JP2007265778A - 電力供給設備 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】運転制御手段6が、電力系統2に事故が発生したときに、系統側遮断手段MC1及び燃料電池側遮断手段MC2を遮断状態に切り換える遮断処理を実行するように構成され、複数の電気負荷1の夫々についての識別情報を入力する手動操作式の識別情報入力手段11が設けられ、運転制御手段6が、遮断処理の実行後において、燃料電池3の実発電電力、その実発電電力のうちの複数の電気負荷1のいずれかにて既に消費されている消費電力、及び、予め記憶した複数の電気負荷1の夫々についての負荷電力に基づいて、識別情報入力手段11にて入力された識別情報に対応する電気負荷の負荷電力を燃料電池3の発電電力にて賄えるか否かを判断して、その判断結果を出力する負荷投入可否判別処理を実行するように構成されている。
【選択図】図1
Description
前記燃料電池の余剰電力を消費する余剰電力消費手段と、
前記電力系統と前記燃料電池及び前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する系統側遮断手段と、
前記燃料電池と前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する燃料電池側遮断手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、前記燃料電池の余剰電力を消費するように前記余剰電力消費手段の作動を制御する余剰電力消費処理を実行し、且つ、前記電力系統に事故が発生したときに、前記系統側遮断手段及び前記燃料電池側遮断手段を遮断状態に切り換える遮断処理を実行するように構成された電力供給設備に関する。
又、電力系統の停電等の事故時には、系統側遮断手段及び燃料電池側遮断手段を遮断状態に切り換える遮断処理が実行されて、燃料電池を商用電力から切り離すと共に、複数の電気負荷からも切り離すように構成して、燃料電池の単独運転を防止し、又、電気負荷の負荷電力が燃料電池の発電電力よりも大きくなることに基づいて燃料電池がトリップするのを防止するようにしてある。
ちなみに、使用者が複数の電気負荷のうちから任意のものを選択して、その選択した電気負荷に燃料電池から電力が供給される状態に切り換えるようにすると、燃料電池に接続されている電気負荷の負荷電力が燃料電池の発電電力よりも大きくなる虞があり、そして、燃料電池に接続されている電気負荷の負荷電力が燃料電池の発電電力よりも大きくなると燃料電池がトリップして停止する虞があるので、好ましくない。
前記燃料電池の余剰電力を消費する余剰電力消費手段と、
前記電力系統と前記燃料電池及び前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する系統側遮断手段と、
前記燃料電池と前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する燃料電池側遮断手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、前記電力系統に事故が発生したときに、前記系統側遮断手段及び前記燃料電池側遮断手段を遮断状態に切り換える遮断処理を実行するように構成されたものであって、
第1特徴構成は、前記複数の電気負荷の夫々についての識別情報を入力する手動操作式の識別情報入力手段が設けられ、
前記運転制御手段が、
前記遮断処理の実行後において、前記燃料電池の実発電電力、その実発電電力のうちの前記複数の電気負荷のいずれかにて既に消費されている消費電力、及び、予め記憶した前記複数の電気負荷の夫々についての負荷電力に基づいて、前記識別情報入力手段にて入力された識別情報に対応する電気負荷の負荷電力を前記燃料電池の発電電力にて賄えるか否かを判断して、その判断結果を出力する負荷投入可否判別処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
すると、運転制御手段により、遮断処理の実行後において、燃料電池の実発電電力、その実発電電力のうちの複数の電気負荷のいずれかにて既に消費されている消費電力、及び、予め記憶した複数の電気負荷の夫々についての負荷電力に基づいて、識別情報入力手段にて入力された識別情報に対応する電気負荷の負荷電力を燃料電池の発電電力にて賄えるか否かを判断して、その判断結果を出力する負荷投入可否判別処理が実行される。
そして、そのような判断結果が出力されたときに、識別情報入力手段にて入力された識別情報に対応する電気負荷を燃料電池に接続すると、燃料電池がトリップすることなく、選択した電気負荷に燃料電池から電力が供給される。
従って、燃料電池のトリップを十分に抑制しながら、電力系統の事故時に電力供給する電気負荷の選択の自由度を向上し得る電力供給設備を供給することができるようになった。
前記運転制御手段が、
前記遮断処理の実行後において、前記燃料電池の実発電電力、その実発電電力のうちの前記複数の電気負荷のいずれかにて既に消費されている消費電力、及び、予め記憶した前記複数の電気負荷の夫々についての負荷電力に基づいて、前記複数の電気負荷から、前記燃料電池の発電電力にて負荷電力を賄える電気負荷を選択して、その選択した電気負荷に対応する識別情報を出力する投入可能負荷情報出力処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
そして、使用者は、出力された識別情報のうちから電力を供給したい電気負荷に対応するものを選択して、選択した電気負荷を燃料電池に接続すると、燃料電池がトリップすることなく、選択した電気負荷に燃料電池から電力が供給される。
従って、燃料電池のトリップを十分に抑制しながら、電力系統の事故時に電力供給する電気負荷の選択の自由度を向上し得る電力供給設備を供給することができるようになった。
前記運転制御手段が、
前記遮断処理の実行後において、前記燃料電池の実発電電力、及び、その実発電電力のうちの前記複数の電気負荷のいずれかにて既に消費されている消費電力とに基づいて、前記燃料電池の実発電電力のうちの余剰電力を求めて、その求めた余剰電力を示す余剰電力情報を出力する余剰電力情報出力処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
従って、燃料電池のトリップを十分に抑制しながら、電力系統の事故時に電力供給する電気負荷の選択の自由度を向上し得る電力供給設備を供給することができるようになった。
前記運転制御手段が、前記燃料電池の発電電力を現在要求されている負荷電力に応じた電力に調節するように構成され、且つ、前記遮断処理の後に、前記燃料電池の余剰電力を消費するように前記余剰電力消費手段の消費電力を調節する状態で、前記燃料電池の発電電力を定格電力又は略定格電力に調節する定格出力処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
そして、燃料電池の定格電力は、燃料電池の最大発電電力又はその最大発電電力に近い電力に設定されることから、電力系統に事故が発生したときに、燃料電池の発電電力を超えない状態で、極力多くの電気負荷、あるいは、負荷電力の大きい電気負荷を選択して、選択した電気負荷に電力を供給することができる。
従って、電力系統の事故時に電力供給する電気負荷の選択の自由度をより一層向上することができるようになった。
前記運転制御手段が、前記遮断処理の後において、前記複数の電気負荷の全てが前記燃料電池からの電力入力を断つ入力停止状態になっている条件が満たされると、前記燃料電池側遮断手段を接続状態に切り換える接続処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
そして、複数の電気負荷は、個々に、燃料電池からの電力入力を断続するスイッチ等の断続手段を備えている。
そこで、複数の電気負荷の全てが燃料電池からの電力入力を断つ入力停止状態になっている条件が満たされると、運転制御手段によって燃料電池側遮断手段を接続状態に切り換える処理が行われるようにすることにより、燃料電池側遮断手段を接続状態に切り換えるときに、負荷電力が燃料電池の発電電力を上回るような電気負荷が燃料電池からの電力入力を許容する状態になっていて、燃料電池がトリップするのを防止することができる。
従って、電力系統の事故時に、燃料電池から複数の電気負荷のいずれかに電力を供給するに当たって、燃料電池のトリップをより一層抑制することができるようになった。
前記電力系統又は前記燃料電池から前記複数の電気負荷に電力を供給する電力供給ラインに、電力に対応する電力情報を計測する電力情報計測手段が設けられ、
前記運転制御手段が、個別負荷電力記憶モードに切り換え自在に構成されて、
その個別負荷電力記憶モードにおいて、前記識別情報入力手段にて入力された識別情報と前記電力情報計測手段の計測情報とに基づいて、前記電力情報計測手段にて計測された電力情報から求めた負荷電力を、前記識別情報入力手段にて入力された識別情報に対応する電気負荷の負荷電力として記憶するように構成されている点を特徴とする。
そして、そのような複数の電気負荷の夫々についての負荷電力に基づいて、識別情報入力手段にて入力された識別情報に対応する電気負荷の負荷電力を燃料電池の発電電力にて賄えるか否かの判断が行われるので、その判断が電気負荷の負荷電力が燃料電池の発電電力を超えないように適切に行われる。
従って、電力系統の事故時に、燃料電池から複数の電気負荷のいずれかに電力を供給するに当たって、燃料電池のトリップをより一層抑制することができるようになった。
〔第1実施形態〕
以下に図面を参照して本発明の第1実施形態の電力供給設備について説明する。
この電力供給設備は、複数の電気負荷1に電力を供給する商用電力系統2に、前記複数の電気負荷1に電力を供給するように連系された燃料電池3と、その燃料電池3の発電電力を商用電力系統2から供給される電力と同じ電圧及び同じ周波数にする系統連系用のインバータ4と、燃料電池3の余剰電力を消費する余剰電力消費手段しての余剰電力消費ヒータ5と、運転を制御する運転制御手段としての運転制御装置6と、リモートコントロール式の操作部RC等を備えて構成してある。
前記余剰電力消費ヒータ5は、手動操作式のヒータ用遮断器CBHを介して、前記発電電力供給ライン8における燃料電池側遮断器MC2とインバータ4との間の箇所に接続してある。
更に、前記貯湯槽の貯湯量が満杯のときに、余剰電力消費ヒータ5から発生する熱量をラジエータ(図示省略)にて放熱させるためにそのラジエータに通風するラジエータファン10を設けてある。
そして、個別遮断器CBI毎に、商用電力系統2及び燃料電池4と電気負荷1との電気的な接続を断続するように構成してある。
この運転制御装置6は、個別負荷電力記憶モードに切り換え自在に構成してあり、その個別負荷電力記憶モードにおいて、テンキースイッチ11にて入力された識別情報と電力情報計測手段としての共用カレントトランスCT2の計測情報とに基づいて、共用カレントトランスCT2にて計測された負荷電流を負荷電力として、テンキースイッチ11にて入力された識別情報に対応する電気負荷の負荷電力として記憶するように構成してある。
以下、このように運転制御装置6に複数の個別遮断器番号夫々と対応付けた状態で記憶されている負荷電力の記憶情報を負荷電力記憶情報と記載する場合がある。
この運転制御装置6は、前記系統停電検出器PTの検出情報に基づいて、前記商用電力系統2に停電が発生したことを認識したときに、前記系統側遮断器MC1及び前記燃料電池側遮断器MC2を遮断状態に切り換える遮断処理を実行するように構成してある。
そして、運転制御装置6は、前記定格出力処理においては、余剰電力消費ヒータ5の消費電力が燃料電池3の発電電力と釣り合うように、余剰電力消費ヒータ5の消費電力を調節しながら、燃料電池3の発電電力を定格電力にまで増大調節するように構成してある。
ちなみに、前記定格電力は、燃料電池3の最大発電電力又はそれよりもやや小さい電力に設定する。
つまり、運転制御装置6は、前記全負荷遮断状態入力スイッチ14がオンされることに基づいて、前記複数の電気負荷1の全てが燃料電池からの電力入力を断つ入力停止状態になっている条件が満たされたと判断するように構成してある。
そして、テンキースイッチ11にて入力された個別遮断器番号に対応する個別遮断器CBIの負荷電力を、燃料電池3の発電電力にて賄えるか否かを判断するように構成してある。
又、運転制御装置6は、燃料電池3の実発電電力のうちの複数の電気負荷1のいずれかにて既に消費されている消費電力(以下、現消費電力と記載する場合がある)を、共用カレントトランスCT2の計測情報に基づいて求めるように構成してある。
又、前記負荷投入可否判別処理において負荷電力を燃料電池3の発電電力にて賄えると判断した個別遮断器番号に対応する負荷電力を、前記負荷電力記憶情報から求めて、その負荷電力(複数の場合は積算した電力)を、前記現消費電力としても良い。
この個別負荷電力記憶モードは、操作部RCの負荷電力記憶指令スイッチ15の指令に基づいて実行される。
即ち、負荷電力記憶指令スイッチ15にて個別負荷電力記憶モードの実行が指令され、テンキースイッチ11にて個別遮断器番号が入力されると、共用カレントトランスCT2の計測情報に基づいて最大負荷電流を求めて、求めた最大負荷電流を、テンキースイッチ11にて入力された個別遮断器番号に対応する個別遮断器CBIの負荷電力として記憶し、この一連の処理を、負荷電力記憶指令スイッチ15にて個別負荷電力記憶モードの終了が指令されるまで、テンキースイッチ11にて個別遮断器番号が入力される毎に繰り返す(ステップ#1〜#5)。
従って、運転制御装置6に、複数の個別遮断器CBI夫々に対応付けた状態で負荷電力が記憶されることになる。
系統停電検出器PTの検出情報に基づいて、商用電力系統2に停電が発生したことを認識すると、系統側遮断器MC1及び燃料電池側遮断器MC2を遮断状態に切り換える遮断処理を実行して、燃料電池3の単独運転を回避し、続いて、燃料電池3の余剰電力を消費するように余剰電力消費ヒータ5の消費電力を調節する状態で、燃料電池3の発電電力を定格電力に調節する定格出力処理を実行する(ステップ#11〜#13)。
ちなみに、前記設定電力Psとしては、例えば、複数の個別遮断機CBIの負荷電力のうち最小の負荷電力程度に設定する。
そして、複数の個別遮断機CBIから投入したい電気負荷1が接続されている投入予定の個別遮断機CBIを1個選択して、新規投入指令用スイッチ12をオンして、選択した投入予定の個別遮断機CBIに対応する個別遮断機番号をテンキースイッチ11にて入力する。
そして、個別遮断機CBIを接続状態に切り換えたことにより、燃料電池3の余剰電力が設定電力以下になると、「負荷最大です」のメッセージがディスプレイ16及びスピーカ17に出力されるので、新たに別の個別負荷遮断機CBIを接続状態に切り換えることができないことを、使用者が認識することができる。
すると、遮断予定の個別遮断機CBIに代えて、投入予定の個別遮断機CBIに接続されている電気負荷1の負荷電力が燃料電池3の発電電力にて賄えるか否かが判別されて、賄えるときは、「負荷を投入してください」のメッセージがディスプレイ16及びスピーカ17に出力されるので、遮断予定の個別遮断機CBIを遮断状態に切り換え、投入予定の個別遮断機CBIを接続状態に切り換える。
この第2実施形態では、上記の第1実施形態と同様に、運転制御装置6は、商用電力系統2に停電が発生していない通常時において、燃料電池3の発電電力を現在要求されている負荷電力に応じた電力に調節するように構成し、且つ、前記遮断処理の後に、燃料電池3の余剰電力を消費するように前記余剰電力消費ヒータ5の消費電力を調節する状態で、燃料電池3の発電電力を定格電力に調節する定格出力処理を実行し、更に、その定格出力処理の後に、前記複数の電気負荷1の全てが燃料電池からの電力入力を断つ入力停止状態になっている条件が満たされると、前記燃料電池側遮断器MC2を接続状態に切り換える接続処理を実行するように構成してある。
又、運転制御装置6は、燃料電池3の実発電電力のうちの複数の電気負荷1のいずれかにて既に消費されている消費電力(即ち、現消費電力)を、共用カレントトランスCT2の計測情報に基づいて求めるように構成してある。
前記現消費電力は、設定時間(例えば、5分間)の間において共用カレントトランスCT2の計測情報に基づいて求めた電力のうちの最大電力とするのが好ましい。
系統停電検出器PTの検出情報に基づいて、商用電力系統2に停電が発生したことを認識すると、系統側遮断器MC1及び燃料電池側遮断器MC2を遮断状態に切り換える遮断処理を実行して、燃料電池3の単独運転を回避し、続いて、燃料電池3の余剰電力を消費するように余剰電力消費ヒータ5の消費電力を調節する状態で、燃料電池3の発電電力を定格電力に調節する定格出力処理を実行する(ステップ#31〜#33)。
このように個別遮断器CBIを接続状態に切り換えても未だ、余剰電力Prにて負荷電力を賄える個別遮断器CBIがあるときは、その個別遮断器CBIの個別遮断器番号が出力されるので、個別遮断器番号が出力されなくなるまで、出力された個別遮断器番号に対応する個別遮断器CBIを接続状態に切り換えることを繰り返すことができる。
この第3実施形態では、上記の第1実施形態と同様に、運転制御装置6は、商用電力系統2に停電が発生していない通常時において、燃料電池3の発電電力を現在要求されている負荷電力に応じた電力に調節するように構成し、且つ、前記遮断処理の後に、燃料電池3の余剰電力を消費するように前記余剰電力消費ヒータ5の消費電力を調節する状態で、燃料電池3の発電電力を定格電力に調節する定格出力処理を実行し、更に、その定格出力処理の後に、前記複数の電気負荷1の全てが燃料電池からの電力入力を断つ入力停止状態になっている条件が満たされると、前記燃料電池側遮断器MC2を接続状態に切り換える接続処理を実行するように構成してある。
又、運転制御装置6は、燃料電池3の実発電電力のうちの複数の電気負荷1のいずれかにて既に消費されている消費電力(即ち、現消費電力)を、共用カレントトランスCT2の計測情報に基づいて求めるように構成してある。
前記現消費電力は、設定時間(例えば、5分間)の間において共用カレントトランスCT2の計測情報に基づいて求めた電力のうちの最大電力とするのが好ましい。
系統停電検出器PTの検出情報に基づいて、商用電力系統2に停電が発生したことを認識すると、系統側遮断器MC1及び燃料電池側遮断器MC2を遮断状態に切り換える遮断処理を実行して、燃料電池3の単独運転を回避し、続いて、燃料電池3の余剰電力を消費するように余剰電力消費ヒータ5の消費電力を調節する状態で、燃料電池3の発電電力を定格電力に調節する定格出力処理を実行する(ステップ#41〜#43)。
次に別実施形態を説明する。
(イ) 上記の第1実施形態においては、複数の個別遮断器CBIの操作を手動操作にて行うように構成する場合について例示したが、複数の個別遮断器CBIの操作を運転制御装置6により行わせるように構成しても良い。
この場合、運転制御装置6を、複数の個別遮断器CBIの全てを遮断状態に切り換えた後に、前記燃料電池側遮断器MC2を接続状態に切り換える接続処理を実行するように構成する。つまり、複数の個別遮断器CBIの全てを遮断状態に切り換えることにより、複数の電気負荷1の全てが燃料電池3からの電力入力を断つ入力停止状態になっている条件が満たされることになる。
又、運転制御装置6を、投入予定の個別遮断機CBIの負荷電力を燃料電池3の発電電力にて賄えると判断すると、その投入予定の個別遮断機CBIを接続状態に切り換えるように構成する。
尚、前記電力情報計測手段としては、共用カレントトランスCT2に代えて、電力計測器を設けても良い。
例えば、仕様書等に記載されている負荷電力を人為的に入力するように構成しても良い。
又、通信機能を備えた電気負荷1であれば、電気負荷1の負荷電力を運転制御装置6に通信するように構成しても良い。
2 電力系統
3 燃料電池
5 余剰電力消費手段
6 運転制御手段
7 電力供給ライン
11 手動操作式の識別情報入力手段
CT2 電力情報計測手段
MC1 系統側遮断手段
MC2 燃料電池側遮断手段
Claims (6)
- 複数の電気負荷に電力を供給する電力系統に、前記複数の電気負荷に電力を供給するように連系された燃料電池と、
前記燃料電池の余剰電力を消費する余剰電力消費手段と、
前記電力系統と前記燃料電池及び前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する系統側遮断手段と、
前記燃料電池と前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する燃料電池側遮断手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、前記電力系統に事故が発生したときに、前記系統側遮断手段及び前記燃料電池側遮断手段を遮断状態に切り換える遮断処理を実行するように構成された電力供給設備であって、
前記複数の電気負荷の夫々についての識別情報を入力する手動操作式の識別情報入力手段が設けられ、
前記運転制御手段が、
前記遮断処理の実行後において、前記燃料電池の実発電電力、その実発電電力のうちの前記複数の電気負荷のいずれかにて既に消費されている消費電力、及び、予め記憶した前記複数の電気負荷の夫々についての負荷電力に基づいて、前記識別情報入力手段にて入力された識別情報に対応する電気負荷の負荷電力を前記燃料電池の発電電力にて賄えるか否かを判断して、その判断結果を出力する負荷投入可否判別処理を実行するように構成されている電力供給設備。 - 複数の電気負荷に電力を供給する電力系統に、前記複数の電気負荷に電力を供給するように連系された燃料電池と、
前記燃料電池の余剰電力を消費する余剰電力消費手段と、
前記電力系統と前記燃料電池及び前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する系統側遮断手段と、
前記燃料電池と前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する燃料電池側遮断手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、前記電力系統に事故が発生したときに、前記系統側遮断手段及び前記燃料電池側遮断手段を遮断状態に切り換える遮断処理を実行するように構成された電力供給設備であって、
前記運転制御手段が、
前記遮断処理の実行後において、前記燃料電池の実発電電力、その実発電電力のうちの前記複数の電気負荷のいずれかにて既に消費されている消費電力、及び、予め記憶した前記複数の電気負荷の夫々についての負荷電力に基づいて、前記複数の電気負荷から、前記燃料電池の発電電力にて負荷電力を賄える電気負荷を選択して、その選択した電気負荷に対応する識別情報を出力する投入可能負荷情報出力処理を実行するように構成されている電力供給設備。 - 複数の電気負荷に電力を供給する電力系統に、前記複数の電気負荷に電力を供給するように連系された燃料電池と、
前記燃料電池の余剰電力を消費する余剰電力消費手段と、
前記電力系統と前記燃料電池及び前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する系統側遮断手段と、
前記燃料電池と前記複数の電気負荷との電気的な接続を断続する燃料電池側遮断手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、前記電力系統に事故が発生したときに、前記系統側遮断手段及び前記燃料電池側遮断手段を遮断状態に切り換える遮断処理を実行するように構成された電力供給設備であって、
前記運転制御手段が、
前記遮断処理の実行後において、前記燃料電池の実発電電力、及び、その実発電電力のうちの前記複数の電気負荷のいずれかにて既に消費されている消費電力とに基づいて、前記燃料電池の実発電電力のうちの余剰電力を求めて、その求めた余剰電力を示す余剰電力情報を出力する余剰電力情報出力処理を実行するように構成されている電力供給設備。 - 前記運転制御手段が、前記燃料電池の発電電力を現在要求されている負荷電力に応じた電力に調節するように構成され、且つ、前記遮断処理の後に、前記燃料電池の余剰電力を消費するように前記余剰電力消費手段の消費電力を調節する状態で、前記燃料電池の発電電力を定格電力又は略定格電力に調節する定格出力処理を実行するように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力供給設備。
- 前記運転制御手段が、前記遮断処理の後において、前記複数の電気負荷の全てが前記燃料電池からの電力入力を断つ入力停止状態になっている条件が満たされると、前記燃料電池側遮断手段を接続状態に切り換える接続処理を実行するように構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力供給設備。
- 前記電力系統又は前記燃料電池から前記複数の電気負荷に電力を供給する電力供給ラインに、電力に対応する電力情報を計測する電力情報計測手段が設けられ、
前記運転制御手段が、個別負荷電力記憶モードに切り換え自在に構成されて、
その個別負荷電力記憶モードにおいて、前記識別情報入力手段にて入力された識別情報と前記電力情報計測手段の計測情報とに基づいて、前記電力情報計測手段にて計測された電力情報から求めた負荷電力を、前記識別情報入力手段にて入力された識別情報に対応する電気負荷の負荷電力として記憶するように構成されている請求項1記載の電力供給設備。
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