JP2006313671A - Fuel cell system, fuel cell system control method, and building - Google Patents

Fuel cell system, fuel cell system control method, and building Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of reducing an electric storing capacity of a storage battery. <P>SOLUTION: This system includes a fuel cell, an electric power load to consume the electric power of the fuel cell, the storage battery to store the electric power of the fuel cell, a demand control part to send electric power demanding information showing an increased amount of an electric power consumption in the case there is necessity of increasing the electric power consumption of the electric power load in advance, and a load control part in which in the case the electric power demanding information is received from the demand control part, on condition that the fuel cell can supply more electric power to the electric power load, based on the increased amount of the electric power consumption and amount of power accumulation of the storage battery shown by the electric power demanding information, timing of the electric power load increasing the electric power consumption is scheduled to have earlier timing than the time when the increased amount of the electric power supplied from the fuel cell reaches the increased amount of the electric power consumption shown by the electric power demanding information, a permission notice to show the scheduled timing is sent, and on condition that the permission notice is received, the electric power consumption of the electric power load is made to be increased by the timing shown by the permission notice. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池システム、燃料電池システム制御方法および建造物に関する。特に本発明は、電力を負荷に供給する燃料電池システム、燃料電池システム制御方法および建造物に関する。   The present invention relates to a fuel cell system, a fuel cell system control method, and a building. In particular, the present invention relates to a fuel cell system that supplies electric power to a load, a fuel cell system control method, and a building.

燃料電池を利用した燃料電池システムとしては、住宅が備える負荷機器が消費する電力を燃料電池が提供し、燃料電池の発電に伴って生成される温水を、住宅が備える貯湯タンクに供給するシステムがある(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003-199254号公報
As a fuel cell system using a fuel cell, there is a system in which a fuel cell provides power consumed by a load device provided in a house and supplies hot water generated along with power generation of the fuel cell to a hot water storage tank provided in the house. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2003-199254 A

電力系統から供給される電力を用いて動作することを前提として設計された負荷機器は、10ミリ秒程度の時間で消費電力を変動させる場合がある。一方で、燃料電池の発電量を変動させるには一般に数百ミリ秒程度の時間が必要である。このため、負荷機器の消費電力と燃料電池の発電電力との間に、一時的に電力の過不足が生じてしまう場合がある。この場合、蓄電池を設けることによって電力の過不足を吸収させることができる。しかし、電力の過不足を十分に吸収すべくより蓄電容量の大きい蓄電池を設けると、蓄電池の設置コストが増加するので好ましくない。   A load device designed on the assumption that it operates using power supplied from an electric power system may fluctuate power consumption in a time of about 10 milliseconds. On the other hand, generally, it takes about several hundred milliseconds to change the power generation amount of the fuel cell. For this reason, there may be a temporary excess or deficiency of power between the power consumption of the load device and the generated power of the fuel cell. In this case, an excess or deficiency of power can be absorbed by providing a storage battery. However, it is not preferable to provide a storage battery having a larger storage capacity so as to sufficiently absorb the excess or deficiency of power because the installation cost of the storage battery increases.

そこで本発明は、上記の課題を解決することができる燃料電池システム、燃料電池システム制御方法および建造物を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。   Then, this invention aims at providing the fuel cell system which can solve said subject, the fuel cell system control method, and a building. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.

本発明の第1の形態における燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池が発電した電力を消費して動作する電力負荷と、燃料電池の発電電力が前記電力負荷の消費電力より大きい場合に、前記燃料電池の電力を蓄電し、前記燃料電池の発電電力が前記電力負荷の消費電力より小さい場合に、蓄電した電力を放電することによって前記電力負荷に電力を供給する蓄電池と、電力負荷の消費電力を増やす必要がある場合に、消費電力の増加量を示す電力要求情報を予め送信する要求制御部と、要求制御部から電力要求情報を受け取った場合に、前記燃料電池が前記電力負荷に更に電力を供給することができることを条件として、前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングを示す許可通知を送信する燃料電池制御部と、燃料電池制御部から許可通知を受け取ったことを条件として、当該許可通知で示されるタイミングで前記電力負荷の消費電力を増加させる負荷制御部とを備え、燃料電池制御部は、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量と前記蓄電池の蓄電量とに基づいて、前記電力負荷が消費電力を増加させるタイミングを、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量に前記燃料電池から供給される電力の増加量が達する時刻よりも前のタイミングにスケジュールし、スケジュールされたタイミングを示す許可通知を送信する。   The fuel cell system according to the first aspect of the present invention includes a fuel cell, a power load that operates by consuming electric power generated by the fuel cell, and when the power generated by the fuel cell is greater than the power consumption of the power load. A storage battery that stores power of the fuel cell, and that supplies power to the power load by discharging the stored power when power generated by the fuel cell is smaller than power consumption of the power load, and power consumption When it is necessary to increase power, a request control unit that transmits power request information indicating an increase in power consumption in advance, and when the power request information is received from the request control unit, the fuel cell further adds to the power load. From the fuel cell control unit, a fuel cell control unit that transmits a permission notice indicating the timing at which the power load should increase power consumption, provided that power can be supplied A load control unit that increases the power consumption of the power load at a timing indicated by the permission notification on the condition that the permission notification is received, and the fuel cell control unit receives the power request information received from the request control unit The timing at which the power load increases the power consumption based on the amount of increase in power consumption indicated by and the amount of power stored in the storage battery is set to the amount of increase in power consumption indicated by the power request information received from the request control unit. Scheduling is performed at a timing prior to the time when the increase in the amount of power supplied from the fuel cell reaches, and a permission notification indicating the scheduled timing is transmitted.

前記燃料電池制御部は、前記蓄電池に更に蓄電することができる場合に、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量に前記燃料電池から供給される発電電力量の増加量が達するまでの立ち上がり期間において、前記蓄電池に充電される電力量と、前記蓄電池から放電される電力量とが略同一になるよう、前記電力負荷が消費電力を増やすタイミングを前記立ち上がり期間内にスケジュールしてよい。   The fuel cell control unit increases the amount of generated power supplied from the fuel cell to the amount of increase in power consumption indicated by the power request information received from the request control unit when the storage battery can be further charged. In the rising period until the amount reaches, the timing at which the power load increases the power consumption within the rising period so that the amount of power charged in the storage battery and the amount of power discharged from the storage battery become substantially the same. You can schedule.

前記燃料電池制御部は、前記蓄電池に更に蓄電することができる場合に、前記蓄電池に更に蓄電することができる蓄電可能電力量に更に基づいて、前記立ち上がり期間内において前記蓄電池が満充電に達するか否かを判断し、前記立ち上がり期間中に前記蓄電池が満充電に達すると判断される場合に、前記電力負荷が消費電力を増やすタイミングを、前記立ち上がり期間内における、前記蓄電池が満充電に達する時刻より前のタイミングにスケジュールしてよい。   If the fuel cell control unit can further charge the storage battery, whether the storage battery reaches full charge within the start-up period further based on the amount of power that can be stored in the storage battery. And when it is determined that the storage battery reaches full charge during the rising period, the timing at which the power load increases the power consumption is the time when the storage battery reaches full charge during the rising period. You may schedule at an earlier timing.

前記燃料電池制御部は、前記蓄電池に蓄電しておくべき目標蓄電量から、前記立ち上がり期間の開始時刻における前記蓄電池の蓄電量を引いた電力差の大きさが、予め定められた基準値を上回る場合に、前記立ち上がり期間内において前記蓄電池に充電される電力量から前記立ち上がり期間内において前記蓄電池から放電される電力量を引いた値が当該電力差に近づくよう、前記電力負荷が消費電力を増やすタイミングをスケジュールしてよい。   The fuel cell control unit has a power difference obtained by subtracting a storage amount of the storage battery at a start time of the rising period from a target storage amount to be stored in the storage battery, exceeding a predetermined reference value. In this case, the power load increases power consumption so that a value obtained by subtracting the amount of power discharged from the storage battery within the rising period from the amount of power charged to the storage battery within the rising period approaches the power difference. You may schedule timing.

前記要求制御部は、前記電力負荷の消費電力を増やす必要がある場合に、予め消費電力を増加させる期間を示す期間情報を電力要求情報とともに送信し、前記燃料電池制御部は、前記要求制御部から新たな要求情報を受け取った場合に、前記要求制御部から既に受け取った期間情報及び電力要求情報で示される消費電力の増加量、並びに既に送信した許可通知によって示される前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングに基づいて時刻毎の消費電力の合計値を判断し、当該時刻毎の消費電力の合計値が、前記燃料電池から供給することのできる最大電力量をいずれかの時刻で上回らないことを条件として、前記燃料電池が前記電力負荷に更に電力を供給することができることを判断してよい。   The request control unit transmits period information indicating a period for increasing power consumption in advance together with power request information when it is necessary to increase the power consumption of the power load, and the fuel cell control unit includes the request control unit. When the new request information is received from the request control unit, the power consumption indicated by the period information and the power request information already received from the request control unit and the power load indicated by the permission notification already transmitted is reduced. The total value of power consumption at each time is determined based on the timing to be increased, and the total value of power consumption at each time does not exceed the maximum amount of power that can be supplied from the fuel cell at any time On the condition, it may be determined that the fuel cell can further supply power to the power load.

前記燃料電池制御部は、前記要求制御部から既に受け取った期間情報及び電力要求情報で示される消費電力の増加量、並びに既に送信した許可通知によって示される前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングに基づいて、前記電力負荷の消費電力が減少するタイミング及び当該タイミングにおける消費電力の減少量を判断し、当該消費電力の減少量だけ前記燃料電池の発電電力が低下するまでの立ち下がり期間において、前記蓄電池に充電される電力量と前記蓄電池から放電される電力量とが略同一になるよう、前記燃料電池の発電電力を低下させるタイミングをスケジュールしてよい。   The fuel cell control unit is configured to increase the power consumption indicated by the period information and the power request information already received from the request control unit, and the power load indicated by the permission notification already transmitted. On the basis of the power load of the power load is determined and a decrease amount of power consumption at the timing, and in the falling period until the generated power of the fuel cell decreases by the power consumption decrease amount, You may schedule the timing which reduces the electric power generated of the said fuel cell so that the electric energy charged into the said storage battery and the electric energy discharged from the said storage battery may become substantially the same.

前記燃料電池制御部は、前記燃料電池の発電電力を低下させるタイミングから前記電力負荷の消費電力が減少するタイミングまでの期間において前記蓄電池から放電される放電量が、前記燃料電池の発電電力を低下させるタイミングにおける前記蓄電池の蓄電量以下になるよう、前記燃料電池の発電電力を低下させるタイミングをスケジュールしてよい。   The fuel cell control unit reduces the generated power of the fuel cell by the amount of discharge discharged from the storage battery during a period from the time when the generated power of the fuel cell is reduced to the time when the power consumption of the power load is reduced. You may schedule the timing which reduces the generated electric power of the said fuel cell so that it may become below the amount of electrical storage of the said storage battery in the timing to perform.

前記燃料電池制御部は、前記蓄電池に蓄電しておくべき目標蓄電量から前記立ち下がり期間の開始時刻における前記蓄電池の蓄電量を引いた電力差の大きさが予め定められた基準値を上回る場合に、前記立ち下がり期間内において前記蓄電池に充電される充電電力量から前記立ち下がり期間内において前記蓄電池から放電される放電電力量を引いた値が当該電力差に近づくよう、前記電力負荷が消費電力を増やすタイミングをスケジュールしてよい。   The fuel cell control unit is configured such that a power difference obtained by subtracting a storage amount of the storage battery at a start time of the falling period from a target storage amount to be stored in the storage battery exceeds a predetermined reference value. In addition, the power load is consumed so that a value obtained by subtracting a discharge power amount discharged from the storage battery during the fall period from a charge power amount charged to the storage battery during the fall period approaches the power difference. You may schedule the timing to increase power.

前記燃料電池の発電電力量及び前記電力負荷の消費電力量の履歴を管理する給電歴管理部を更に備え、前記燃料電池制御部は、前記給電歴管理部によって管理されている前記燃料電池の発電電力量及び前記電力負荷の消費電力量の履歴に基づいて、前記蓄電池に蓄電しておくべき蓄電必要量を算出し、算出した蓄電必要量がより大きい場合に、許可通知で示される消費電力を増加すべきタイミングからより早いタイミングで前記燃料電池の発電量を増加させてよい。   The power supply history management unit further manages a history of power generation amount of the fuel cell and power consumption of the power load, and the fuel cell control unit is configured to generate power of the fuel cell managed by the power supply history management unit. Based on the power amount and the history of the power consumption of the power load, the required storage amount to be stored in the storage battery is calculated, and when the calculated required storage amount is larger, the power consumption indicated in the permission notification is calculated. The power generation amount of the fuel cell may be increased at an earlier timing from the timing to be increased.

在宅中であるか否かを判断する在宅判断部を更に備え、前記給電歴管理部は、前記在宅判断部によって在宅中であると判断されたときの前記燃料電池の発電電力量及び前記電力負荷の消費電力量、ならびに在宅中ではないと判断されたときの前記燃料電池の発電電力量及び前記電力負荷の消費電力量の履歴をそれぞれ管理し、前記燃料電池制御部は、前記在宅判断部によって在宅中であると判断された場合には、前記給電歴管理部に管理されている在宅中の履歴を用いて、前記蓄電池に蓄電しておくべき蓄電必要量を算出し、前記在宅判断部によって在宅中でないと判断された場合には、前記給電歴管理部に管理されている非在宅中の履歴を用いて、前記蓄電池に蓄電しておくべき蓄電必要量を算出してよい。   A home determination unit for determining whether or not the user is at home, wherein the power supply history management unit determines the amount of power generated by the fuel cell and the power load when the home determination unit determines that the user is at home , And the history of the amount of power generated by the fuel cell and the amount of power consumed by the power load when it is determined that it is not at home, the fuel cell control unit is controlled by the home determination unit. If it is determined that the user is at home, the power storage history management unit manages the home history to calculate the required amount of power to be stored in the storage battery, and the home determination unit When it is determined that the user is not at home, the power storage requirement amount that should be stored in the storage battery may be calculated using the non-home history managed by the power supply history management unit.

前記燃料電池制御部は、許容することのできる消費電力の増加量を、前記負荷制御部へ通知し、前記負荷制御部は、前記燃料電池制御部から受け取った、許容された範囲内で消費電力を増加させてよい。   The fuel cell control unit notifies the load control unit of an increase in allowable power consumption, and the load control unit receives power consumption within an allowable range received from the fuel cell control unit. May be increased.

前記電力負荷の動作モードに応じた、前記電力負荷の消費電力を示す動作モードテーブルを更に備え、前記負荷制御部は、許容された消費電力の範囲内で遷移することのできる動作モードを、前記動作モードテーブルを用いて判断し、当該動作モードに遷移してよい。   The operation mode table indicating the power consumption of the power load according to the operation mode of the power load is further provided, and the load control unit is configured to change the operation mode capable of transitioning within a range of allowed power consumption. A determination may be made using the operation mode table, and a transition to the operation mode may be made.

前記要求制御部は、動作モードを遷移させようとする場合に現在の消費電力と比較して増加させる必要のある消費電力の大きさを、前記動作モードテーブルを参照して判断し、増加必要量を前記燃料電池制御部に送信してよい。   The request control unit refers to the operation mode table to determine the amount of power consumption that needs to be increased compared to the current power consumption when attempting to change the operation mode, and the required increase amount May be transmitted to the fuel cell control unit.

本発明の第2の形態における燃料電池システム制御方法は、燃料電池が発電した電力を消費して動作する電力負荷の消費電力を増やす必要がある場合に、消費電力の増加量を示す電力要求情報を予め送信する要求制御ステップと、電力要求情報を受け取った場合に、前記燃料電池が前記電力負荷に更に電力を供給することができることを条件として、前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングを示す許可通知を送信する燃料電池制御ステップと、許可通知を受け取ったことを条件として、当該許可通知で示されるタイミングで前記電力負荷の消費電力を増加させる負荷制御ステップとを備え、前記燃料電池制御ステップは、前記燃料電池の電力を蓄電し、蓄電した電力を前記電力負荷に供給する蓄電池の蓄電量と、電力要求情報で示される消費電力の増加量とに基づいて、前記電力負荷が消費電力を増加させるタイミングを、電力要求情報で示される消費電力の増加量に前記燃料電池から供給される電力の増加量が達する時刻よりも前のタイミングにスケジュールし、スケジュールされたタイミングを示す許可通知を送信する。   In the fuel cell system control method according to the second aspect of the present invention, when it is necessary to increase the power consumption of the power load that operates by consuming the power generated by the fuel cell, the power request information indicating the increase in power consumption And a timing at which the power load should increase power consumption on condition that the fuel cell can further supply power to the power load when receiving power request information. A fuel cell control step for transmitting a permission notice to indicate, and a load control step for increasing the power consumption of the power load at a timing indicated by the permission notice on the condition that the permission notice has been received. The step indicates the storage amount of the storage battery that stores the power of the fuel cell and supplies the stored power to the power load, and the power request information. The timing at which the power load increases the power consumption based on the increase amount of power consumption based on the time when the increase amount of power supplied from the fuel cell reaches the increase amount of power consumption indicated by the power request information. Schedule at the previous timing, and send a permission notice indicating the scheduled timing.

本発明の第3の形態における建造物は、燃料電池と、燃料電池が発電した電力を消費して動作する電力負荷と、燃料電池の発電電力が前記電力負荷の消費電力より大きい場合に、前記燃料電池の電力を蓄電し、前記燃料電池の発電電力が前記電力負荷の消費電力より小さい場合に、蓄電した電力を放電することによって前記電力負荷に電力を供給する蓄電池と、電力負荷の消費電力を増やす必要がある場合に、消費電力の増加量を示す電力要求情報を予め送信する要求制御部と、要求制御部から電力要求情報を受け取った場合に、前記燃料電池が前記電力負荷に更に電力を供給することができることを条件として、前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングを示す許可通知を送信する燃料電池制御部と、燃料電池制御部から許可通知を受け取ったことを条件として、当該許可通知で示されるタイミングで前記電力負荷の消費電力を増加させる負荷制御部とを備え、燃料電池制御部は、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量と前記蓄電池の蓄電量とに基づいて、前記電力負荷が消費電力を増加させるタイミングを、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量に前記燃料電池から供給される電力の増加量が達する時刻よりも前のタイミングにスケジュールし、スケジュールされたタイミングを示す許可通知を送信する。   The building according to the third aspect of the present invention includes a fuel cell, a power load that operates by consuming the power generated by the fuel cell, and the power generated by the fuel cell is greater than the power consumption of the power load. A storage battery that stores power of the fuel cell, and that supplies power to the power load by discharging the stored power when the generated power of the fuel cell is smaller than the power consumption of the power load, and power consumption of the power load When the power request information is received from the request control unit and the request control unit that transmits the power request information indicating the increase in power consumption in advance, the fuel cell further supplies power to the power load. A fuel cell control unit that transmits a permission notification indicating a timing at which the power load should increase power consumption, and a permission notification from the fuel cell control unit. And a load control unit that increases the power consumption of the power load at the timing indicated by the permission notice, the fuel cell control unit indicated by the power request information received from the request control unit. Based on the amount of increase in power consumption and the amount of power stored in the storage battery, the timing at which the power load increases power consumption is set to the amount of increase in power consumption indicated by the power request information received from the request control unit. Scheduling is performed at a timing prior to the time when the amount of increase in the power supplied from the battery reaches, and a permission notice indicating the scheduled timing is transmitted.

なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。   Note that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.

本発明によれば、蓄電池の蓄電容量を削減することができる燃料電池システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell system which can reduce the electrical storage capacity of a storage battery can be provided.

以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the embodiments are inventions. It is not always essential to the solution.

図1は、本発明の第1実施形態に係る燃料電池システムの構成の一例を示す図である。本実施形態は、システム全体の電力消費の変動が小さくなる燃料電池システムを提供することを目的とする。   FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. An object of the present embodiment is to provide a fuel cell system in which fluctuations in power consumption of the entire system are reduced.

燃料電池システム30は、例えば複数の住居(110a〜110c、以下110と総称する。)を含む建造物である集合住宅に電力および熱を供給する。ここで、集合住宅とは、一の建築物に複数の住居110を設けたものであってよく、異なる領域に設けられた複数の建築物のそれぞれを住居110としたものであってもよい。   The fuel cell system 30 supplies power and heat to an apartment house that is a building including a plurality of houses (110a to 110c, hereinafter collectively referred to as 110), for example. Here, the apartment house may be one in which a plurality of residences 110 are provided in one building, and each of a plurality of buildings provided in different areas may be the residence 110.

住居110bおよび住居110cは、住居110aと同一の構成要素を持つ。住居110bおよび住居110cが持つ各構成要素の符号の末尾にそれぞれbおよびcの符号を付けることにより、いずれの住居110の構成要素であるかを識別する。すなわち、燃料電池システム30は、複数の燃料電池(40a〜40c、以下40と総称する。)、複数の電力負荷(44a〜44c、以下44と総称する。)、複数の加温装置(48a〜48c、以下48と総称する。)、複数の主貯湯槽(42a〜42c、以下42と総称する。)、複数の熱負荷(54a〜54c、以下54と総称する。)、複数の給湯歴管理部(60a〜60c、以下60と総称する。)、および複数の在宅判断部(62a〜62c、以下62と総称する。)、ならびに、住居110が有さない単独の加温装置48dおよびサブ貯湯槽52、ならびに燃料電池制御部50を備える。   The dwelling 110b and the dwelling 110c have the same components as the dwelling 110a. By identifying the constituent elements of the dwelling 110b and dwelling 110c with the symbols b and c at the end of each constituent element, the dwelling 110 is identified. That is, the fuel cell system 30 includes a plurality of fuel cells (40a to 40c, hereinafter collectively referred to as 40), a plurality of power loads (44a to 44c, hereinafter collectively referred to as 44), and a plurality of heating devices (48a to 48a). 48c, hereinafter collectively referred to as 48), a plurality of main hot water tanks (42a to 42c, hereinafter collectively referred to as 42), a plurality of thermal loads (54a to 54c, hereinafter collectively referred to as 54), and a plurality of hot water supply history management. Part (60a-60c, generically referred to as 60 hereinafter), a plurality of at-home determination units (62a-62c, generically referred to as 62 below), and a single heating device 48d and sub-hot water storage that the residence 110 does not have. A tank 52 and a fuel cell control unit 50 are provided.

以下、住居110aの各構成要素の動作について説明する。本実施形態においては、燃料電池40aは、住居110aに設けられ、加温装置48aに電力を供給する。また、燃料電池40aは、いずれの電力負荷44に対しても電力が供給可能に設けられている。したがって、一の電力負荷44の消費する電力を燃料電池40aが発電すると、燃料電池40aが部分負荷運転となるような場合でも、他の複数の電力負荷44に供給する電力をも燃料電池40aが発電することで、より高い運転効率で燃料電池40aを駆動することができる。また、燃料電池40aが電力を供給する必要がない場合でも、燃料電池40aを停止させずに、燃料電池40a自身の動作のための補機電力のみ発電するホットアイドリング状態で待機させておくことで、電力負荷44が必要とする電力が増加した場合に、燃料電池40aを起動する場合に比べて迅速に電力を供給できる。また、他の住居110の燃料電池40が故障した場合であっても、燃料電池40aから電力を供給することができる。このように、燃料電池40が、複数設けられているので、負荷の幅広い変動に対応することができる。   Hereinafter, the operation of each component of the residence 110a will be described. In the present embodiment, the fuel cell 40a is provided in the residence 110a and supplies power to the heating device 48a. Further, the fuel cell 40 a is provided so that power can be supplied to any power load 44. Therefore, when the fuel cell 40a generates power consumed by one power load 44, the fuel cell 40a also supplies power to the other plurality of power loads 44 even when the fuel cell 40a is in partial load operation. By generating electric power, the fuel cell 40a can be driven with higher operation efficiency. Further, even when the fuel cell 40a does not need to supply power, the fuel cell 40a is not stopped and is kept in a hot idling state in which only auxiliary power for generating the operation of the fuel cell 40a itself is generated. When the electric power required by the electric power load 44 increases, electric power can be supplied more quickly than when the fuel cell 40a is activated. Moreover, even if the fuel cell 40 of another residence 110 fails, electric power can be supplied from the fuel cell 40a. Thus, since the fuel cell 40 is provided with two or more, it can respond to the wide fluctuation | variation of load.

また、燃料電池40aは、例えば固体高分子形燃料電池(PEFC)である。燃料電池40aは、例えば各住居に供給される都市ガス、プロパンガス等を改質して、燃料となる水素ガスを生成するものであってよく、また外部から供給される水素ガスを燃料とするものであってもよい。また、燃料電池40aはバッテリを備えており、当該バッテリを、非常時に燃料電池システム30を機能させるための電源として使用してよく、また、燃料電池システム30を立ち上げるときの電源として使用してもよい。   The fuel cell 40a is, for example, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC). The fuel cell 40a may be one that reforms city gas, propane gas, or the like supplied to each residence to generate hydrogen gas as fuel, and uses hydrogen gas supplied from the outside as fuel. It may be a thing. The fuel cell 40a includes a battery, and the battery may be used as a power source for causing the fuel cell system 30 to function in an emergency, and may be used as a power source when starting up the fuel cell system 30. Also good.

主貯湯槽42aは、燃料電池40aで生じる熱によって加温された温水、および加温装置48aによって加温された温水を貯湯する。また、主貯湯槽42aは、熱負荷54aに熱を供給する。サブ貯湯槽52は、加温装置48dによって温められた温水を貯湯し、主貯湯槽42aが温水を供給する温水設備とは異なる温水設備に温水を供給する。   The main hot water storage tank 42a stores hot water heated by the heat generated in the fuel cell 40a and hot water heated by the heating device 48a. The main hot water tank 42a supplies heat to the heat load 54a. The sub hot water tank 52 stores hot water heated by the heating device 48d, and supplies hot water to a hot water facility different from the hot water facility in which the main hot water tank 42a supplies hot water.

在宅判断部62aは、在宅中であるか否かを判断する。在宅判断部62aは、例えば、住居110aのドアに設けられた錠の施錠情報を検知して、住居110aの外部から施錠された場合に非在宅中とし、施錠されていない場合または住居110aの内部から施錠された場合に在宅中とする。また、在宅判断部62aは、消費電力や消費熱量の変動量を検知して在宅中であるか否かを判断してもよい。例えば、消費電力の変動量が、予め定められた基準量より大きい場合に在宅中であるとし、消費電力の変動量が予め定められた基準量以下の場合に非在宅中としてもよい。また、在宅判断部62aは赤外線センサーを備え、人体から放出される赤外線のエネルギーを検出することによって在宅か否かを判断してよい。この場合、赤外線センサーは、例えば焦電型赤外線センサーであってよい。   The home determination unit 62a determines whether or not the user is at home. The home determination unit 62a detects, for example, the lock information of the lock provided on the door of the residence 110a, and determines that the home is not home when locked from the outside of the residence 110a, or the inside of the residence 110a. If you are locked from the home. Further, the at-home determination unit 62a may detect whether or not the user is at home by detecting a fluctuation amount of power consumption or heat consumption. For example, it may be assumed that the user is at home when the fluctuation amount of power consumption is larger than a predetermined reference amount, and the user is not at home when the fluctuation amount of power consumption is equal to or less than a predetermined reference amount. The home determination unit 62a may include an infrared sensor, and determine whether or not the user is at home by detecting infrared energy emitted from the human body. In this case, the infrared sensor may be a pyroelectric infrared sensor, for example.

給湯歴管理部60aは、温水の消費量および燃料電池40aによる温水の生産量の履歴を管理する。本実施例では、給湯歴管理部60aは、主貯湯槽42aから供給される温水量を、温水の消費量として検出する。また、給湯歴管理部60aは、主貯湯槽42aに供給された温水量を、燃料電池40aおよび加温装置48aが生産する温水の生産量として検出する。さらに、1日を1時間ごとの時間帯に分割し、各時間帯における温水の消費量および生産された温水の量の履歴を管理する。   The hot water supply history management unit 60a manages the consumption of hot water and the history of the amount of hot water produced by the fuel cell 40a. In the present embodiment, the hot water supply history management unit 60a detects the amount of hot water supplied from the main hot water tank 42a as the consumption amount of hot water. In addition, the hot water supply history management unit 60a detects the amount of hot water supplied to the main hot water storage tank 42a as the amount of hot water produced by the fuel cell 40a and the heating device 48a. Further, the day is divided into hourly time zones, and the consumption of hot water and the history of the amount of hot water produced in each time zone are managed.

また、給湯歴管理部60aは、温水の消費量、および、燃料電池40aと加温装置48aによる温水の生産量として、温水の量と温度を管理してもよい。すなわち、主貯湯槽42aの温水温度から給水温度を減じたものに、主貯湯槽42aから供給される温水の体積を乗じたものを、温水の消費量として検出する。   The hot water supply history management unit 60a may manage the amount and temperature of hot water as the consumption of hot water and the production amount of hot water by the fuel cell 40a and the heating device 48a. That is, a product obtained by multiplying the hot water temperature of the main hot water storage tank 42a by the water supply temperature and the volume of the hot water supplied from the main hot water storage tank 42a is detected as the hot water consumption.

また、燃料電池40aから主貯湯槽42aへ供給される温水の温度から、燃料電池40aに供給される冷却水による燃料電池40aの冷却前の温度を減じたものに、燃料電池40aから主貯湯槽42aへ供給される温水の体積を乗じたものを、燃料電池40aによる温水の生産量として検出してよい。また、加温装置48aから主貯湯槽42aへ供給される温水の温度から、加温装置48aに供給される加温前の温水の温度を減じたものに、加温装置48aから主貯湯槽42aへ供給される温水の体積を乗じたものを、加温装置48aによる温水の生産量として検出してよい。   Further, the temperature of the hot water supplied from the fuel cell 40a to the main hot water tank 42a is subtracted from the temperature before the fuel cell 40a is cooled by the cooling water supplied to the fuel cell 40a. The product of the volume of hot water supplied to 42a may be detected as the amount of hot water produced by the fuel cell 40a. Further, the temperature of the hot water supplied from the warming device 48a to the main hot water tank 42a is subtracted from the temperature of the hot water supplied to the warming device 48a before the temperature of the hot water supplied from the warming device 48a to the main hot water tank 42a. You may detect what multiplied the volume of the warm water supplied to as a production amount of the warm water by the heating device 48a.

また、給湯歴管理部60aは、在宅判断部62aによって在宅中であると判断されたときの温水の消費量および生産量、ならびに在宅中ではないと判断されたときの温水の消費量および生産量の履歴を、それぞれ管理する。   Further, the hot water supply history management unit 60a uses hot water consumption and production when it is determined that the home determination unit 62a is home, and hot water consumption and production when it is determined that it is not home. Each history is managed.

電力負荷44aは、燃料電池40が発電した電力により動作する。電力負荷44aは、電力を消費する前に、予め燃料電池制御部50に電力を要求する。燃料電池制御部50は、電力負荷44aから電力を要求されたとき、予め燃料電池40の発電電力を増加させる。   The power load 44a is operated by the power generated by the fuel cell 40. The power load 44a requests power from the fuel cell control unit 50 before consuming power. The fuel cell control unit 50 increases the generated power of the fuel cell 40 in advance when power is requested from the power load 44a.

以上、住居110aの各構成要素の動作について説明したが、住居110bおよび住居110cの持つそれぞれの各構成要素の動作は、住居110aの各構成要素の動作と同一であるので説明を省略する。   The operation of each component of the dwelling 110a has been described above, but the operation of each component of the dwelling 110b and the dwelling 110c is the same as the operation of each component of the dwelling 110a.

図2は、加温装置48aの構成の一例を示す図である。加温装置48aは、燃料電池40aにより作られた余剰電力を用いて水を加温する。加温装置48aは、外部の熱量を水へ移動することにより水を加温するヒートポンプ46aである。ヒートポンプ46aが、外部の熱量を水へ移動することにより水を加温するので、少ない電力で多くの熱量を供給することができる。電力需要に対する熱需要の比が、燃料電池40aが発電する電力に対する、燃料電池40aが生産する熱量の比より大きいとき、余剰電力を用いてヒートポンプ46aを駆動することによって効率的に熱を供給できる。このため、電力の需要量と熱量の需要量とを適切に釣り合わせることができる。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the heating device 48a. The heating device 48a heats water using surplus power generated by the fuel cell 40a. The heating device 48a is a heat pump 46a that warms water by transferring external heat to water. Since the heat pump 46a warms the water by moving the external heat quantity to the water, a large quantity of heat can be supplied with a small amount of electric power. When the ratio of heat demand to power demand is greater than the ratio of the amount of heat produced by the fuel cell 40a to the power generated by the fuel cell 40a, heat can be efficiently supplied by driving the heat pump 46a using surplus power. . For this reason, the demand amount of electric power and the demand amount of calorie | heat amount can be balanced appropriately.

また、住居110bの加温装置48b、および住居110cの加温装置48cは、加温装置48aと同一の構成要素を有する。すなわち、加温装置48bおよび加温装置48cは、それぞれヒートポンプ46bおよびヒートポンプ46cを有する。また、ヒートポンプ46bおよびヒートポンプ46cの動作は、ヒートポンプ46aと同一であるので、説明を省略する。   Moreover, the heating device 48b of the residence 110b and the heating device 48c of the residence 110c have the same components as the heating device 48a. That is, the heating device 48b and the heating device 48c have a heat pump 46b and a heat pump 46c, respectively. Moreover, since the operation | movement of the heat pump 46b and the heat pump 46c is the same as the heat pump 46a, description is abbreviate | omitted.

図3は、電力負荷44aの構成の一例を示す図である。電力負荷44aは、負荷部64a、動作モードテーブル56a、負荷制御部58a、および要求制御部66aを備える。また、住居110bの電力負荷44b、および住居110cの電力負荷44cは、電力負荷44aと同一の構成要素を有する。電力負荷44bの有する各構成要素の符号の末尾にbを、電力負荷44cの有する各構成要素の符号の末尾にcを付けることにより、いずれの電力負荷44の構成要素であるかを識別する。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power load 44a. The power load 44a includes a load unit 64a, an operation mode table 56a, a load control unit 58a, and a request control unit 66a. Moreover, the power load 44b of the residence 110b and the power load 44c of the residence 110c have the same components as the power load 44a. By appending b to the end of the code of each component included in the power load 44b and adding c to the end of the code of each component included in the power load 44c, the component of which power load 44 is identified.

以下、電力負荷44aの各構成要素の動作について説明する。負荷部64aは燃料電池40から供給される電力を消費する。動作モードテーブル56aは、電力負荷44aの動作モードに応じた、電力負荷44aの消費電力を示す。動作モードテーブル56aは、消費電力情報を、動作モード情報に対応づけて格納する。例えば電力負荷44aが冷房機器であり、急速冷房と通常冷房の動作モードを持つとき、急速冷房と通常冷房のそれぞれの動作モードに対応づけて、それぞれの動作モードで動作するために必要な消費電力を動作モードテーブル56aに格納する。   Hereinafter, the operation of each component of the power load 44a will be described. The load unit 64a consumes power supplied from the fuel cell 40. The operation mode table 56a indicates the power consumption of the power load 44a according to the operation mode of the power load 44a. The operation mode table 56a stores power consumption information in association with the operation mode information. For example, when the power load 44a is a cooling device and has an operation mode of rapid cooling and normal cooling, power consumption required to operate in each operation mode in association with each operation mode of rapid cooling and normal cooling Is stored in the operation mode table 56a.

要求制御部66aは、電力負荷44aの消費電力を増やす必要がある場合に、予め燃料電池制御部50へ電力要求情報を送信する。このとき、増加させる必要のある消費電力を、動作モードテーブル56aを参照して判断し、増加必要量を燃料電池制御部50に電力要求情報として送信する。また、要求制御部66aは、電力を要求する期間を示す期間情報、および電力の消費を開始する期限を示す期限情報を、燃料電池制御部50に電力要求情報として送信する。このとき、要求制御部66aは、電力負荷44aを利用する使用者による指示等に基づいて期間情報および期限情報を決定してよい。例えば、電力負荷44aが冷房機器であるとき、電力負荷44aの使用者が、目標温度および当該目標温度に達する目標時刻を電力負荷44aに指示する。このとき要求制御部66aは、使用者から指示された目標温度、目標時刻、および現在の温度に基づいて、増加する消費電力、電力の消費を開始する期限、および電力を消費する期間とを計算して、それぞれを電力要求情報の消費電力、期限情報、および期間情報として、燃料電池制御部50に送信する。   The request control unit 66a transmits power request information to the fuel cell control unit 50 in advance when it is necessary to increase the power consumption of the power load 44a. At this time, the power consumption that needs to be increased is determined with reference to the operation mode table 56a, and the required increase amount is transmitted to the fuel cell control unit 50 as power request information. Further, the request control unit 66a transmits period information indicating a period for requesting power and time limit information indicating a time limit for starting power consumption to the fuel cell control unit 50 as power request information. At this time, the request control unit 66a may determine the period information and the time limit information based on an instruction or the like by a user who uses the power load 44a. For example, when the power load 44a is a cooling device, the user of the power load 44a instructs the power load 44a about the target temperature and the target time to reach the target temperature. At this time, the request control unit 66a calculates the power consumption to be increased, the time limit for starting power consumption, and the period for power consumption based on the target temperature, the target time, and the current temperature instructed by the user. Then, each is transmitted to the fuel cell control unit 50 as the power consumption, the time limit information, and the period information of the power request information.

負荷制御部58aは、燃料電池制御部50から許可通知を受け取ったとき、許容された範囲内で電力負荷44aの消費電力を増加させる。このとき、負荷制御部58aは、許容された消費電力の範囲内で遷移することのできる動作モードを、動作モードテーブル56aを用いて判断し、負荷部64aを制御して当該動作モードに遷移する。負荷制御部58a、要求制御部66a、および燃料電池制御部50は、イーサーネット(登録商標)等の通信ネットワークによって結ばれている。また、他の方法としては、負荷制御部58a、要求制御部66a、および燃料電池制御部50との間のデータ通信信号を、電源の周波数より十分に高い高周波に変調し、電源ラインに重畳してもよい。   When receiving the permission notification from the fuel cell control unit 50, the load control unit 58a increases the power consumption of the power load 44a within the allowable range. At this time, the load control unit 58a uses the operation mode table 56a to determine an operation mode that can be changed within the allowable power consumption range, and controls the load unit 64a to change to the operation mode. . The load control unit 58a, the request control unit 66a, and the fuel cell control unit 50 are connected by a communication network such as Ethernet (registered trademark). As another method, a data communication signal between the load control unit 58a, the request control unit 66a, and the fuel cell control unit 50 is modulated to a frequency sufficiently higher than the frequency of the power source and superimposed on the power source line. May be.

以上、電力負荷44aの各構成要素の動作を説明したが、電力負荷44bおよび電力負荷44bの各構成要素は、電力負荷44aの各構成要素と同一の動作をするので、説明を省略する。   The operation of each component of the power load 44a has been described above, but each component of the power load 44b and the power load 44b operates in the same manner as each component of the power load 44a, and thus description thereof is omitted.

本実施形態の燃料電池システム30では、燃料電池制御部50は、要求制御部66から要求情報を受け取ったとき、電力を供給することができる場合に、許容することのできる消費電力の増加量を、負荷制御部58へ許可通知として通知する。また、燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電効率を、予め定められた発電効率よりも高くすることができる場合に、負荷制御部58へ許可通知を送信する。   In the fuel cell system 30 of the present embodiment, when the fuel cell control unit 50 receives the request information from the request control unit 66, the fuel cell control unit 50 determines the amount of increase in power consumption that can be allowed when power can be supplied. The load control unit 58 is notified as a permission notification. The fuel cell control unit 50 transmits a permission notice to the load control unit 58 when the power generation efficiency of the fuel cell 40 can be made higher than a predetermined power generation efficiency.

図4は、複数の燃料電池40における、発電電力と発電効率との関係の一例を示す図である。一般に、燃料電池40の発電効率は、燃料電池40の発電電力に依存する。このため、複数の燃料電池40を接続したシステムであっても、全体としての発電効率は図4に示すような発電電力に対する依存性をもつ。複数の燃料電池40を接続したシステムで、全体としての発電効率の下限となる基準効率を定めると、燃料電池40が発電すべき電力量の合計の範囲が定められる。例えば、燃料電池40が発電する電力の合計が、第一下限電力(P1)から第一上限電力(P2)の間、第二下限電力(P3)から第二上限電力(P4)の間、または第三下限電力(P5)と第三上限電力(P6)の間のいずれかであれば、発電効率が基準効率以上となる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the generated power and the power generation efficiency in the plurality of fuel cells 40. In general, the power generation efficiency of the fuel cell 40 depends on the power generated by the fuel cell 40. For this reason, even in a system in which a plurality of fuel cells 40 are connected, the overall power generation efficiency depends on the generated power as shown in FIG. In a system in which a plurality of fuel cells 40 are connected, when the reference efficiency that is the lower limit of the overall power generation efficiency is determined, the total range of the amount of power that the fuel cell 40 should generate is determined. For example, the total power generated by the fuel cell 40 is between the first lower limit power (P1) and the first upper limit power (P2), between the second lower limit power (P3) and the second upper limit power (P4), or If it is either between the third lower limit power (P5) and the third upper limit power (P6), the power generation efficiency is equal to or higher than the reference efficiency.

したがって、燃料電池制御部50は、複数の燃料電池40が発電する電力の合計が予め定められた電力範囲内となるように、複数の燃料電池40の発電量を制御することで、全体としての発電効率を予め定められた発電効率以上にすることができる。すなわち、燃料電池制御部50は、要求される電力が、燃料電池40が発電できる最大発電電力を下回る場合であって、要求される電力を発電したときに燃料電池40の発電する電力量の合計が、予め定められた発電効率以上となる電力の範囲内である場合に、燃料電池制御部50は負荷制御部58へ許可通知を送信する。   Therefore, the fuel cell control unit 50 controls the power generation amount of the plurality of fuel cells 40 so that the sum of the power generated by the plurality of fuel cells 40 is within a predetermined power range. The power generation efficiency can be greater than or equal to a predetermined power generation efficiency. That is, the fuel cell control unit 50 is a case where the required power is less than the maximum generated power that can be generated by the fuel cell 40, and the total amount of power generated by the fuel cell 40 when the required power is generated. However, the fuel cell control unit 50 transmits a permission notice to the load control unit 58 when the power is within a predetermined range of power generation efficiency.

図5は、電力負荷44が電力を要求する通信シーケンスを示すシーケンス図である。要求制御部66bは、電力負荷44bの消費電力を増やす必要がある場合に、電力要求情報を燃料電池制御部50に送信する(S200)。   FIG. 5 is a sequence diagram illustrating a communication sequence in which the power load 44 requests power. The request control unit 66b transmits power request information to the fuel cell control unit 50 when it is necessary to increase the power consumption of the power load 44b (S200).

燃料電池制御部50は、要求制御部66bからの電力要求情報に基づいて要求判定を行う(S202)。S202で、燃料電池40bの出力を増加する必要があると判断された場合は、燃料電池40bの出力を増加させる(S204)。燃料電池40bの出力が増加し、要求された電力を供給する準備が完了すると(S206)、消費電力を増加しても良い旨を示す許可通知を負荷制御部58bへ送信する(S208)。負荷制御部58bは、許可通知を受信した場合に、許容された範囲内の電力量を消費するよう負荷部64bを制御することで、電力負荷44bが電力消費を開始する(S209)。   The fuel cell control unit 50 makes a request determination based on the power request information from the request control unit 66b (S202). If it is determined in S202 that the output of the fuel cell 40b needs to be increased, the output of the fuel cell 40b is increased (S204). When the output of the fuel cell 40b increases and the preparation for supplying the requested power is completed (S206), a permission notice indicating that the power consumption may be increased is transmitted to the load control unit 58b (S208). When the load control unit 58b receives the permission notification, the load control unit 58b controls the load unit 64b to consume the power amount within the allowed range, so that the power load 44b starts to consume power (S209).

要求制御部66aは、電力負荷44aの消費電力を増やす必要がある場合に、電力要求情報を燃料電池制御部50に送信する(S210)。燃料電池制御部50は、要求制御部66aからの電力要求情報に基づいて要求判定を行う(S212)。S212で、燃料電池40aを起動する必要があると判断された場合は、燃料電池40aを起動させる(S214)。燃料電池40aが起動し、要求された電力を供給する準備が完了すると(S216)、消費電力を増加しても良い旨を示す許可通知を負荷制御部58aへ送信する(S218)。負荷制御部58aは、許可通知を受信した場合に、許容された範囲内の電力量を消費するよう負荷部64aを制御することで、電力負荷44aは電力消費を開始する(S219)。   When it is necessary to increase the power consumption of the power load 44a, the request control unit 66a transmits power request information to the fuel cell control unit 50 (S210). The fuel cell control unit 50 makes a request determination based on the power request information from the request control unit 66a (S212). If it is determined in S212 that the fuel cell 40a needs to be activated, the fuel cell 40a is activated (S214). When the fuel cell 40a is activated and preparation for supplying the requested power is completed (S216), a permission notice indicating that the power consumption may be increased is transmitted to the load control unit 58a (S218). When the load control unit 58a receives the permission notification, the load control unit 58a controls the load unit 64a to consume the power amount within the allowable range, so that the power load 44a starts power consumption (S219).

図6は、電力要求情報を受信した場合の、燃料電池制御部50の動作の詳細を示すフローチャートである。燃料電池制御部50は、要求制御部66からの要求情報に基づき、指定された期間、電力を供給できるかどうかを判定する(S230)。電力を供給できる場合、負荷制御部58に許可通知を送信し(S234)、処理を終了する。   FIG. 6 is a flowchart showing details of the operation of the fuel cell control unit 50 when the power request information is received. The fuel cell control unit 50 determines whether power can be supplied for a specified period based on the request information from the request control unit 66 (S230). If power can be supplied, a permission notice is transmitted to the load control unit 58 (S234), and the process ends.

S230で電力を供給できない場合には、要求制御部66からの電力要求情報に基づき、消費開始期限までに予め定められた発電効率よりも高くなる発電電力で電力を供給する準備が整うか否かを判定する(S232)。S232において電力を供給する準備が整う場合、燃料電池40の出力を増加させる(S236)。なお、S236において燃料電池40を起動する必要がある場合は、燃料電池40を起動する。さらに、燃料電池制御部50は、燃料電池40の出力に基づいて、条件付きの許可通知を負荷制御部58に送信する(S238)。S238において送信する条件付きの許可通知は、燃料電池40が電力を供給できる時刻や電力量を表す情報を含んでよい。例えば、S236において燃料電池40を起動させた場合の条件付きの許可通知は、要求された電力を供給できる時刻を含むものであってよく、また、現時点で供給できる電力量を含むものであってもよい。   If power cannot be supplied in S230, whether or not preparation for supplying power with generated power that is higher than the power generation efficiency determined in advance by the consumption start time limit is ready based on the power request information from the request control unit 66 Is determined (S232). When it is ready to supply power in S232, the output of the fuel cell 40 is increased (S236). If it is necessary to start the fuel cell 40 in S236, the fuel cell 40 is started. Further, the fuel cell control unit 50 transmits a conditional permission notice to the load control unit 58 based on the output of the fuel cell 40 (S238). The conditional permission notification transmitted in S238 may include information indicating the time when the fuel cell 40 can supply power and the amount of power. For example, the conditional permission notice when the fuel cell 40 is activated in S236 may include a time when the requested power can be supplied, and also includes an amount of power that can be supplied at the present time. Also good.

S232において電力を供給する準備が整わない場合、要求された電力より少ない電力であっても電力負荷44が許容できるか否かを判定する(S240)。S240において、燃料電池制御部50は、要求制御部66からの電力要求情報に基づいて、要求された電力より少ない電力であっても電力負荷44が許容できるか否かを判断する。例えば、要求制御部66は、要求する電力より低い電力で電力負荷44が動作できるか否かを示す情報を、要求する電力とともに電力要求情報として燃料電池制御部50に送信する。また、要求制御部66は、動作モードテーブル56を参照して、電力負荷44が動作できる下限の電力を、要求する電力とともに電力要求情報として燃料電池制御部50に送信してもよい。これによって燃料電池制御部50は、要求された電力より少ない電力であっても電力負荷44が許容できるか否かを判定する。   If it is not ready to supply power in S232, it is determined whether or not the power load 44 can be tolerated even if the power is less than the requested power (S240). In S <b> 240, the fuel cell control unit 50 determines whether the power load 44 can be tolerated based on the power request information from the request control unit 66 even if the power is less than the requested power. For example, the request control unit 66 transmits information indicating whether or not the power load 44 can operate with lower power than the requested power to the fuel cell control unit 50 together with the requested power as power request information. Further, the request control unit 66 may refer to the operation mode table 56 and transmit the lower limit power at which the power load 44 can operate as power request information to the fuel cell control unit 50 together with the requested power. Accordingly, the fuel cell control unit 50 determines whether or not the power load 44 can be tolerated even if the power is less than the requested power.

S240において、要求された電力より少ない電力を電力負荷44が許容できない場合は、S236の処理を行い、S238において条件付きの判断結果を示す許可通知、または条件付きの許可通知を負荷制御部58に送信し、処理を終了する。S238において送信する条件付きの判断結果を示す許可通知は、燃料電池40が電力を供給できる時刻や電力量を表す情報を含んでよい。例えば、条件付きの判断結果を示す許可通知は、燃料電池40が予め定められた発電効率よりも高くなる発電電力で発電しつつ要求された電力を供給するときに、電力の供給を開始できる時刻を含んでよく、また、現時点あるいは期限までに供給できる電力量を含んでもよい。また、S238において送信する条件付きの許可通知は、燃料電池40が電力を供給できる時刻や電力量を表すものを含んでよい。例えば、S236において燃料電池40を起動させた場合の条件付きの許可通知は、要求された電力を供給できる時刻を含むものであってよく、また、現時点あるいは期限までに供給できる電力量を含むものであってもよい。   In S240, if the power load 44 cannot tolerate less power than the requested power, the process of S236 is performed, and a permission notice indicating a conditional determination result or a conditional permission notice is sent to the load control unit 58 in S238. Send and finish the process. The permission notification indicating the conditional determination result transmitted in S238 may include information indicating the time when the fuel cell 40 can supply power and the amount of power. For example, the permission notice indicating the conditional determination result is a time when the fuel cell 40 can start the supply of power when supplying the requested power while generating power with the generated power higher than the predetermined power generation efficiency. It may also include the amount of power that can be supplied at the present time or before the deadline. Further, the conditional permission notification transmitted in S238 may include information indicating the time when the fuel cell 40 can supply power and the amount of power. For example, the conditional permission notice when the fuel cell 40 is started in S236 may include a time when the requested power can be supplied, and also include an amount of power that can be supplied by the present time or before the deadline. It may be.

S240において要求された電力より少ない電力であっても電力負荷44が許容できる場合、S242において条件付きの判断結果を示す許可通知、または条件付きの許可通知を負荷制御部58に送信し、処理を終了する。S242において送信する条件付きの判断結果を示す許可通知は、燃料電池40が電力を供給できる時刻や電力量を表す情報を含んでよい。例えば、条件付きの判断結果を示す許可通知は、燃料電池40が予め定められた発電効率よりも高くなる発電電力で発電しつつ要求された電力を供給するときに、電力の供給を開始できる時刻を含んでよく、また、燃料電池40が予め定められた発電効率よりも高くなる発電電力で発電しつつ現時点あるいは期限までに供給できる電力量を含んでもよい。また、S242において送信する条件付きの許可通知は、燃料電池40が供給できる電力量を表すものを含んでよい。例えば、条件付きの許可通知は、燃料電池40が予め定められた発電効率よりも高くなる発電電力で発電しつつ現時点あるいは期限までに供給できる電力量を含むものであってよい。   If the power load 44 can be tolerated even if the power is less than the power requested in S240, a permission notification indicating a conditional determination result or a conditional permission notification is transmitted to the load control unit 58 in S242, and the process is performed. finish. The permission notification indicating the conditional determination result transmitted in S242 may include information indicating the time when the fuel cell 40 can supply power and the amount of power. For example, the permission notice indicating the conditional determination result is a time when the fuel cell 40 can start the supply of power when supplying the requested power while generating power with the generated power higher than the predetermined power generation efficiency. In addition, the fuel cell 40 may include the amount of power that can be supplied by the present time or before the deadline while generating power with generated power that is higher than a predetermined power generation efficiency. In addition, the conditional permission notification transmitted in S242 may include information indicating the amount of power that the fuel cell 40 can supply. For example, the conditional permission notification may include the amount of power that can be supplied by the present time or before the deadline while the fuel cell 40 generates power with generated power that is higher than a predetermined power generation efficiency.

なお、負荷制御部58は、条件付きの判断結果を示す許可通知、または条件付きの許可通知を燃料電池制御部50から受け取った場合には、それら許可通知によって通知された許容される電力の範囲内で遷移することのできる動作モードを、動作モードテーブル56から判断して当該動作モードに遷移してよい。また負荷制御部58は、許可通知によって通知された、電力を受け取ることのできる時刻に基づいて、指定された時刻に電力の消費を開始するよう負荷部64を制御してもよい。   When the load control unit 58 receives a permission notification indicating a conditional determination result or a conditional permission notification from the fuel cell control unit 50, the range of allowable power notified by the permission notification. The operation mode that can be changed in the operation mode may be determined from the operation mode table 56 to change to the operation mode. Further, the load control unit 58 may control the load unit 64 to start power consumption at a specified time based on the time when the power can be received notified by the permission notification.

図7は、燃料電池制御部50が管理する管理テーブルの一例を示す図である。管理テーブルには、電力負荷44に関する、状態情報と、時刻情報と、期限情報と、期間情報と、電力情報とを、電力負荷44に対応づけて格納する。状態情報には、電力負荷44の電力消費状態を示す、要求または消費のいずれかの状態を格納する。時刻情報には、電力負荷44へ電力の供給を開始した時刻、または電力負荷44から電力を要求された時刻を格納する。期限情報には、電力負荷44から電力を要求されたとき、電力の消費を開始する期限を格納する。期間情報には、電力負荷44が電力を消費する期間を格納する。電力情報には、電力負荷44が消費する電力を格納する。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a management table managed by the fuel cell control unit 50. In the management table, state information, time information, time limit information, period information, and power information related to the power load 44 are stored in association with the power load 44. In the state information, either a request or consumption state indicating the power consumption state of the power load 44 is stored. The time information stores the time when the supply of power to the power load 44 is started or the time when power is requested from the power load 44. The time limit information stores a time limit for starting power consumption when power is requested from the power load 44. The period information stores a period during which the power load 44 consumes power. In the power information, the power consumed by the power load 44 is stored.

図8は、燃料電池40が発電する発電電力の時間発展の一例を示す図である。横軸に時刻、縦軸に燃料電池40が発電する発電電力の合計を示している。電力負荷44の要求制御部66は、消費電力を増加させる必要があるとき、消費電力を増加させる時刻よりも早い時刻(t0)に、電力を消費する旨の要求情報を燃料電池制御部50に送信する。電力負荷44の要求制御部66は、電力消費を開始する期限(時刻t1)と、電力を消費する期間(時刻t2と時刻t1を減じた期間)と、増加させる電力とを、要求情報として燃料電池制御部50に送信する。燃料電池制御部50は、要求制御部66aからの要求情報に基づいて、指定された期限(時刻t1)までに、指定された期間(時刻t2と時刻t1を減じた期間)、指定された電力を供給できるよう、燃料電池40の発電電力を増加させる。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of time development of the generated power generated by the fuel cell 40. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the total amount of power generated by the fuel cell 40. When it is necessary to increase the power consumption, the request control unit 66 of the power load 44 supplies the fuel cell control unit 50 with request information indicating that power is consumed at a time (t0) earlier than the time when the power consumption is increased. Send. The request control unit 66 of the power load 44 uses the time limit for starting power consumption (time t1), the period during which power is consumed (period when time t2 and time t1 are reduced), and the power to be increased as fuel information as request information. It transmits to the battery control part 50. Based on the request information from the request control unit 66a, the fuel cell control unit 50 performs a specified period of time (a period obtained by subtracting the time t2 and the time t1) until the specified time limit (time t1). To increase the power generated by the fuel cell 40.

本実施形態の燃料電池システム30によれば、要求制御部66が、電力負荷44の消費電力を増やす必要がある場合に、予め電力要求情報を送信するので、電力負荷44は、消費電力を増加する前に、予め燃料電池40の発電量を増加させておくことができる。また、要求制御部66が、動作モードを遷移させようとする場合に現在の消費電力と比較して増加させる必要のある消費電力の大きさを、動作モードテーブル56を参照して判断し、増加必要量を燃料電池制御部50に送信するので、電力負荷44が必要とする消費電力の大きさ分だけ、予め燃料電池40の発電量を増加させることができる。また、要求制御部66が、電力を要求する期間を示す期間情報を、燃料電池制御部50に送信するので、電力負荷44の消費電力が増加した後に減少する時刻を燃料電池制御部50が予め知ることができる。このため、燃料電池40の発電量を増加または減少させるべきか否かを適切に判断することができる。   According to the fuel cell system 30 of the present embodiment, when the request control unit 66 needs to increase the power consumption of the power load 44, the power load 44 increases the power consumption because the power request information is transmitted in advance. Before starting, the power generation amount of the fuel cell 40 can be increased in advance. Further, the request control unit 66 refers to the operation mode table 56 to determine the amount of power consumption that needs to be increased compared to the current power consumption when attempting to change the operation mode, and increases the power consumption. Since the required amount is transmitted to the fuel cell control unit 50, the power generation amount of the fuel cell 40 can be increased in advance by the amount of power consumption required by the power load 44. In addition, since the request control unit 66 transmits period information indicating a period for requesting power to the fuel cell control unit 50, the fuel cell control unit 50 determines in advance the time to decrease after the power consumption of the power load 44 increases. I can know. For this reason, it is possible to appropriately determine whether or not the power generation amount of the fuel cell 40 should be increased or decreased.

また、負荷制御部58が、燃料電池制御部50から、消費電力を増加して良い旨の許可通知を受け取ったことを条件として、電力負荷44の消費電力を増加させるので、システム全体の消費電力の変動が小さくなる。このため、比較的小さな燃料電池40であっても安定して電力を供給することができる。また、負荷制御部58が、燃料電池制御部50から受け取った、許容された範囲内で消費電力を増加させるので、燃料電池40が増加することのできる発電量が小さい場合であっても、かかる発電量を有効に使用することができる。また、負荷制御部58が、許容された消費電力の範囲内で遷移することのできる動作モードを、動作モードテーブル56を用いて判断し、このとき、動作可能な動作モードに遷移するので、許容される電力の範囲内で、最も好ましい動作モードを選択することができる。   Further, since the load control unit 58 increases the power consumption of the power load 44 on the condition that the permission notification that the power consumption may be increased is received from the fuel cell control unit 50, the power consumption of the entire system is increased. The fluctuation of becomes smaller. For this reason, even a relatively small fuel cell 40 can stably supply electric power. Further, since the load control unit 58 increases the power consumption within the allowable range received from the fuel cell control unit 50, even if the power generation amount that can be increased by the fuel cell 40 is small, the load control unit 58 increases the power consumption. The amount of power generation can be used effectively. Further, the load control unit 58 uses the operation mode table 56 to determine an operation mode that can be changed within the allowable power consumption range, and at this time, the operation mode is changed to an operable operation mode. The most preferred mode of operation can be selected within the range of power to be used.

さらに、本実施形態の燃料電池システム30では、燃料電池制御部50は、一つの電力負荷44の消費電力が下がるタイミングで他の電力負荷44の消費電力を増大させるべく、他の電力負荷44の負荷制御部58に対して許可通知を送信する。このとき、燃料電池制御部50は、消費電力が下がる旨の通知を、予め要求制御部66から受け取り、電力負荷44の消費電力が下がる時に他の電力負荷44の消費電力を増加させてもよい。また他の方法としては、燃料電池制御部50は、電力負荷44の消費電力が下がったことを、出力電圧または出力電流が低下したことによって検出し、その場合に他の電力負荷44に対して許可通知を送信してよい。これにより、システム全体の消費電力の変動を小さくすることができる。このため燃料電池40による発電量の変動が小さくなり、ひいては、発電量を変更するときに生じるエネルギーのロスを削減することができる。また、燃料電池40を高い効率で駆動し続けることができる。   Furthermore, in the fuel cell system 30 of the present embodiment, the fuel cell control unit 50 determines the power consumption of the other power load 44 in order to increase the power consumption of the other power load 44 at the timing when the power consumption of one power load 44 decreases. A permission notice is transmitted to the load control unit 58. At this time, the fuel cell control unit 50 may receive a notification that the power consumption is reduced from the request control unit 66 in advance, and may increase the power consumption of the other power load 44 when the power consumption of the power load 44 decreases. . As another method, the fuel cell control unit 50 detects that the power consumption of the power load 44 has decreased by decreasing the output voltage or output current, and in that case A permission notice may be sent. Thereby, the fluctuation | variation of the power consumption of the whole system can be made small. For this reason, the fluctuation | variation of the electric power generation amount by the fuel cell 40 becomes small, and the loss of the energy which arises when changing an electric power generation amount can be reduced by extension. Further, the fuel cell 40 can be continuously driven with high efficiency.

例えば、消費電力は10ミリ秒程度の時間で変化する場合があるが、燃料電池40の発電量を変動させるには、一般に数百ミリ秒程度の時間が必要である。したがって、燃料電池40の発電電力を変動させると、燃料電池40の発電電力値が需要電力値に達するまでの間に発電される電力が無駄になる。つまり、電力負荷44の消費電力の増加に対応すべく燃料電池40の発電する電力を増加させたとき、燃料電池40の発電する電力が、電力負荷44が必要とする電力に達するまでの間は、電力負荷44はその電力を有効に消費できないため、その間に燃料電池40が発電する電力が無駄になる。また電力負荷44の消費電力の低下に対応すべく燃料電池40の発電する電力を低下させたときにも、燃料電池40の発電する電力が、低下した消費電力に達するまでの間に発電される電力は、消費されずに無駄になる。また、電力需要の変動に合わせて燃料電池40を新たに起動する必要がある場合、改質器を有する燃料電池40が停止状態から起動するまでには、改質器を昇温するためのエネルギーが必要である。したがって、燃料電池40の発電量の変動が大きいと、エネルギーの無駄が生じることになる。これに対し、本実施形態によれば、予め定められた発電効率を上回るよう燃料電池40を制御しつつ、燃料電池40が発電する発電量の変動を小さくすることができるので、発電効率を高く保った状態で燃料電池40を運転できる。   For example, the power consumption may change in a time of about 10 milliseconds, but generally a time of about several hundred milliseconds is required to change the amount of power generated by the fuel cell 40. Therefore, if the generated power of the fuel cell 40 is changed, the power generated until the generated power value of the fuel cell 40 reaches the demand power value is wasted. That is, when the power generated by the fuel cell 40 is increased in order to cope with the increase in power consumption of the power load 44, the power generated by the fuel cell 40 is until the power required by the power load 44 is reached. Since the power load 44 cannot effectively consume the power, the power generated by the fuel cell 40 during that time is wasted. Further, when the power generated by the fuel cell 40 is reduced in order to cope with the reduction in the power consumption of the power load 44, the power generated by the fuel cell 40 is generated until the reduced power consumption is reached. Electricity is wasted without being consumed. In addition, when it is necessary to newly start the fuel cell 40 in accordance with fluctuations in power demand, the energy for raising the temperature of the reformer before the fuel cell 40 having the reformer is started from the stop state. is required. Therefore, if the variation in the amount of power generated by the fuel cell 40 is large, energy is wasted. On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to reduce the fluctuation in the amount of power generated by the fuel cell 40 while controlling the fuel cell 40 so as to exceed a predetermined power generation efficiency. The fuel cell 40 can be operated in this state.

また、燃料電池制御部50は、要求制御部66から受け取った期間情報に基づいて、電力負荷44の消費電力が下がる時刻を予め計算し、この時刻に消費電力を増加させて良い旨を示す許可通知を、他の電力負荷44の負荷制御部58へ送信する。また、燃料電池制御部50は、複数の要求制御部66から電力要求情報および期間情報を受け取った場合に、出力電力の変動が小さくなるように、電力負荷44が消費電力を増加させるタイミングをスケジュールし、スケジュールされたタイミングで各電力負荷44が消費電力を増加させるように、負荷制御部58へ許可通知を送信する。このとき、燃料電池制御部50は、電力負荷44へ電力を供給することのできる時刻を示す情報を負荷制御部58へ通知する。   In addition, the fuel cell control unit 50 calculates in advance the time when the power consumption of the power load 44 decreases based on the period information received from the request control unit 66, and indicates that the power consumption may be increased at this time. The notification is transmitted to the load control unit 58 of the other power load 44. Further, when the fuel cell control unit 50 receives the power request information and the period information from the plurality of request control units 66, the fuel cell control unit 50 schedules the timing at which the power load 44 increases the power consumption so that the fluctuation of the output power becomes small. Then, the permission notification is transmitted to the load control unit 58 so that each power load 44 increases the power consumption at the scheduled timing. At this time, the fuel cell control unit 50 notifies the load control unit 58 of information indicating the time at which power can be supplied to the power load 44.

例えば、燃料電池制御部50は、要求制御部66から受信した電力要求情報に基づいて、電力負荷44が消費する電力量、電力消費の開始時刻、および電力消費期間を、電力負荷44に対応づけて管理する。これにより、電力負荷44の消費電力が下がる時刻を予め計算することができるので、燃料電池制御部50は、出力電力の変動が小さくなるように、電力負荷44の消費電力を増加させるタイミングをスケジュールできる。スケジュールされたタイミングで各電力負荷44が消費電力を増加させるように、電力消費を開始する時刻を示す情報を、許可通知とともに負荷制御部58へ送信する。   For example, the fuel cell control unit 50 associates the amount of power consumed by the power load 44, the start time of power consumption, and the power consumption period with the power load 44 based on the power request information received from the request control unit 66. Manage. Thereby, since the time when the power consumption of the power load 44 decreases can be calculated in advance, the fuel cell control unit 50 schedules the timing for increasing the power consumption of the power load 44 so that the fluctuation of the output power becomes small. it can. Information indicating the time to start power consumption is transmitted to the load control unit 58 together with the permission notice so that each power load 44 increases the power consumption at the scheduled timing.

このようにして、燃料電池制御部50は、負荷が連続して電力を消費するよう制御することができる。このため、燃料電池システム30全体の消費電力の変動が小さくなる。また、消費電力が近似する負荷を連続して動作させることができるため、燃料電池システム30全体の消費電力の変動がいっそう小さくなる。   In this way, the fuel cell control unit 50 can control the load to continuously consume power. For this reason, the fluctuation | variation of the power consumption of the fuel cell system 30 whole becomes small. Moreover, since the load whose power consumption approximates can be operated continuously, the fluctuation of the power consumption of the entire fuel cell system 30 is further reduced.

また、燃料電池制御部50は、負荷制御部58へ許可通知を送信してから電力負荷44の消費電力が増加するまでの間、加温装置48を用いて電力を消費して水を加温する。また、燃料電池制御部50は、燃料電池40を起動し、実際に電力負荷44へ電力を供給することができるまでの間、加温装置48を用いて電力を消費して水を加温してよい。これにより、電力負荷44の応答が遅い場合であっても、その間に燃料電池システム30全体の電力消費量が変動することを防ぐことができる。   Also, the fuel cell control unit 50 uses the heating device 48 to heat the water by using the heating device 48 until the power consumption of the power load 44 increases after the permission notification is transmitted to the load control unit 58. To do. In addition, the fuel cell control unit 50 starts up the fuel cell 40 and consumes power by using the heating device 48 until the power can be actually supplied to the power load 44 to heat the water. It's okay. Thereby, even when the response of the power load 44 is slow, it is possible to prevent the power consumption of the entire fuel cell system 30 from fluctuating during that time.

また、燃料電池システム30の他の変形例は、上記実施形態における燃料電池40を、化石燃料や水素ガスを燃料として発電と熱供給を同時に行う機器としたシステムである。このような機器は、例えば、ガスエンジンやガスタービンである。この変形例においても、上記実施形態で述べた効果と同様の効果が得られることが明らかである。   Another modification of the fuel cell system 30 is a system in which the fuel cell 40 in the above embodiment is a device that simultaneously generates power and supplies heat using fossil fuel or hydrogen gas as fuel. Such equipment is, for example, a gas engine or a gas turbine. Also in this modification, it is clear that the same effect as the effect described in the above embodiment can be obtained.

燃料電池システム30のさらなる他の変形例では、電力負荷44の要求制御部66は、電力負荷44が目的とする一連の動作を行うために必要とする電力を、燃料電池制御部50に要求する。このとき燃料電池制御部50は、電力負荷44の目的とする動作を行うために必要な電力を燃料電池40が供給できる場合に、負荷制御部58に電力を消費してもよい旨を示す許可通知を送信する。電力負荷44は、目的とする動作を行うために必要な電力の消費パターンを、期間および期間ごとの電力値として予め格納している。   In still another modification of the fuel cell system 30, the request control unit 66 of the power load 44 requests the fuel cell control unit 50 for power required for the power load 44 to perform a desired series of operations. . At this time, the fuel cell control unit 50 indicates that the power may be consumed by the load control unit 58 when the fuel cell 40 can supply the power necessary for performing the intended operation of the power load 44. Send a notification. The power load 44 stores in advance a power consumption pattern necessary for performing a target operation as a power value for each period and each period.

図9は、電力負荷44が消費する電力の消費パターンの一例を示す図である。図9に示される消費パターン1では、電力負荷44は、u0を基準時刻として、時刻u0から時刻u1までの期間、w2の電力を消費する。さらに時刻u1において消費電力を変更し、時刻u2までの期間、w4の電力を消費する。また、消費パターン2では、電力負荷44は、u3を基準時刻として、時刻u3から時刻u4までの期間、w3の電力を消費する。さらに時刻u4において消費電力を変更し、時刻u5まで、w1の電力を消費する。また、電力負荷44は、動作モードテーブル56に、各動作モードにおける、電力の消費パターンを格納してもよい。また、電力負荷44は、目的とする動作を行うために、一部の動作と他の動作とを、時間を隔てて行うことができる場合には、目的とする動作を行うための複数の消費パターンを格納してよい。例えば、図9に例示するように、目的とする動作を行うために、一部の動作および他の動作が、それぞれ消費パターン1および消費パターン2で示される電力を消費する場合に、一部の動作と他の動作が時間を隔てて行うことができる場合には、消費パターン1と、消費パターン2のそれぞれを格納してよい。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a consumption pattern of power consumed by the power load 44. In the consumption pattern 1 shown in FIG. 9, the power load 44 consumes power of w2 during the period from time u0 to time u1 with u0 as the reference time. Further, the power consumption is changed at time u1, and the power of w4 is consumed for the period up to time u2. Further, in the consumption pattern 2, the power load 44 consumes power of w3 during a period from time u3 to time u4 with u3 as a reference time. Further, the power consumption is changed at time u4, and power w1 is consumed until time u5. The power load 44 may store the power consumption pattern in each operation mode in the operation mode table 56. In addition, when the power load 44 can perform some operations and other operations at intervals in order to perform a target operation, a plurality of consumptions for performing the target operation are performed. A pattern may be stored. For example, as illustrated in FIG. 9, when some operations and other operations consume power indicated by the consumption pattern 1 and the consumption pattern 2 in order to perform a target operation, When the operation and the other operation can be performed at intervals, the consumption pattern 1 and the consumption pattern 2 may be stored.

電力負荷44が目的とする動作を行う場合に、要求制御部66は、目的とする動作に必要な消費パターンを選択して、電力の消費パターンを示す要求情報を予め燃料電池制御部50に送信する。また、要求制御部66は、消費パターンで示される電力の消費を開始するまでの期限を燃料電池制御部50に送信する。燃料電池制御部50は、複数の要求制御部66から要求情報を受け取った場合に、要求情報で示される期間ごとの消費電力量に基づいて、要求情報によって示される電力の消費パターンに沿って、要求された期限までに電力の供給を開始した場合に、要求情報によって示されるいずれかの時刻において、電力負荷44が消費する電力の合計量が、燃料電池40の供給できる最大の電力量を上回るか否かを判断する。電力負荷44が消費する電力の合計量が、燃料電池40の供給できる最大の電力量をいずれの時刻においても上回らない場合に、燃料電池制御部50は、消費パターンで示される電力の消費を開始させる時刻を定める。さらに燃料電池制御部50は、電力の消費を開始させる時刻を示す許可通知を負荷制御部58に送信する。電力負荷44が消費する電力の合計値が、燃料電池40の供給できる最大の電力量をいずれかの時刻において上回る場合には、燃料電池制御部50は、負荷制御部58に許可通知を送信しない。   When the power load 44 performs a target operation, the request control unit 66 selects a consumption pattern necessary for the target operation, and transmits request information indicating the power consumption pattern to the fuel cell control unit 50 in advance. To do. In addition, the request control unit 66 transmits a time limit until the start of power consumption indicated by the consumption pattern to the fuel cell control unit 50. When the fuel cell control unit 50 receives the request information from the plurality of request control units 66, the fuel cell control unit 50 follows the power consumption pattern indicated by the request information based on the power consumption for each period indicated by the request information. When the supply of power is started by the requested deadline, the total amount of power consumed by the power load 44 exceeds the maximum amount of power that can be supplied by the fuel cell 40 at any time indicated by the request information. Determine whether or not. When the total amount of power consumed by the power load 44 does not exceed the maximum amount of power that can be supplied by the fuel cell 40 at any time, the fuel cell control unit 50 starts consuming the power indicated by the consumption pattern. Determine the time of day. Further, the fuel cell control unit 50 transmits a permission notification indicating the time at which power consumption is started to the load control unit 58. When the total value of the power consumed by the power load 44 exceeds the maximum amount of power that can be supplied by the fuel cell 40 at any time, the fuel cell control unit 50 does not transmit a permission notice to the load control unit 58. .

負荷制御部58は、燃料電池制御部50から許可通知を受け取ったことを条件として、電力の消費を開始する。このとき、燃料電池制御部50から受け取った、電力の消費を開始させる時刻に、消費パターンで示される電力の消費を開始する。このようにして、電力負荷44は、目的とする動作を行うための電力を消費することができる。   The load control unit 58 starts consuming electric power on condition that the permission notification is received from the fuel cell control unit 50. At this time, the consumption of power indicated by the consumption pattern is started at the time when the consumption of power received from the fuel cell control unit 50 is started. In this way, the power load 44 can consume power for performing the intended operation.

また、電力負荷44が目的とする動作を行うために、一部の動作と他の動作を、時間を隔てて行うことができる場合には、要求制御部66は、一部の動作を行うために必要な電力の消費パターンを示す要求情報と、他の動作を行うために必要な電力の消費のパターンを示す要求情報を燃料電池制御部50に送信する。また、要求制御部66は、それぞれの消費パターンで示される電力の消費を開始するまでの期限を燃料電池制御部50に送信する。燃料電池制御部50は、要求制御部66から複数の消費パターンを示す要求情報を新たに受け取った場合に、要求制御部66から既に受け取っている要求情報に基づいて、要求情報で示される期間ごとの消費電力量を計算する。さらに燃料電池制御部50は、電力の消費を開始する期限までに、新たな要求情報によって示される複数の消費パターンに沿って電力の供給を開始した場合に、いずれの時刻においても、消費される電力の合計値が、燃料電池40の供給できる最大の電力量を上回らないよう、それぞれの消費パターンで示される電力の消費を開始させる時刻を定める。さらに燃料電池制御部50は、それぞれの消費パターンで示される電力の消費を開始できる時刻を示す許可通知を負荷制御部58に送信する。   In addition, when the power load 44 can perform a part of the operation and another operation in order to perform the target operation, the request control unit 66 performs the part of the operation. Request information indicating a power consumption pattern necessary for the operation and request information indicating a power consumption pattern necessary for performing another operation are transmitted to the fuel cell control unit 50. Further, the request control unit 66 transmits to the fuel cell control unit 50 a time limit until the start of power consumption indicated by each consumption pattern. When the fuel cell control unit 50 newly receives request information indicating a plurality of consumption patterns from the request control unit 66, the fuel cell control unit 50 performs the period indicated by the request information based on the request information already received from the request control unit 66. Calculate the power consumption. Further, the fuel cell control unit 50 is consumed at any time when the supply of power is started in accordance with a plurality of consumption patterns indicated by the new request information by the time limit for starting the consumption of power. The time at which power consumption indicated by each consumption pattern is started is determined so that the total power value does not exceed the maximum amount of power that can be supplied by the fuel cell 40. Furthermore, the fuel cell control unit 50 transmits a permission notification indicating the time at which power consumption indicated by each consumption pattern can be started to the load control unit 58.

このようにして電力負荷44は、時間を隔てて実行できる一部の動作と他の動作のそれぞれで必要とする電力量を、燃料電池40が供給できる時間帯においてそれぞれ消費することで、目的とする動作を行うことができる。   In this way, the power load 44 consumes the amount of power required for each of a part of the operations that can be executed at intervals and the other operations in the time zone in which the fuel cell 40 can supply, thereby achieving the purpose. Can be performed.

このような燃料電池システム30の変形例によれば、電力負荷44が目的とした動作を行っている期間に、燃料電池40の発電する電力が不足することによって、動作を停止することを防げる。   According to such a modification of the fuel cell system 30, it is possible to prevent the operation from being stopped due to a shortage of power generated by the fuel cell 40 during the period in which the power load 44 performs the intended operation.

燃料電池システム30のさらなる他の変形例では、燃料電池システム30は、燃料電池40が発電する電力を蓄積し、電力負荷44に電力を供給する蓄電池をさらに備える。集合住宅は一の蓄電池を備えてよく、複数の住居110のそれぞれが蓄電池を備えてもよい。また、それぞれの燃料電池40が蓄電池を備えてもよい。燃料電池制御部50は、電力負荷44の要求制御部66から要求情報を受け取ったとき、要求された電力量を燃料電池40が供給できない場合に、燃料電池40が供給できない電力量を、蓄電池が供給できることを条件として、許可通知を負荷制御部58に送信する。   In still another modification of the fuel cell system 30, the fuel cell system 30 further includes a storage battery that accumulates electric power generated by the fuel cell 40 and supplies electric power to the electric power load 44. The apartment house may include one storage battery, and each of the plurality of residences 110 may include a storage battery. Each fuel cell 40 may include a storage battery. When the fuel cell control unit 50 receives the request information from the request control unit 66 of the power load 44 and the fuel cell 40 cannot supply the requested amount of power, the storage battery determines the amount of power that the fuel cell 40 cannot supply. A permission notice is transmitted to the load control unit 58 on the condition that it can be supplied.

また、燃料電池制御部50は、電力負荷44が必要とする電力量を、要求制御部66から要求された期限までに供給できない場合に、蓄電池が、燃料電池40が電力を供給できるようになるまでの間の電力量を、期限内に供給できることを条件として、燃料電池40が電力を供給できるようになるまでの期間、蓄電池から電力を供給するよう制御する。さらに燃料電池制御部50は、電力を消費してよい旨を示す許可通知を負荷制御部58に送信する。   Further, when the fuel cell control unit 50 cannot supply the amount of power required by the power load 44 by the time limit requested by the request control unit 66, the storage battery can supply the power from the fuel cell 40. Control is performed so that the power is supplied from the storage battery until the fuel cell 40 can supply power, on condition that the amount of power can be supplied within the time limit. Further, the fuel cell control unit 50 transmits a permission notification indicating that power may be consumed to the load control unit 58.

また、蓄電池は要求制御部66および負荷制御部58を備え、蓄電池が蓄積した蓄電量が予め定めた蓄電量を下回る場合に、電力を要求する旨の要求情報を燃料電池制御部50に送信する。このとき、蓄電池が充電するために必要な電力量を燃料電池制御部50に送信する。燃料電池制御部50は、蓄電池の要求制御部66から要求情報を受け取った場合に、電力負荷44の要求制御部66から受け取った、電力負荷44が消費する電力量および電力を消費する期間に基づいて、電力負荷44の消費電力が減少する時刻を判断して、いずれの時刻に蓄電池に充電のための電力を供給するかを決定する。すなわち、燃料電池制御部50は、電力負荷44の消費電力が減少する時刻に、蓄電池に充電するための許可通知を送信する。また、燃料電池制御部50は、蓄電池の要求制御部66から要求情報を受け取った場合に、電力負荷44の要求制御部66から受け取った、電力負荷44が消費する電力量および電力を消費する期間に基づいて、電力負荷44の消費する電力が減少する時刻を判断し、電力負荷44の消費する電力が減少する時刻に蓄電池に充電を行うことによって燃料電池40の発電効率が予め定めた効率より高くなる場合に、蓄電池に電力を供給する旨の許可通知を蓄電池の負荷制御部58に送信する。このような制御によって、燃料電池40の発電する電力が時間的に略一定となるようスケジュールすることができるので、燃料電池40を効率良く運転することができる。また予め定めた効率よりも高い効率で燃料電池40を運転することができる。   Further, the storage battery includes a request control unit 66 and a load control unit 58, and transmits request information to request power to the fuel cell control unit 50 when the storage amount stored in the storage battery is lower than a predetermined storage amount. . At this time, the amount of electric power necessary for charging the storage battery is transmitted to the fuel cell control unit 50. When the fuel cell control unit 50 receives the request information from the storage battery request control unit 66, the fuel cell control unit 50 receives the amount of power consumed by the power load 44 and the period during which the power is consumed, received from the request control unit 66 of the power load 44. Thus, the time when the power consumption of the power load 44 decreases is determined, and it is determined at which time the power for charging is supplied to the storage battery. That is, the fuel cell control unit 50 transmits a permission notice for charging the storage battery at the time when the power consumption of the power load 44 decreases. In addition, when the fuel cell control unit 50 receives the request information from the storage battery request control unit 66, the fuel cell control unit 50 receives the amount of power consumed by the power load 44 and the period during which the power is consumed, received from the request control unit 66 of the power load 44. The power generation efficiency of the fuel cell 40 is determined based on the predetermined efficiency by determining the time when the power consumed by the power load 44 decreases and charging the storage battery at the time when the power consumed by the power load 44 decreases. When it becomes high, the permission notification that power is supplied to the storage battery is transmitted to the load control unit 58 of the storage battery. By such control, it is possible to schedule the electric power generated by the fuel cell 40 to be substantially constant in time, so that the fuel cell 40 can be operated efficiently. Further, the fuel cell 40 can be operated with higher efficiency than the predetermined efficiency.

図10は、電力負荷44および蓄電池が消費する電力の時間発展の一例を示す図である。電力負荷44cは時刻u6において電力P7を消費している。また、電力負荷44bと電力負荷44cが、時刻u6において消費する電力量の合計値P8は、燃料電池40が発電することのできる電力量の最大値である。電力負荷44bは、時刻u6よりも後の時刻u7において、一旦電力の消費を停止して、その後の時刻u9から、時刻u7において消費していた電力量と同量の電力の消費を再開するようスケジュールされている。また、電力負荷44aは、時刻u6を期限として、電力負荷44bが時刻u6において消費している電力量と同じ量の電力を要求している。この場合、燃料電池40は、少なくとも時刻u6から時刻u7の期間、電力負荷44aに電力を供給することができない。このとき燃料電池制御部50は、蓄電池から電力負荷44aに電力を供給するよう制御する。また、燃料電池制御部50は、蓄電池が放電する電力量が最小となるよう、放電を開始する時刻を時刻u6に設定して、時刻u6から電力の消費を開始する旨を示す許可通知を負荷制御部58aに送信する。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of time evolution of power consumed by the power load 44 and the storage battery. The power load 44c consumes power P7 at time u6. The total amount P8 of the amount of power consumed by the power load 44b and the power load 44c at the time u6 is the maximum value of the amount of power that can be generated by the fuel cell 40. The power load 44b temporarily stops the power consumption at a time u7 after the time u6, and resumes the consumption of the same amount of power as the power consumed at the time u7 from the subsequent time u9. Is scheduled. The power load 44a requests the same amount of power as the power consumed by the power load 44b at the time u6 with the time u6 as the deadline. In this case, the fuel cell 40 cannot supply power to the power load 44a at least during the period from time u6 to time u7. At this time, the fuel cell control unit 50 controls to supply power from the storage battery to the power load 44a. Further, the fuel cell control unit 50 sets a time at which discharge is started at time u6 so that the amount of power discharged from the storage battery is minimized, and loads a permission notice indicating that power consumption starts from time u6. It transmits to the control part 58a.

また、燃料電池制御部50は、要求制御部66aから受け取った要求情報に基づいて、電力負荷44aが時刻u9より以前の時刻u8に電力の消費を終了するよう予めスケジュールされているので、時刻u8から時刻u9の間に、蓄電池を充電するよう、蓄電池の負荷制御部58に電力を消費してよい旨を示す許可通知を送信する。このようにして、燃料電池40が発電する電力量を電力P8で略一定に維持させる。   In addition, the fuel cell control unit 50 is scheduled in advance so that the power load 44a ends the consumption of power at time u8 before time u9 based on the request information received from the request control unit 66a. From time to time u9, a permission notice indicating that power may be consumed is transmitted to the load control unit 58 of the storage battery so as to charge the storage battery. In this way, the amount of power generated by the fuel cell 40 is maintained substantially constant at the power P8.

このような燃料電池システム30の変形例によれば、電力負荷44が必要とする電力を燃料電池40が供給できない場合であっても、蓄電池から電力を供給することで、電力負荷44は動作することができる。また燃料電池制御部50は、電力負荷44の必要とする電力を蓄電池が供給できるか否かを予め判断できるので、電力負荷44が無駄に蓄電池の電力を消費することを防げる。また、燃料電池制御部50が、蓄電池から電力負荷44に供給する電力量の合計値が最小となるよう、蓄電池から電力負荷44に電力を供給する時間を制御するので、蓄電池の容量を削減することができる。   According to such a modification of the fuel cell system 30, even when the fuel cell 40 cannot supply the power required by the power load 44, the power load 44 operates by supplying power from the storage battery. be able to. Further, since the fuel cell control unit 50 can determine in advance whether or not the storage battery can supply the power required by the power load 44, the power load 44 can be prevented from consuming the power of the storage battery unnecessarily. Further, since the fuel cell control unit 50 controls the time for supplying power from the storage battery to the power load 44 so that the total amount of power supplied from the storage battery to the power load 44 is minimized, the capacity of the storage battery is reduced. be able to.

燃料電池システム30のさらなる他の変形例では、燃料電池制御部50が要求情報を受け取った場合に、燃料電池40から電力負荷44への電力経路での送電ロスが最小となるよう、燃料電池40が発電する電力量を決定する。   In still another modification of the fuel cell system 30, when the fuel cell control unit 50 receives the request information, the fuel cell 40 has a minimum power transmission loss from the fuel cell 40 to the power load 44. Determine the amount of power generated by.

図11は、電力経路の構成の一例を示す図である。燃料電池40および電力負荷44は、それぞれ電力線74に接続される。電力中継装置76は、複数の電力線74を接続する。また電力中継装置76は、接続された複数の電力線74の間で電力を伝達する。電力線74および電力中継装置76によって、燃料電池40からいずれの電力負荷44へも電力が供給できるよう電力経路が形成される。電力中継装置76は、例えばトランス等のように、複数の電力線74を接続するものである。また、電力中継装置76は、電力の損失率が異なる電力線74を接続するものである。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power path. The fuel cell 40 and the power load 44 are each connected to a power line 74. The power relay device 76 connects a plurality of power lines 74. The power relay device 76 transmits power between the plurality of connected power lines 74. A power path is formed by the power line 74 and the power relay device 76 so that power can be supplied from the fuel cell 40 to any power load 44. The power relay device 76 connects a plurality of power lines 74, such as a transformer. The power relay device 76 connects power lines 74 having different power loss rates.

燃料電池制御部50は、燃料電池40および電力中継装置76の電力経路上の位置情報を予め記憶する。すなわち、燃料電池制御部50は、それぞれの燃料電池40に接続された電力線74を識別する情報を燃料電池40に対応付けて記憶する。また燃料電池制御部50は、電力中継装置76に接続されている全ての電力線74を識別する情報と、電力中継装置76における電力の損失率とを、電力中継装置76に対応付けて記憶する。燃料電池制御部50は更に、全ての電力線74における電力の損失率を、電力線74に対応付けて記憶する。   The fuel cell control unit 50 stores in advance position information on the power path of the fuel cell 40 and the power relay device 76. That is, the fuel cell control unit 50 stores information for identifying the power line 74 connected to each fuel cell 40 in association with the fuel cell 40. Further, the fuel cell control unit 50 stores information for identifying all the power lines 74 connected to the power relay device 76 and the power loss rate in the power relay device 76 in association with the power relay device 76. The fuel cell control unit 50 further stores the power loss rate in all the power lines 74 in association with the power lines 74.

このように燃料電池制御部50は、燃料電池40および電力中継装置76の電力経路上の位置情報を予め記憶することによって、電力負荷44に接続された電力線74が与えられた場合に、燃料電池40から電力負荷44までの電力経路を知ることができる。例えばカーナビゲーションシステムの経路探索においては、周知のように、道路と道路の接続点を示すノード情報と、各ノード間を接続する道路を示すリンク情報に基づいて、出発点から目的地までの経路を検索する。同様に燃料電池制御部50は、燃料電池40(出発地)から電力負荷44(目的地)までの電力経路を、予め記憶した電力中継装置76(ノード)と、電力線74(リンク)を辿ることで検索できる。さらに燃料電池制御部50は、検索した電力経路上の電力線74と電力中継装置76における電力の損失率と、送電する電力量とから、送電ロスの量を計算することができる。   In this way, the fuel cell control unit 50 stores the positional information on the power path of the fuel cell 40 and the power relay device 76 in advance, so that when the power line 74 connected to the power load 44 is given, the fuel cell control unit 50 The power path from 40 to the power load 44 can be known. For example, in a route search of a car navigation system, as is well known, a route from a starting point to a destination based on node information indicating a road-to-road connection point and link information indicating a road connecting each node. Search for. Similarly, the fuel cell control unit 50 traces the power path from the fuel cell 40 (departure point) to the power load 44 (destination) through the power relay device 76 (node) and the power line 74 (link) stored in advance. You can search with Further, the fuel cell control unit 50 can calculate the amount of power transmission loss from the power loss rate in the power line 74 and the power relay device 76 on the retrieved power path and the amount of power to be transmitted.

電力負荷44は、自身の電力経路上の位置情報として、自身が接続された電力線74を識別する情報を格納する。要求制御部66は、電力負荷44の消費する電力を増加させる場合に、消費する電力の増加量を示す要求情報とともに、電力負荷44の電力経路上の位置情報を燃料電池制御部50に送信する。燃料電池制御部50は、要求情報および電力負荷44の位置情報を要求制御部66から受け取った場合に、それぞれの燃料電池40から、電力負荷44に電力を供給する電力経路を検索し、電力経路を形成する電力線74と電力中継装置76を判断することで、電力経路における電力の損失率を計算する。燃料電池制御部50は、電力経路における電力の損失率と、要求制御部66から受け取った電力の増加量に基づいて、電力経路における送電ロスの量を計算する。燃料電池制御部50は、電力経路上における送電ロスの量の総和が最も小さくなるように、複数の燃料電池40が発電する電力量を増加させる。   The power load 44 stores information for identifying the power line 74 to which the power load 44 is connected as position information on its power path. When the power consumed by the power load 44 is increased, the request control unit 66 transmits, to the fuel cell control unit 50, positional information on the power path of the power load 44 together with request information indicating the amount of power consumed. . When the fuel cell control unit 50 receives the request information and the position information of the power load 44 from the request control unit 66, the fuel cell control unit 50 searches each fuel cell 40 for a power path for supplying power to the power load 44, and The power loss rate in the power path is calculated by determining the power line 74 and the power relay device 76 that form the power line. The fuel cell control unit 50 calculates the amount of power transmission loss in the power path based on the power loss rate in the power path and the increase amount of power received from the request control unit 66. The fuel cell control unit 50 increases the amount of power generated by the plurality of fuel cells 40 so that the total amount of power transmission loss on the power path is minimized.

また、燃料電池制御部50は、要求情報および電力負荷44の電力経路上の位置を示す位置情報を要求制御部66から受け取った場合に、要求制御部66から要求された電力量と、電力経路上の送電ロスとの合計量だけ、燃料電池40の発電する電力を増加させる。   Further, when the fuel cell control unit 50 receives the request information and the position information indicating the position of the power load 44 on the power path from the request control unit 66, the fuel cell control unit 50 and the power path requested from the request control unit 66 The electric power generated by the fuel cell 40 is increased by the total amount with the upper power transmission loss.

また、燃料電池制御部50は、燃料電池40から電力負荷44に電力を供給する複数の電力経路がある場合には、それぞれの電力経路を用いて送電した場合の送電ロスを計算して、送電ロスが最小となる電力経路を選択する。例えば、長距離を送電する場合などに、電圧の高い電力経路を用いて送電することによって送電ロスを最小にできる場合には、電圧の高い経路を使って送電する。   Further, when there are a plurality of power paths for supplying power from the fuel cell 40 to the power load 44, the fuel cell control unit 50 calculates a power transmission loss when power is transmitted using each power path, Select the power path that minimizes the loss. For example, when power is transmitted over a long distance, when power transmission loss can be minimized by transmitting power using a high-voltage power path, power is transmitted using a high-voltage path.

このような燃料電池システム30の変形例によれば、燃料電池40から電力負荷44への送電ロスを削減できる。また、電力負荷44が受け取る電力量が、送電ロスによって不足することを防げる。   According to such a modification of the fuel cell system 30, transmission loss from the fuel cell 40 to the power load 44 can be reduced. In addition, it is possible to prevent the amount of power received by the power load 44 from being insufficient due to power transmission loss.

図12は、本発明の第2実施形態に係る燃料電池システム30の構成の一例を示す図である。本実施形態の燃料電池システム30は、電力負荷44が電力を消費するタイミングをスケジュールする。本実施形態の燃料電池システム30は、例えば複数の住居(110a〜110c、以下110と総称する。)を含む建造物である集合住宅に電力および熱を供給する。なお、住居110bおよび住居110cは、住居110aと同一の構成要素を持つ。住居110bおよび住居110cが持つ各構成要素の符号の末尾にそれぞれbおよびcの符号を付けることにより、いずれの住居110の構成要素であるかを識別する。   FIG. 12 is a diagram showing an example of the configuration of the fuel cell system 30 according to the second embodiment of the present invention. The fuel cell system 30 of the present embodiment schedules the timing when the power load 44 consumes power. The fuel cell system 30 of this embodiment supplies electric power and heat to an apartment house that is a building including a plurality of houses (110a to 110c, hereinafter collectively referred to as 110), for example. In addition, the residence 110b and the residence 110c have the same component as the residence 110a. By identifying the constituent elements of the dwelling 110b and dwelling 110c with the symbols b and c at the end of each constituent element, the dwelling 110 is identified.

本実施形態の燃料電池システム30は、複数の燃料電池(40a〜40c、以下40と総称する。)、複数の電力負荷(44a〜44c、以下44と総称する。)、複数の加温装置(48a〜48c、以下48と総称する。)、複数の主貯湯槽(42a〜42c、以下42と総称する。)、複数の熱負荷(54a〜54c、以下54と総称する。)、複数の給湯歴管理部(60a〜60c、以下60と総称する。)、複数の在宅判断部(62a〜62c、以下62と総称する。)、複数の蓄電池(82a〜82c、以下82と総称する。)、複数の給電歴管理部(84a〜84c、以下84と総称する。)、および複数の電力計(86a〜86c、以下86と総称する。)、ならびに、住居110が有さない単独の加温装置48dおよびサブ貯湯槽52、ならびに燃料電池制御部50を備える。なお、本図に示した燃料電池システム30が備える要素のうち、図1に示した燃料電池システム30が備える要素と同一の符号を付した要素は、図1から図11にかけて説明した、対応する要素と略同一の機能及び構成を有するので、相違点を除き、説明を省略する。   The fuel cell system 30 of this embodiment includes a plurality of fuel cells (40a to 40c, hereinafter collectively referred to as 40), a plurality of power loads (44a to 44c, hereinafter collectively referred to as 44), and a plurality of heating devices ( 48a to 48c, hereinafter collectively referred to as 48), a plurality of main hot water storage tanks (42a to 42c, hereinafter collectively referred to as 42), a plurality of thermal loads (54a to 54c, hereinafter collectively referred to as 54), and a plurality of hot water supplies. History management unit (60a-60c, hereinafter collectively referred to as 60), a plurality of at-home determination units (62a-62c, hereinafter referred to as 62), a plurality of storage batteries (82a-82c, hereinafter referred to as 82), A plurality of power supply history management units (84a to 84c, hereinafter collectively referred to as 84), a plurality of power meters (86a to 86c, hereinafter collectively referred to as 86), and a single heating device that the dwelling 110 does not have 48d and sub It comprises a tundish 52 and the fuel cell controller 50,. Of the elements provided in the fuel cell system 30 shown in the figure, elements denoted by the same reference numerals as those provided in the fuel cell system 30 shown in FIG. 1 correspond to those described with reference to FIGS. Since it has substantially the same function and configuration as the element, its description is omitted except for the differences.

蓄電池82は、燃料電池40の発電電力が電力負荷44の消費電力より大きい場合に、燃料電池40の電力を蓄電し、燃料電池40の発電電力が電力負荷44の消費電力より小さい場合に、蓄電した電力を放電することによって電力負荷44に電力を供給する。蓄電池82は、燃料電池40毎に設けられている。蓄電池82は、例えば鉛蓄電池などの二次電池であってよく、キャパシタ、コンデンサ等の蓄電デバイスであってもよい。なお、蓄電池82は、いずれの燃料電池40からの電力によって充電されるように設けられている。なお、蓄電池82の蓄電量は、例えば蓄電池82の出力端子間の電圧に基づいて検出される。   The storage battery 82 stores the power of the fuel cell 40 when the power generated by the fuel cell 40 is larger than the power consumed by the power load 44, and stores the power when the power generated by the fuel cell 40 is smaller than the power consumed by the power load 44. Electric power is supplied to the electric power load 44 by discharging the generated electric power. The storage battery 82 is provided for each fuel cell 40. The storage battery 82 may be a secondary battery such as a lead storage battery, or may be a power storage device such as a capacitor or a capacitor. The storage battery 82 is provided so as to be charged by power from any of the fuel cells 40. Note that the amount of power stored in the storage battery 82 is detected based on, for example, the voltage between the output terminals of the storage battery 82.

燃料電池制御部50は、要求制御部66から電力要求情報を受け取った場合に、燃料電池40が電力負荷44に更に電力を供給することができることを条件として、電力負荷44が消費電力を増加すべきタイミングを示す許可通知を送信する。具体的には、燃料電池制御部50は、電力負荷44が消費電力を増加すべき時刻を、許可通知に含めて負荷制御部58に送信する。このとき燃料電池制御部50は、要求制御部66から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量と蓄電池82の蓄電量とに基づいて、電力負荷44が消費電力を増加させるタイミングを、要求制御部66から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量に燃料電池40から供給される電力の増加量が達する時刻よりも前のタイミングにスケジュールし、スケジュールされたタイミングを示す許可通知を送信する。そして、負荷制御部58は、燃料電池制御部50から許可通知を受け取ったことを条件として、当該許可通知で示されるタイミングで電力負荷44の消費電力を増加させる。   When the fuel cell control unit 50 receives power request information from the request control unit 66, the power load 44 increases the power consumption on condition that the fuel cell 40 can further supply power to the power load 44. A permission notice indicating the timing to be transmitted is transmitted. Specifically, the fuel cell control unit 50 transmits to the load control unit 58 the time when the power load 44 should increase the power consumption in the permission notification. At this time, the fuel cell control unit 50 determines the timing at which the power load 44 increases the power consumption based on the increase amount of power consumption indicated by the power request information received from the request control unit 66 and the storage amount of the storage battery 82. A permission notification that schedules the timing before the time when the amount of increase in power supplied from the fuel cell 40 reaches the amount of increase in power consumption indicated by the power request information received from the request control unit 66, and indicates the scheduled timing Send. Then, on condition that the permission notification is received from the fuel cell control unit 50, the load control unit 58 increases the power consumption of the power load 44 at the timing indicated by the permission notification.

なお、燃料電池制御部50は、蓄電池82に更に蓄電することができる場合に、要求制御部66から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量に燃料電池40から供給される発電電力量の増加量が達するまでの立ち上がり期間において、蓄電池82に充電される電力量と、蓄電池82から放電される電力量とが略同一になるよう、電力負荷44が消費電力を増やすタイミングを立ち上がり期間内にスケジュールする。これにより、蓄電池82の蓄電量の時間的な変動量を削減することができるので、蓄電池82の容量を削減することができる。したがって電力の供給コストを削減することができる。   When the fuel cell control unit 50 can further store power in the storage battery 82, the amount of generated power supplied from the fuel cell 40 to the increase in power consumption indicated by the power request information received from the request control unit 66. In the rising period until the amount of increase reaches the amount of power, the power load 44 increases the power consumption within the rising period so that the amount of power charged in the storage battery 82 and the amount of power discharged from the storage battery 82 are substantially the same. To schedule. Thereby, since the temporal fluctuation amount of the storage amount of the storage battery 82 can be reduced, the capacity of the storage battery 82 can be reduced. Therefore, the power supply cost can be reduced.

なお、燃料電池制御部50は、蓄電池82に更に蓄電することができる場合に、蓄電池82に更に蓄電することができる蓄電可能電力量に更に基づいて、立ち上がり期間内において蓄電池82が満充電に達するか否かを判断する。そして燃料電池制御部50は、立ち上がり期間中に蓄電池82が満充電に達すると判断される場合に、電力負荷44が消費電力を増やすタイミングを、立ち上がり期間内における、蓄電池82が満充電に達する時刻より前のタイミングにスケジュールする。この場合、蓄電池82が満充電近くに達した時刻の近傍で電力負荷44が電力の消費を開始することになるので、燃料電池40の発電電力が余剰になることを未然に防ぐことができる。   In addition, when the fuel cell control unit 50 can further store electricity in the storage battery 82, the storage battery 82 reaches full charge within the rising period based on the amount of power that can be stored in the storage battery 82 further. Determine whether or not. When it is determined that the storage battery 82 reaches full charge during the start-up period, the fuel cell control unit 50 determines the timing at which the power load 44 increases power consumption, and the time when the storage battery 82 reaches full charge during the start-up period. Schedule earlier. In this case, since the power load 44 starts to consume power near the time when the storage battery 82 reaches near full charge, it is possible to prevent the generated power of the fuel cell 40 from becoming excessive.

燃料電池制御部50は、蓄電池82に蓄電しておくべき目標蓄電量から、立ち上がり期間の開始時刻における蓄電池82の蓄電量を引いた電力差の大きさが、予め定められた基準値を上回る場合に、立ち上がり期間内において蓄電池82に充電される電力量から立ち上がり期間内において蓄電池82から放電される電力量を引いた値が当該電力差に近づくよう、電力負荷44が消費電力を増やすタイミングをスケジュールする。この場合、蓄電池82の蓄電量を目標蓄電量の近くで時間的に推移させることができるので、蓄電池82の容量を削減することができる。したがって電力の供給コストを削減することができるとともに、適切な蓄電量を確保しておくことができる。   The fuel cell control unit 50 is configured such that the power difference obtained by subtracting the storage amount of the storage battery 82 at the start time of the rising period from the target storage amount to be stored in the storage battery 82 exceeds a predetermined reference value. Furthermore, the timing at which the power load 44 increases the power consumption is scheduled so that the value obtained by subtracting the amount of power discharged from the storage battery 82 within the rising period from the amount of power charged in the storage battery 82 within the rising period approaches the power difference. To do. In this case, the amount of electricity stored in the storage battery 82 can be shifted in time near the target amount of electricity stored, so that the capacity of the storage battery 82 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the power supply cost and to secure an appropriate amount of power storage.

要求制御部66は、電力負荷44の消費電力を増やす必要がある場合に、予め消費電力を増加させる期間を示す期間情報を電力要求情報とともに送信する。そして、燃料電池制御部50は、要求制御部66から新たな電力要求情報を受け取った場合に、要求制御部66から既に受け取った期間情報及び電力要求情報で示される消費電力の増加量、並びに既に送信した許可通知によって示される電力負荷44が消費電力を増加すべきタイミングに基づいて時刻毎の消費電力の合計値を判断し、当該時刻毎の消費電力の合計値が、燃料電池40から供給することのできる最大電力量をいずれかの時刻で上回らないことを条件として、燃料電池40が電力負荷44に更に電力を供給することができることを判断する。このように、燃料電池制御部50は、電力負荷44に許可した電力の消費量の合計値を各時刻で判断することができるので、新たに要求された電力要求に燃料電池40が応じることができるか否かを適切に判断することができる。   When the power consumption of the power load 44 needs to be increased, the request control unit 66 transmits period information indicating a period for increasing the power consumption in advance together with the power request information. When the fuel cell control unit 50 receives new power request information from the request control unit 66, the fuel cell control unit 50 has already received the period information and the amount of increase in power consumption indicated by the power request information received from the request control unit 66. Based on the timing at which the power load 44 indicated by the transmitted permission notice should increase the power consumption, the total power consumption at each time is determined, and the total power consumption at each time is supplied from the fuel cell 40. It is determined that the fuel cell 40 can further supply power to the power load 44 on condition that the maximum amount of power that can be obtained is not exceeded at any time. In this way, the fuel cell control unit 50 can determine the total value of the power consumption permitted to the power load 44 at each time, so that the fuel cell 40 can respond to the newly requested power request. It is possible to appropriately determine whether or not it is possible.

そして、燃料電池制御部50は、要求制御部66から既に受け取った期間情報及び電力要求情報で示される消費電力の増加量、並びに既に送信した許可通知によって示される電力負荷44が消費電力を増加すべきタイミングに基づいて、電力負荷44の消費電力が減少するタイミング及び当該タイミングにおける消費電力の減少量を判断し、当該消費電力の減少量だけ燃料電池40の発電電力が低下するまでの立ち下がり期間において、蓄電池82に充電される電力量と蓄電池82から放電される電力量とが略同一になるよう、燃料電池40の発電電力を低下させるタイミングをスケジュールする。燃料電池制御部50は、電力負荷44の消費電力が低下するタイミングを判断することができるので、電力負荷44の消費電力が低下するタイミングを含む、燃料電池40の発電電力の立ち下がり期間の前後においても、蓄電池82の蓄電量を略同一にすることができる。   Then, the fuel cell control unit 50 increases the power consumption indicated by the period information and the power request information already received from the request control unit 66 and the power load 44 indicated by the permission notification already transmitted. Based on the power timing, the timing at which the power consumption of the power load 44 decreases and the amount of power consumption reduction at that timing are determined, and the fall period until the power generated by the fuel cell 40 decreases by the amount of power consumption reduction , The timing for reducing the generated power of the fuel cell 40 is scheduled so that the amount of power charged in the storage battery 82 and the amount of power discharged from the storage battery 82 are substantially the same. Since the fuel cell control unit 50 can determine the timing when the power consumption of the power load 44 decreases, before and after the falling period of the generated power of the fuel cell 40 including the timing when the power consumption of the power load 44 decreases. In this case, the storage amount of the storage battery 82 can be made substantially the same.

また、燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電電力を低下させるタイミングから電力負荷44の消費電力が減少するタイミングまでの期間において蓄電池82から放電される放電量が、燃料電池40の発電電力を低下させるタイミングにおける蓄電池82の蓄電量以下になるよう、燃料電池40の発電電力を低下させるタイミングをスケジュールする。このため、蓄電池82の蓄電量が下限値に近い場合でも、蓄電池82が放電を完了する時刻の近傍で電力負荷44が電力の消費を終了することによって、蓄電池82の充電が開始される。   Further, the fuel cell control unit 50 determines that the amount of discharge discharged from the storage battery 82 during the period from the timing when the generated power of the fuel cell 40 is reduced to the timing when the power consumption of the power load 44 is reduced is the generated power of the fuel cell 40. The timing at which the generated power of the fuel cell 40 is reduced is scheduled so as to be less than or equal to the amount of electricity stored in the storage battery 82 at the timing at which the battery is reduced. For this reason, even when the storage amount of the storage battery 82 is close to the lower limit value, the charging of the storage battery 82 is started when the power load 44 ends the consumption of power near the time when the storage battery 82 completes discharging.

また、燃料電池制御部50は、蓄電池82に蓄電しておくべき目標蓄電量から立ち下がり期間の開始時刻における蓄電池82の蓄電量を引いた電力差の大きさが予め定められた基準値を上回る場合に、立ち下がり期間内において蓄電池82に充電される充電電力量から立ち下がり期間内において蓄電池82から放電される放電電力量を引いた値が当該電力差に近づくよう、電力負荷44が消費電力を増やすタイミングをスケジュールする。この場合、蓄電池82の蓄電量を目標蓄電量の近くで推移させることができるので、蓄電池82の容量を削減することができる。したがって電力コストを削減することができるとともに、適切な蓄電量を予め確保しておくことができる。   Further, the fuel cell control unit 50 has a power difference obtained by subtracting the storage amount of the storage battery 82 at the start time of the falling period from the target storage amount to be stored in the storage battery 82, exceeding a predetermined reference value. In this case, the power load 44 consumes power so that a value obtained by subtracting the amount of discharge power discharged from the storage battery 82 within the fall period from the amount of charge power charged in the storage battery 82 within the fall period approaches the power difference. Schedule when to increase. In this case, since the amount of electricity stored in the storage battery 82 can be shifted close to the target amount of electricity stored, the capacity of the storage battery 82 can be reduced. Therefore, the power cost can be reduced, and an appropriate amount of power can be secured in advance.

電力計86は、それぞれの電力負荷44の消費電力量を測定する。そして、給電歴管理部84は、燃料電池40の発電電力量及び電力負荷44の消費電力量の履歴を管理する。そして、燃料電池制御部50は、給電歴管理部84によって管理されている燃料電池40の発電電力量及び電力負荷44の消費電力量の履歴に基づいて、蓄電池82に蓄電しておくべき蓄電必要量を算出し、算出した蓄電必要量がより大きい場合に、許可通知で示される消費電力を増加すべきタイミングからより早いタイミングで燃料電池40の発電量を増加させる。このため、将来より多い蓄電量が必要となると予測される場合に、蓄電池82の蓄電量を予め増加させておくことができる。   The wattmeter 86 measures the power consumption of each power load 44. The power supply history management unit 84 manages the history of the power generation amount of the fuel cell 40 and the power consumption amount of the power load 44. Then, the fuel cell control unit 50 needs to store power in the storage battery 82 based on the history of the power generation amount of the fuel cell 40 and the power consumption amount of the power load 44 managed by the power supply history management unit 84. The amount of power is calculated, and when the calculated required amount of power storage is larger, the power generation amount of the fuel cell 40 is increased at an earlier timing from the timing at which the power consumption indicated by the permission notification should be increased. For this reason, when it is predicted that a larger amount of power storage will be required in the future, the power storage amount of the storage battery 82 can be increased in advance.

給電歴管理部84は、在宅判断部62によって在宅中であると判断されたときの燃料電池40の発電電力量及び電力負荷44の消費電力量、ならびに在宅中ではないと判断されたときの燃料電池40の発電電力量及び電力負荷44の消費電力量の履歴をそれぞれ管理する。そして、燃料電池制御部50は、在宅判断部62によって在宅中であると判断された場合には、給電歴管理部84に管理されている在宅中の履歴を用いて、蓄電池82に蓄電しておくべき蓄電必要量を算出する。そして燃料電池制御部50は、在宅判断部62によって在宅中でないと判断された場合には、給電歴管理部84に管理されている非在宅中の履歴を用いて、蓄電池82に蓄電しておくべき蓄電必要量を算出する。このため、在宅時と非在宅時のそれぞれにおいて望ましい蓄電量を蓄電池82に確保しておくことができる。   The power supply history management unit 84 determines the amount of power generated by the fuel cell 40 and the amount of power consumed by the power load 44 when it is determined by the home determination unit 62 that it is home, and the fuel when it is determined that it is not home. The history of the power generation amount of the battery 40 and the power consumption amount of the power load 44 is respectively managed. When it is determined by the home determination unit 62 that the fuel cell control unit 50 is at home, the fuel cell control unit 50 stores power in the storage battery 82 using the home history managed by the power supply history management unit 84. Calculate the required amount of electricity to be stored. When it is determined by the home determination unit 62 that the fuel cell control unit 50 is not at home, the fuel cell control unit 50 stores power in the storage battery 82 using the non-home history managed by the power supply history management unit 84. Calculate the power storage requirement. For this reason, it is possible to secure a desirable storage amount in the storage battery 82 at each time of being at home and when not at home.

図13は、電力負荷44の消費電力、燃料電池40の発電電力、および蓄電池82の蓄電量の時間発展の一例を示す図である。燃料電池制御部50は、電力要求情報により要求された、電力負荷44が増加させる電力の増加量ΔP150を取得して、ΔP150の電力を増加させるのに要する燃料電池40の立ち上がり期間(t153−t151)を算出する。そして、燃料電池制御部50は、立ち上がり期間内において、蓄電池82への充電量と放電量が略同一になるよう、電力負荷44の消費させる時刻t152を決定する。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the time evolution of the power consumption of the power load 44, the generated power of the fuel cell 40, and the storage amount of the storage battery 82. The fuel cell control unit 50 acquires the increase amount ΔP150 of power that is increased by the power load 44 requested by the power request information, and the rising period (t153 to t151) of the fuel cell 40 required to increase the power of ΔP150. ) Is calculated. Then, the fuel cell control unit 50 determines the time t152 to be consumed by the power load 44 so that the charge amount and the discharge amount to the storage battery 82 become substantially the same during the rising period.

また、燃料電池制御部50は、ΔP150の電力を低下させるのに要する燃料電池40の立ち下がり期間(t156−t154)を算出する。そして、燃料電池制御部50は、立ち下がり期間内において、蓄電池82への充電量と放電量が略同一になるよう、燃料電池40の発電電力の低下を開始させる時刻t154を決定する。なお、立ち下がり期間とは、燃料電池40に供給する水素の量が、燃料電池40が目標とする発電電力に応じた量に達するまでの期間であってよい。以上説明したように、燃料電池40の発電電力の立ち上がり期間および/または立ち下がり期間の前後において、蓄電池82の蓄電量を略同一にすることができる。   In addition, the fuel cell control unit 50 calculates the falling period (t156 to t154) of the fuel cell 40 required to reduce the power of ΔP150. Then, the fuel cell control unit 50 determines a time t154 at which the generated power of the fuel cell 40 starts to be reduced so that the charge amount and the discharge amount to the storage battery 82 become substantially the same during the fall period. The falling period may be a period until the amount of hydrogen supplied to the fuel cell 40 reaches an amount corresponding to the target generated power by the fuel cell 40. As described above, the storage amount of the storage battery 82 can be made substantially the same before and after the rising period and / or the falling period of the power generated by the fuel cell 40.

なお、燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電電力を増加させるときの発電電力の時間発展を、発電電力の増加量に対応付けて燃料電池40毎に予め格納しておいてよく、燃料電池40の発電電力を低下させるときの発電電力の時間発展を、発電電力の低下量に対応付けて燃料電池40毎に予め格納しておいてよい。他にも、燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電量を増加させた場合の発電電力の時間発展を実測して、当該実測結果を発電電力の増加量に対応付けて燃料電池40毎に格納してもよい。これにより、燃料電池制御部50は、蓄電池82への充電電力と蓄電池82からの放電電力の時間発展を適切に見積もることができる。   The fuel cell control unit 50 may store in advance the time evolution of the generated power when the generated power of the fuel cell 40 is increased for each fuel cell 40 in association with the amount of increase in the generated power. The time evolution of the generated power when the generated power of the battery 40 is reduced may be stored in advance for each fuel cell 40 in association with the amount of decrease in the generated power. In addition, the fuel cell control unit 50 measures the time evolution of the generated power when the power generation amount of the fuel cell 40 is increased, and associates the actual measurement result with the increase amount of the generated power for each fuel cell 40. May be stored. Thereby, the fuel cell control unit 50 can appropriately estimate the time evolution of the charging power to the storage battery 82 and the discharging power from the storage battery 82.

図14は、電力負荷44の消費電力、燃料電池40の発電電力、および蓄電池82の蓄電量の時間発展の他の一例を示す図である。本図では、燃料電池40の発電電力を立ち上げる時刻t161において蓄電池82の蓄電量が上限値Qmaxの近傍である場合、及び燃料電池40の発電電力を立ち下げる時刻t163において蓄電池82の蓄電量が上限値Qminの近傍である場合における燃料電池制御部50の動作について説明する。燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電電力の立ち上がり期間内に、蓄電池82の蓄電量がQmaxに達すると判断される場合には、Qmaxに達すると予測される時刻t162の近傍で電力負荷44の消費電力を開始させるべく、許可通知を送信する。また、燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電電力の立ち下がり期間内に、蓄電池82の蓄電量がQminに達すると判断される場合には、Qminに達すると予測される時刻t164の近傍で燃料電池40の発電電力の低下を開始させるよう、燃料電池40の発電電力を低下させる時刻t163を決定する。   FIG. 14 is a diagram illustrating another example of the time development of the power consumption of the power load 44, the generated power of the fuel cell 40, and the amount of electricity stored in the storage battery 82. In this figure, when the amount of electricity stored in the storage battery 82 is near the upper limit value Qmax at time t161 when the generated power of the fuel cell 40 is raised, and when the amount of electricity stored in the storage battery 82 is reduced at time t163 when the generated power of the fuel cell 40 is lowered. An operation of the fuel cell control unit 50 in the vicinity of the upper limit value Qmin will be described. When it is determined that the stored amount of the storage battery 82 reaches Qmax within the rising period of the generated power of the fuel cell 40, the fuel cell control unit 50 determines the power load near the time t162 that is predicted to reach Qmax. A permission notice is transmitted to start the power consumption of 44. Further, when it is determined that the amount of power stored in the storage battery 82 reaches Qmin within the falling period of the generated power of the fuel cell 40, the fuel cell control unit 50 is in the vicinity of time t164 that is predicted to reach Qmin. The time t163 at which the generated power of the fuel cell 40 is reduced is determined so as to start the reduction of the generated power of the fuel cell 40.

図15は、電力負荷44の消費電力、燃料電池40の発電電力、および蓄電池82の蓄電量の時間発展のさらなる他の一例を示す図である。本例では、燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電電力を立ち上げる時刻t171における蓄電池82の蓄電量より、燃料電池40の発電電力が立ち上がった時刻t173における蓄電池82の蓄電量を目標蓄電量Qtに近づける。この場合、燃料電池制御部50は、時刻t171から時刻t172までの期間における蓄電池82への充電電力量から、時刻t172から時刻t173までの期間における蓄電池82からの放電電力量を引いた値が、目標蓄電量Qtから時刻t171における蓄電池82の蓄電量Q171を引いた値に近づくよう、電力負荷44の電力消費を開始する時刻t172を決定する。これにより、燃料電池制御部50は、蓄電池82の蓄電量を目標蓄電量Qtの近傍で推移させることができる。   FIG. 15 is a diagram showing still another example of the time development of the power consumption of the power load 44, the generated power of the fuel cell 40, and the amount of electricity stored in the storage battery 82. In this example, the fuel cell control unit 50 sets the power storage amount of the storage battery 82 at the time t173 when the power generation power of the fuel cell 40 rises from the power storage amount of the storage battery 82 at the time t171 when the power generation power of the fuel cell 40 is started up. Approach the quantity Qt. In this case, the fuel cell control unit 50 subtracts the amount of discharge power from the storage battery 82 during the period from time t172 to time t173 from the amount of charge power to the storage battery 82 during the period from time t171 to time t172. The time t172 at which the power consumption of the power load 44 is started is determined so as to approach a value obtained by subtracting the power storage amount Q171 of the storage battery 82 at the time t171 from the target power storage amount Qt. As a result, the fuel cell control unit 50 can cause the storage amount of the storage battery 82 to change in the vicinity of the target storage amount Qt.

図16は、電力負荷44の消費電力、燃料電池40の発電電力、および蓄電池82の蓄電量の時間発展のさらなる他の一例を示す図である。本例では、燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電電力を立ち下げる時刻t181における蓄電池82の蓄電量Q181より、燃料電池40の発電電力が立ち上がった時刻t183における蓄電池82の蓄電量を目標蓄電量Qtに近づけるべく、電力負荷44が電力消費を増加させる時刻t182をスケジュールする。この場合、燃料電池制御部50は、時刻t182から時刻t183までの期間における蓄電池82への充電電力量から、時刻t181から時刻t182までの期間における蓄電池82からの放電電力量を引いた値が、目標蓄電量Qtから時刻t181における蓄電池82の蓄電量Q181を引いた値に近づくよう、燃料電池40の発電電力を立ち下げる時刻181を決定する。これにより、燃料電池制御部50は、蓄電池82の蓄電量を目標蓄電量Qtの近傍で推移させることができる。   FIG. 16 is a diagram showing still another example of the time development of the power consumption of the power load 44, the generated power of the fuel cell 40, and the storage amount of the storage battery 82. In this example, the fuel cell control unit 50 targets the amount of electricity stored in the storage battery 82 at time t183 when the generated power of the fuel cell 40 rises from the amount of electricity stored Q181 of the storage battery 82 at time t181 when the generated power of the fuel cell 40 falls. The power load 44 schedules a time t182 at which the power consumption is increased in order to approach the charged amount Qt. In this case, the fuel cell control unit 50 subtracts the amount of discharge power from the storage battery 82 during the period from time t181 to time t182 from the amount of charge power to the storage battery 82 during the period from time t182 to time t183. The time 181 at which the generated power of the fuel cell 40 is lowered is determined so as to approach the value obtained by subtracting the charged amount Q181 of the storage battery 82 at the time t181 from the target charged amount Qt. As a result, the fuel cell control unit 50 can cause the storage amount of the storage battery 82 to change in the vicinity of the target storage amount Qt.

図17は、給電歴管理部84が管理するデータの一例をテーブル形式で示す図である。給電歴管理部84は、1日を10分毎の時間帯に分割して、各時間帯における燃料電池40の発電電力および電力負荷44の消費電力の平均値を格納する。なお、給電歴管理部84は、燃料電池40の発電電力および電力負荷44の消費電力の、予め定められた日数における平均値を格納してもよい。そして、給電歴管理部84は、在宅判断部62によって在宅と判断された場合と、在宅でないと判断された場合のそれぞれの場合に分けて、燃料電池40の発電電力および電力負荷44の消費電力の履歴を管理する。   FIG. 17 is a diagram illustrating an example of data managed by the power supply history management unit 84 in a table format. The power supply history management unit 84 divides a day into time zones every 10 minutes, and stores the average value of the generated power of the fuel cell 40 and the power consumption of the power load 44 in each time zone. The power supply history management unit 84 may store the average value of the power generated by the fuel cell 40 and the power consumption of the power load 44 in a predetermined number of days. Then, the power supply history management unit 84 divides the generated power of the fuel cell 40 and the power consumption of the power load 44 into a case where the home determination unit 62 determines that it is home and a case where it is determined that it is not home. Manage your history.

そして、燃料電池制御部50は、給電歴管理部84に格納された時間帯毎の発電電力量と消費電力量との差と、蓄電池82の蓄電量とに基づいて、所定時間後の蓄電池82の蓄電量を予測する。そして燃料電池制御部50は、予測された所定時間後の蓄電池82の蓄電量から、予め定められた基準蓄電量を引いた値がより小さい場合に、より多くの蓄電量が必要であると判断する。この場合、燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電電力の立ち上がり期間に蓄電池82に蓄電される正味の蓄電量をより大きくすべく、電力負荷44に電力消費を開始させるタイミングを決定する。また、燃料電池制御部50は、燃料電池40の発電電力の立ち下がり期間に蓄電池82に蓄電される正味の蓄電量をより大きくすべく、燃料電池40の発電電力量を低下させるタイミングを決定する。   Then, the fuel cell control unit 50 determines the storage battery 82 after a predetermined time based on the difference between the generated power amount and the consumed power amount for each time period stored in the power supply history management unit 84 and the storage amount of the storage battery 82. Predict the amount of electricity stored. Then, the fuel cell control unit 50 determines that a larger amount of power storage is necessary when the value obtained by subtracting a predetermined reference power storage amount from the power storage amount of the storage battery 82 after a predetermined predetermined time is smaller. To do. In this case, the fuel cell control unit 50 determines the timing at which the power load 44 starts power consumption so as to increase the net amount of power stored in the storage battery 82 during the rising period of the generated power of the fuel cell 40. Further, the fuel cell control unit 50 determines the timing for reducing the amount of power generated by the fuel cell 40 in order to increase the net amount of power stored in the storage battery 82 during the falling period of the power generated by the fuel cell 40. .

なお、燃料電池制御部50は、在宅判断部62によって在宅であると判断された場合には、給電歴管理部84が管理する在宅時の履歴データを用いて所定時間後の蓄電池82の蓄電量を予測してよく、在宅判断部62によって在宅でないと判断された場合には、給電歴管理部84が管理する非在宅時の履歴データを用いて所定時間後におおける蓄電池82の蓄電量を予測してよい。このため、燃料電池制御部50は、在宅の場合と非在宅の場合とで適切に蓄電池82の蓄電量を予測することができる。   In addition, when the home battery determination unit 62 determines that the fuel cell control unit 50 is home, the storage amount of the storage battery 82 after a predetermined time using the home history data managed by the power supply history management unit 84. If the home determination unit 62 determines that the battery is not at home, the storage amount of the storage battery 82 after a predetermined time is predicted using the non-home history data managed by the power supply history management unit 84. You can do it. For this reason, the fuel cell control unit 50 can appropriately predict the amount of electricity stored in the storage battery 82 depending on whether the user is at home or not.

図18は、燃料電池制御部50、要求制御部66、および負荷制御部58のそれぞれが有するコンピュータ500の構成の一例を示す図である。本例において、コンピュータ500は、燃料電池システム30を図1から図17において説明した燃料電池システム30として機能させるプログラムを格納する。   FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a configuration of a computer 500 included in each of the fuel cell control unit 50, the request control unit 66, and the load control unit 58. In this example, the computer 500 stores a program that causes the fuel cell system 30 to function as the fuel cell system 30 described with reference to FIGS.

コンピュータ500は、CPU700と、ROM702と、RAM704と、通信インターフェース706と、ハードディスクドライブ710と、フレキシブルディスクドライブ712と、CD−ROMドライブ714とを備える。CPU700は、ROM702、RAM704、ハードディスクドライブ710、フレキシブルディスク720、及び/又はCD−ROM722に格納されたプログラムに基づいて動作する。   The computer 500 includes a CPU 700, a ROM 702, a RAM 704, a communication interface 706, a hard disk drive 710, a flexible disk drive 712, and a CD-ROM drive 714. The CPU 700 operates based on programs stored in the ROM 702, the RAM 704, the hard disk drive 710, the flexible disk 720, and / or the CD-ROM 722.

例えば、燃料電池システム30を機能させるプログラムは、コンピュータ500を、図1から図17に関連して説明した燃料電池制御部50、要求制御部66、および負荷制御部58として機能させ、燃料電池システムを機能させる。また、燃料電池制御部50、要求制御部66、および負荷制御部58のそれぞれが有するコンピュータ500が、対応する燃料電池制御部50、要求制御部66、および負荷制御部58のそれぞれを機能させるプログラムを格納していてもよい。   For example, a program for causing the fuel cell system 30 to function causes the computer 500 to function as the fuel cell control unit 50, the request control unit 66, and the load control unit 58 described with reference to FIGS. To work. Further, the computer 500 included in each of the fuel cell control unit 50, the request control unit 66, and the load control unit 58 causes the corresponding fuel cell control unit 50, the request control unit 66, and the load control unit 58 to function. May be stored.

フレキシブルディスクドライブ712は、フレキシブルディスク720がプログラムを格納している場合、フレキシブルディスク720からプログラムを読み取りCPU700に提供する。CD−ROMドライブ714は、CD−ROM722がプログラムを格納している場合、CD−ROM722からプログラムを読み取りCPU700に提供する。   When the flexible disk 720 stores a program, the flexible disk drive 712 reads the program from the flexible disk 720 and provides it to the CPU 700. When the CD-ROM 722 stores a program, the CD-ROM drive 714 reads the program from the CD-ROM 722 and provides it to the CPU 700.

また、プログラムは記録媒体から直接RAMに読み出されて実行されても、一旦ハードディスクドライブ710にインストールされた後にRAM704に読み出されて実行されてもよい。更に、上記プログラムは単一の記録媒体に格納されても複数の記録媒体に格納されても良い。また記録媒体に格納されるプログラムは、オペレーティングシステムとの共同によってそれぞれの機能を提供してもよい。例えば、プログラムは、機能の一部または全部を行うことをオペレーティングシステムに依頼し、オペレーティングシステムからの応答に基づいて機能を提供するものであってもよい。   Further, the program may be read directly from the recording medium into the RAM and executed, or once installed in the hard disk drive 710, the program may be read into the RAM 704 and executed. Further, the program may be stored in a single recording medium or a plurality of recording media. The program stored in the recording medium may provide each function in cooperation with the operating system. For example, the program may request the operating system to perform a part or all of the function and provide the function based on a response from the operating system.

プログラムを格納する記録媒体としては、フレキシブルディスク、CD−ROMの他にも、DVD、PD等の光学記録媒体、MD等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、フラッシュメモリ、ICカード、ミニチュアーカードなどの半導体メモリー等を用いることができる。又、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはRAM等の格納装置を記録媒体として使用してもよい。   As a recording medium for storing the program, in addition to a flexible disk and a CD-ROM, an optical recording medium such as DVD and PD, a magneto-optical recording medium such as MD, a tape medium, a magnetic recording medium, a flash memory, an IC card, A semiconductor memory such as a miniature card can be used. A storage device such as a hard disk or a RAM provided in a server system connected to a dedicated communication network or the Internet may be used as a recording medium.

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

本発明の第1実施形態に係る燃料電池システム30の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of fuel cell system 30 concerning a 1st embodiment of the present invention. 加温装置48aの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the heating apparatus 48a. 電力負荷44aの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the electric power load 44a. 複数の燃料電池40における、発電電力と発電効率との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between generated electric power and electric power generation efficiency in the some fuel cell. 電力負荷44が電力を要求する通信シーケンスを示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the communication sequence which the electric power load 44 requests | requires electric power. 電力要求情報を受信した場合の、燃料電池制御部50の動作の詳細を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing details of operation of the fuel cell control unit 50 when power request information is received. 燃料電池制御部50が管理する管理テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the management table which the fuel cell control part 50 manages. 燃料電池40が発電する発電電力の時間発展の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time development of the electric power generated by the fuel cell. 電力負荷44が消費する電力の消費パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the consumption pattern of the power which the electric power load 44 consumes. 電力負荷44および蓄電池が消費する電力の時間発展の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time development of the electric power which the electric power load and the storage battery consume. 電力経路の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of an electric power path | route. 本発明の第2実施形態に係る燃料電池システム30の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the fuel cell system 30 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 電力負荷44の消費電力、燃料電池40の発電電力、および蓄電池82の蓄電量の時間発展の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time evolution of the power consumption of the electric power load 44, the electric power generated of the fuel cell, and the electrical storage amount of the storage battery. 電力負荷44の消費電力、燃料電池40の発電電力、および蓄電池82の蓄電量の時間発展の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the time development of the power consumption of the electric power load 44, the electric power generated of the fuel cell 40, and the electrical storage amount of the storage battery. 電力負荷44の消費電力、燃料電池40の発電電力、および蓄電池82の蓄電量の時間発展のさらなる他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the time development of the power consumption of the electric power load 44, the electric power generation of the fuel cell, and the electrical storage amount of the storage battery. 電力負荷44の消費電力、燃料電池40の発電電力、および蓄電池82の蓄電量の時間発展のさらなる他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the time development of the power consumption of the electric power load 44, the electric power generation of the fuel cell, and the electrical storage amount of the storage battery. 給電歴管理部84が管理するデータの一例をテーブル形式で示す図である。It is a figure which shows an example of the data which the power supply log | history management part 84 manages in a table format. 燃料電池制御部50、要求制御部66、および負荷制御部58のそれぞれが有するコンピュータ500の構成の一例を示す図である。2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a computer 500 included in each of a fuel cell control unit 50, a request control unit 66, and a load control unit 58. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

40・・・燃料電池、42・・・主貯湯槽、44・・・電力負荷、46・・・ヒートポンプ、48・・・加温装置、50・・・燃料電池制御部、52・・・サブ貯湯槽、56・・・動作モードテーブル、58・・・負荷制御部、60・・・給湯歴管理部、62・・・在宅判断部、66・・・要求制御部、82・・・蓄電池、84・・・給電歴管理部、30・・・燃料電池システム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... Fuel cell, 42 ... Main hot water tank, 44 ... Electric power load, 46 ... Heat pump, 48 ... Heating device, 50 ... Fuel cell control part, 52 ... Sub Hot water storage tank, 56 ... operation mode table, 58 ... load control unit, 60 ... hot water supply history management unit, 62 ... home determination unit, 66 ... request control unit, 82 ... storage battery, 84: Power supply history management unit, 30 ... Fuel cell system

Claims (15)

燃料電池と、
前記燃料電池が発電した電力を消費して動作する電力負荷と、
前記燃料電池の発電電力が前記電力負荷の消費電力より大きい場合に、前記燃料電池の電力を蓄電し、前記燃料電池の発電電力が前記電力負荷の消費電力より小さい場合に、蓄電した電力を放電することによって前記電力負荷に電力を供給する蓄電池と、
前記電力負荷の消費電力を増やす必要がある場合に、消費電力の増加量を示す電力要求情報を予め送信する要求制御部と、
前記要求制御部から電力要求情報を受け取った場合に、前記燃料電池が前記電力負荷に更に電力を供給することができることを条件として、前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングを示す許可通知を送信する燃料電池制御部と、
前記燃料電池制御部から許可通知を受け取ったことを条件として、当該許可通知で示されるタイミングで前記電力負荷の消費電力を増加させる負荷制御部と
を備え、
前記燃料電池制御部は、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量と前記蓄電池の蓄電量とに基づいて、前記電力負荷が消費電力を増加させるタイミングを、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量に前記燃料電池から供給される電力の増加量が達する時刻よりも前のタイミングにスケジュールし、スケジュールされたタイミングを示す許可通知を送信する燃料電池システム。
A fuel cell;
An electric load that operates by consuming electric power generated by the fuel cell;
When the power generated by the fuel cell is greater than the power consumption of the power load, the power of the fuel cell is stored. When the power generated by the fuel cell is lower than the power consumption of the power load, the stored power is discharged. A storage battery for supplying power to the power load by
When it is necessary to increase the power consumption of the power load, a request control unit that transmits in advance power request information indicating an increase in power consumption; and
When receiving power request information from the request control unit, a permission notification indicating a timing at which the power load should increase power consumption is provided on condition that the fuel cell can further supply power to the power load. A fuel cell control unit to transmit;
A load control unit that increases the power consumption of the power load at a timing indicated by the permission notification on the condition that the permission notification is received from the fuel cell control unit;
The fuel cell control unit determines the timing at which the power load increases the power consumption based on the increase amount of power consumption indicated by the power request information received from the request control unit and the storage amount of the storage battery. Schedule before the time when the increase in power supplied from the fuel cell reaches the increase in power consumption indicated by the power request information received from the control unit, and send a permission notice indicating the scheduled timing Fuel cell system.
前記燃料電池制御部は、前記蓄電池に更に蓄電することができる場合に、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量に前記燃料電池から供給される発電電力量の増加量が達するまでの立ち上がり期間において、前記蓄電池に充電される電力量と、前記蓄電池から放電される電力量とが略同一になるよう、前記電力負荷が消費電力を増やすタイミングを前記立ち上がり期間内にスケジュールする
請求項1に記載の燃料電池システム。
The fuel cell control unit increases the amount of generated power supplied from the fuel cell to the amount of increase in power consumption indicated by the power request information received from the request control unit when the storage battery can be further charged. In the rising period until the amount reaches, the timing at which the power load increases the power consumption within the rising period so that the amount of power charged in the storage battery and the amount of power discharged from the storage battery become substantially the same. The fuel cell system according to claim 1, which is scheduled.
前記燃料電池制御部は、前記蓄電池に更に蓄電することができる場合に、前記蓄電池に更に蓄電することができる蓄電可能電力量に更に基づいて、前記立ち上がり期間内において前記蓄電池が満充電に達するか否かを判断し、前記立ち上がり期間中に前記蓄電池が満充電に達すると判断される場合に、前記電力負荷が消費電力を増やすタイミングを、前記立ち上がり期間内における、前記蓄電池が満充電に達する時刻より前のタイミングにスケジュールする
請求項2に記載の燃料電池システム。
If the fuel cell control unit can further charge the storage battery, whether the storage battery reaches full charge within the start-up period further based on the amount of power that can be stored in the storage battery. And when it is determined that the storage battery reaches full charge during the rising period, the timing at which the power load increases the power consumption is the time when the storage battery reaches full charge during the rising period. The fuel cell system according to claim 2, which is scheduled at an earlier timing.
前記燃料電池制御部は、前記蓄電池に蓄電しておくべき目標蓄電量から、前記立ち上がり期間の開始時刻における前記蓄電池の蓄電量を引いた電力差の大きさが、予め定められた基準値を上回る場合に、前記立ち上がり期間内において前記蓄電池に充電される電力量から前記立ち上がり期間内において前記蓄電池から放電される電力量を引いた値が当該電力差に近づくよう、前記電力負荷が消費電力を増やすタイミングをスケジュールする
請求項3に記載の燃料電池システム。
The fuel cell control unit has a power difference obtained by subtracting a storage amount of the storage battery at a start time of the rising period from a target storage amount to be stored in the storage battery, exceeding a predetermined reference value. In this case, the power load increases power consumption so that a value obtained by subtracting the amount of power discharged from the storage battery within the rising period from the amount of power charged to the storage battery within the rising period approaches the power difference. The fuel cell system according to claim 3, wherein timing is scheduled.
前記要求制御部は、前記電力負荷の消費電力を増やす必要がある場合に、予め消費電力を増加させる期間を示す期間情報を電力要求情報とともに送信し、
前記燃料電池制御部は、前記要求制御部から新たな要求情報を受け取った場合に、前記要求制御部から既に受け取った期間情報及び電力要求情報で示される消費電力の増加量、並びに既に送信した許可通知によって示される前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングに基づいて時刻毎の消費電力の合計値を判断し、当該時刻毎の消費電力の合計値が、前記燃料電池から供給することのできる最大電力量をいずれかの時刻で上回らないことを条件として、前記燃料電池が前記電力負荷に更に電力を供給することができることを判断する
請求項2に記載の燃料電池システム。
The request control unit, when it is necessary to increase the power consumption of the power load, transmits period information indicating a period for increasing the power consumption in advance together with the power request information,
When the fuel cell control unit receives new request information from the request control unit, the amount of increase in power consumption indicated by the period information and the power request information already received from the request control unit, and the permission already transmitted Based on the timing at which the power load indicated by the notification should increase the power consumption, the total value of the power consumption for each time can be determined, and the total value of the power consumption for each time can be supplied from the fuel cell. 3. The fuel cell system according to claim 2, wherein the fuel cell system determines that the fuel cell can further supply power to the power load on condition that the maximum amount of power is not exceeded at any time.
前記燃料電池制御部は、前記要求制御部から既に受け取った期間情報及び電力要求情報で示される消費電力の増加量、並びに既に送信した許可通知によって示される前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングに基づいて、前記電力負荷の消費電力が減少するタイミング及び当該タイミングにおける消費電力の減少量を判断し、当該消費電力の減少量だけ前記燃料電池の発電電力が低下するまでの立ち下がり期間において、前記蓄電池に充電される電力量と前記蓄電池から放電される電力量とが略同一になるよう、前記燃料電池の発電電力を低下させるタイミングをスケジュールする
請求項5に記載の燃料電池システム。
The fuel cell control unit is configured to increase the power consumption indicated by the period information and the power request information already received from the request control unit, and the power load indicated by the permission notification already transmitted. On the basis of the power load of the power load is determined and a decrease amount of power consumption at the timing, and in the falling period until the generated power of the fuel cell decreases by the power consumption decrease amount, 6. The fuel cell system according to claim 5, wherein the timing for reducing the generated power of the fuel cell is scheduled so that the amount of power charged in the storage battery is substantially the same as the amount of power discharged from the storage battery.
前記燃料電池制御部は、前記燃料電池の発電電力を低下させるタイミングから前記電力負荷の消費電力が減少するタイミングまでの期間において前記蓄電池から放電される放電量が、前記燃料電池の発電電力を低下させるタイミングにおける前記蓄電池の蓄電量以下になるよう、前記燃料電池の発電電力を低下させるタイミングをスケジュールする
請求項6に記載の燃料電池システム。
The fuel cell control unit reduces the generated power of the fuel cell by the amount of discharge discharged from the storage battery during a period from the time when the generated power of the fuel cell is reduced to the time when the power consumption of the power load is reduced. The fuel cell system according to claim 6, wherein a timing at which the generated power of the fuel cell is reduced is scheduled so as to be equal to or less than a storage amount of the storage battery at a timing to be performed.
前記燃料電池制御部は、前記蓄電池に蓄電しておくべき目標蓄電量から前記立ち下がり期間の開始時刻における前記蓄電池の蓄電量を引いた電力差の大きさが予め定められた基準値を上回る場合に、前記立ち下がり期間内において前記蓄電池に充電される充電電力量から前記立ち下がり期間内において前記蓄電池から放電される放電電力量を引いた値が当該電力差に近づくよう、前記電力負荷が消費電力を増やすタイミングをスケジュールする
請求項7に記載の燃料電池システム。
The fuel cell control unit is configured such that a power difference obtained by subtracting a storage amount of the storage battery at a start time of the falling period from a target storage amount to be stored in the storage battery exceeds a predetermined reference value. In addition, the power load is consumed so that a value obtained by subtracting a discharge power amount discharged from the storage battery during the fall period from a charge power amount charged to the storage battery during the fall period approaches the power difference. The fuel cell system according to claim 7, wherein a timing for increasing electric power is scheduled.
前記燃料電池の発電電力量及び前記電力負荷の消費電力量の履歴を管理する給電歴管理部
を更に備え、
前記燃料電池制御部は、前記給電歴管理部によって管理されている前記燃料電池の発電電力量及び前記電力負荷の消費電力量の履歴に基づいて、前記蓄電池に蓄電しておくべき蓄電必要量を算出し、算出した蓄電必要量がより大きい場合に、許可通知で示される消費電力を増加すべきタイミングからより早いタイミングで前記燃料電池の発電量を増加させる
請求項4に記載の燃料電池システム。
A power supply history management unit for managing the history of the amount of power generated by the fuel cell and the amount of power consumed by the power load;
The fuel cell control unit is configured to determine a necessary storage amount to be stored in the storage battery based on a history of the generated power amount of the fuel cell and the consumed power amount of the power load managed by the feeding history management unit. 5. The fuel cell system according to claim 4, wherein the power generation amount of the fuel cell is increased at an earlier timing from the timing at which the power consumption indicated by the permission notification should be increased when the calculated required storage amount is larger.
在宅中であるか否かを判断する在宅判断部を更に備え、
前記給電歴管理部は、前記在宅判断部によって在宅中であると判断されたときの前記燃料電池の発電電力量及び前記電力負荷の消費電力量、ならびに在宅中ではないと判断されたときの前記燃料電池の発電電力量及び前記電力負荷の消費電力量の履歴をそれぞれ管理し、
前記燃料電池制御部は、前記在宅判断部によって在宅中であると判断された場合には、前記給電歴管理部に管理されている在宅中の履歴を用いて、前記蓄電池に蓄電しておくべき蓄電必要量を算出し、前記在宅判断部によって在宅中でないと判断された場合には、前記給電歴管理部に管理されている非在宅中の履歴を用いて、前記蓄電池に蓄電しておくべき蓄電必要量を算出する
請求項9に記載の燃料電池システム。
A home determination unit for determining whether the user is at home,
The power supply history management unit is the amount of power generated by the fuel cell and the amount of power consumed by the power load when it is determined by the home determination unit that it is home, and the time when it is determined that it is not home. Manage the history of the amount of power generated by the fuel cell and the amount of power consumed by the power load,
The fuel cell control unit should store power in the storage battery using the home history managed by the power supply history management unit when it is determined that the home determination unit is at home. Calculate the required amount of power storage, and if it is determined by the home determination unit that it is not home, it should be stored in the storage battery using the non-home history managed by the power supply history management unit The fuel cell system according to claim 9, wherein the required amount of electricity storage is calculated.
前記燃料電池制御部は、許容することのできる消費電力の増加量を、前記負荷制御部へ通知し、
前記負荷制御部は、前記燃料電池制御部から受け取った、許容された範囲内で消費電力を増加させる
請求項1に記載の燃料電池システム。
The fuel cell control unit notifies the load control unit of an increase in allowable power consumption,
The fuel cell system according to claim 1, wherein the load control unit increases power consumption within an allowable range received from the fuel cell control unit.
前記電力負荷の動作モードに応じた、前記電力負荷の消費電力を示す動作モードテーブルを更に備え、
前記負荷制御部は、許容された消費電力の範囲内で遷移することのできる動作モードを、前記動作モードテーブルを用いて判断し、当該動作モードに遷移する
請求項11に記載の燃料電池システム。
An operation mode table indicating the power consumption of the power load according to the operation mode of the power load;
The fuel cell system according to claim 11, wherein the load control unit determines an operation mode that can be changed within a range of allowable power consumption using the operation mode table, and makes a transition to the operation mode.
前記要求制御部は、動作モードを遷移させようとする場合に現在の消費電力と比較して増加させる必要のある消費電力の大きさを、前記動作モードテーブルを参照して判断し、増加必要量を前記燃料電池制御部に送信する
請求項12に記載の燃料電池システム。
The request control unit refers to the operation mode table to determine the amount of power consumption that needs to be increased compared to the current power consumption when attempting to change the operation mode, and the required increase amount The fuel cell system according to claim 12, wherein the fuel cell system is transmitted to the fuel cell control unit.
燃料電池が発電した電力を消費して動作する電力負荷の消費電力を増やす必要がある場合に、消費電力の増加量を示す電力要求情報を予め送信する要求制御ステップと、
電力要求情報を受け取った場合に、前記燃料電池が前記電力負荷に更に電力を供給することができることを条件として、前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングを示す許可通知を送信する燃料電池制御ステップと、
許可通知を受け取ったことを条件として、当該許可通知で示されるタイミングで前記電力負荷の消費電力を増加させる負荷制御ステップと
を備え、
前記燃料電池制御ステップは、前記燃料電池の電力を蓄電し、蓄電した電力を前記電力負荷に供給する蓄電池の蓄電量と、電力要求情報で示される消費電力の増加量とに基づいて、前記電力負荷が消費電力を増加させるタイミングを、電力要求情報で示される消費電力の増加量に前記燃料電池から供給される電力の増加量が達する時刻よりも前のタイミングにスケジュールし、スケジュールされたタイミングを示す許可通知を送信する燃料電池システム制御方法。
When it is necessary to increase the power consumption of the power load that operates by consuming the power generated by the fuel cell, a request control step for transmitting in advance power request information indicating the amount of increase in power consumption;
Fuel cell control for transmitting a permission notice indicating a timing at which the power load should increase power consumption on condition that the fuel cell can further supply power to the power load when power request information is received Steps,
A load control step for increasing the power consumption of the power load at a timing indicated by the permission notification on the condition that the permission notification is received;
The fuel cell control step stores the power of the fuel cell, and based on a storage amount of the storage battery that supplies the stored power to the power load, and an increase amount of power consumption indicated by power request information. The timing at which the load increases the power consumption is scheduled before the time when the increase in power supplied from the fuel cell reaches the increase in power consumption indicated by the power request information. The fuel cell system control method which transmits the permission notice shown.
燃料電池と、
前記燃料電池が発電した電力を消費して動作する電力負荷と、
前記燃料電池の発電電力が前記電力負荷の消費電力より大きい場合に、前記燃料電池の電力を蓄電し、前記燃料電池の発電電力が前記電力負荷の消費電力より小さい場合に、蓄電した電力を放電することによって前記電力負荷に電力を供給する蓄電池と、
前記電力負荷の消費電力を増やす必要がある場合に、消費電力の増加量を示す電力要求情報を予め送信する要求制御部と、
前記要求制御部から電力要求情報を受け取った場合に、前記燃料電池が前記電力負荷に更に電力を供給することができることを条件として、前記電力負荷が消費電力を増加すべきタイミングを示す許可通知を送信する燃料電池制御部と、
前記燃料電池制御部から許可通知を受け取ったことを条件として、当該許可通知で示されるタイミングで前記電力負荷の消費電力を増加させる負荷制御部と
を備え、
前記燃料電池制御部は、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量と前記蓄電池の蓄電量とに基づいて、前記電力負荷が消費電力を増加させるタイミングを、前記要求制御部から受け取った電力要求情報で示される消費電力の増加量に前記燃料電池から供給される電力の増加量が達する時刻よりも前のタイミングにスケジュールし、スケジュールされたタイミングを示す許可通知を送信する建造物。
A fuel cell;
An electric load that operates by consuming electric power generated by the fuel cell;
When the power generated by the fuel cell is greater than the power consumption of the power load, the power of the fuel cell is stored. When the power generated by the fuel cell is lower than the power consumption of the power load, the stored power is discharged. A storage battery for supplying power to the power load by
When it is necessary to increase the power consumption of the power load, a request control unit that transmits in advance power request information indicating an increase in power consumption; and
When receiving power request information from the request control unit, a permission notification indicating a timing at which the power load should increase power consumption is provided on condition that the fuel cell can further supply power to the power load. A fuel cell control unit to transmit;
A load control unit that increases the power consumption of the power load at a timing indicated by the permission notification on the condition that the permission notification is received from the fuel cell control unit;
The fuel cell control unit determines the timing at which the power load increases the power consumption based on the increase amount of power consumption indicated by the power request information received from the request control unit and the storage amount of the storage battery. Schedule before the time when the increase in power supplied from the fuel cell reaches the increase in power consumption indicated by the power request information received from the control unit, and send a permission notice indicating the scheduled timing To be built.
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