JP2003243011A - Fuel cell power generating system - Google Patents

Fuel cell power generating system

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JP2003243011A JP2002035424A JP2002035424A JP2003243011A JP 2003243011 A JP2003243011 A JP 2003243011A JP 2002035424 A JP2002035424 A JP 2002035424A JP 2002035424 A JP2002035424 A JP 2002035424A JP 2003243011 A JP2003243011 A JP 2003243011A
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Shinsuke Endo
慎介 遠藤
Naohide Haga
尚秀 芳我
Manabu Watanabe
学 渡辺
Shoji Aoyama
昌二 青山
Kazufumi Tateishi
和文 立石
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell power generating system efficiently supplying power for an accessory of a separate line from a system power line output. <P>SOLUTION: This fuel cell power generating system is equipped with a fuel cell 12 generating power by electrochemical reaction of fuel gas 19 with an oxidizing agent gas 14; a DC/DC converter transforming DC voltage outputted from the fuel cell 12; a DC/AC inverter 22 connected to the output side of the DC/DC converter 20 converting DC voltage transformed with the DC/DC converter 20 into AC voltage in order to link with a system power source 36; an accessory power terminal 25 supplying power to accessories 30, 31, and 32 for the fuel cell 12; and a change over circuit 44 changing over the accessory power terminal 25 between the output side of the fuel cell 12 and the output side of the DC/AC inverter 22. <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、燃料電池発電シス
テムに関し、特に燃料電池発電システムを駆動するポン
プやブロア等の補機電力の効率的な供給を図る燃料電池
発電システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power generation system, and more particularly to a fuel cell power generation system for efficiently supplying auxiliary power such as a pump and a blower for driving the fuel cell power generation system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の燃料電池発電システムは、発電シ
ステムを駆動するポンプやブロア等の補機に電源を供給
するために、発電システムの起動時から燃料電池の運転
動作が確立するまで商用電源や系統電源から補機用の電
源を供給していた。また、発電システムが燃料電池の運
転動作状態に移行した後には、燃料電池から発電される
電力の一部を利用して補機用の電源を供給していた。
2. Description of the Related Art A conventional fuel cell power generation system uses a commercial power supply from the start of the power generation system until the operation of the fuel cell is established in order to supply power to auxiliary equipment such as a pump and a blower for driving the power generation system. The power for the auxiliary equipment was supplied from the system power supply. Further, after the power generation system shifts to the operating state of the fuel cell, a part of the electric power generated from the fuel cell is used to supply the power source for the auxiliary equipment.

【0003】図4は、従来の燃料電池発電システムのブ
ロック図である。従来の燃料電池発電システムは、燃料
電池12と、DC/DCコンバータ20と、DC/AC
インバータ22と、AC/DC安定化電源回路と、補機
30と、補機31と、補機32と、を備え、燃料電池発
電システムの起動時から燃料電池の運転動作が確立する
まで、負荷38に電力を供給している系統電源36から
AC/DC安定化電源回路24を経由して補機30や、
DC/DCコンバータ26付き補機31や、DC/DC
コンバータ28付き補機32へ補機用の電力を供給して
いた。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional fuel cell power generation system. The conventional fuel cell power generation system includes a fuel cell 12, a DC / DC converter 20, and a DC / AC.
An inverter 22, an AC / DC stabilized power supply circuit, an auxiliary machine 30, an auxiliary machine 31, and an auxiliary machine 32 are provided, and a load is applied from the start of the fuel cell power generation system until the operation of the fuel cell is established. 38 from the system power supply 36 that supplies power to the auxiliary power supply 38 via the AC / DC stabilized power supply circuit 24,
Auxiliary equipment 31 with DC / DC converter 26, DC / DC
The power for the auxiliary machine was supplied to the auxiliary machine 32 with the converter 28.

【0004】また、燃料電池発電システムが燃料電池の
運転動作を維持する状態に移行した後には、系統電源3
6に代えて、燃料電池12から発電される直流電力をD
C/DCコンバータ20とDC/ACインバータ22と
を経由させて出力する交流電力を再度AC/DC安定化
電源回路24を通じて補機30や、DC/DCコンバー
タ26付き補機31や、DC/DCコンバータ28付き
補機32へ補機用の電力として供給していた。
Further, after the fuel cell power generation system has transitioned to a state where the fuel cell operation is maintained, the system power source 3
In place of 6, the DC power generated from the fuel cell 12 is D
The AC power output via the C / DC converter 20 and the DC / AC inverter 22 is again passed through the AC / DC stabilized power supply circuit 24, the auxiliary device 30, the auxiliary device 31 with the DC / DC converter 26, the DC / DC. It was supplied to the auxiliary machine 32 with the converter 28 as electric power for the auxiliary machine.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の燃料電池発電システムでは、燃料電池12で発電され
た電力がDC/DCコンバータ20、DC/ACインバ
ータ22を経由して補機に供給されるため、これら変換
器の電力変換効率に相当する電力損失が生じていた。ま
た、燃料電池12からDC/DCコンバータ20、DC
/ACインバータ22を経由して補機に至るまでの配線
長に起因する電圧降下も電力損失となっていた。
However, in such a conventional fuel cell power generation system, the electric power generated by the fuel cell 12 is supplied to the auxiliary equipment via the DC / DC converter 20 and the DC / AC inverter 22. Therefore, a power loss corresponding to the power conversion efficiency of these converters has occurred. In addition, from the fuel cell 12 to the DC / DC converter 20, DC
The voltage drop caused by the wiring length up to the auxiliary machine via the / AC inverter 22 was also a power loss.

【0006】そこで本発明は、補機用電源の無駄な電力
損失を抑え、発電効率を向上させた燃料電池発電システ
ムを提供することを目的としている。
[0006] Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell power generation system in which wasteful power loss of an auxiliary power source is suppressed and power generation efficiency is improved.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明による燃料電池発電システム
は、例えば図1に示すように、燃料電池発電システム3
9は、燃料ガス19と酸化剤ガス14との電気化学的反
応により発電する燃料電池12と、燃料電池12から出
力される直流電圧を所定の直流電圧に変圧するDC/D
Cコンバータ20と、DC/DCコンバータ20の出力
側に接続され、系統電源36と連系するために、DC/
DCコンバータ20で変圧された直流電圧を交流電圧に
変換するDC/ACインバータ22と、補機30、3
1、32に電力を供給する補機動力端子25と、補機動
力端子25を、燃料電池12の出力側とDC/ACイン
バータ22の出力側との間で切り換える切換回路45
と、を備える。
In order to achieve the above object, a fuel cell power generation system according to a first aspect of the invention is a fuel cell power generation system 3 as shown in FIG.
Reference numeral 9 denotes a fuel cell 12 that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas 19 and an oxidant gas 14, and a DC / D that transforms a DC voltage output from the fuel cell 12 into a predetermined DC voltage.
In order to connect to the C converter 20 and the output side of the DC / DC converter 20, and to connect to the system power supply 36,
A DC / AC inverter 22 for converting a DC voltage transformed by the DC converter 20 into an AC voltage, and auxiliary devices 30, 3
Auxiliary machine power terminal 25 for supplying electric power to 1, 32 and a switching circuit 45 for switching the auxiliary machine power terminal 25 between the output side of the fuel cell 12 and the output side of the DC / AC inverter 22.
And

【0008】ここで、燃料電池12は典型的には固体高
分子形燃料電池であり、系統電源36とは単相三線式1
00/200Vや単相200Vのような商用電源を含む
ものである。
Here, the fuel cell 12 is typically a polymer electrolyte fuel cell, and the system power source 36 is a single-phase three-wire system 1.
It includes commercial power sources such as 00 / 200V and single-phase 200V.

【0009】このように構成すると、燃料電池発電シス
テムを起動させる時点では系統電源36側から補機3
0、31、32用の電力を供給することができ、その
後、燃料電池12の発電開始に伴い、燃料電池12の出
力ラインから補機30、31、32用の電力を供給する
ことができる。
With this configuration, at the time of starting the fuel cell power generation system, the auxiliary equipment 3 is moved from the system power source 36 side.
Electric power for 0, 31, 32 can be supplied, and thereafter, as the power generation of the fuel cell 12 starts, electric power for the auxiliary machines 30, 31, 32 can be supplied from the output line of the fuel cell 12.

【0010】上記目的を達成するために、請求項2に係
る発明による燃料電池発電システムは、例えば図2に示
すように、請求項1又は2に記載の燃料電池発電システ
ムにおいて、DC/ACインバータ22としての系統連
系インバータの出力側と切換回路44との間にAC/D
C安定化電源回路24を備える。
In order to achieve the above object, a fuel cell power generation system according to a second aspect of the invention is a fuel cell power generation system according to the first or second aspect of the invention, as shown in FIG. AC / D is provided between the output side of the grid interconnection inverter 22 and the switching circuit 44.
A C-stabilized power supply circuit 24 is provided.

【0011】このように構成すると、燃料電池発電シス
テムを起動させる時点では系統電源36側からAC/D
C安定化電源回路24を経由して補機30、31、32
用の電力を安定して供給することができ、その後、燃料
電池12の発電開始に伴い、燃料電池12の出力ライン
から補機30、31、32用の電力を供給することがで
きる。
According to this structure, at the time of starting the fuel cell power generation system, the AC / D
Auxiliary equipment 30, 31, 32 via the C stabilized power supply circuit 24
Power for the auxiliary devices 30, 31, 32 can be supplied from the output line of the fuel cell 12 with the start of power generation of the fuel cell 12.

【0012】上記目的を達成するために、請求項3に係
る発明による燃料電池発電システムは、例えば図3に示
すように、請求項1に記載の燃料電池発電システムにお
いて、燃料電池12の出力側と切換回路44との間にD
C/DC安定化電源回路50を備える。
To achieve the above object, a fuel cell power generation system according to a third aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 3, in the fuel cell power generation system according to the first aspect, an output side of the fuel cell 12 is provided. Between the switch circuit 44 and
A C / DC stabilized power supply circuit 50 is provided.

【0013】このように構成すると、燃料電池発電シス
テムを起動させる時点では系統電源36側から補機3
0、31、32用の電力を供給することができ、その
後、燃料電池12の発電開始に伴い、燃料電池12の出
力ラインからDC/DC安定化電源回路50を経由して
補機30、31、32用の電力を安定して供給すること
ができる。
With this configuration, at the time of starting the fuel cell power generation system, the auxiliary equipment 3 is moved from the system power source 36 side.
It is possible to supply electric power for 0, 31, 32, and thereafter, when the power generation of the fuel cell 12 is started, the auxiliary machines 30, 31 are output from the output line of the fuel cell 12 via the DC / DC stabilized power supply circuit 50. , 32 can be stably supplied.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似記
号を付し、重複した説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding members are designated by the same reference numerals or similar symbols, and duplicated description will be omitted.

【0015】図1は、本発明による第1の実施の形態で
ある燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電
池発電システム39は、水素を含む燃料ガス19と空気
または酸素を含む酸化剤ガス14との電気化学的反応に
より発電する燃料電池12と、燃料電池12から出力さ
れる、例えば約50Vの直流電圧を約300Vの所定の
直流電圧に変圧するDC/DCコンバータ20と、DC
/DCコンバータ20の出力側に接続され、系統電源3
6と連系するために、DC/DCコンバータ20で変圧
された約300Vの直流電圧を200V/50Hz又は
200V/60Hzの交流電圧に変換するDC/ACイ
ンバータ22と、燃料電池12用の二電源回路33付き
補機30と二電源回路27付き補機31と、二電源回路
29付き補機32に電力を供給する補機動力端子25
と、補機動力端子25を、燃料電池12の出力側とDC
/ACインバータ22としての系統連系インバータの出
力側との間で補機用電力を切り換える切換回路45と、
メインコントロール部42とを備える。
FIG. 1 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to a first embodiment of the present invention. The fuel cell power generation system 39 includes a fuel cell 12 that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas 19 containing hydrogen and an oxidant gas 14 containing air or oxygen, and a direct current of about 50 V output from the fuel cell 12. A DC / DC converter 20 for transforming the voltage into a predetermined DC voltage of about 300V, and a DC
Connected to the output side of the DC / DC converter 20 and connected to the system power supply 3
6, a DC / AC inverter 22 for converting a DC voltage of about 300 V transformed by the DC / DC converter 20 into an AC voltage of 200 V / 50 Hz or 200 V / 60 Hz, and a dual power source for the fuel cell 12. Auxiliary machine power terminal 25 for supplying electric power to the auxiliary machine 30 with the circuit 33, the auxiliary machine 31 with the dual power supply circuit 27, and the auxiliary machine 32 with the dual power supply circuit 29.
And the auxiliary machine power terminal 25 to the output side of the fuel cell 12 and DC
A switching circuit 45 for switching the electric power for auxiliary equipment between the output side of the system interconnection inverter as the AC / AC inverter 22 and
And a main control unit 42.

【0016】メインコントロール部42は、マイクロプ
ロセッサや制御用コンピュータで構成し、燃料電池1
2、DC/DCコンバータ20、DC/ACインバータ
としての系統連系インバータ、切換回路45、及び、補
機30、31、32を制御信号により制御する。
The main control section 42 is composed of a microprocessor and a control computer, and the fuel cell 1
2. The DC / DC converter 20, the system interconnection inverter as a DC / AC inverter, the switching circuit 45, and the auxiliary machines 30, 31, 32 are controlled by control signals.

【0017】また、メインコントロール部42は、燃料
電池12の出力電圧やDC/ACインバータ22の出力
電圧、系統電源36の電圧を各々監視して、負荷38に
電力を供給している系統電源36の交流電力の位相及び
電圧と比較しながら、系統連系インバータから供給する
電力を系統電源36に同期させるように発電制御をする
ことができる。
The main control unit 42 monitors the output voltage of the fuel cell 12, the output voltage of the DC / AC inverter 22, and the voltage of the system power supply 36, respectively, and supplies power to the load 38. It is possible to control the power generation so that the power supplied from the grid interconnection inverter is synchronized with the grid power supply 36 while comparing the phase and voltage of the AC power.

【0018】燃料電池発電システム39は、内部のAC
バスに関連するA側節点とDCバスに関連するB側節点
を有し、起動時において、切換回路45としてのスイッ
チング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチング
トランジスタのチャネルを補機動力端子25のA側節点
と系統電源36との間を電気的に導通させるように切換
回路45のA側節点の導通チャネル41を閉状態にす
る。なお、この時点では、切換回路45のB側節点の導
通チャネル43は開放状態である。
The fuel cell power generation system 39 has an internal AC
It has a node on the A side associated with the bus and a node on the B side associated with the DC bus, and at the time of start-up, the channel of the switching element or the electromagnetic relay or the semiconductor switching transistor as the switching circuit 45 is the node on the A side of the auxiliary machine power terminal 25. The conduction channel 41 at the node on the A side of the switching circuit 45 is closed so as to electrically connect between and the system power supply 36. At this point, the conduction channel 43 at the B-side node of the switching circuit 45 is open.

【0019】また、上記実施の形態では、切換回路45
のA側節点の導通チャネル41を閉状態にして、交流電
力をACバスへ供給していたが、これに代えて系統連系
インバータ22の出力ラインからダイオード7を介して
DCバスへ直流電力を供給することもできる。
In the above embodiment, the switching circuit 45 is used.
AC power was supplied to the AC bus by closing the conduction channel 41 at the node on the A side of the above. Instead of this, DC power is supplied from the output line of the grid interconnection inverter 22 to the DC bus via the diode 7. It can also be supplied.

【0020】補機30は、ACバスに接続された二電源
回路33を通じて電力の供給を受け、補機31は、AC
バスに接続された二電源回路27を通じて電力の供給を
受け、補機32は、ACバスに接続された二電源回路2
9を通じて電力の供給を受けることにより、系統電源3
6側から燃料電池発電システム39の起動時の電力供給
を受けることができる。
The auxiliary machine 30 is supplied with electric power through the dual power supply circuit 33 connected to the AC bus, and the auxiliary machine 31 receives the AC power.
Power is supplied through the dual power supply circuit 27 connected to the bus, and the auxiliary machine 32 receives the dual power supply circuit 2 connected to the AC bus.
By receiving the power supply through 9, the system power supply 3
It is possible to receive power supply at the time of starting the fuel cell power generation system 39 from the 6 side.

【0021】ここで、二電源回路33は、ACバス入力
とDCバス入力の2系統のバス入力を有し、切換回路4
5によりACバスがアクティブ状態に達したときは、A
Cバスから交流電源の供給を受けて直流電圧に整流し補
機30の定格電圧へ降圧した直流電圧を出力するアダプ
タとして機能する電気回路である。
Here, the dual power supply circuit 33 has two bus inputs, an AC bus input and a DC bus input, and the switching circuit 4
When the AC bus reaches the active state due to 5, A
It is an electric circuit that functions as an adapter that receives an AC power supply from the C bus, rectifies it into a DC voltage, and outputs a DC voltage reduced to the rated voltage of the auxiliary device 30.

【0022】また、二電源回路33は、切換回路45に
よりDCバスがアクティブ状態に達したときは、DCバ
スから直流電源の供給を受けて補機30の定格電圧へ適
合させた直流電圧を出力するDC/DCコンバータとし
て機能する電気回路である。
When the DC bus reaches the active state by the switching circuit 45, the dual power supply circuit 33 receives a DC power supply from the DC bus and outputs a DC voltage adapted to the rated voltage of the auxiliary machine 30. It is an electric circuit that functions as a DC / DC converter.

【0023】さらに、他の二電源回路27、29も同様
に、ACバスとDCバスのアクティブ状態を検知する若
しくはメインコントロール部42から制御信号を受信し
てACバスとDCバスを切り換えて補機31、32の定
格電圧を出力する電気回路である。
Further, the other two power supply circuits 27 and 29 similarly detect the active state of the AC bus and the DC bus, or receive a control signal from the main control unit 42 to switch the AC bus and the DC bus to switch the auxiliary equipment. It is an electric circuit that outputs the rated voltage of 31 and 32.

【0024】メインコントロール部42の電源は、燃料
電池の始動時に、系統電源36の交流電圧を整流して電
源供給しても良く、燃料電池発電システム39内部のバ
ッテリを含む蓄電及び放電システムから電源供給しても
良い。
The power source of the main control unit 42 may rectify the AC voltage of the system power source 36 to supply power when the fuel cell is started. The power source may be supplied from a power storage and discharge system including a battery inside the fuel cell power generation system 39. May be supplied.

【0025】上記メインコントロール部42へ蓄電及び
放電システムから電源供給をする場合には、燃料電池1
2の通常動作モード時に、バッテリを含む蓄電及び放電
システムを燃料電池の出力電圧から充電することができ
る。
When power is supplied from the power storage and discharge system to the main control unit 42, the fuel cell 1
In the second normal operation mode, the power storage and discharge system including the battery can be charged from the output voltage of the fuel cell.

【0026】補機30は、例えば、燃料電池12に原燃
料16や酸化剤ガス14としての空気や酸素を供給する
ブロアに相当する機器であり、補機31は、例えば、燃
料電池12の冷却水を循環させるポンプに相当する機器
であり、補機32は、例えば、改質器18に水を供給す
るポンプに相当する機器である。
The auxiliary device 30 is a device corresponding to, for example, a blower that supplies the raw fuel 16 and air or oxygen as the oxidant gas 14 to the fuel cell 12, and the auxiliary device 31 is, for example, a cooling device for the fuel cell 12. The auxiliary device 32 is a device corresponding to a pump that circulates water, and the auxiliary device 32 is a device corresponding to a pump that supplies water to the reformer 18, for example.

【0027】燃料電池発電システム39は、起動後にお
いて、メインコントロール部42の制御により通常の運
転状態に移行した段階で切換回路45としてのスイッチ
ング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチングト
ランジスタのチャネルを補機動力端子25のB側節点と
燃料電池12の出力側との間を電気的に導通させるよう
に切換回路45のB側節点の導通チャネル43を閉状態
にする。なお、この時点で、切換回路45のA側節点の
導通チャネル41は開放状態に移行するように制御され
る。
After starting, the fuel cell power generation system 39 switches the switching element as the switching circuit 45 or the channel of the electromagnetic relay or the semiconductor switching transistor to the auxiliary machine power at the stage of transition to the normal operating state by the control of the main control unit 42. The conduction channel 43 at the B-side node of the switching circuit 45 is closed to electrically connect the B-side node of the terminal 25 and the output side of the fuel cell 12. At this point, the conduction channel 41 at the A-side node of the switching circuit 45 is controlled so as to shift to the open state.

【0028】補機動力端子25のB側節点は、DCバス
に接続され、各二電源回路33、27、29のDC入力
へ燃料電池12の直流電圧を供給するように構成されて
いる。
The B-side node of the auxiliary machine power terminal 25 is connected to the DC bus and is configured to supply the DC voltage of the fuel cell 12 to the DC inputs of the two power supply circuits 33, 27 and 29.

【0029】燃料電池発電システム39は、通常の運転
時において、上記燃料電池12の出力側から切換回路4
5を通じて電力を補機30、31、32に供給しなが
ら、メインコントロール部42により発電制御を行う。
In the normal operation, the fuel cell power generation system 39 operates the switching circuit 4 from the output side of the fuel cell 12.
The power generation control is performed by the main control unit 42 while supplying electric power to the auxiliary machines 30, 31, 32 through 5.

【0030】また、燃料電池発電システム39は、燃料
電池12から、例えば約50V程度の直流電圧をDC/
DCコンバータ20により約300V程度の直流電圧に
昇圧変換し、DC/ACインバータ22としての系統連
系インバータを制御し、系統電源36と同期させて、例
えば周波数50Hz、電圧200Vの交流電力を負荷3
8へ供給するように発電制御を行う。
Further, the fuel cell power generation system 39 outputs a DC voltage of about 50 V from the fuel cell 12 to DC /
The DC converter 20 performs step-up conversion to a DC voltage of about 300 V, controls the grid-connected inverter as the DC / AC inverter 22, and synchronizes with the grid power supply 36, for example, AC power having a frequency of 50 Hz and a voltage of 200 V is applied to the load 3
Power generation control is performed so that the power is supplied to No. 8.

【0031】上記系統連系インバータは、周波数50H
z又は60Hz、電圧200Vの交流電圧を出力するよ
うに構成したが、本実施の形態では、メインコントロー
ル部48に指令を与えるだけで、任意の周波数及び電圧
を選択することができる。例えば、周波数60Hz、電
圧200Vの交流電圧や、周波数50Hz、電圧100
Vの交流電圧や、外国仕様の負荷38としての電気機器
に電力を供給する場合には、110Vの交流電圧を出力
することができる。
The system interconnection inverter has a frequency of 50H.
Although an AC voltage of z or 60 Hz and a voltage of 200 V is output, in the present embodiment, an arbitrary frequency and voltage can be selected only by giving a command to the main control unit 48. For example, an AC voltage with a frequency of 60 Hz and a voltage of 200 V, a frequency of 50 Hz and a voltage of 100
When supplying electric power to an AC voltage of V or an electric device as the foreign-purpose load 38, an AC voltage of 110 V can be output.

【0032】補機30、31、32に対する電力は、燃
料電池12の出力側から直接供給しているので、DC/
DCコンバータ20とDC/ACインバータ22として
の系統連系インバータの変換効率に相当する電力損失及
びDC/DCコンバータ20とDC/ACインバータ2
2を経由する補機までの配線上の電圧降下を払拭するこ
とができるので、通常運転中の燃料電池発電システム3
9の発電効率を総合的に向上させることができる。
Electric power for the auxiliary machines 30, 31, 32 is directly supplied from the output side of the fuel cell 12, and therefore DC /
The power loss corresponding to the conversion efficiency of the system interconnection inverter as the DC converter 20 and the DC / AC inverter 22, and the DC / DC converter 20 and the DC / AC inverter 2
Since the voltage drop on the wiring to the auxiliary machine via 2 can be eliminated, the fuel cell power generation system 3 in normal operation
The power generation efficiency of 9 can be improved comprehensively.

【0033】また、上記実施の形態では通常運転中の燃
料電池発電システム39は、燃料電池12から直接補機
に対して電力を供給するように構成したが、通常運転中
の燃料電池発電システム39の補機30、31、32に
対する電力を系統電源36から適宜供給するように切換
回路45を構成しなおしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the fuel cell power generation system 39 in the normal operation is configured to supply the electric power directly from the fuel cell 12 to the auxiliary equipment. However, the fuel cell power generation system 39 in the normal operation is operated. The switching circuit 45 may be reconfigured so that the electric power for the auxiliary machines 30, 31, 32 is appropriately supplied from the system power supply 36.

【0034】すなわち、メインコントロール部42は、
燃料電池12の電気化学的反応が燃料ガス19又は酸化
剤ガス14の供給中断等により一時的に低下した状態を
検知したときや、過負荷により燃料電池12の出力電圧
が異常に低下した状態を検知した場合には、燃料電池1
2の電気化学的反応が回復するまで補機30、31、3
2に対する電力を系統電源36から供給するように切換
回路45を構成し直す。つまり電力供給系統を再構成す
る。
That is, the main control section 42 is
When a state where the electrochemical reaction of the fuel cell 12 is temporarily lowered due to interruption of the supply of the fuel gas 19 or the oxidant gas 14 is detected, or when the output voltage of the fuel cell 12 is abnormally lowered due to overload, If detected, fuel cell 1
Auxiliary equipment 30, 31, 3 until the electrochemical reaction of 2 is restored
The switching circuit 45 is reconfigured so that the electric power for 2 is supplied from the system power supply 36. That is, the power supply system is reconfigured.

【0035】図2は、本発明による第2の実施の形態で
ある燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電
池発電システム40は、燃料ガス19と酸化剤ガス14
との電気化学的反応により発電する燃料電池12と、燃
料電池12から出力される、例えば約50Vの直流電圧
を約300Vの所定の直流電圧に変圧するDC/DCコ
ンバータ20と、DC/DCコンバータ20の出力側に
接続され、系統電源36と連系するために、DC/DC
コンバータ20で変圧された約300Vの直流電圧を2
00V/50Hz又は200V/60Hzの交流電圧に
変換するDC/ACインバータ22としての系統連系イ
ンバータと、燃料電池12用の補機30と、DC/DC
コンバータ26付き補機31と、DC/DCコンバータ
28付き補機32に電力を供給する補機動力端子25
と、補機動力端子25を、燃料電池12の出力側とDC
/ACインバータ22としての系統連系インバータの出
力側との間で補機用電力を切り換える切換回路44と、
DC/ACインバータ22の出力側と切換回路44との
間に配置されるAC/DC安定化電源回路24と、メイ
ンコントロール部42とを備える。
FIG. 2 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to a second embodiment of the present invention. The fuel cell power generation system 40 includes a fuel gas 19 and an oxidant gas 14
A fuel cell 12 for generating power by an electrochemical reaction with the DC / DC converter 20 for transforming a DC voltage output from the fuel cell 12, for example, about 50 V into a predetermined DC voltage of about 300 V, and a DC / DC converter. 20 is connected to the output side and is connected to the system power supply 36.
The DC voltage of about 300V transformed by the converter 20 is 2
A grid interconnection inverter as a DC / AC inverter 22 for converting to an AC voltage of 00V / 50Hz or 200V / 60Hz, an auxiliary device 30 for the fuel cell 12, and a DC / DC
Auxiliary machine power terminal 25 for supplying electric power to the auxiliary machine 31 with the converter 26 and the auxiliary machine 32 with the DC / DC converter 28
And the auxiliary machine power terminal 25 to the output side of the fuel cell 12 and DC
A switching circuit 44 for switching the power for auxiliary equipment between the output side of the grid interconnection inverter as the AC / AC inverter 22 and
The AC / DC stabilized power supply circuit 24 arranged between the output side of the DC / AC inverter 22 and the switching circuit 44 and the main control unit 42 are provided.

【0036】メインコントロール部42は、上記実施の
形態と同様に、マイクロプロセッサや制御用コンピュー
タで構成し、燃料電池12、DC/DCコンバータ2
0、DC/ACインバータとしての系統連系インバー
タ、切換回路44、及び、補機30、31、32を制御
する。
The main control section 42 is composed of a microprocessor and a control computer, as in the above-described embodiment, and includes the fuel cell 12 and the DC / DC converter 2.
0, the system interconnection inverter as a DC / AC inverter, the switching circuit 44, and the auxiliary machines 30, 31, 32.

【0037】燃料電池発電システム40は、起動時にお
いて、切換回路44としてのスイッチング素子又は電磁
リレー若しくは半導体スイッチングトランジスタのチャ
ネルを補機動力端子25と系統電源36との間を電気的
に導通させるように切換回路44のA側節点の導通チャ
ネルを閉状態にする。なお、この時点では、切換回路4
4のB側節点の導通チャネルは開放状態である。
When the fuel cell power generation system 40 is started, the switching element as the switching circuit 44 or the channel of the electromagnetic relay or the semiconductor switching transistor is electrically connected between the auxiliary machine power terminal 25 and the system power supply 36. Then, the conduction channel at the A-side node of the switching circuit 44 is closed. At this point, the switching circuit 4
The conduction channel at the B-side node of No. 4 is open.

【0038】補機30は、補機動力端子25に接続され
たDCバスを通じて電力の供給を受け、補機31は、D
Cバスに接続されたDC/DCコンバータ26を通じて
電力の供給を受け、補機32は、DCバスに接続された
DC/DCコンバータ28を通じて電力の供給を受ける
ことにより、系統電源36側からAC/DC安定化電源
回路24を介して燃料電池発電システム39の起動時の
電力供給を受けることができる。なお、補機30、補機
31、及び、補機32は、上記第1の実施の形態と同様
の機器であり説明を省略する。
The auxiliary machine 30 is supplied with electric power through the DC bus connected to the auxiliary machine power terminal 25, and the auxiliary machine 31 receives D
Power is supplied from the DC / DC converter 26 connected to the C bus, and the auxiliary machine 32 is supplied with power from the DC / DC converter 28 connected to the DC bus, so that the AC / DC power is supplied from the system power supply 36 side. It is possible to receive power supply at the time of starting the fuel cell power generation system 39 via the DC stabilized power supply circuit 24. It should be noted that the auxiliary machine 30, the auxiliary machine 31, and the auxiliary machine 32 are the same devices as those in the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0039】AC/DC安定化電源回路24は、補機3
0の定格電源を供給する第1の直流電源として機能す
る。また、DC/DCコンバータ26は、この第1の直
流電源から補機31の定格電源を供給する第2の直流電
源として機能する。さらに、DC/DCコンバータ28
は、第1の直流電源から補機32の定格電源を供給する
第3の直流電源として機能する。
The AC / DC stabilized power supply circuit 24 includes the auxiliary device 3
It functions as a first DC power supply that supplies a zero rated power supply. The DC / DC converter 26 also functions as a second DC power supply that supplies the rated power of the auxiliary equipment 31 from the first DC power supply. Furthermore, the DC / DC converter 28
Functions as a third DC power supply that supplies the rated power of the auxiliary equipment 32 from the first DC power supply.

【0040】このように、補機の多様な定格電源に適用
させるため複数段のDC/DCコンバータを組み合わせ
ることにより、各DC/DCコンバータを小型に構成す
ることができ、しかもDCバスの本数を減少させること
ができるので、燃料電池発電システムのコストを低減さ
せることができる。
As described above, by combining a plurality of stages of DC / DC converters so as to be applied to various rated power supplies of auxiliary machines, each DC / DC converter can be made compact and the number of DC buses can be reduced. Since it can be reduced, the cost of the fuel cell power generation system can be reduced.

【0041】燃料電池発電システム40は、起動後にお
いて、メインコントロール部42の制御により通常の運
転状態に移行した段階で切換回路44としてのスイッチ
ング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチングト
ランジスタのチャネルを補機動力端子25と燃料電池1
2の出力側との間を電気的に導通させるように切換回路
44のB側節点の導通チャネルを閉状態にする。なお、
この時点で、切換回路44のA側節点の導通チャネルは
開放状態に移行するように制御される。
After starting, the fuel cell power generation system 40 switches the switching element as the switching circuit 44 or the channel of the electromagnetic relay or the semiconductor switching transistor to the auxiliary machine power at the stage of transition to the normal operating state by the control of the main control unit 42. Terminal 25 and fuel cell 1
The conduction channel at the node on the B side of the switching circuit 44 is closed so as to establish electrical conduction with the output side of 2. In addition,
At this point, the conduction channel at the A-side node of the switching circuit 44 is controlled so as to shift to the open state.

【0042】燃料電池発電システム40は、通常の運転
時において、上記燃料電池12の出力側から切り替え回
路44を通じて電力を補機30、31、32に供給しな
がら、メインコントロール部42により発電制御を行
う。
In the normal operation, the fuel cell power generation system 40 controls the power generation by the main control unit 42 while supplying the electric power from the output side of the fuel cell 12 to the auxiliary machines 30, 31, 32 through the switching circuit 44. To do.

【0043】また、燃料電池発電システム40内部の電
力変換方式は、上記第1の実施の形態と同様の方式を採
用することができるので説明を省略する。
The power conversion system inside the fuel cell power generation system 40 can adopt the same system as that of the first embodiment, and therefore its explanation is omitted.

【0044】本実施の形態では、補機30、31、32
に対する電力は、燃料電池12の出力側から直接供給し
ているので、DC/DCコンバータ20とDC/ACイ
ンバータ22としての系統連系インバータとAC/DC
インバータ22の変換効率に相当する電力損失及びDC
/DCコンバータ20とDC/ACインバータ22とA
C/DCインバータ22を経由する補機までの配線上の
電圧降下を払拭することができるので、通常運転中の燃
料電池発電システム39の発電効率を総合的に向上させ
ることができる。
In this embodiment, the auxiliary machines 30, 31, 32 are used.
Power is directly supplied from the output side of the fuel cell 12, so that the DC / DC converter 20 and the system interconnection inverter as the DC / AC inverter 22 and the AC / DC
Power loss and DC corresponding to the conversion efficiency of the inverter 22
/ DC converter 20 and DC / AC inverter 22 and A
Since the voltage drop on the wiring to the auxiliary machine via the C / DC inverter 22 can be eliminated, the power generation efficiency of the fuel cell power generation system 39 during normal operation can be comprehensively improved.

【0045】また、上記実施の形態では通常運転中の燃
料電池発電システム40は、燃料電池12から直接補機
に対して電力を供給するように構成したが、通常運転中
の燃料電池発電システム40の補機30、31、32に
対する電力を系統電源36から適宜供給するように切換
回路44を構成しなおしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the fuel cell power generation system 40 in the normal operation is constituted so that the electric power is directly supplied from the fuel cell 12 to the auxiliary equipment. However, the fuel cell power generation system 40 in the normal operation is operated. The switching circuit 44 may be reconfigured so that electric power for the auxiliary machines 30, 31, 32 is appropriately supplied from the system power supply 36.

【0046】すなわち、メインコントロール部42は、
燃料電池12の電気化学的反応が燃料ガス19又は酸化
剤ガス14の供給中断等により一時的に低下した状態を
検知したときや、過負荷により燃料電池12の出力電圧
が異常に低下した状態を検知した場合には、燃料電池1
2の電気化学的反応が回復するまで補機30、31、3
2に対する電力を系統電源36から供給するように切換
回路45を構成しなおすことができる。
That is, the main control section 42
When a state where the electrochemical reaction of the fuel cell 12 is temporarily lowered due to interruption of the supply of the fuel gas 19 or the oxidant gas 14 is detected, or when the output voltage of the fuel cell 12 is abnormally lowered due to overload, If detected, fuel cell 1
Auxiliary equipment 30, 31, 3 until the electrochemical reaction of 2 is restored
The switching circuit 45 can be reconfigured so that the power for the power supply 2 is supplied from the system power supply 36.

【0047】さらに、上述の切替回路44を切替える際
に生じる直流電源の瞬断を防止するために、AC/DC
安定化電源24からダイオード7を介してDCバスへ直
流電圧を供給し、燃料電池12の出力端子をスイッチ5
及びダイオード6を介してDCバスへ接続することで、
燃料電池12からも直流電圧をDCバスへ供給すること
もできる。
Further, in order to prevent a momentary interruption of the DC power supply that occurs when switching the switching circuit 44, the AC / DC
A DC voltage is supplied from the stabilized power supply 24 to the DC bus via the diode 7, and the output terminal of the fuel cell 12 is switched to the switch 5
And by connecting to the DC bus via the diode 6,
It is also possible to supply a DC voltage from the fuel cell 12 to the DC bus.

【0048】例えば、スイッチ5を閉状態にした場合、
切替回路44の切替操作により補機に対する直流電源の
瞬断を防止することができる。一方、燃料電池12の出
力電圧がAC/DC安定化電源24から供給される直流
電圧より高電圧の状態であって、スイッチ5を開放状態
に維持する設定により燃料電池12の出力端子から電流
を供給させないというオプションも選択することができ
る。
For example, when the switch 5 is closed,
By the switching operation of the switching circuit 44, it is possible to prevent instantaneous interruption of the DC power supply to the auxiliary equipment. On the other hand, when the output voltage of the fuel cell 12 is higher than the DC voltage supplied from the AC / DC stabilized power supply 24, the current is output from the output terminal of the fuel cell 12 by setting the switch 5 to be in the open state. You can also select the option not to supply.

【0049】図3は、本発明による第3の実施の形態で
ある燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電
池発電システム46は、上記第2の実施の形態に、燃料
電池12の出力側と切換回路44との間に配置するDC
/DC安定化電源回路50を更に備える。
FIG. 3 is a block diagram of a fuel cell power generation system according to a third embodiment of the present invention. The fuel cell power generation system 46 is the DC arranged between the output side of the fuel cell 12 and the switching circuit 44 in the second embodiment.
A / DC stabilized power supply circuit 50 is further provided.

【0050】メインコントロール部48は、上記実施の
形態と同様に、マイクロプロセッサや制御用コンピュー
タで構成し、燃料電池12、DC/DCコンバータ2
0、DC/ACインバータとしての系統連系インバー
タ、切換回路44、及び、補機30、31、32を制御
する。
The main control section 48 is composed of a microprocessor and a control computer, as in the above-described embodiment, and includes the fuel cell 12 and the DC / DC converter 2.
0, the system interconnection inverter as a DC / AC inverter, the switching circuit 44, and the auxiliary machines 30, 31, 32.

【0051】燃料電池発電システム46の起動は、上記
第2の実施の形態と同様に構成できるので、説明を省略
する。
Since the startup of the fuel cell power generation system 46 can be configured in the same manner as in the second embodiment, its explanation is omitted.

【0052】補機30は、補機動力端子25に接続され
たDCバスを通じて電力の供給を受け、補機31は、D
Cバスに接続されたDC/DCコンバータ26を通じて
電力の供給を受け、補機32は、DCバスに接続された
DC/DCコンバータ28を通じて電力の供給を受ける
ことにより、系統電源36側からAC/DC安定化電源
回路24を介して燃料電池発電システム39の起動時の
電力供給を受けることができる。なお、補機30、補機
31、及び、補機32は、上記第2の実施の形態と同様
の機器であり説明を省略する。
The auxiliary machine 30 is supplied with electric power through the DC bus connected to the auxiliary machine power terminal 25, and the auxiliary machine 31 receives D
Power is supplied from the DC / DC converter 26 connected to the C bus, and the auxiliary machine 32 is supplied with power from the DC / DC converter 28 connected to the DC bus, so that the AC / DC power is supplied from the system power supply 36 side. It is possible to receive power supply at the time of starting the fuel cell power generation system 39 via the DC stabilized power supply circuit 24. It should be noted that the auxiliary machine 30, the auxiliary machine 31, and the auxiliary machine 32 are the same devices as those in the second embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0053】燃料電池発電システム46は、起動後にお
いて、メインコントロール部48の制御により通常の運
転状態に移行した段階で切換回路44としてのスイッチ
ング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチングト
ランジスタのチャネルを補機動力端子25と燃料電池1
2の出力側との間にDC/DC安定化電源回路50を介
して電気的に導通させるように切換回路44のB側節点
の導通チャネルを閉状態にする。なお、この時点で、切
換回路44のA側節点の導通チャネルは開放状態に移行
するように制御される。
After starting, the fuel cell power generation system 46 switches the switching element as the switching circuit 44 or the channel of the electromagnetic relay or the semiconductor switching transistor to the auxiliary machine power at the stage of transition to the normal operating state by the control of the main control section 48. Terminal 25 and fuel cell 1
The conduction channel at the B-side node of the switching circuit 44 is closed so as to be electrically conducted to the second output side via the DC / DC stabilized power supply circuit 50. At this point, the conduction channel at the A-side node of the switching circuit 44 is controlled so as to shift to the open state.

【0054】燃料電池発電システム46は、通常の運転
時において、上記燃料電池12の出力側からDC/DC
安定化電源回路50を介して切り替え回路44を通じ電
力を補機30、31、32に供給しながら、メインコン
トロール部48により発電制御を行う。
During normal operation, the fuel cell power generation system 46 operates from the output side of the fuel cell 12 to DC / DC.
While the electric power is supplied to the auxiliary machines 30, 31, 32 through the switching circuit 44 through the stabilized power supply circuit 50, power generation control is performed by the main control unit 48.

【0055】また、燃料電池発電システム46内部の電
力変換方式は、上記第1の実施の形態と同様の方式を採
用することができるので説明を省略する。
Further, as the power conversion method inside the fuel cell power generation system 46, the same method as that of the first embodiment can be adopted, and therefore the explanation thereof will be omitted.

【0056】本実施の形態では、補機30、31、32
に対する電力は、燃料電池12の出力側からDC/DC
安定化電源回路50を介して供給しているので、DC/
DCコンバータ20とDC/ACインバータ22として
の系統連系インバータとAC/DCインバータ22の変
換効率に相当する電力損失及びDC/DCコンバータ2
0とDC/ACインバータ22とAC/DCインバータ
22を経由する補機までの配線上の電圧降下を払拭する
ことができるので、通常運転中の燃料電池発電システム
39の発電効率を総合的に向上させることができる。
In this embodiment, the auxiliary machines 30, 31, 32 are used.
Power from the output side of the fuel cell 12 to DC / DC
Since the power is supplied via the stabilized power supply circuit 50, DC /
The power loss corresponding to the conversion efficiency of the system interconnection inverter and the AC / DC inverter 22 as the DC converter 20 and the DC / AC inverter 22, and the DC / DC converter 2
0, the DC / AC inverter 22, and the voltage drop on the wiring to the auxiliary machine via the AC / DC inverter 22 can be eliminated, so that the power generation efficiency of the fuel cell power generation system 39 during normal operation is comprehensively improved. Can be made.

【0057】しかも、燃料電池12から出力される直流
電圧が補機30等の要求する所定の直流電圧値とずれて
いた場合であっても、DC/DC安定化電源回路50に
より補正した安定化直流電圧を補機30等に供給するこ
とができる。この場合、DC/DC安定化電源回路50
の変換効率に相当する電力損失を生じるが、補機30等
の定格電圧を確保するためには有効な手段である。
Moreover, even if the DC voltage output from the fuel cell 12 deviates from the predetermined DC voltage value required by the auxiliary equipment 30 or the like, the stabilization corrected by the DC / DC stabilizing power supply circuit 50 is performed. DC voltage can be supplied to the auxiliary device 30 and the like. In this case, the DC / DC stabilized power supply circuit 50
A power loss corresponding to the conversion efficiency is generated, but it is an effective means for ensuring the rated voltage of the auxiliary equipment 30 and the like.

【0058】上記実施の形態では通常運転中の燃料電池
発電システム46は、燃料電池12からDC/DC安定
化電源回路50を介して補機30等に対して電力を供給
するように構成したが、通常運転中の燃料電池発電シス
テム46の補機30、31、32に対する電力を系統電
源36から適宜供給するように切り替え回路44を再構
成しても良い。
In the above embodiment, the fuel cell power generation system 46 in the normal operation is configured to supply the electric power from the fuel cell 12 to the auxiliary equipment 30 and the like via the DC / DC stabilized power supply circuit 50. The switching circuit 44 may be reconfigured so that the system power supply 36 appropriately supplies electric power to the auxiliary machines 30, 31, 32 of the fuel cell power generation system 46 during normal operation.

【0059】すなわち、メインコントロール部48は、
燃料電池12の電気化学的反応が燃料ガス19又は酸化
剤ガス14の供給中断等により一時的に低下した状態を
検知したときや、過負荷により燃料電池12の出力電圧
が異常に低下した状態を検知した場合には、燃料電池1
2の電気化学的反応が回復するまで補機30、31、3
2に対する電力を系統電源36から供給するように切り
替え回路44を再構成することができる。
That is, the main control section 48 is
When a state where the electrochemical reaction of the fuel cell 12 is temporarily lowered due to interruption of the supply of the fuel gas 19 or the oxidant gas 14 is detected, or when the output voltage of the fuel cell 12 is abnormally lowered due to overload, If detected, fuel cell 1
Auxiliary equipment 30, 31, 3 until the electrochemical reaction of 2 is restored
The switching circuit 44 can be reconfigured so that the power for the power supply 2 is supplied from the system power supply 36.

【0060】なお、切替回路44を補完又は代替するス
イッチ5、ダイーオード6及びダイオード7は上記実施
の形態と同様の部材が使用できるので、説明を省略す
る。
Since the switch 5, the diode 6 and the diode 7 which complement or replace the switching circuit 44 can use the same members as those in the above-mentioned embodiment, the description thereof will be omitted.

【0061】以上説明したように、燃料電池発電システ
ムにおいて、燃料電池から電力供給が開始される前に、
燃料電池を稼動させる補機用電力を商用電力である系統
電源から供給して燃料電池発電システムを起動させ、燃
料電池から継続的に電力が出力される段階から補機用電
力供給機構を再構成し、補機用電力源を系統電源の電力
から切り離し、燃料電池の出力端子側へ接続し直す又は
切り替えることができる。
As described above, in the fuel cell power generation system, before the power supply from the fuel cell is started,
Auxiliary equipment power supply mechanism is reconfigured from the stage where the fuel cell power generation system is started by supplying the auxiliary power for operating the fuel cell from the commercial power system power supply, and the power is continuously output from the fuel cell. However, it is possible to disconnect the auxiliary power source from the power of the system power source and reconnect or switch to the output terminal side of the fuel cell.

【0062】よって、補機は、系統電源に接続する直流
昇圧回路や直流交流インバータの変換効率に起因する電
力損失や配線上の電圧降下に起因する電力損失から開放
された電力源から安定した電力の供給を受けることがで
き、燃料電池発電システム全体の発電効率を向上させる
ことができる。
Therefore, the auxiliary machine can provide stable power from the power source released from the power loss caused by the conversion efficiency of the DC booster circuit or the DC AC inverter connected to the system power source and the power loss caused by the voltage drop on the wiring. Can be supplied, and the power generation efficiency of the entire fuel cell power generation system can be improved.

【0063】また、メインコントローラ部の制御の下、
通常運転時の燃料電池の出力電圧を監視し、燃料電池の
低負荷時又は高負荷時において燃料電池の電気的化学反
応が低下した際には、補機用電力源を燃料電池側から外
部電源に一時的に切り替えるように再構成することがで
き、信頼性の高い燃料電池発電システムを提供すること
ができる。
Under the control of the main controller section,
The output voltage of the fuel cell during normal operation is monitored, and when the electrochemical reaction of the fuel cell is reduced under low or high load of the fuel cell, the auxiliary power source is supplied from the fuel cell side to the external power source. It is possible to provide a highly reliable fuel cell power generation system, which can be reconfigured so as to be temporarily switched to.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、起動時に
系統電源から補機の電力を供給し、燃料電池の通常の運
転動作時には、燃料電池から系統電源へ出力する主電力
系と、燃料電池の出力端子から補機用の電力を供給する
ので、補機用の電力供給効率が向上し、燃料電池発電シ
ステム全体の発電効率を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the main power system that supplies the power of the auxiliary machine from the system power supply at the time of start-up and outputs the power from the fuel cell to the system power supply during the normal operation of the fuel cell, Since the power for the auxiliary machine is supplied from the output terminal of the fuel cell, the power supply efficiency for the auxiliary machine is improved, and the power generation efficiency of the entire fuel cell power generation system can be improved.

【0065】また、系統連系インバータの出力側から補
機の電力を供給するシステムに比べて本発明のように、
燃料電池の出力端子から補機用電力を供給することで、
DC/DCコンバータや系統連系インバータの出力容量
を小規模に構成することができるので、システムを小型
化し、製造コストを軽減させることができる。
Further, as compared with the system in which the power of the auxiliary machine is supplied from the output side of the grid interconnection inverter, as in the present invention,
By supplying power for auxiliary equipment from the output terminal of the fuel cell,
Since the output capacity of the DC / DC converter or the grid interconnection inverter can be configured in a small scale, the system can be downsized and the manufacturing cost can be reduced.

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

【図1】第1の実施の形態である燃料電池発電システム
の模式的なブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a fuel cell power generation system according to a first embodiment.

【図2】第2の実施の形態である燃料電池発電システム
の模式的なブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram of a fuel cell power generation system according to a second embodiment.

【図3】第3の実施の形態である燃料電池発電システム
の模式的なブロック図である。
FIG. 3 is a schematic block diagram of a fuel cell power generation system according to a third embodiment.

【図4】従来の燃料電池発電システムの模式的なブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a schematic block diagram of a conventional fuel cell power generation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 燃料電池 14 酸化剤ガス 16 原燃料 18 改質器 19 燃料ガス 20 DC/DCコンバータ 22 DC/ACインバータ 24 安定化電源回路 26 DC/DCコンバータ 27 二電源回路 28 コンバータ 29 二電源回路 30 補機 31 補機 32 補機 33 二電源回路 36 系統電源 38 負荷 39 燃料電池発電システム 40 燃料電池発電システム 41 A側節点の導通チャネル 42 メインコントロール部 43 B側節点の導通チャネル 44 切換回路 45 切換回路 46 燃料電池発電システム 48 メインコントロール部 50 安定化電源回路 12 Fuel cell 14 Oxidizer gas 16 Raw fuel 18 reformer 19 Fuel gas 20 DC / DC converter 22 DC / AC inverter 24 Stabilized power supply circuit 26 DC / DC converter 27 Dual power supply circuit 28 converter 29 Dual power supply circuit 30 Auxiliary equipment 31 Auxiliary equipment 32 Auxiliary equipment 33 Dual power supply circuit 36 system power supply 38 load 39 Fuel cell power generation system 40 Fuel cell power generation system 41 Conductor channel at A-side node 42 Main control section 43 B-side node conduction channel 44 Switching circuit 45 switching circuit 46 Fuel cell power generation system 48 Main control section 50 Stabilized power supply circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳我 尚秀 東京都港区港南1−6−34 荏原バラード 株式会社内 (72)発明者 渡辺 学 東京都港区港南1−6−34 荏原バラード 株式会社内 (72)発明者 青山 昌二 東京都港区港南1−6−34 荏原バラード 株式会社内 (72)発明者 立石 和文 東京都港区港南1−6−34 荏原バラード 株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA06 5H027 AA06 BA01 DD01 MM26    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Naohide Haga             1-6-34 Konan, Minato-ku, Tokyo Ebara Ballard             Within the corporation (72) Inventor Manabu Watanabe             1-6-34 Konan, Minato-ku, Tokyo Ebara Ballard             Within the corporation (72) Inventor Shoji Aoyama             1-6-34 Konan, Minato-ku, Tokyo Ebara Ballard             Within the corporation (72) Inventor Kazufumi Tateishi             1-6-34 Konan, Minato-ku, Tokyo Ebara Ballard             Within the corporation F-term (reference) 5H026 AA06                 5H027 AA06 BA01 DD01 MM26

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学的反
応により発電する燃料電池と;前記燃料電池から出力さ
れる直流電圧を所定の直流電圧に変圧するDC/DCコ
ンバータと;前記DC/DCコンバータの出力側に接続
され、系統電源と連系するために、前記DC/DCコン
バータで変圧された直流電圧を交流電圧に変換するDC
/ACインバータと;補機に電力を供給する補機動力端
子と;前記補機動力端子を、前記燃料電池の出力側と前
記DC/ACインバータの出力側との間で切り替える切
換回路とを備える;燃料電池発電システム。
1. A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas; a DC / DC converter that transforms a DC voltage output from the fuel cell into a predetermined DC voltage; and the DC / DC converter. DC connected to the output side of the DC converter and converting the DC voltage transformed by the DC / DC converter into an AC voltage in order to connect to the system power supply.
/ AC inverter; an auxiliary machine power terminal for supplying electric power to an auxiliary machine; and a switching circuit for switching the auxiliary machine power terminal between the output side of the fuel cell and the output side of the DC / AC inverter. A fuel cell power generation system.
【請求項2】 前記DC/ACインバータの出力側と前
記切換回路との間にAC/DC安定化電源回路を備え
る、請求項1に記載の燃料電池発電システム。
2. The fuel cell power generation system according to claim 1, further comprising an AC / DC stabilized power supply circuit between the output side of the DC / AC inverter and the switching circuit.
【請求項3】 前記燃料電池の出力側と前記切換回路と
の間にDC/DC安定化電源回路を備える、請求項1又
は請求項2に記載の燃料電池発電システム。
3. The fuel cell power generation system according to claim 1, further comprising a DC / DC stabilized power supply circuit between the output side of the fuel cell and the switching circuit.
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Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006228436A (en) * 2005-02-15 2006-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell system
JP2006313665A (en) * 2005-05-06 2006-11-16 Kawamura Electric Inc Warming system of fuel cell
JP2007157618A (en) * 2005-12-08 2007-06-21 Gs Yuasa Corporation:Kk Liquid fuel direct supply type fuel cell system
KR100748527B1 (en) 2005-09-23 2007-08-13 엘지전자 주식회사 Dc power supply apparatus in using fuel cell
JP2007280790A (en) * 2006-04-07 2007-10-25 Toshiba Corp Fuel cell co-generation system
JP2007299746A (en) * 2006-05-04 2007-11-15 Syspotek Corp Fuel cell equipped with power management
JP2008053039A (en) * 2006-08-24 2008-03-06 Sanyo Electric Co Ltd Starting method of fuel cell power generation system
JP2008103236A (en) * 2006-10-20 2008-05-01 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell system
JP2008108484A (en) * 2006-10-24 2008-05-08 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell system
JP2008159506A (en) * 2006-12-26 2008-07-10 Kyocera Corp Fuel cell device and its operation method
JP2008166042A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp Fuel cell cogeneration system
JP2009043525A (en) * 2007-08-08 2009-02-26 Panasonic Corp Device for generating fuel cell power
KR100902507B1 (en) * 2007-04-17 2009-06-15 삼성전자주식회사 Power conditioner and managing method thereof
KR100902508B1 (en) * 2007-04-23 2009-06-15 삼성전자주식회사 Power conditioner and managing method thereof
JP2009238624A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Hitachi Ltd Fuel cell system, backup power supply system, and its control method
JP2010040305A (en) * 2008-08-05 2010-02-18 Panasonic Corp Fuel cell power generating device
JP2010123408A (en) * 2008-11-20 2010-06-03 Panasonic Corp Fuel cell power generator system
JP2011015486A (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Sanyo Electric Co Ltd System-interconnected system using gas heat pump type air conditioner
WO2011148503A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 三菱重工業株式会社 Power supply device and method
US8084892B2 (en) 2010-05-28 2011-12-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Power supply device and method
JP2012138296A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell power generation system
JP2012190810A (en) * 2012-05-30 2012-10-04 Panasonic Corp Fuel cell system
WO2012140829A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-18 パナソニック株式会社 Fuel cell power generation system and method for controlling same
JP2012238424A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell power generation system and method of supplying power to electric heater in fuel cell power generation system
JP2012249486A (en) * 2011-05-31 2012-12-13 Noritz Corp Power generation system
JP2013030436A (en) * 2011-07-29 2013-02-07 Ngk Spark Plug Co Ltd Fuel cell system and controlling method thereof
JP2014179184A (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Miura Co Ltd Interconnection system for fuel cell
JP2014182947A (en) * 2013-03-19 2014-09-29 Miura Co Ltd Interconnection system for fuel cell
JP2017157320A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 アイシン精機株式会社 Power generation unit
EP4107838A4 (en) * 2020-02-19 2024-04-24 Bloom Energy Corporation Fault tolerant electrical architecture for fuel cell systems

Cited By (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006228436A (en) * 2005-02-15 2006-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fuel cell system
JP2006313665A (en) * 2005-05-06 2006-11-16 Kawamura Electric Inc Warming system of fuel cell
KR100748527B1 (en) 2005-09-23 2007-08-13 엘지전자 주식회사 Dc power supply apparatus in using fuel cell
JP2007157618A (en) * 2005-12-08 2007-06-21 Gs Yuasa Corporation:Kk Liquid fuel direct supply type fuel cell system
JP2007280790A (en) * 2006-04-07 2007-10-25 Toshiba Corp Fuel cell co-generation system
JP2007299746A (en) * 2006-05-04 2007-11-15 Syspotek Corp Fuel cell equipped with power management
JP2008053039A (en) * 2006-08-24 2008-03-06 Sanyo Electric Co Ltd Starting method of fuel cell power generation system
JP2008103236A (en) * 2006-10-20 2008-05-01 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell system
JP2008108484A (en) * 2006-10-24 2008-05-08 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell system
JP2008159506A (en) * 2006-12-26 2008-07-10 Kyocera Corp Fuel cell device and its operation method
JP2008166042A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp Fuel cell cogeneration system
KR100902507B1 (en) * 2007-04-17 2009-06-15 삼성전자주식회사 Power conditioner and managing method thereof
KR100902508B1 (en) * 2007-04-23 2009-06-15 삼성전자주식회사 Power conditioner and managing method thereof
US7656057B2 (en) 2007-04-23 2010-02-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Power conditioner and method of operating the same
JP2009043525A (en) * 2007-08-08 2009-02-26 Panasonic Corp Device for generating fuel cell power
JP2009238624A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Hitachi Ltd Fuel cell system, backup power supply system, and its control method
JP2010040305A (en) * 2008-08-05 2010-02-18 Panasonic Corp Fuel cell power generating device
JP2010123408A (en) * 2008-11-20 2010-06-03 Panasonic Corp Fuel cell power generator system
JP2011015486A (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Sanyo Electric Co Ltd System-interconnected system using gas heat pump type air conditioner
CN102754298A (en) * 2010-05-28 2012-10-24 三菱重工业株式会社 Power supply device and method
US8084892B2 (en) 2010-05-28 2011-12-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Power supply device and method
JP5449204B2 (en) * 2010-05-28 2014-03-19 三菱重工業株式会社 Power supply apparatus and method
WO2011148503A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 三菱重工業株式会社 Power supply device and method
JP2012138296A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell power generation system
JP5130414B2 (en) * 2011-04-11 2013-01-30 パナソニック株式会社 Fuel cell power generation system and control method thereof
WO2012140829A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-18 パナソニック株式会社 Fuel cell power generation system and method for controlling same
US20130302711A1 (en) * 2011-04-11 2013-11-14 Panasonic Corporation Fuel cell power generation system and control method thereof
JP2012238424A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel cell power generation system and method of supplying power to electric heater in fuel cell power generation system
JP2012249486A (en) * 2011-05-31 2012-12-13 Noritz Corp Power generation system
JP2013030436A (en) * 2011-07-29 2013-02-07 Ngk Spark Plug Co Ltd Fuel cell system and controlling method thereof
JP2012190810A (en) * 2012-05-30 2012-10-04 Panasonic Corp Fuel cell system
JP2014179184A (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Miura Co Ltd Interconnection system for fuel cell
JP2014182947A (en) * 2013-03-19 2014-09-29 Miura Co Ltd Interconnection system for fuel cell
JP2017157320A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 アイシン精機株式会社 Power generation unit
EP4107838A4 (en) * 2020-02-19 2024-04-24 Bloom Energy Corporation Fault tolerant electrical architecture for fuel cell systems
KR102690715B1 (en) * 2020-02-19 2024-08-05 블룸 에너지 코퍼레이션 Fault-tolerant electrical architecture for fuel cell systems

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