等燃料电池发电系统以外的任何发电装置，能够取得与本发明的实施形态的情况相同的效果。
如上所述，采用本发明的燃料电池发电系统及其运行方法，根据人的活动周期变更发电单元的运行停止判断的条件，以防止不必要地停止发电运行，借助于此，能够提供可以可抑制无效的能量消耗的能量利用效率高的发电装置及运行方法。
从上述说明中，本行业的普通技术人员可以明白本发明的许多改良和其他的实施形态。因而，上述说明只能够解释为例子，是为了向本行业的普通技术人员示范本发明的最佳形态的实施而提供的。在不超出本发明的精神的条件下，本发明可以对其结构及/或功能的细节实施实质性的变更。
工业应用性
本发明的发电装置及其运行方法，根据人的活动周期变更发电单元的运行停止判断条件，以此防止不必要地停止发电运行的情况的发生，作为能够借助于此抑制无效的能量消耗的能量利用效率高的发电装置及运行方法是极其有用的。

Claims (16)

1.一种发电装置，具备进行发电的发电部、检测由含有该发电部的电源对负载提供的负载功率的负载功率检测单元、根据该负载功率检测单元检测的所述负载功率与停止条件停止所述发电部的发电运行的运行停止判定单元、以及设定该所述停止条件用的停止条件设定单元；其特征在于，
所述停止条件设定单元设定在多个时间带不同的停止条件；
所述运行停止判定单元根据所述停止条件设定单元设定的所述不同的停止条件与所述负载功率检测单元检测出的所述负载功率停止所述发电部的发电运行。
2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述时间带为将至少包括2点钟的时间带与至少包括14点钟的时间带的1天分割为二形成的2个时间带。
3.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述时间带为将至少包括2点钟的时间带、至少包括10点钟的时间带、以及至少包括18点钟的时间带的1天分割为三形成的3个时间带。
4.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述时间带为将至少包括2点钟的时间带、至少包括8点钟的时间带、至少包括14点钟的时间带、以及包括20点钟的时间带的1天分割为四形成的4个时间带。
5.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，预先设定所述时间带以及所述停止条件。
6.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，至少还具备输入所述时间带以及所述停止条件用的输入单元，所述停止条件设定单元设定所述输入的所述时间带以及所述停止条件。
7.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，还具备根据利用所述负载功率检测单元检测出的所述负载功率的数据的累计至少学习所述时间带以及所述停止条件的学习单元，所述停止条件设定单元设定利用所述学习得到的所述时间带以及所述停止条件。
8.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述停止条件至少还含有功率条件、时间条件以及频度条件中的1个条件，而且所述含有的条件内的至少1个条件对于多个时间带有不同的设定。
9.根据权利要求8所述的发电装置，其特征在于，所述功率条件包含瞬时功率阈值或累计功率阈值。
10.根据权利要求9所述的发电装置，其特征在于，所述瞬时功率阈值或所述累计功率阈值根据所述时间带的所述负载功率的平均值设定。
11.根据权利要求8所述的发电装置，其特征在于，所述时间条件是所述负载功率满足所述功率条件的时间。
12.根据权利要求11所述的发电装置，其特征在于，所述时间根据所述时间带的所述负载功率的平均值设定。
13.根据权利要求8所述的发电装置，其特征在于，所述频度条件为所述负载功率满足所述功率条件的频度。
14.根据权利要求13所述的发电装置，其特征在于，所述频度根据所述时间带的所述负载功率的平均值设定。
15.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电部是使用富含氢的燃料气体与富含氧的氧化剂气体进行发电的燃料电池，还具备利用碳氢化合物原料与水的水蒸汽重整反应生成所述燃料气体的燃料处理器与提供作为所述氧化剂气体的空气的空气鼓风机。
16.一种发电装置的运行方法，具备进行发电的发电部、以及检测由包含该发电部的电源对负载提供的负载功率的负载功率检测单元；其特征在于，
设定对多个时间带不同的停止条件；
根据所述不同的停止条件与所述负载功率检测单元检测出的所述负载功率停止所述发电部的发电运行。
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