JP2003229154A - Surplus power control system and control method, and power supply system - Google Patents

Surplus power control system and control method, and power supply system

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JP2003229154A
JP2003229154A JP2002026107A JP2002026107A JP2003229154A JP 2003229154 A JP2003229154 A JP 2003229154A JP 2002026107 A JP2002026107 A JP 2002026107A JP 2002026107 A JP2002026107 A JP 2002026107A JP 2003229154 A JP2003229154 A JP 2003229154A
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JP
Japan
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power
load
fuel cell
electric power
hot water
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Application number
JP2002026107A
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Japanese (ja)
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Naohiko Ishibashi
直彦 石橋
Satoshi Matsuda
聡 松田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To absorb the surplus power without lowering the efficiency of the system even if surplus power is generated due to the transient response of the fuel cell by the fluctuations of the AC load, in the power supply system having a fuel cell for supplying power to the AC load. <P>SOLUTION: A surplus power control system which comprises a power consumption equipment 5 and an equipment control device 10 is used. The power consumption equipment 5 is operated using the surplus power as a power excluding the load power used for the load 8 out of the fuel cell power that is generated by the fuel cell 2 for supply to the load 8. The equipment control device 10 controls the fuel supplied to the fuel cell 2 so as to increase the fuel cell power when the state of the power consumption equipment 5 satisfies a first condition established beforehand and, when the state of the power consumption equipment 5 satisfies a second condition established beforehand, controls the fuel cell power so as to supply a ratio established beforehand to the power consumption equipment 5 out of the fuel cell power. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池用の余剰
電力制御システム、余剰電力制御方法及びそれらを適用
した電力供給システムに関し、特に、燃料電池で発電さ
れた電力の余剰分の制御を行なう余剰電力制御システ
ム、余剰電力制御方法及びそれらを適用した電力供給シ
ステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surplus power control system for a fuel cell, a surplus power control method and a power supply system to which the surplus power control method is applied, and more particularly to controlling surplus power generated by a fuel cell. The present invention relates to a surplus power control system, a surplus power control method, and a power supply system to which they are applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、有害物質の排出が少ないな
どの環境負荷の低減効果、コジェネレーションによる高
いエネルギー効率等の点で注目されている。燃料電池の
利用形態としては、インバータを介して燃料電池を系統
電源と並列に交流負荷に接続した電力供給システムが知
られている。その際、燃料電池用の燃料として、有機炭
化水素系の材料(例示:天然ガス、プロパンガス、メタ
ノール)を改質した、水素リッチな改質ガスが知られて
いる。その電力供給システムは、各種施設や一般家庭な
どへの導入が考えられる。
2. Description of the Related Art Fuel cells have been drawing attention for their effects of reducing environmental load such as low emission of harmful substances and high energy efficiency due to cogeneration. As a utilization form of the fuel cell, a power supply system is known in which the fuel cell is connected to an AC load in parallel with a system power source via an inverter. At that time, a hydrogen-rich reformed gas obtained by reforming an organic hydrocarbon-based material (eg, natural gas, propane gas, methanol) is known as a fuel for a fuel cell. The power supply system can be introduced to various facilities and homes.

【0003】図2に電力供給システムにおいて供給され
る燃料電池の電力と消費される交流負荷の電力の時間変
化のグラフについて示す。縦軸は電力、横軸は、時間を
示す。曲線:交流負荷電力は、交流負荷の使用する電力
(消費電力)の時間変化を概念的に示している。また、
曲線:燃料電池電力は、交流負荷の変化に対応して燃料
電池の発電する電力の時間変化を示している。交流負荷
電力が急激に減少した場合、燃料電池電力の減少が間に
合わず、電力の余剰分(Aで示される領域)が発生す
る。逆に、交流負荷電力が急激に増加した場合、燃料電
池電力の増加が間に合わず、電力の不足分(Bで示され
る領域)が発生する。Bの領域では、不足電力は、系統
電源から交流負荷へ供給する。Aの領域では、余剰電力
は、二次電池に貯えられるか逆潮流により系統に戻され
る。二次電池の電力は、電力の不足が生じた場合(Bの
領域など)に利用される場合もある。
FIG. 2 shows a graph of the time change of the electric power of the fuel cell supplied in the electric power supply system and the electric power of the consumed AC load. The vertical axis represents electric power and the horizontal axis represents time. Curve: AC load power conceptually shows the time change of the power (power consumption) used by the AC load. Also,
Curve: Fuel cell electric power shows the time change of the electric power generated by the fuel cell in response to the change of the AC load. When the AC load power sharply decreases, the fuel cell power does not decrease in time, and a surplus of power (area indicated by A) is generated. On the contrary, when the AC load power sharply increases, the fuel cell power does not increase in time, and a power shortage (region indicated by B) occurs. In the area B, the power shortage is supplied from the system power supply to the AC load. In the area A, the surplus power is either stored in the secondary battery or returned to the grid by reverse flow. The power of the secondary battery may be used when a power shortage occurs (region B, etc.).

【0004】従来技術の燃料電池及び二次電池を用いた
電力供給システムについて詳細に説明する。図4は、従
来の燃料電池を用いた電力供給システムの構成を示す図
である。電力供給システムは、改質器101、燃料電池
(FC)102、パワーコンディショナ103、改質器
ロード量制御部104、流量制御弁107、コンバータ
電流指令演算部106、負荷電力計算部110、充電器
114及び二次電池120を具備する。パワーコンディ
ショナ103は、DC/DCコンバータ111、DC/
ACインバータ112、コンバータ入力電流制御部11
3、電流計116を備える。
A power supply system using a conventional fuel cell and secondary battery will be described in detail. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a power supply system using a conventional fuel cell. The power supply system includes a reformer 101, a fuel cell (FC) 102, a power conditioner 103, a reformer load amount control unit 104, a flow rate control valve 107, a converter current command calculation unit 106, a load power calculation unit 110, and charging. The container 114 and the secondary battery 120 are provided. The power conditioner 103 includes a DC / DC converter 111 and a DC / DC converter 111.
AC inverter 112, converter input current controller 11
3. An ammeter 116 is provided.

【0005】電力供給システムは、系統電源109と共
に、構内負荷108に並列に接続されている。そして、
構内負荷108に電力を供給する。構内負荷108に電
力を供給するラインには、電圧計118及び電流計11
9が設置されている。
The power supply system is connected in parallel with the local load 108 together with the system power supply 109. And
Power is supplied to the premises load 108. A voltmeter 118 and an ammeter 11 are connected to the line that supplies power to the premises load 108.
9 are installed.

【0006】以下、各構成について説明する。流量制御
弁107は、改質器ロード量制御部104(後述)から
の改質器ロード信号Rload(0−100%)に基づ
いて、弁の開度により改質器101(後述)に供給する
燃料Fの供給量を制御する。ここで、燃料Fは、有
機炭化水素系の燃料ガスと水蒸気とを混合したガスであ
る。
The respective components will be described below. The flow rate control valve 107 supplies the reformer load signal R load (0-100%) from the reformer load amount control unit 104 (described later) to the reformer 101 (described later) according to the opening degree of the valve. The amount of fuel F 1 supplied is controlled. Here, the fuel F 1 is a gas in which an organic hydrocarbon fuel gas and water vapor are mixed.

【0007】改質器101は、流量制御弁107から供
給される燃料Fを用いて、水蒸気改質反応を行ない、
所望の改質ガスF(水蒸気、水素を主成分とするガ
ス)を生成する。生成した改質ガスFは、燃料電池1
02(後述)へ供給される。
The reformer 101 uses the fuel F 1 supplied from the flow control valve 107 to carry out a steam reforming reaction,
A desired reformed gas F 2 (steam, gas containing hydrogen as a main component) is generated. The generated reformed gas F 2 is used in the fuel cell 1
02 (described later).

【0008】燃料電池(FC)102は、供給された改
質ガスFと、酸素を含むガス(空気など)とを用い
て、電気化学反応(電池反応)により発電を行なう。発
電された電力PFC(以下「FC出力電力」、その電圧
を「FC出力電圧VFC」、その電流を「FC出力電流
FC」とする)は、直流電力である。FC出力電力P
FCは、パワーコンディショナ103へ出力される。
The fuel cell (FC) 102 is supplied with
Quality gas FTwoAnd a gas containing oxygen (such as air)
Then, electricity is generated by an electrochemical reaction (battery reaction). Departure
Electric power PFC(Hereinafter "FC output power", its voltage
"FC output voltage VFC, The current is "FC output current
IFC") Is DC power. FC output power P
FCIs output to the power conditioner 103.

【0009】パワーコンディショナ103について説明
する。DC/DCコンバータ111は、燃料電池2から
のFC出力電力PFC(直流電力)に基づいて、その電
圧を昇圧した直流電力PCON(以下「コンバータ出力
電力PCON」、その電圧を「コンバータ出力電圧V
CON」、その電流を「コンバータ出力電流ICON
とする)を、DC/ACインバータ112へ出力する。
The power conditioner 103 will be described. DC / DC converter 111 based on the FC output power P FC (DC power) from the fuel cell 2, the DC power P CON obtained by boosting the voltage (hereinafter "converter output power P CON", the voltage "converter output Voltage V
CON ", and its current is converted to" converter output current I CON "
Is output to the DC / AC inverter 112.

【0010】コンバータ入力電流制御部113におい
て、電流計116で計測されたFC出力電流IFCが、
FC出力電流指令IFC (コンバータ電流指令演算部
106(後述)より)になるようにFC出力電流IFC
を制御する。
In the converter input current control unit 113, the FC output current I FC measured by the ammeter 116 is
FC output current command I FC * (from converter current command calculation unit 106 (described later)) FC output current I FC
To control.

【0011】DC/ACインバータ112は、DC/D
Cコンバータ111の出力であるコンバータ出力電力P
CON(直流電力)の入力に基づいて、コンバータ出力
電力PCONを所望の周波数及び電圧の交流電力(以下
「インバータ出力電力PIN 」、その電圧を「インバ
ータ出力電圧VINV」、その電流を「インバータ出力
電流IINV」とする)へ変換し、構内負荷108へ出
力する。
The DC / AC inverter 112 is a DC / D
Converter output power P that is the output of the C converter 111
Based on the input of CON (DC power), the converter output power P CON is converted into AC power of a desired frequency and voltage (hereinafter, “inverter output power P IN V ”, its voltage is “inverter output voltage V INV ”, its current is "Inverter output current I INV ") and output to the local load 108.

【0012】二次電池120は、充電器114により所
定の電圧以上の電源で充電され、別の所定の電圧以下の
素子等に放電する。ここでは、設定値以上のコンバータ
出力電圧VCONの場合、二次電池120は、パワーコ
ンディショナ103から充電される。また、別の設定値
以下のコンバータ出力電圧VCONの場合、二次電池1
20は、パワーコンディショナ103へ放電する。
The secondary battery 120 is charged by a charger 114 with a power source having a predetermined voltage or higher, and is discharged to another element having a predetermined voltage or lower. Here, when the converter output voltage V CON is equal to or higher than the set value, the secondary battery 120 is charged by the power conditioner 103. When the converter output voltage V CON is less than another set value, the secondary battery 1
20 discharges to the power conditioner 103.

【0013】負荷電力計算部110は、系統電源109
及び電力供給システムから構内負荷108へ供給される
交流負荷電力PDMD(以下「交流負荷電力
DMD」、その電圧を「交流負荷電圧VDMD」、そ
の電流を「交流負荷電流IDMD」とする)を、電流計
119で計測される交流負荷電流IDMDと、電圧計1
18で計測される交流負荷電圧VDMDとに基づいて算
出する。
The load power calculation unit 110 includes a system power supply 109.
And AC load power P DMD supplied from the power supply system to the premises load 108 (hereinafter, “AC load power P DMD ”, its voltage is “AC load voltage V DMD ”, and its current is “AC load current I DMD ”). ) Is the AC load current I DMD measured by the ammeter 119 and the voltmeter 1
It is calculated based on the AC load voltage V DMD measured at 18.

【0014】改質器ロード量制御部104は、負荷電力
計算部110からの交流負荷電力P DMDに基づいて、
改質器101の運転条件(ロード量:改質器101に供
給する(改質させる)燃料Fの流量)を算出する。そ
して、その流量F11に基づいて、流量制御弁107
が、その流量F11を流せるように、改質器ロード信号
loadを算出する。改質器ロード信号R
loadは、流量制御弁107及びFC出力電流指令演
算部116へ出力する。
The reformer load amount control unit 104 controls the load power.
AC load power P from the calculation unit 110 DMDOn the basis of,
Operating conditions of the reformer 101 (load amount: provided to the reformer 101
Fuel F to be supplied (reformed)1Flow rate). So
And its flow rate F11Based on the flow rate control valve 107
But its flow rate F11The reformer load signal
RloadTo calculate. Reformer load signal R
loadIs the flow control valve 107 and FC output current command
Output to the calculation unit 116.

【0015】コンバータ電流指令演算部106は、改質
器ロード信号Rloadの入力に基づいて、FC出力電
流IFCの目標値としてのFC電流目標値を計算し、F
C出力電流指令IFC としてパワーコンディショナ1
03へ出力する。
The converter current command calculation unit 106 calculates the FC current target value as the target value of the FC output current I FC based on the input of the reformer load signal R load , and F
Power conditioner 1 as C output current command I FC *
Output to 03.

【0016】次に、従来技術の燃料電池を用いた電力供
給システムの動作について説明する。改質器101に用
いられる燃料Fは、改質器ロード信号Rloadによ
り流量制御弁107で流量F11を制御され、改質器1
01に供給される。そして、燃料Fは、水蒸気改質反
応により改質ガスFとなる。その流量は、F21であ
る。燃料電池102は、供給された改質ガスFと空気
を用い、電気化学反応(電池反応)により発電を行な
う。発電されたFC出力電力PFCは、パワーコンディ
ショナ103へ出力される。
Next, the operation of the power supply system using the conventional fuel cell will be described. The flow rate F 11 of the fuel F 1 used in the reformer 101 is controlled by the flow rate control valve 107 by the reformer load signal R load.
01 is supplied. Then, the fuel F 1 becomes the reformed gas F 2 by the steam reforming reaction. Its flow rate is F 21 . The fuel cell 102 uses the supplied reformed gas F 2 and air to generate electricity by an electrochemical reaction (cell reaction). The generated FC output power P FC is output to the power conditioner 103.

【0017】パワーコンディショナ103は、FC出力
電力PFCを、所望の電圧、周波数を有するインバータ
出力電力PINVに変換し、構内負荷108へ出力す
る。その際、コンバータ入力電流制御部113により、
FC出力電流IFCを制御する。負荷電力計算部110
は、系統電源109及び電力供給システムから構内負荷
108へ供給される交流負荷電力PDMDを算出する。
この値に基づいて、燃料電池2の発電する電力量が制御
される。交流負荷電力PDMDは、改質器ロード量制御
部104へ出力される。
The power conditioner 103 converts the FC output power P FC into inverter output power P INV having a desired voltage and frequency and outputs it to the local load 108. At that time, by the converter input current control unit 113,
It controls the FC output current I FC . Load power calculation unit 110
Calculates the AC load power P DMD supplied from the system power supply 109 and the power supply system to the local load 108.
The amount of electric power generated by the fuel cell 2 is controlled based on this value. The AC load power P DMD is output to the reformer load amount control unit 104.

【0018】改質器ロード量制御部104の負荷計算部
131は、交流負荷電力PDMDに基づいて、その交流
負荷電力PDMDを出力するために必要な、改質器10
1に必要な燃料Fの流量F11を求める。そして、F
11に対応する流量制御弁107の弁の開度を示す信号
を改質器ロード信号Rloadとして、流量制御弁10
7及びコンバータ電流指令演算部106へ出力する。
The load calculation unit 131 of the reformer loading amount control unit 104, based on the AC load power P DMD, necessary to output the AC load power P DMD, reformer 10
The flow rate F 11 of the fuel F 1 required for 1 is obtained. And F
The signal indicating the valve opening of the flow control valve 107 corresponding to 11 is used as the reformer load signal R load , and the flow control valve 10
7 and the converter current command calculation unit 106.

【0019】コンバータ電流指令演算部106は、改質
器ロード信号Rloadの入力に基づいて、FC出力電
流IFCの目標値としてFC出力電流指令IFC をパ
ワーコンディショナ103へ出力する。流量制御弁10
7は、改質器ロード量制御部105からの改質器ロード
信号R loadに基づいて、弁の開度により改質器10
1に供給する燃料Fの供給量F11を制御する。
The converter current command calculation unit 106 includes a reformer
Load signal RloadBased on the input of
Flow IFCFC output current command I as the target value ofFC *The
Output to the word conditioner 103. Flow control valve 10
7 is the reformer load from the reformer load amount control unit 105
Signal R loadBased on the valve opening degree, the reformer 10
Fuel F to supply 11Supply F11To control.

【0020】上記動作において、図2に示すt1〜t3
の時間の状況を考える。この場合、交流負荷電力P
DMDが急減したため、電力供給システムの応答が間に
合わず、A領域で示される電力が余剰になる。その場
合、コンバータ出力電圧VCONの値が設定値以上にな
るので、このときの余剰電力分は二次電池120に充電
される。
In the above operation, t1 to t3 shown in FIG.
Think about the time situation. In this case, the AC load power P
Since the DMD has decreased sharply, the response of the power supply system is not in time and the power shown in the area A becomes excessive. In that case, the value of the converter output voltage V CON becomes equal to or higher than the set value, so that the surplus electric power at this time is charged in the secondary battery 120.

【0021】また、上記動作において、図2に示すt3
以降の時間の状況を考える。この場合、交流負荷電力P
DMDが急増したため、電力供給システムの応答が間に
合わず、B領域で示される電力が不足になる。このとき
二次電池120からコンバータへ電力が供給されると同
時に、系統電源109から供給される。
In the above operation, t3 shown in FIG.
Consider the situation at a later time. In this case, the AC load power P
Due to the rapid increase in DMD, the response of the power supply system is not in time, and the power shown in the B area becomes insufficient. At this time, power is supplied from the secondary battery 120 to the converter, and at the same time, power is supplied from the system power supply 109.

【0022】このように、図4に示す従来技術では、二
次電池120を設置することにより、電力供給システム
の反応の遅れ(燃料電池における改質器の応答性によ
る)に伴う余剰電力を適切に蓄電し、有効に利用するこ
とが出来る。
As described above, in the prior art shown in FIG. 4, by installing the secondary battery 120, the surplus power due to the delay in the reaction of the power supply system (due to the responsiveness of the reformer in the fuel cell) is appropriately set. It can be stored in and used effectively.

【0023】しかし、二次電池120を用いる場合、そ
の二次電池容量としては、最大の改質器ロード量で改質
器101を運転したときに燃料電池102が発電する最
大FC出力電力PFCmaxを出力している状態から、
最小の改質器ロード量で改質器101を運転したときに
燃料電池102が発電する最小FC出力電力PFCm
inを出力している状態へ、改質器101の応答の遅れ
時間掛けて移行する際に出力される電力量を吸収させる
だけの容量が必要である。すなわち、大容量の二次電池
120が必要であり、設置場所を確保する必要がある
他、設備コストがかかる。また、二次電池120での充
放電では、二次電池120の内部抵抗損などにより、電
力の一部が消失する。すなわち、電力供給システムの効
率が低下する可能性がある。加えて、二次電池120
は、様々な要因で劣化が起きる。従って、定期的に点検
及び交換を行なう必要があり、メンテナンスコストが必
要となる。
However, when the secondary battery 120 is used, the secondary battery capacity is the maximum FC output power P FCmax generated by the fuel cell 102 when the reformer 101 is operated with the maximum reformer load amount. From the state that is outputting
The minimum FC output power P FCm generated by the fuel cell 102 when the reformer 101 is operated with the minimum reformer load amount.
It is necessary to have a capacity enough to absorb the amount of electric power output when the state of outputting in is shifted by the delay time of the response of the reformer 101. That is, a large-capacity secondary battery 120 is required, an installation place must be secured, and equipment costs are required. Further, during charging / discharging of the secondary battery 120, part of the electric power is lost due to internal resistance loss of the secondary battery 120 or the like. That is, the efficiency of the power supply system may decrease. In addition, the secondary battery 120
Deteriorates due to various factors. Therefore, it is necessary to regularly inspect and replace, and maintenance costs are required.

【0024】燃料電池を有する電力供給システムにおい
て、システム効率を低下させることなく余剰電力を吸収
させることが可能なシステムが求められている。二次電
池を接続する場合でも、その容量を押さえることができ
る余剰電力を吸収するシステムが求められている。劣化
が少なく、交換が不要な余剰電力を吸収するシステムが
求められている。低コストで実現可能な余剰電力を吸収
するシステムが求められている。
In a power supply system having a fuel cell, there is a demand for a system capable of absorbing excess power without lowering system efficiency. Even when a secondary battery is connected, there is a demand for a system capable of suppressing the capacity and absorbing excess power. There is a need for a system that absorbs excess power that does not deteriorate and does not need replacement. There is a need for a system that absorbs excess power that can be realized at low cost.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、燃料電池を有する電力供給システムのシステム効率
を低下させることなく、余剰電力を吸収させることが可
能な余剰電力制御システム、余剰電力制御方法及び電力
供給システムを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a surplus power control system and surplus power control capable of absorbing surplus power without lowering the system efficiency of a power supply system having a fuel cell. A method and a power supply system.

【0026】また、本発明の他の目的は、燃料電池を有
する電力供給システムの二次電池の容量を出来るだけ抑
えることが可能な余剰電力制御システム、余剰電力制御
方法及び電力供給システムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a surplus power control system, a surplus power control method and a power supply system capable of suppressing the capacity of a secondary battery of a power supply system having a fuel cell as much as possible. That is.

【0027】本発明の別の目的は、燃料電池を有する電
力供給システムの機器の劣化が少なく、交換が不要な余
剰電力制御システム、余剰電力制御方法及び電力供給シ
ステムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a surplus power control system, a surplus power control method and a power supply system in which the equipment of the power supply system having a fuel cell is less deteriorated and does not need to be replaced.

【0028】本発明の別の目的は、低コストで実現可能
な燃料電池を有する余剰電力制御システム、余剰電力制
御方法及び電力供給システムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a surplus power control system, a surplus power control method and a power supply system having a fuel cell which can be realized at low cost.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】以下に、[発明の実施の
形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決す
るための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特
許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]との対応
関係を明らかにするために付加されたものである。ただ
し、それらの番号・符号を、[特許請求の範囲]に記載
されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならな
い。
[Means for Solving the Problems] Means for solving the problems will be described below by using the numbers and symbols used in the embodiments of the present invention. These numbers and signs are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the [Embodiment of the Invention]. However, those numbers and signs should not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].

【0030】従って、上記課題を解決するために、本発
明の余剰電力制御システムは、電力消費設備(5)と、
設備制御装置(10)とを具備する。電力消費設備
(5)は、負荷(8)に供給される燃料電池(2)が発
電する電力としての燃料電池電力の内、負荷(8)の使
用する電力としての負荷電力を除いた電力としての余剰
電力を用いて運転される。設備制御装置(10)は、電
力消費設備(5)の状態が予め設定された第1条件を満
たす場合、その燃料電池電力を増加するように燃料電池
(2)へ供給される燃料を制御する。
Therefore, in order to solve the above problems, the surplus power control system of the present invention comprises a power consumption facility (5),
An equipment control device (10) is provided. The power consuming facility (5) is the power of the fuel cell (2) supplied to the load (8) generated by the fuel cell (2) excluding the load power used by the load (8). It is operated using the surplus power of. The equipment control device (10) controls the fuel supplied to the fuel cell (2) so as to increase the fuel cell power when the state of the power consumption equipment (5) satisfies the preset first condition. .

【0031】また、本発明の余剰電力制御システムは、
設備制御装置(10)が、更に、電力消費設備(5)の
状態が予め設定された第2条件を満たす場合、その燃料
電池電力の内、予め設定された割合を電力消費設備
(5)へ供給するようにその燃料電池電力を制御する。
The surplus power control system of the present invention is
When the state of the power consumption facility (5) further satisfies the preset second condition, the facility control device (10) transfers a preset ratio of the fuel cell power to the power consumption facility (5). Control the fuel cell power to supply.

【0032】また、本発明の余剰電力制御システムは、
電力消費設備(5)が、その余剰電力を用いて、水を加
熱する加熱器(31)と、その加熱された水を貯蔵可能
な貯湯槽(32)と、貯湯槽(32)内のその加熱され
た水の水位としての貯湯水位を計測可能なセンサ(3
3)とを具備する。
The surplus power control system of the present invention is
The electric power consumption facility (5) uses the surplus power to heat water, a heater (31), a hot water storage tank (32) capable of storing the heated water, and a hot water storage tank (32) inside the hot water storage tank (32). Sensor that can measure the hot water level as the water level of heated water (3
3) and are provided.

【0033】更に、本発明の余剰電力制御システムにお
いて、その第1条件は、その貯湯水位が、予め設定され
た第1基準水位以下になることであり、設備制御装置
(10)は、センサ(33)の出力に基づいて、その第
1条件が満たされたかどうかを判断する。
Further, in the surplus power control system according to the present invention, the first condition is that the hot water level of the hot water is equal to or lower than the preset first reference water level, and the equipment control device (10) uses the sensor ( Based on the output of 33), it is determined whether the first condition is satisfied.

【0034】更に、本発明の余剰電力制御システムにお
いて、その第2条件は、その貯湯水位が、予め設定され
た第2基準水位以下になることであり、設備制御装置
(10)は、センサ(33)の出力に基づいて、その第
2条件が満たされたかどうかを判断する。
Further, in the surplus power control system of the present invention, the second condition is that the hot water level of the hot water is equal to or lower than the preset second reference water level, and the equipment control device (10) uses the sensor ( Based on the output of 33), it is determined whether the second condition is satisfied.

【0035】上記課題を解決するために、本発明の電力
供給システムは、燃料供給装置(7)と、燃料電池
(2)と、電力変換器(3)と、余剰電力制御システム
(5、10)と、制御部(4)とを具備する。燃料供給
装置(7)は、その燃料の燃料電池(2)への供給を制
御する。燃料電池(2)は、その燃料と酸素を含むガス
とを用いてその燃料電池電力を発生する。電力変換器
(3)は、その燃料電池電力を負荷(8)に供給可能な
ように変換し、その負荷電力として負荷(8)へ出力す
る。余剰電力制御システム(5、10)は、上記各項の
いずれか一項に記載されている。制御部(4)は、その
負荷電力に基づいて、燃料電池(2)に供給する燃料の
供給量としての燃料供給量を算出し、その燃料供給量に
基づいて、燃料供給装置(7)を制御する制御信号を出
力する。ここで、電力変換器(3)は、その余剰電力を
電力消費設備(5)へ出力する。設備制御装置(10)
は、電力消費設備(5)の状態に基づいて、その制御信
号の変更を行ない、その燃料を制御する。
In order to solve the above-mentioned problems, a power supply system of the present invention comprises a fuel supply device (7), a fuel cell (2), a power converter (3), and a surplus power control system (5, 10). ) And a control unit (4). The fuel supply device (7) controls the supply of the fuel to the fuel cell (2). The fuel cell (2) uses its fuel and gas containing oxygen to generate its fuel cell power. The power converter (3) converts the fuel cell power so that it can be supplied to the load (8) and outputs it as the load power to the load (8). The surplus power control system (5, 10) is described in any one of the above items. The control unit (4) calculates a fuel supply amount as a supply amount of fuel to be supplied to the fuel cell (2) based on the load power, and controls the fuel supply device (7) based on the fuel supply amount. Outputs a control signal for controlling. Here, the power converter (3) outputs the surplus power to the power consumption facility (5). Equipment control device (10)
Controls the fuel by changing its control signal based on the state of the power consuming facility (5).

【0036】また、本発明の電力供給システムは、その
水が、燃料電池(2)から独立して用いられる。
In the power supply system of the present invention, the water is used independently of the fuel cell (2).

【0037】上記課題を解決するための、本発明の余剰
電力制御方法は、負荷(8)に供給される燃料電池
(2)が発電する電力としての燃料電池電力の内、負荷
(8)の使用する電力としての負荷電力を除いた電力と
しての余剰電力を用いて、水を加熱するステップと、そ
の加熱された水を貯蔵可能な貯湯槽(32)へ貯蔵する
ステップと、その加熱された水の貯湯槽(32)におけ
る水位が、予め設定された第1基準水位以下になった場
合、その余剰電力を増加するステップとを具備する。
The surplus power control method of the present invention for solving the above-mentioned problem is the load (8) of the fuel cell power as the power generated by the fuel cell (2) supplied to the load (8). Using the surplus power as the power excluding the load power as the power to be used, the step of heating the water, the step of storing the heated water in the storable hot water storage tank (32), and the heated When the water level in the hot water storage tank (32) becomes equal to or lower than the preset first reference water level, the step of increasing the surplus power is provided.

【0038】また、本発明の余剰電力制御方法は、負荷
(8)に供給される燃料電池(2)が発電する電力とし
ての燃料電池電力の内、負荷(8)の使用する電力とし
ての負荷電力を除いた電力としての余剰電力を用いて、
水を加熱するステップと、その加熱された水を貯蔵可能
な貯湯槽(32)へ貯蔵するステップと、その加熱され
た水の貯湯槽(32)における水位が、予め設定された
第2基準水位以下になった場合、その燃料電池電力の全
てをその余剰電力にするステップとを具備する。
In the surplus power control method of the present invention, the load as the power used by the load (8) among the fuel cell power as the power generated by the fuel cell (2) supplied to the load (8) is used. Using surplus power as power excluding power,
The step of heating water, the step of storing the heated water in a hot water storage tank (32) capable of storing the water, and the water level in the hot water storage tank (32) of the heated water are preset second reference water levels. And if all of the fuel cell electric power is used as the surplus electric power,

【0039】上記課題を解決するための、本発明に関す
るプログラムは、負荷(8)に供給される燃料電池
(2)が発電する電力としての燃料電池電力の内、負荷
(8)の使用する電力としての負荷電力を除いた電力と
しての余剰電力を、水を加熱して貯湯槽(32)で貯蔵
する電力消費設備(5)へ供給するステップと、その加
熱された水の貯湯槽(32)における水位が、予め設定
された第1基準水位以下になった場合、その燃料電池電
力を増加するステップとを具備する方法をコンピュータ
に実行させる。
A program relating to the present invention for solving the above-mentioned problem is to use the electric power used by the load (8) among the electric power of the fuel cell as the electric power generated by the fuel cell (2) supplied to the load (8). And supplying the surplus power as power excluding the load power to the power consumption facility (5) for heating water and storing it in the hot water storage tank (32), and the heated water hot water storage tank (32) Increasing the fuel cell power to the computer when the water level at the water level becomes equal to or lower than the preset first reference water level.

【0040】また、本発明に関するプログラムは、負荷
(8)に供給される燃料電池(2)が発電する電力とし
ての燃料電池電力の内、負荷(8)の使用する電力とし
ての負荷電力を除いた電力としての余剰電力を、水を加
熱して貯湯槽(32)で貯蔵する電力消費設備(5)へ
供給するステップと、その加熱された水の貯湯槽(3
2)における水位が、予め設定された第2基準水位以下
になった場合、その燃料電池電力の全てを電力消費設備
(5)へ供給するステップとを具備する方法をコンピュ
ータに実行させる。
Further, the program according to the present invention excludes the load power as the power used by the load (8) from the fuel cell power as the power generated by the fuel cell (2) supplied to the load (8). And a step of supplying surplus power as electric power to the power consumption facility (5) for heating water and storing it in the hot water storage tank (32), and the heated water hot water storage tank (3).
When the water level in 2) becomes equal to or lower than the preset second reference water level, the step of supplying all of the fuel cell power to the power consuming facility (5) is executed by the computer.

【0041】上記燃料供給量制御方法及びコンピュータ
のプログラムは、矛盾の発生しない範囲でステップ間の
順序を変更することが可能である。
The fuel supply amount control method and the computer program can change the order of steps within a range in which no contradiction occurs.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】以下、本発明である余剰電力制御
システム、余剰電力制御方法及び電力供給システム実施
の形態に関して、添付図面を参照して説明する。図1
は、本発明である余剰電力制御システムを適用した電力
供給システムの実施の形態における構成を示す図であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a surplus power control system, a surplus power control method, and a power supply system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Figure 1
FIG. 1 is a diagram showing a configuration in an embodiment of a power supply system to which a surplus power control system according to the present invention is applied.

【0043】電力供給システムは、改質器1、燃料電池
(FC)2、パワーコンディショナ3、改質器ロード量
制御部4、貯湯システム5、コンバータ電流指令演算部
6、流量制御弁7、貯湯制御システム10及び負荷電力
計算部20、を具備する。パワーコンディショナ3は、
DC/DCコンバータ11、DC/ACインバータ1
2、コンバータ入力電流制御部13、ヒータ制御部1
4、ヒータスイッチ15、電流計16及び電圧計17を
備える。また、貯湯制御システム10は、出力変更部2
1及び貯湯レベル演算部22を具備する。そして、貯湯
システム5は、電気ヒータ31、貯湯槽32及び温度セ
ンサ33を具備する。
The power supply system includes a reformer 1, a fuel cell (FC) 2, a power conditioner 3, a reformer load amount control unit 4, a hot water storage system 5, a converter current command calculation unit 6, a flow control valve 7, A hot water storage control system 10 and a load power calculation unit 20 are provided. The power conditioner 3
DC / DC converter 11, DC / AC inverter 1
2, converter input current controller 13, heater controller 1
4, a heater switch 15, an ammeter 16 and a voltmeter 17 are provided. Further, the hot water storage control system 10 includes the output changing unit 2
1 and a hot water storage level calculation unit 22. The hot water storage system 5 includes an electric heater 31, a hot water storage tank 32, and a temperature sensor 33.

【0044】電力供給システムは、系統電源9と共に、
電力供給システムが設置される建造物の構内の負荷とし
ての構内負荷8に並列に接続されている。そして、構内
負荷8に電力を供給する。系統電源9のラインには、系
統電源9から供給される電力の大きさを算出する為に、
電圧計18及び電流計19が設置されている。
The power supply system, together with the system power supply 9,
The power supply system is connected in parallel to a premises load 8 as a premises load of a building in which the power supply system is installed. Then, power is supplied to the local load 8. In order to calculate the magnitude of the power supplied from the system power supply 9, the line of the system power supply 9
A voltmeter 18 and an ammeter 19 are installed.

【0045】本発明における余剰電力制御システム及び
電力供給システムでは、余剰電力を有効利用するための
施設として、貯湯システム5を有している。貯湯システ
ム5は、余剰電力を用いて水を加熱し、給湯システムや
冷暖房システム等へ供給する。すなわち、余剰電力の有
効利用を図ることが出来る。また、燃料電池2の出力が
小さい場合や、貯湯システム5の貯湯槽のレベルが低下
(お湯が不足)した場合には、余剰電力だけでなく、燃
料電池2の出力を積極的に水の加熱に用いる。そうする
ことにより、余剰電力を含む燃料電池2の電力を有効に
利用できるほか、貯湯システム5に安定的に電力を供給
することが可能となる。
In the surplus power control system and the power supply system according to the present invention, the hot water storage system 5 is provided as a facility for effectively utilizing the surplus power. The hot water storage system 5 heats water using surplus power and supplies the water to a hot water supply system, an air conditioning system, or the like. That is, it is possible to effectively use the surplus power. In addition, when the output of the fuel cell 2 is small or when the level of the hot water storage tank of the hot water storage system 5 is lowered (insufficient hot water), not only the surplus power but also the output of the fuel cell 2 is actively heated. Used for. By doing so, the electric power of the fuel cell 2 including the surplus electric power can be effectively used, and the electric power can be stably supplied to the hot water storage system 5.

【0046】以下、各構成について説明する。燃料供給
装置としての流量制御弁7は、貯湯制御システム10
(後述)からの改質器ロード信号Rload(例示:0
−100%を示す)に基づいて、弁の開度により改質器
1(後述)に供給する燃料Fの供給量を制御する。こ
こで、燃料Fは、有機炭化水素系の燃料ガスと水蒸気
とを混合したガスである。予め設定された水蒸気/炭素
比を有する。有機炭化水素系の燃料ガスは、天然ガス
(メタン)、プロパンガス、メタノールに例示される。
なお、燃料電池2に供給される酸化剤ガス(酸素を含む
ガス)の流量制御弁(図示せず)は、流量制御弁7に連
動して制御される。
Each structure will be described below. The flow rate control valve 7 as a fuel supply device is used for the hot water storage control system 10
Reformer load signal R load from (described below) (example: 0
-100%), the supply amount of the fuel F 1 supplied to the reformer 1 (described later) is controlled by the opening degree of the valve. Here, the fuel F 1 is a gas in which an organic hydrocarbon fuel gas and water vapor are mixed. It has a preset steam / carbon ratio. Examples of the organic hydrocarbon fuel gas include natural gas (methane), propane gas, and methanol.
A flow rate control valve (not shown) for the oxidant gas (gas containing oxygen) supplied to the fuel cell 2 is controlled in conjunction with the flow rate control valve 7.

【0047】ただし、燃料ガスと水蒸気とを別々に制御
しても良い。その場合には、燃料ガス用流量制御弁7’
と水蒸気用流量制御弁7’’とをそれぞれ用意する。そ
して、改質器ロード信号Rloadに基づいて、弁の開
度により改質器1に供給する燃料ガス及び水蒸気の供給
量を制御する。予め設定された水蒸気/炭素比になるよ
うに、予め各弁を調整し連動させる。改質器1に近い所
で水蒸気/炭素比を調整でき、より正確な制御が可能で
ある。
However, the fuel gas and the water vapor may be controlled separately. In that case, the fuel gas flow control valve 7 '
And a steam flow control valve 7 ″ are prepared respectively. Then, based on the reformer load signal R load , the supply amount of the fuel gas and the steam supplied to the reformer 1 is controlled by the opening degree of the valve. Each valve is adjusted in advance so that the water vapor / carbon ratio is preset. The steam / carbon ratio can be adjusted near the reformer 1, and more accurate control is possible.

【0048】改質器1は、流量制御弁7から供給される
燃料Fを用いて、水蒸気改質反応を行ない、所望の改
質ガスF(水蒸気、水素を主成分とするガス)を生成
する。改質ガスF中の水素量の制御は、運転圧力及び
温度、燃料Fの供給量、燃料Fの組成などを制御す
ることにより行なうことが可能である。本実施例では、
燃料Fの供給量で制御する。
The reformer 1 uses the fuel F 1 supplied from the flow rate control valve 7 to carry out a steam reforming reaction to generate a desired reformed gas F 2 (gas mainly composed of steam and hydrogen). To generate. Control of the hydrogen content in the reformed gas F 2 is able to perform operating pressure and temperature, the supply amount of the fuel F 1, by controlling the composition of the fuel F 1. In this embodiment,
It is controlled by the supply amount of the fuel F 1 .

【0049】また、改質器1に若干の酸素を導入して、
部分酸化反応により、水蒸気、水素を主成分とするガス
を得ることも可能である。生成した改質ガスFは、燃
料電池2(後述)へ供給される。この場合には、発熱反
応になるので、改質器1の加熱が不要となる。
Further, by introducing a little oxygen into the reformer 1,
It is also possible to obtain a gas containing steam and hydrogen as main components by the partial oxidation reaction. The generated reformed gas F 2 is supplied to the fuel cell 2 (described later). In this case, since an exothermic reaction occurs, it is not necessary to heat the reformer 1.

【0050】燃料電池(FC)2は、供給された改質ガ
スFをアノード側(図示せず)に供給し、酸素を含む
ガス(空気など)をカソード側(図示せず)に供給し、
電解質での電気化学反応(電池反応)により発電を行な
う。FC出力電力PFCは、直流電力である。燃料電池
は、固体高分子型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体電解
質型で例示される。FC出力電力PFCは、パワーコン
ディショナ3へ出力される。燃料電池2は、改質器1を
含んでいても良い。例えば内部改質型の燃料電池であ
る。
The fuel cell (FC) 2 supplies the supplied reformed gas F 2 to the anode side (not shown) and the gas containing oxygen (air etc.) to the cathode side (not shown). ,
Electricity is generated by an electrochemical reaction (battery reaction) with an electrolyte. FC output power P FC is DC power. The fuel cell is exemplified by a solid polymer type, a phosphoric acid type, a molten carbonate type, and a solid electrolyte type. The FC output power P FC is output to the power conditioner 3. The fuel cell 2 may include the reformer 1. For example, an internal reforming type fuel cell.

【0051】電力変換器としてのパワーコンディショナ
3は、FC出力電力PFCに基づいて、インバータ出力
電力PINVを出力する。以下に、その各部について説
明する。DC/DCコンバータ11は、燃料電池2から
のFC出力電力PFC(直流電力)の入力に基づいて、
コンバータ出力電力PCON(直流電力)を、DC/A
Cインバータ12へ出力する。ただし、コンバータ出力
電圧VCON(直流電圧)は、FC出力電圧VFC(直
流電圧)を昇圧している。また、コンバータ入力電流制
御部13より出力されたFC出力電流IFC(電流計1
6より)とFC出力電流指令IFC (コンバータ電流
指令演算部6より)との差に基づいて、DC/DCコン
バータ11は、その差を無くすように、FC出力電流I
FCを制御する。
The power conditioner 3 as a power converter outputs the inverter output power P INV based on the FC output power P FC . The respective parts will be described below. The DC / DC converter 11 is based on the input of FC output power P FC (DC power) from the fuel cell 2.
Convert converter output power P CON (DC power) to DC / A
Output to the C inverter 12. However, the converter output voltage V CON (DC voltage) boosts the FC output voltage V FC (DC voltage). Further, the FC output current I FC output from the converter input current control unit 13 (ammeter 1
6) and the FC output current command I FC * (from the converter current command calculation unit 6), the DC / DC converter 11 sets the FC output current I FC so as to eliminate the difference.
Control FC .

【0052】DC/ACインバータ12は、DC/DC
コンバータ11の出力であるコンバータ出力電力P
CON(直流電力)の入力に基づいて、コンバータ出力
電力P ONを所望の周波数及び電圧のインバータ出力
電力PINVへ変換し、構内負荷8へ出力する。また、
貯湯制御システム10(後述)からのインバータ出力電
流IINVをゼロにする制御信号が入力された場合に
は、インバータ出力電流IINVをゼロにする。すなわ
ち、DC/ACインバータ12を停止し、構内負荷8へ
の電力供給を停止する。
The DC / AC inverter 12 is a DC / DC
Converter output power P, which is the output of the converter 11.
Based on input CON (DC power) into a converter output power P C ON to desired frequency and voltage of the inverter output power P INV, and outputs to the premises load 8. Also,
When a control signal for setting the inverter output current I INV to zero from the hot water storage control system 10 (described later) is input, the inverter output current I INV is set to zero. That is, the DC / AC inverter 12 is stopped and the power supply to the premises load 8 is stopped.

【0053】ヒータ制御部14は、電圧計17で計測さ
れたコンバータ出力電圧VCONの値に基づいて、余剰
電力の発生を検知する。検知した場合には、余剰電力分
を貯湯システム5へ逃がすことが可能なように、ヒータ
スイッチ15をONにする。余剰電力が無くなった場合
には、ヒータスイッチ15をOFFにする。
The heater controller 14 detects the generation of surplus power based on the value of the converter output voltage V CON measured by the voltmeter 17. When it is detected, the heater switch 15 is turned on so that the surplus electric power can be released to the hot water storage system 5. When the surplus power is exhausted, the heater switch 15 is turned off.

【0054】ここで、余剰電力の検知について、説明す
る。図3は、余剰電力の検知とヒータスイッチ15のO
N/OFFとの関係を示している。横軸は電圧VBUS
(=コンバータ出力電圧VCON)、縦軸はON/OF
Fの状態を示す。図3において、ヒータ制御部14は、
電圧VBUS(=コンバータ出力電圧V CON)が、低
い電圧から予め設定された第1基準電圧VHHに達した
場合、余剰電力発生(図2のAの領域に相当)と判定
し、ヒータスイッチ15をONとする。ヒータスイッチ
15がONになることで、コンバータ出力電力PCON
の余剰電力分が貯湯システム5へ流れて消費され(余剰
電力が熱エネルギーとして回収され)、電圧VBUS
下がって行く。その結果、電圧VBUSが、第1基準電
圧VHHから予め設定された第2基準電圧V(<第1
基準電圧VHH)に到達する。ヒータ制御部14は、そ
の時点で、ヒータスイッチ15をOFFにする。コンバ
ータ出力電力PCONは、再び全てDC/ACインバー
タ12へ供給されるようになる。
Here, the detection of surplus power will be described.
It FIG. 3 shows detection of excess power and O of the heater switch 15.
The relationship with N / OFF is shown. Horizontal axis is voltage VBUS
(= Converter output voltage VCON), Vertical axis is ON / OF
The state of F is shown. In FIG. 3, the heater control unit 14
Voltage VBUS(= Converter output voltage V CON) Is low
First reference voltage V preset from theHHReached
In this case, it is determined that surplus power is generated (corresponding to the area A in FIG. 2).
Then, the heater switch 15 is turned on. Heater switch
When 15 is turned on, the converter output power PCON
Surplus electric power flows to the hot water storage system 5 and is consumed (excess
Electric power is recovered as heat energy), voltage VBUSBut
Go down. As a result, the voltage VBUSBut the first reference voltage
Pressure VHHThe second reference voltage V preset fromH(<First
Reference voltage VHH) To reach. The heater control unit 14
At that time, the heater switch 15 is turned off. Comba
Data output power PCONAre all DC / AC inverters again
Will be supplied to the computer 12.

【0055】ここで、第1基準電圧VHH=第2基準電
圧Vとすると、ヒータスイッチ15のON/OFFが
短時間で繰り返されるような状態になる。従って、それ
を避け、動作がスムーズに行なわれるように、第1基準
電圧VHH>第2基準電圧V 、としている。
Here, the first reference voltage VHH= Second reference power
Pressure VHThen, ON / OFF of the heater switch 15
It will be repeated in a short time. Therefore, it
The first standard so that the operation is performed smoothly and
Voltage VHH> Second reference voltage V H, And.

【0056】貯湯システム5は、余剰電力制御システム
に属する。水の供給を受け、その水を加熱器としての電
気ヒータ31で加熱し、お湯を生成する。加熱は、電力
を用いていれば他の方法で行なっても良い。お湯は内部
の貯湯槽32に貯蔵する。このお湯は、給湯システムや
冷暖房システムのようなコジェネレーションに用いられ
る各種設備に利用が可能である。お湯を内部に貯蔵する
際、貯湯槽32の決められた位置にセンサとしての温度
センサ33が設置されている。その測定値は、改質器ロ
ード制御部4の貯湯レベル演算部22へ出力される。温
度センサ33は、貯湯槽32の複数の個所に設置しても
良い。また、センサとして液面計を設置することも可能
である。
The hot water storage system 5 belongs to the surplus power control system. Upon receiving the supply of water, the water is heated by an electric heater 31 as a heater to generate hot water. The heating may be performed by another method as long as electric power is used. Hot water is stored in the hot water storage tank 32 inside. This hot water can be used for various facilities used for cogeneration such as a hot water supply system and an air conditioning system. When storing hot water inside, a temperature sensor 33 as a sensor is installed at a predetermined position of the hot water storage tank 32. The measured value is output to the hot water storage level calculation unit 22 of the reformer load control unit 4. The temperature sensors 33 may be installed at a plurality of locations in the hot water storage tank 32. It is also possible to install a liquid level gauge as a sensor.

【0057】負荷電力計算部20は、系統電源9及び電
力供給システムから構内負荷8へ供給される交流負荷電
力PDMD(以下「交流負荷電力PDMD」、その電圧
を「交流負荷電圧VDMD」、その電流を「交流負荷電
流IDMD」とする)を、電流計19で計測される交流
負荷電流IDMDと、電圧計18で計測される交流負荷
電圧VDMDとに基づいて算出する。
The load power calculation unit 20 supplies the AC load power P DMD (hereinafter “AC load power P DMD ”, whose voltage is “AC load voltage V DMD ”) to the premises load 8 from the system power supply 9 and the power supply system. , The current is referred to as “AC load current I DMD ”) based on the AC load current I DMD measured by the ammeter 19 and the AC load voltage V DMD measured by the voltmeter 18.

【0058】制御部としての改質器ロード量制御部4
は、負荷電力計算部20からの交流負荷電力PDMD
入力に基づいて、流量制御弁7へ改質器ロード信号R
loadを出力する。すなわち、燃料電池2が、交流負
荷電力PDMDを発電するのに必要な改質器1の運転条
件(ロード量:改質器1に供給する(改質させる)燃料
の流量F11)を算出する。そして、その流量F
11に基づいて、流量制御弁7が、その流量F11を流
せるように、改質器ロード信号Rloadを算出する。
改質器ロード信号Rloadは、貯湯制御システム10
へ出力される。流量算出に必要な、交流負荷電力P
DMDと燃料Fの流量F11との関係を示すのデータ
は、予め実験などにより計測することにより把握し、改
質器ロード量制御部4内部に格納し、上記制御において
使用される。
Reformer load amount control unit 4 as a control unit
Is the AC load power P from the load power calculator 20.DMDof
The reformer load signal R is sent to the flow control valve 7 based on the input.
loadIs output. That is, the fuel cell 2 is
Load power PDMDOf the reformer 1 required to generate electricity
Case (load: fuel supplied (reformed) to reformer 1)
F 1Flow rate F11) Is calculated. And the flow rate F
11On the basis of the flow rate control valve 7,11Flow
So that the reformer load signal RloadTo calculate.
Reformer load signal RloadIs the hot water storage control system 10
Is output to. AC load power P required for flow rate calculation
DMDAnd fuel F1Flow rate F11Data showing the relationship with
Can be grasped and
It is stored in the mass flow controller 4 and
used.

【0059】貯湯制御システム10は、余剰電力制御シ
ステムに属する。貯湯システム5の貯湯量が少ない場
合、お湯の生成を増やすために、電力供給を増やすよう
に制御信号をパワーコンディショナ3へ、改質器ロード
信号Rloadを変更して流量制御弁7へ出力する。貯
湯レベル演算部22は、貯湯システム5の温度センサ3
3から出力された温度測定値に基づいて、貯湯槽32の
貯湯レベル(水位)を推定する。
The hot water storage control system 10 belongs to the surplus power control system. When the amount of hot water stored in the hot water storage system 5 is small, a control signal is output to the power conditioner 3 so as to increase power supply, and the reformer load signal R load is changed and output to the flow control valve 7 in order to increase hot water generation. To do. The hot water storage level calculation unit 22 uses the temperature sensor 3 of the hot water storage system 5.
The hot water storage level (water level) of the hot water storage tank 32 is estimated based on the temperature measurement value output from the unit 3.

【0060】そのとき、貯湯レベルが予め設定された第
1基準水位S(第1条件)以下(貯湯量が少ない)の
場合、出力変更部21へ、改質器ロード信号Rload
を100%に変更する信号を出力する。それにより、F
C出力電力PFCを交流負荷電力PDMDよりも多くす
ることができる。すなわち、余剰電力を発生させること
ができる。その結果として、貯湯システム5へ余剰電力
が供給され、貯湯槽32の貯湯量が増加する。更に、貯
湯レベルが予め設定された第2基準水位SLL(第2条
件)以下(貯湯量が少ない)の場合、出力変更部21
へ、改質器ロード信号Rloadを100%に変更する
信号を出力すると共に、DC/ACインバータ12へ、
インバータ出力電流IINVをゼロにする制御信号を出
力する。それにより、DC/ACインバータ12を停止
することが出来、コンバータ出力電力PCONを全て貯
湯システム5へ供給することが可能となる。その結果と
して、貯湯システム5へ余剰電力が供給され、貯湯槽3
2の貯湯量が増加する。なお、貯湯レベルが第2基準水
位SLL(第2条件)以下の場合、インバータ出力電流
INVをゼロでは無く、予め設定された割合(例示:
全燃料電池電力の5%)とすることも可能である。その
割合は、貯湯制御システム10に格納されている。上記
の貯湯量の少ない場合の制御は、貯湯レベルが予め設定
された第3基準水位Sになった時点で終了する。
At this time, if the hot water storage level is equal to or lower than the preset first reference water level S L (first condition) (the amount of hot water storage is small), the reformer load signal R load is sent to the output changing unit 21.
To output 100%. Thereby, F
The C output power P FC can be greater than the AC load power P DMD . That is, surplus power can be generated. As a result, surplus power is supplied to the hot water storage system 5, and the amount of hot water stored in the hot water storage tank 32 increases. Further, when the hot water storage level is equal to or lower than the preset second reference water level S LL (second condition) (the amount of hot water storage is small), the output changing unit 21
To the DC / AC inverter 12 while outputting a signal for changing the reformer load signal R load to 100%.
A control signal for making the inverter output current I INV zero is output. Thereby, DC / AC inverter 12 can be stopped, and it becomes possible to supply all converter output power P CON to hot water storage system 5. As a result, surplus power is supplied to the hot water storage system 5, and the hot water storage tank 3
The hot water storage amount of 2 increases. In addition, when the hot water storage level is equal to or lower than the second reference water level S LL (second condition), the inverter output current I INV is not zero, but a preset ratio (example:
It is also possible to use 5% of the total fuel cell power). The ratio is stored in the hot water storage control system 10. The above control when the amount of stored hot water is small ends when the stored hot water level reaches the preset third reference water level S 0 .

【0061】出力変更部21は、貯湯レベル演算部22
からの改質器ロード信号Rloadを100%に変更す
る信号の入力に基づいて、改質器ロード量制御部4から
の改質器ロード信号Rloadを、流量制御弁7の弁の
開度が100%になるように変更し、改質器ロード信号
loadとして、流量制御弁7及びコンバータ電流指
令演算部6へ出力する。ただし、上記の貯湯量の少ない
場合の制御が行われない場合には、改質器ロード量制御
部4からの改質器ロード信号Rloadを、そのまま流
量制御弁7及びコンバータ電流指令演算部6へ出力す
る。
The output changing section 21 includes a hot water storage level calculating section 22.
Based on the input signals changing the reformer load signal R load from 100%, the opening degree of the reformer to load signals R load, the valve of the flow control valve 7 from the reformer loading amount control section 4 Is changed to 100%, and is output to the flow rate control valve 7 and the converter current command calculation unit 6 as the reformer load signal R load . However, when the above-mentioned control when the amount of stored hot water is small is not performed, the reformer load signal R load from the reformer load amount control unit 4 is directly used as it is for the flow rate control valve 7 and the converter current command calculation unit 6. Output to.

【0062】電力指令部としてのコンバータ電流指令演
算部6は、改質器ロード信号Rlo adの入力に基づい
て、FC出力電流IFCの目標値としてのFC電流目標
値を計算し、FC出力電流指令IFC としてパワーコ
ンディショナ3へ出力する。出力のタイミングは、改質
器1の応答性(燃料F供給量変化に対する改質器1出
口での改質ガスFの水素量の変化)を予め予測し、そ
れに合わせる。本実施例では、応答性として、無駄時間
応答及び一時遅れ応答を仮定し、それぞれの伝達関数を
用いて制御する。
[0062] converter current command calculation portion as a power command unit 6, based on the input of the reformer load signal R lo ad, calculates the FC current target value as a target value of the FC output current I FC, the FC output The current command I FC * is output to the power conditioner 3. The output timing is predicted in advance by the responsiveness of the reformer 1 (change in the hydrogen amount of the reformed gas F 2 at the outlet of the reformer 1 with respect to the change in the fuel F 1 supply amount), and is adjusted to that. In this embodiment, a dead time response and a temporary delay response are assumed as the responsiveness, and control is performed using their respective transfer functions.

【0063】次に、本発明の余剰電力制御システム、余
剰電力制御方法及び電力供給システムの実施の形態にお
ける動作について説明する。
Next, the operation of the surplus power control system, surplus power control method and power supply system according to the present invention will be described.

【0064】流量制御弁7は、改質器ロード信号R
loadに基づいての開度を制御することにより燃料F
の供給量を制御し、改質器1に供給する。改質器1
は、流量制御弁7から供給される燃料Fを用いて、水
蒸気改質反応を行ない、所望の改質ガスFを生成す
る。そして、改質ガスFを燃料電池2へ出力する。燃
料電池2は、供給された改質ガスFをアノード側に供
給し、酸素を含むガスをカソード側に供給し、電解質で
の電気化学反応(電池反応)により発電を行なう。発電
されたFC出力電力PFCは、パワーコンディショナ3
へ出力される。
The flow control valve 7 has a reformer load signal R
Fuel F is controlled by controlling the opening based on load.
The supply amount of 1 is controlled and supplied to the reformer 1. Reformer 1
Uses the fuel F 1 supplied from the flow control valve 7 to perform a steam reforming reaction to generate a desired reformed gas F 2 . Then, the reformed gas F 2 is output to the fuel cell 2. The fuel cell 2 supplies the supplied reformed gas F 2 to the anode side, supplies a gas containing oxygen to the cathode side, and generates electricity by an electrochemical reaction (cell reaction) in the electrolyte. The generated FC output power P FC is the power conditioner 3
Is output to.

【0065】パワーコンディショナ3において、DC/
DCコンバータ11は、燃料電池2からのFC出力電力
FCの入力に基づいて、コンバータ出力電力PCON
を、DC/ACインバータ12へ出力する。また、コン
バータ入力電流制御部13からのIFC制御信号に基づ
いて、FC出力電流IFCをFC出力電流指令IFC
になるように制御する。
In the power conditioner 3, DC /
The DC converter 11 outputs FC output power from the fuel cell 2.
PFCConverter output power P based on the input ofCON
Is output to the DC / AC inverter 12. In addition,
I from the burner input current control unit 13FCBased on control signal
And FC output current IFCFC output current command IFC *
Control to become.

【0066】ヒータ制御部14は、電圧計17でコンバ
ータ出力電圧VCONの値を監視している。そして、コ
ンバータ出力電圧VCONが、予め設定された第1基準
電圧VHHに達した場合、余剰電力発生と判定し、ヒー
タスイッチ15をONとする。余剰電力分は、貯湯シス
テム5へ供給され、貯湯のために使用される。そして、
コンバータ出力電圧VCONが、予め設定された第2基
準電圧Vに到達した場合、余剰電力なしと判定し、ヒ
ータスイッチ15をOFFにする。コンバータ出力電力
CONは、再び全てDC/ACインバータ12へ供給
されるようになる。
The heater controller 14 monitors the value of the converter output voltage V CON with the voltmeter 17. Then, when the converter output voltage V CON reaches the preset first reference voltage V HH , it is determined that excess power has been generated, and the heater switch 15 is turned on. The surplus electric power is supplied to the hot water storage system 5 and used for hot water storage. And
When the converter output voltage V CON reaches the preset second reference voltage V H, it is determined that there is no excess power, and the heater switch 15 is turned off. All the converter output power P CON is again supplied to the DC / AC inverter 12.

【0067】貯湯システム5は、余剰電力の発生によ
り、その余剰電力でお湯を生成し、給湯システムや冷暖
房システムのようなコジェネレーションに用いられる各
種設備に利用している。貯湯レベルは、温度センサ33
からの出力により、貯湯制御システム10が監視してい
る。そして、貯湯レベルが予め設定された第1基準水位
よりも小さい(貯湯量が少ない)場合、貯湯制御シ
ステム10は、お湯の生成を増やすために、燃料電池2
の出力を増加させ、余剰電力を多く発生するようにす
る。すなわち、燃料電池2へ供給する改質ガスF流量
を増加させる。そのために、改質器ロード量制御部4が
負荷電力計算部20からの交流負荷電力PDMDの入力
に基づいて決定する改質器ロード信号Rloadを、強
制的に100%に変更させる。すなわち、貯湯制御シス
テム10は、出力変更部21へ改質器ロード信号R
loadを100%に変更する信号を出力する。出力変
更部21は、改質器ロード信号Rlo adを100%に
変更して流量制御弁7へ出力する。燃料の流量が増加す
るので、FC出力電力PFCを必要とされる交流負荷電
力PDMDよりも多くすることができる。すなわち、余
剰電力を発生させることができる。その結果として、貯
湯システム5へ余剰電力が供給され、貯湯レベルが上昇
する。
The hot water storage system 5 generates hot water by generating excess power and uses it for various facilities used for cogeneration such as a hot water supply system and an air conditioning system. The hot water storage level is measured by the temperature sensor 33.
The output from the hot water storage control system 10 is monitoring. Then, when the hot water storage level is smaller than the preset first reference water level S L (the amount of hot water storage is small), the hot water storage control system 10 increases the hot water generation in order to increase the hot water production.
Output is increased to generate more surplus power. That is, the flow rate of the reformed gas F 2 supplied to the fuel cell 2 is increased. Therefore, the reformer load amount control unit 4 forcibly changes the reformer load signal R load determined based on the input of the AC load power P DMD from the load power calculation unit 20 to 100%. That is, the hot water storage control system 10 sends the reformer load signal R to the output changing unit 21.
A signal for changing load to 100% is output. Output changing unit 21, and outputs the modified reformer load signal R lo ad 100% to the flow control valve 7. Since the fuel flow rate increases, the FC output power P FC can be greater than the required AC load power P DMD . That is, surplus power can be generated. As a result, surplus power is supplied to the hot water storage system 5, and the hot water storage level rises.

【0068】貯湯レベルが予め設定された第2基準水位
LLよりも小さい(貯湯量が非常に少ない)場合、貯
湯制御システム10は、お湯の生成を急増させるため
に、出力変更部21へ改質器ロード信号Rloadを1
00%に変更する信号を出力すると共に、DC/ACイ
ンバータ12へインバータ出力電流IINVをゼロにす
る制御信号を出力する。それにより、DC/ACインバ
ータ12を停止することが出来、コンバータ出力電力P
CONを全て貯湯システム5へ供給することが可能とな
る。その結果として、貯湯システム5へ余剰電力が供給
され、貯湯槽32の貯湯量が増加する。
When the hot water storage level is smaller than the preset second reference water level S LL (the amount of hot water storage is very small), the hot water storage control system 10 changes the output change unit 21 to rapidly increase the generation of hot water. Pawn load signal R load is 1
A signal for changing to 00% is output, and a control signal for setting the inverter output current I INV to zero is output to the DC / AC inverter 12. Thereby, the DC / AC inverter 12 can be stopped and the converter output power P
It becomes possible to supply all the CON to the hot water storage system 5. As a result, surplus power is supplied to the hot water storage system 5, and the amount of hot water stored in the hot water storage tank 32 increases.

【0069】DC/ACインバータ12は、DC/DC
コンバータ11の出力であるコンバータ出力電力P
CONの入力に基づいて、コンバータ出力電力PCON
を所望の周波数及び電圧のインバータ出力電力PINV
へ変換し、構内負荷8へ出力する。また、貯湯制御シス
テム10からの供給停止信号が入力された場合には、そ
の信号に基づいて、構内負荷8への電力供給を停止す
る。
The DC / AC inverter 12 is a DC / DC
Converter output power P, which is the output of the converter 11.
Based on the input of CON , converter output power P CON
The inverter output power P INV of the desired frequency and voltage
And outputs to the local load 8. When the supply stop signal from hot water storage control system 10 is input, the power supply to premises load 8 is stopped based on the signal.

【0070】上記各構成(改質器1、燃料電池2、パワ
ーコンディショナ3、改質器ロード量制御部4、貯湯シ
ステム5、コンバータ電流指令演算部6、流量制御弁
7、貯湯制御システム10、負荷電力計算部20)の動
作は、全体を制御する制御部(図示せず)、あるいは、
いくつかの構成毎に設けた制御部(図示せず)により行
なうことが可能である。
Each of the above components (reformer 1, fuel cell 2, power conditioner 3, reformer load amount control unit 4, hot water storage system 5, converter current command calculation unit 6, flow control valve 7, hot water storage control system 10) The operation of the load power calculation unit 20) is performed by a control unit (not shown) that controls the entire operation, or
This can be performed by a control unit (not shown) provided for each of several configurations.

【0071】余剰電力は、電気ヒータにより熱エネルギ
ーとして有効に利用される。そして、常時利用される。
従って、燃料電池を有する電力供給システムのシステム
効率を低下させることなく、余剰電力を吸収させること
が出来る。
The surplus power is effectively used as heat energy by the electric heater. And it is always used.
Therefore, it is possible to absorb the surplus power without reducing the system efficiency of the power supply system having the fuel cell.

【0072】また、この貯湯システムは、電力供給シス
テムのユーティリティーとして用いられる他の循環水
(冷却水や、熱交換用の熱媒体)とは独立した系を構成
することができる。従って、ユーティリティー設備や燃
料電池等からの異物や不純物等の混入の恐れが無い。す
なわち、衛生的にも問題の無いお湯を供給することが出
来る。
Further, this hot water storage system can constitute a system independent of other circulating water (cooling water or heat medium for heat exchange) used as a utility of the power supply system. Therefore, there is no fear that foreign matter, impurities, etc. will enter from the utility equipment, the fuel cell, etc. That is, it is possible to supply hot water that does not have a sanitary problem.

【0073】大容量の二次電池を全く用いないので、二
次電池の劣化や交換等を考える必要が無い。従って、普
段のメンテナンスが非常に容易である。メンテナンスの
労力や二次電池交換のコストなどを大幅に低減すること
が可能となる。
Since a large capacity secondary battery is not used at all, it is not necessary to consider deterioration or replacement of the secondary battery. Therefore, normal maintenance is very easy. It is possible to significantly reduce the maintenance labor and the cost of replacing the secondary battery.

【0074】また、貯湯システムに二次電池を並列で接
続することも可能である。例えば、貯湯システム及び二
次電池の各々にスイッチを設置する。そして、通常、余
剰電力が発生した場合、貯湯システム側のスイッチをO
Nにして、貯湯システムにて余剰電力を吸収する。貯湯
槽が満杯の場合、二次電池側のスイッチをONにして、
二次電池により余剰電力を吸収する。これは、逆でも良
い。これにより、余剰電力の使用(貯蔵)をフレキシブ
ルに実行することが可能となる。そして、二次電池の容
量を出来るだけ抑えることが可能となる。
It is also possible to connect secondary batteries in parallel to the hot water storage system. For example, a switch is installed in each of the hot water storage system and the secondary battery. Then, normally, when excess power is generated, the switch on the hot water storage system side is turned on.
Set to N and absorb excess power in the hot water storage system. If the hot water tank is full, turn on the switch on the secondary battery side,
The secondary battery absorbs excess power. This may be reversed. This makes it possible to flexibly use (store) the surplus power. Then, the capacity of the secondary battery can be suppressed as much as possible.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明により、交流負荷に電力を供給す
るための燃料電池を有する電力供給システムにおいて、
交流負荷の変動により、燃料電池の過渡応答に伴う余剰
電力が発生しても、システムの効率を低下させることな
く余剰電力を吸収することが可能となる。
According to the present invention, in a power supply system having a fuel cell for supplying electric power to an AC load,
Even if surplus power is generated due to the transient response of the fuel cell due to the fluctuation of the AC load, it is possible to absorb the surplus power without reducing the efficiency of the system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明である余剰電力制御システム、余剰電力
制御方法及び電力供給システムの実施の形態における構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration in an embodiment of a surplus power control system, a surplus power control method, and a power supply system according to the present invention.

【図2】電力供給システムにおいて供給される燃料電池
の電力と消費される交流負荷の電力の時間変化のグラフ
である。
FIG. 2 is a graph showing a change with time in the electric power of the fuel cell supplied in the electric power supply system and the electric power of the consumed AC load.

【図3】コンバータ出力電圧とヒータスイッチのON/
OFFとの関係を示すグラフである。
[Fig. 3] Converter output voltage and heater switch ON / OFF
It is a graph which shows the relationship with OFF.

【図4】従来の燃料電池を用いた電力供給システムの構
成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a power supply system using a conventional fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 改質器 2 燃料電池 3 パワーコンディショナ 4 改質器ロード量制御部 5 貯湯システム 6 コンバータ電流指令演算部 7 流量制御弁 8 構内負荷 9 系統電源 10 貯湯制御システム 11 DC/DCコンバータ 12 DC/ACインバータ 13 コンバータ入力電流制御部 14 ヒータ制御部 15 ヒータスイッチ 16 電流計 17 電圧計 18 電圧計 19 電流計 20 負荷電力計算部 21 出力変更部 22 貯湯レベル演算部 31 電気ヒータ 32 貯湯槽 33 温度センサ 101 改質器 102 燃料電池 103 パワーコンディショナ 104 改質器ロード量制御部 106 コンバータ電流指令演算部 107 流量制御弁 108 構内負荷 109 系統電源 110 負荷電力計算部 111 DC/DCコンバータ 112 DC/ACインバータ 113 コンバータ入力電流制御部 114 充電器 116 電流計 118 電圧計 119 電流計 120 二次電池 1 reformer 2 Fuel cell 3 power conditioners 4 Reformer load amount control unit 5 Hot water storage system 6 Converter current command calculator 7 Flow control valve 8 premises load 9 power supply 10 Hot water storage control system 11 DC / DC converter 12 DC / AC inverter 13 Converter input current controller 14 Heater controller 15 heater switch 16 ammeter 17 Voltmeter 18 Voltmeter 19 ammeter 20 Load power calculator 21 Output change section 22 Hot water storage level calculator 31 Electric heater 32 hot water storage tank 33 Temperature sensor 101 reformer 102 fuel cell 103 Power conditioner 104 reformer load amount control unit 106 converter current command calculator 107 Flow control valve 108 premises load 109 system power supply 110 Load power calculator 111 DC / DC converter 112 DC / AC inverter 113 converter input current controller 114 charger 116 ammeter 118 Voltmeter 119 ammeter 120 secondary battery

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Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】負荷に供給される燃料電池が発電する電力
としての燃料電池電力の内、前記負荷の使用する電力と
しての負荷電力を除いた電力としての余剰電力を用いて
運転される電力消費設備と、 前記電力消費設備の状態が予め設定された第1条件を満
たす場合、前記燃料電池電力を増加するように前記燃料
電池へ供給される燃料を制御する設備制御装置と、 を具備する、 余剰電力制御システム。
1. A power consumption that is operated by using surplus electric power as electric power excluding load electric power as electric power used by the load, of electric power of the fuel cell as electric power generated by a fuel cell supplied to a load. A facility, and a facility control device that controls fuel supplied to the fuel cell so as to increase the fuel cell power when the state of the power consumption facility satisfies a preset first condition, Surplus power control system.
【請求項2】前記設備制御装置は、更に、前記電力消費
設備の状態が予め設定された第2条件を満たす場合、前
記燃料電池電力の内、予め設定された割合を前記電力消
費設備へ供給するように前記燃料電池電力を制御する、 請求項1に記載の余剰電力制御システム。
2. The equipment control device further supplies a preset ratio of the fuel cell power to the power consumption equipment when the state of the power consumption equipment satisfies a preset second condition. The surplus power control system according to claim 1, wherein the fuel cell power is controlled so as to do so.
【請求項3】前記電力消費設備は、前記余剰電力を用い
て、水を加熱する加熱器と、 前記加熱された水を貯蔵可能な貯湯槽と、 前記貯湯槽内の前記加熱された水の水位としての貯湯水
位を計測可能なセンサと、 を具備する、 請求項1又は2に記載の余剰電力制御システム。
3. The electric power consumption facility uses a heater for heating water by using the surplus power, a hot water storage tank capable of storing the heated water, and the heated water in the hot water storage tank. The surplus power control system according to claim 1 or 2, further comprising: a sensor capable of measuring a stored hot water level as a water level.
【請求項4】前記第1条件は、前記貯湯水位が、予め設
定された第1基準水位以下になることであり、 前記設備制御装置は、前記センサの出力に基づいて、前
記第1条件が満たされたかどうかを判断する、 請求項3に記載の余剰電力制御システム。
4. The first condition is that the hot water storage level is equal to or lower than a preset first reference water level, and the facility control device determines that the first condition is based on an output of the sensor. The surplus power control system according to claim 3, which determines whether or not the power is satisfied.
【請求項5】前記第2条件は、前記貯湯水位が、予め設
定された第2基準水位以下になることであり、 前記設備制御装置は、前記センサの出力に基づいて、前
記第2条件が満たされたかどうかを判断する、 請求項3に記載の余剰電力制御システム。
5. The second condition is that the hot water level is equal to or lower than a preset second reference water level, and the facility control device determines that the second condition is based on the output of the sensor. The surplus power control system according to claim 3, which determines whether or not the power is satisfied.
【請求項6】前記燃料の前記燃料電池への供給を制御す
る前記燃料供給装置と、 前記燃料と酸素を含むガスとを用いて前記燃料電池電力
を発生する前記燃料電池と、 前記燃料電池電力を前記負荷に供給可能なように変換
し、前記負荷電力として前記負荷へ出力する電力変換器
と、 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の余剰電力制御シ
ステムと、 前記負荷電力に基づいて、前記燃料電池に供給する燃料
の供給量としての燃料供給量を算出し、前記燃料供給量
に基づいて、前記燃料供給装置を制御する制御信号を出
力する制御部と、 を具備し、 前記電力変換器は、前記余剰電力を前記電力消費設備へ
出力し、 前記設備制御装置は、前記電力消費設備の状態に基づい
て、前記制御信号の変更を行ない、前記燃料を制御す
る、 電力供給システム。
6. The fuel supply device for controlling the supply of the fuel to the fuel cell, the fuel cell for generating the fuel cell power using the fuel and a gas containing oxygen, and the fuel cell power. A power converter that converts the power so that it can be supplied to the load, and outputs the load power to the load, the surplus power control system according to any one of claims 1 to 5, and the excess power control system based on the load power. A fuel supply amount as a fuel supply amount to be supplied to the fuel cell, and based on the fuel supply amount, a control unit which outputs a control signal for controlling the fuel supply device, The power converter outputs the surplus power to the power consumption equipment, the equipment control device changes the control signal based on the state of the power consumption equipment, controls the fuel, a power supply system .
【請求項7】前記水は、前記燃料電池から独立して用い
られる、 請求項6に記載の電力供給システム。
7. The power supply system according to claim 6, wherein the water is used independently of the fuel cell.
【請求項8】負荷に供給される燃料電池が発電する電力
としての燃料電池電力の内、前記負荷の使用する電力と
しての負荷電力を除いた電力としての余剰電力を用い
て、水を加熱するステップと、 前記加熱された水を貯蔵可能な貯湯槽へ貯蔵するステッ
プと、 前記加熱された水の貯湯槽における水位が、予め設定さ
れた第1基準水位以下になった場合、前記余剰電力を増
加するステップと、 を具備する、 余剰電力制御方法。
8. The water is heated by using surplus electric power, which is electric power generated by the fuel cell supplied to the load, excluding load electric power used by the load. A step of storing the heated water in a hot water storage tank capable of storing the heated water, and a water level in the heated water hot water storage tank is equal to or lower than a preset first reference water level A surplus power control method comprising: an increasing step.
【請求項9】負荷に供給される燃料電池が発電する電力
としての燃料電池電力の内、前記負荷の使用する電力と
しての負荷電力を除いた電力としての余剰電力を用い
て、水を加熱するステップと、 前記加熱された水を貯蔵可能な貯湯槽へ貯蔵するステッ
プと、 前記加熱された水の貯湯槽における水位が、予め設定さ
れた第2基準水位以下になった場合、前記燃料電池電力
の全てを前記余剰電力にするステップと、 を具備する、 余剰電力制御方法。
9. Water is heated by using surplus electric power as electric power excluding load electric power as electric power used by the load among electric power of the fuel cell as electric power generated by the fuel cell supplied to the load. A step of storing the heated water in a hot water storage tank capable of storing the heated water; and a step of storing the heated water in the hot water storage tank below a preset second reference water level. And making all of the excess power into the excess power, the excess power control method.
【請求項10】負荷に供給される燃料電池が発電する電
力としての燃料電池電力の内、前記負荷の使用する電力
としての負荷電力を除いた電力としての余剰電力を、水
を加熱して貯湯槽で貯蔵する電力消費設備へ供給するス
テップと、 前記加熱された水の前記貯湯槽における水位が、予め設
定された第1基準水位以下になった場合、前記燃料電池
電力を増加するステップと、 を具備する方法をコンピュータに実行させる為のプログ
ラム。
10. A surplus electric power, which is electric power generated by a fuel cell supplied to a load and excluding a load electric power used by the load, is stored by heating water. Supplying to a power consumption facility to store in the tank, the water level of the heated water in the hot water storage tank is below a preset first reference water level, increasing the fuel cell power, A program for causing a computer to execute the method comprising.
【請求項11】負荷に供給される燃料電池が発電する電
力としての燃料電池電力の内、前記負荷の使用する電力
としての負荷電力を除いた電力としての余剰電力を用い
て、水を加熱して貯湯槽で貯蔵する電力消費設備へ供給
するステップと、 前記加熱された水の前記貯湯槽における水位が、予め設
定された第2基準水位以下になった場合、前記燃料電池
電力の全てを前記電力消費設備へ供給するステップと、 を具備する方法をコンピュータに実行させる為のプログ
ラム。
11. The water is heated by using surplus electric power as electric power excluding load electric power as electric power used by the load among electric power of the fuel cell as electric power generated by the fuel cell supplied to the load. And supplying the heated water to the power consumption facility to store the electric power in the hot water storage tank, when the water level of the heated water in the hot water storage tank is equal to or lower than a preset second reference water level, all of the fuel cell power is A program for causing a computer to execute the method including the step of supplying to a power consumption facility.
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