JP2010267561A - Cogeneration apparatus and method of controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は熱電併給装置とその制御方法に関し、その運転寿命（ライフエンド）を正確に取得する技術に関するものである。 The present invention relates to a combined heat and power supply apparatus and a control method thereof, and relates to a technique for accurately obtaining an operation life (life end) thereof.
従来のライフエンドに対処可能な熱電併給装置としては、特許文献１に示すものがあった。図１０は、前記特許文献１に記載された従来の熱電併給装置を示すものである。図１０において、制御装置７０１は熱電併給装置を制御し、熱電併給装置が運転開始時と運転終了時にそれぞれ運転開始信号７０２と運転停止信号７０３を出力する。 As a conventional combined heat and power supply apparatus capable of coping with the life end, there is one shown in Patent Document 1. FIG. 10 shows a conventional cogeneration apparatus described in Patent Document 1. In FIG. 10, the control device 701 controls the cogeneration device, and outputs an operation start signal 702 and an operation stop signal 703 when the cogeneration device starts operation and ends operation.
運転回数計７０４は運転開始信号７０２が入力されると、内部に保持する運転回数を＋１し、その結果を積算回数信号７０６として出力する。一方、積算時間計７０５は運転開始信号７０２が入力されている時には、内部に保持する積算時間をインクリメントしていて、運転停止信号７０３が入力されると、そのインクリメントを止める。また、積算時間計７０５は積算時間を積算時間信号７０７として出力できる。 When the operation start signal 702 is input, the operation counter 704 increments the operation count held therein by 1 and outputs the result as an integration count signal 706. On the other hand, the integration time meter 705 increments the integration time held therein when the operation start signal 702 is input, and stops the increment when the operation stop signal 703 is input. Further, the integration time meter 705 can output the integration time as an integration time signal 707.
制御装置７０１は、制御装置７０１が記憶している運転回数（＝積算回数信号７０６を受け取って更新する）と、予め設定されている設定回数を比較して、運転回数が設定回数に達した場合は、熱電併給装置を起動させないように制御する。 The control device 701 compares the number of operations stored in the control device 701 (= receives and updates the integration number signal 706) with a preset number of times, and the number of operations reaches the set number of times. Controls so as not to start the cogeneration device.
また、制御装置７０１は、積算時間信号７０７が示す積算された運転時間と予め設定された設定時間を比較して、運転時間が設定時間以上になった場合は、システムを強制的に停止する。 Further, the control device 701 compares the accumulated operation time indicated by the accumulated time signal 707 with a preset set time, and forcibly stops the system when the operation time exceeds the set time.
以上によって、従来技術の制御装置７０１はシステムの運転回数、運転時間が予め設定された設定回数、設定時間を越えて、熱電併給装置が運転を行わないように制御するものである。 As described above, the control device 701 of the prior art performs control so that the combined heat and power device does not operate when the number of operation times and the operation time of the system exceed the preset number of times and the set time.
しかしながら、前記従来の構成では、以下の課題を有するものである。 However, the conventional configuration has the following problems.
運転開始信号の入力によって発電回数をカウントするということは、つまり、リトライによる再発電の都度カウントアップすることでもあるので、余分に発電回数をカウントして、正しい発電回数をカウントできない可能性がある。したがって、適切なライフエンドの前に、「ライフエンドである」と判断してしまう。 Counting the number of power generations by inputting the operation start signal means that the number of power generations is counted up every time retrying, so there is a possibility that it is not possible to count the number of power generations and count the correct number of power generations. . Therefore, it is judged as “life end” before an appropriate life end.
また、発生したエラーによるシステムへのダメージの大小が反映されないので、予想以上にダメージが蓄積して、設定したライフエンドの前にライフエンドを迎えることもあり得る。 Further, since the magnitude of damage to the system due to the error that has occurred is not reflected, damage may accumulate more than expected and the life end may be reached before the set life end.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、適切なライフエンドを判定することが可能であるライフエンド判定装置を備えた熱電併給装置を提供することを目的とする。 This invention solves the said conventional subject, and it aims at providing the cogeneration apparatus provided with the life end determination apparatus which can determine an appropriate life end.
前記従来の課題を解決するために、本発明の熱電併給装置は、燃料電池装置と、前記燃料電池装置が出力する運転状態の時系列データである運転履歴を記録する運転状態記録部と、前記運転状態記録部が記録した運転状態履歴を読み出して、運転状態の順列から発電状態への遷移を起動回数に含めるか否かを判断して、カウント許可／不許可信号を出力する第１判断部と、前記カウント許可／不許可信号を入力として、カウント許可信号が入力された場合には内部のカウンタを加算して、そのカウント数を出力する起動回数カウンタと、前記起動回数のカウント数と予め設定された最大起動回数を比較して、起動回数以下の場合には運転許可信号を出力し、起動回数が最大起動回数を超える場合には運転不許可信号を出力する第２判断部を備えることにより、正確な発電回数をカウントすることが可能となり、想定通りのライフエンドを判定することができる。 In order to solve the conventional problems, a combined heat and power device of the present invention includes a fuel cell device, an operation state recording unit that records operation history that is time-series data of operation states output by the fuel cell device, and A first determination unit that reads out the operation state history recorded by the operation state recording unit, determines whether or not to include the transition from the permutation of operation states to the power generation state in the number of activations, and outputs a count permission / non-permission signal The count enable / disable signal is input, and when a count enable signal is input, an internal counter is added and the count number is output, and the count number of the start count is set in advance. Comparing the set maximum number of activations, a second judgment unit is provided that outputs an operation permission signal when the number is less than the number of activations, and outputs an operation non-permitted signal when the number of activations exceeds the maximum number of activations The Rukoto, it is possible to count the exact power generation count, it is possible to determine the life end as expected.
本発明の熱電併給装置によれば、正確な発電回数をカウントすることが可能となり、想定通りのライフエンドを判定することができる。 According to the combined heat and power supply apparatus of the present invention, it is possible to accurately count the number of power generations, and it is possible to determine a life end as expected.
第１の発明は、燃料電池装置と、前記燃料電池装置が出力する運転状態の時系列データである運転履歴を記録する運転状態記録部と、前記運転状態記録部が記録した運転状態履歴を読み出して、運転状態の順列から発電状態への遷移を起動回数に含めるか否かを判断して、カウント許可／不許可信号を出力する第１判断部と、前記カウント許可／不許可信号を入力として、カウント許可信号が入力された場合には内部のカウンタを加算して、そのカウント数を出力する起動回数カウンタと、前記起動回数のカウント数と予め設定された最大起動回数を比較して、起動回数以下の場合には運転許可信号を出力し、起動回数が最大起動回数を超える場合には運転不許可信号を出力する第２判断部を備えることを特徴とする。 The first aspect of the present invention is a fuel cell device, an operation state recording unit that records an operation history that is time-series data of an operation state that is output from the fuel cell device, and an operation state history that is recorded by the operation state recording unit. And determining whether to include the transition from the permutation of the operating state to the power generation state in the number of activations, and outputting the count permission / non-permission signal, and using the count permission / non-permission signal as an input When the count permission signal is input, the internal counter is added, and the activation number counter that outputs the count number is compared with the count number of the activation number and the preset maximum activation number to activate A second determination unit is provided that outputs a driving permission signal when the number of times is less than or equal to the number of times, and outputs a driving non-permission signal when the number of times of activation exceeds the maximum number of times of activation.
第２の発明は、特に、第１の発明の熱電併給装置において、前記第２判断部は、さらに第２の起動回数レジスタを具備し、前記第２の起動回数レジスタ閾値には予め最大起動回数よりも小さい値をセットしておき、前記起動回数が第２の起動回数レジスタにセットされた値を超えた場合には、ライフエンド予告信号を発行することを特徴とする。 In a second aspect of the invention, in particular, in the combined heat and power device of the first aspect of the invention, the second determination unit further includes a second start-up number register, and the second start-up number register threshold value is set to a maximum start-up number in advance. A smaller value is set, and a life end notice signal is issued when the number of activations exceeds the value set in the second activation number register.
第３の発明は、特に、第１の発明の熱電併給装置において、燃料電池装置は、運転状態と合わせて異常を検知した場合のそのレベルも出力し、前記運転状態記録部は、前記運転状態と異常状態のレベルの組として運転履歴を記録し、前記第１判断部は前記運転履歴を読み出し、運転状態の時系列順列によって起動回数をカウントするか否かを決定し、また、異常が発生している場合にはその異常状態のレベルに応じてカウント数を決定し、前記
起動回数カウンタは、前記カウント数を内部レジスタに加算することによって起動回数をカウントすることを特徴とする。
In a third aspect of the invention, in particular, in the combined heat and power unit of the first aspect of the invention, the fuel cell device also outputs the level when an abnormality is detected together with the operating state, and the operating state recording unit is configured to output the operating state. And the operation history is recorded as a set of abnormal state levels, the first determination unit reads the operation history, determines whether to count the number of activations by the time series permutation of the operation state, and an abnormality occurs If it is, the count number is determined according to the level of the abnormal state, and the activation number counter counts the activation number by adding the count number to an internal register.
第４の発明は、特に、第１の発明の熱電併給装置において、前記燃料電池装置は改質器、スタック、インバータといった主たるデバイスとその周辺補機から構成されるブロックに分割され、さらに、前記燃料電池装置は運転状態と異常状態と異常発生ブロックの組を出力し、前記運転状態記録部は、前記運転状態と異常状態と異常発生ブロックの組を運転履歴として時系列に記録し、前記第１判断部は運転状態の時系列順列によって、起動回数としてカウントしても良いか否かを決定し、また、異常が発生した場合には、そのレベルと異常が発生したブロック毎にカウントアップするカウント数を決定し、前記起動回数カウンタは、前記燃料電池装置のブロック毎に内部カウンタを備え、前記第１判断部が出力するブロック毎のカウント数を前記内部レジスタに加算して、ブロック毎の起動回数をカウントし、前記第２判断部は、ブロック毎に最大起動回数を設定可能で、前記ブロック毎の起動回数とそれぞれ比較した上で、一つでも最大起動回数を超えた場合は運転不許可信号を出力し、そうでない場合は運転許可信号を出力することを特徴とする。 In a fourth aspect of the present invention, in particular, in the combined heat and power unit of the first aspect of the invention, the fuel cell device is divided into blocks each composed of a main device such as a reformer, a stack, and an inverter and its peripheral accessories, The fuel cell device outputs a set of an operation state, an abnormal state, and an abnormality occurrence block, and the operation state recording unit records the set of the operation state, the abnormality state, and the abnormality occurrence block as an operation history in time series, and 1 Judgment unit decides whether or not it can be counted as the number of activations based on the time series permutation of the operating state, and if an abnormality occurs, it counts up for each level and the block where the abnormality occurred The activation number counter includes an internal counter for each block of the fuel cell device, and the count number for each block output by the first determination unit is determined. The number of activations for each block is counted by adding to the internal register, and the second determination unit can set the maximum number of activations for each block and compares it with the number of activations for each block. However, when the maximum number of activations is exceeded, an operation non-permission signal is output, and otherwise, an operation permission signal is output.
第５の発明は、燃料電池装置の運転状態を出力するステップと、前記運転状態を時系列に記録して、運転履歴を生成するステップと、前記運転履歴を読み出して、その中の運転状態の順列から発電状態への遷移を起動回数に含めるか否かを判断して、カウント許可／不許可信号を出力するステップと、前記カウント許可／不許可信号を入力としてカウント許可信号が入力された場合には、内部カウンタに保持されている起動回数を加算して、その値を出力するステップと、前記起動回数を入力として、予め定められた最大起動回数と比較し、前記起動回数の方が大きい場合には運転不許可信号を出力し、また、前記起動回数の方が小さい場合には運転許可信号を出力するステップとから成る。 5th invention is the step which outputs the driving | running state of a fuel cell apparatus, the step which records the said driving | running state in time series, produces | generates driving | operation history, reads the said driving | operation history, and the driving | running state in it When determining whether to include the transition from the permutation to the power generation state in the number of activations and outputting a count permission / non-permission signal, and when the count permission signal is input using the count permission / non-permission signal as an input The step of adding the number of activations held in the internal counter and outputting the value is compared with the predetermined maximum number of activations, using the number of activations as an input, and the number of activations is greater The operation non-permission signal is output in the case, and the operation permission signal is output when the number of times of activation is smaller.
第６の発明は、特に、第５の発明の熱電併給装置の制御方法において、前記運転不許可信号を入力された場合は、前記燃料電池装置は次回から発電しないよう制御するステップを含むことを特徴とする。 In a sixth aspect of the invention, in particular, in the method for controlling a combined heat and power device according to the fifth aspect of the invention, when the operation non-permission signal is input, the fuel cell device includes a step of controlling so as not to generate power from the next time. Features.
第７の発明は、特に、第５の発明の熱電併給装置の制御方法において、起動回数と最大起動回数よりも小さい値が予め設定された第２の閾値レジスタを比較して、起動回数の方が大きい場合は、ライフエンド予告信号を発行するステップを含むことを特徴とする。 In the seventh aspect of the invention, in particular, in the method for controlling a combined heat and power supply apparatus of the fifth aspect of the invention, the number of activations is compared with the second threshold register in which a value smaller than the maximum number of activations is set in advance. When is large, the method includes a step of issuing a life end notice signal.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
（実施の形態１）
（通常の動き）
図１は、本発明の実施の形態１における熱電併給装置のブロック図である。図１において、燃料電池装置１０１は、燃料（都市ガス、ＬＰＧ、灯油など）を入力として、電力と熱を出力とする熱電併給装置であり、同時にその運転状態に応じた運転状態データを出力する。運転状態は待機、起動、発電、停止のいずれかである。
(Embodiment 1)
(Normal movement)
FIG. 1 is a block diagram of a cogeneration apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a fuel cell device 101 is a combined heat and power supply device that receives fuel (city gas, LPG, kerosene, etc.) and outputs electric power and heat, and simultaneously outputs operation state data corresponding to the operation state. . The operation state is one of standby, start-up, power generation, and stop.
運転状態データは運転状態記録部１０２に入力され、その中で運転状態履歴データとして時系列に記録管理される。第１判断部１０４は、前記運転状態履歴データを読み出して、時系列に並んだ運転状態とその遷移から、起動回数としてカウントして良いか否かを判断し、カウントの許可／不許可信号を出力する。起動回数カウンタ１０５は前記のカウンタの許可／不許可信号を入力として、「許可」の場合には内部に保持するカウンタ（図示せず）をカウントアップ（＋１）するが、「不許可」の場合には、カウントアップしない。 The operation state data is input to the operation state recording unit 102, and is recorded and managed in time series as operation state history data therein. The first determination unit 104 reads the operation state history data, determines whether or not the operation state can be counted as the number of activations based on the operation states arranged in time series and the transition thereof, and outputs a count permission / non-permission signal. Output. The activation number counter 105 receives the above-mentioned counter permission / non-permission signal, and when it is “permitted”, it counts up (+1) a counter (not shown) held therein, but when it is “not permitted” Don't count up.
第２判断部１０６は、前記起動回数カウンタ１０５が出力する内部カウンタの値（＝起動回数）を入力として、予め設定された最大起動回数と比較して、燃料電池装置１０１が運転しても良いか否かを判断する。ここでは、運転の起動回数が最大起動回数以下の場合には運転を許可する。燃料電池装置１０１は、運転許可信号を受けて、運転（発電）を継続する。なお、不許可信号が入力された場合でも、今回の運転は継続して、次の機会から運転しないよう制御しても構わない。 The second determination unit 106 receives the value of the internal counter (= number of activations) output from the activation number counter 105 as an input, and the fuel cell device 101 may be operated in comparison with a preset maximum number of activations. Determine whether or not. Here, the operation is permitted when the number of times of driving is less than or equal to the maximum number of times of driving. The fuel cell device 101 continues the operation (power generation) in response to the operation permission signal. Even when a non-permission signal is input, the current driving may be continued and control may be performed so as not to drive from the next opportunity.
以下、図１から図３を用いて、起動回数によるライフエンド制御を行う手順を説明する。
図２は、ライフエンド制御を行うアルゴリズムを示すフローチャートである。燃料電池装置１０１からの運転状態情報の入力があると（ステップ２０１）、運転状態記録部１０２はそれを時系列で記録して、運転状態履歴を生成する（ステップ２０２）。図３は運転状態履歴データの一例を示す模式図である。運転状態は先述したように待機、起動、発電、停止のいずれかの状態を取り、待機は発電指示を待つＷＡＩＴ状態である。起動は、発電指示があって、電力の出力に至るまでの前処理の状態で、改質器（図示せず）の温度を上げ、燃料から安定的に水素を取り出す準備を行う。発電はスタック（図示せず）に燃料を改質した水素リッチガスを入力して、電力（同時に熱も）を取り出す状態である。最後に停止は停止要求に応じて、燃料の改質を止め、電力（熱）の出力を停止するため、燃料電池装置１０１のデバイス類（改質器、スタック含む）を安定的に停止させる。
Hereinafter, a procedure for performing life-end control based on the number of activations will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart showing an algorithm for performing life-end control. When operating state information is input from the fuel cell device 101 (step 201), the operating state recording unit 102 records it in time series and generates an operating state history (step 202). FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of operation state history data. As described above, the operation state is any one of standby, start-up, power generation, and stop, and the standby is a WAIT state that waits for a power generation instruction. In the start-up, in the state of pre-processing up to the output of electric power when there is a power generation instruction, the temperature of the reformer (not shown) is raised and preparations for stably extracting hydrogen from the fuel are made. Power generation is a state in which hydrogen-rich gas obtained by reforming fuel is input to a stack (not shown) to extract electric power (and heat at the same time). Finally, in order to stop the fuel reforming and stop the output of electric power (heat) in response to the stop request, the devices (including the reformer and the stack) of the fuel cell apparatus 101 are stably stopped.
ステップ２０３では、前記した運転状態履歴を読み出し、発電回数カウントに入れても良いか否かを判断する。図３では、待機→起動→発電と遷移した時点でカウントアップを許可する許可信号を生成する。 In step 203, it is determined whether or not the operation state history described above may be read out and included in the power generation count. In FIG. 3, a permission signal for permitting count-up is generated at the time of transition from standby → startup → power generation.
一方で、起動、もしくは発電中にデバイスの異常を検知した場合には、停止状態に入り、一旦発電を止めて、再度起動→発電と遷移させることによって、発電状態に復帰できることがあり得る。例えば、燃料電池装置１０１内の制御用ＣＰＵ同士の通信異常を検知した場合である。何らかのノイズによって発生した突発的な異常の場合はリトライすると何事もなく運転できるのである。このときには、発電→停止→起動→発電と待機を経ずに状態遷移して発電に至るので、ここではをカウントアップの不許可信号を生成する。 On the other hand, when a device abnormality is detected during startup or power generation, it may be possible to return to the power generation state by entering a stop state, temporarily stopping power generation, and making a transition from start to power generation again. For example, this is a case where a communication abnormality between the control CPUs in the fuel cell apparatus 101 is detected. In the case of a sudden anomaly caused by some noise, you can drive without incident if you retry. At this time, since power generation → stop → start → power generation and the state transition is made without waiting, power generation is generated here, so that a count-up non-permission signal is generated.
ステップ２０４ではステップ２０３で生成したカウント許可／不許可信号を出力する。 In step 204, the count enable / disable signal generated in step 203 is output.
ステップ２０５では、このカウント許可／不許可信号を入力として、起動回数カウンタ１０４は内部のカウンタを＋１する、もしくは何もしない。 In step 205, the count enable / disable signal is input, and the activation counter 104 increments the internal counter by 1 or does nothing.
ステップ２０６では、起動回数カウンタの値を予め設定されている最大起動回数と比較する。 In step 206, the value of the activation number counter is compared with a preset maximum activation number.
起動回数カウンタの値が最大起動回数を超えていない場合は、運転許可信号を出力する（ステップ２０７）。超えている場合は、運転不許可信号を出力する（ステップ２０８）。 If the value of the activation number counter does not exceed the maximum number of activations, an operation permission signal is output (step 207). If it exceeds, an operation non-permission signal is output (step 208).
このように、通常、待機状態から発電リクエストを受けると、起動→発電→停止→待機と状態遷移して、一連の発電プロセスを完了するので、これを一回の発電としてカウントすることは良いが、その過程で燃料電池装置１０１のいずれかのデバイスの動作異常を検知した場合、特にそれが突発的な異常である場合には、発電プロセスをやり直す事によって、動作異常を確定してメンテナンスを行わなくとも、問題なく発電状態に回帰できることがある。一般にリトライによる燃料電池装置１０１内のデバイスへのダメージは低温状
態から装置の作動時の高温状態への遷移よりもダメージが少なく、このリトライによる発電プロセスも１回の発電としてカウントすると、燃料電池装置１０１へのダメージを余計にカウントすることに繋がり、想定しているライフエンドよりも早くに最大起動回数に達することが容易に推測できる。しかし、本実施例によれば、発電の度にカウントアップするわけではないので、正しい起動回数をカウントすることができ、想定した最大起動回数まで燃料電池装置１０１を動作させることが可能である。
In this way, normally, when a power generation request is received from the standby state, the state transition is started → power generation → stop → standby and the series of power generation processes is completed, so it is good to count this as a single power generation. In the process, when an abnormal operation of any device of the fuel cell device 101 is detected, especially when it is a sudden abnormality, the abnormal operation is confirmed and maintenance is performed by restarting the power generation process. Even without this, it may be possible to return to the power generation state without any problems. In general, damage to devices in the fuel cell apparatus 101 due to retry is less damaging than transition from a low temperature state to a high temperature state during operation of the apparatus, and if the power generation process by this retry is counted as one power generation, the fuel cell apparatus As a result, it is possible to easily estimate that the maximum number of activations is reached earlier than the assumed life end. However, according to the present embodiment, since the count is not counted up every time power is generated, the correct number of activations can be counted, and the fuel cell device 101 can be operated up to the assumed maximum number of activations.
なお、ステップ２０３では、待機→起動→発電と遷移した場合に、発電状態でカウントアップ許可信号を出力するように記載したいが、発電→停止→待機と遷移した場合に、待機状態でカウントアップ許可信号を出力するようにしても構わない。この場合でも、リトライ時に待機状態に遷移せず、再度発電へ遷移する場合はカウントアップ許可信号が出力されないので、発電回数を余計にカウントすることがなく、前記した効果と同様の効果が得られるのは明白である。 In step 203, it is desired to describe that the count-up permission signal is output in the power generation state when the transition is made from standby → start-up → power generation, but when the power generation → stop → standby transition, the count-up permission is permitted in the standby state. A signal may be output. Even in this case, the transition to the power generation is not performed at the time of retrying, and the count-up permission signal is not output when the transition is made again, so that the number of power generation times is not counted and the same effect as described above can be obtained. It is obvious.
さらに第２判断部は第２の起動回数レジスタを備える。第２の起動回数レジスタには、最大起動回数よりも小さい値を予めセットしておく。設定する値は予告発行から停止までの期間をどれだけ取るかによって調整する。起動回数が第２の起動回数レジスタに設定された値を超えた場合には、ライフエンド予告信号を発行する。燃料電池装置ではこの予告信号を受けると、リモコンなどのユーザーインターフェースを提供する装置の表示装置（図示せず）にライフエンドが近いことを表示する。ユーザーはこれを知ることで突然に燃料電池装置が停止して使えなくなることを回避して、前もって設備を交換するなどの対策を打つことができ、ユーザーの利便性は良くなる。 Further, the second determination unit includes a second activation number register. A value smaller than the maximum number of activations is set in advance in the second activation number register. The value to be set is adjusted according to how long it takes from the issuance of notice to the suspension. When the number of activations exceeds the value set in the second activation number register, a life end notice signal is issued. When the fuel cell device receives this notice signal, it displays that the life end is close to a display device (not shown) of a device providing a user interface such as a remote controller. By knowing this, the user can avoid the sudden stop of the fuel cell device and become unusable, and can take measures such as exchanging equipment in advance, and the convenience of the user is improved.
（実施の形態２）
（ダメージによる重み付け）
図４は、本発明の実施の形態２における熱電併給装置を示すブロック図である。図５は、本発明の実施の形態２における異常状態毎のカウントアップ数を定義した模式図である。
(Embodiment 2)
(Weighted by damage)
FIG. 4 is a block diagram showing a cogeneration apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 is a schematic diagram that defines the count-up number for each abnormal state according to Embodiment 2 of the present invention.
図４において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図４において、運転状態記録部４０１は燃料電池装置１０１が出力する運転状態と同時に燃料電池装置１０１が検知した異常状態も記録する。異常状態は図５に示すようにレベル分けされていて、軽い方から軽故障、中故障、重故障とある。また、故障のレベルに応じて、起動回数をカウントアップする際のカウント数を定義している。本模式図は、故障のレベルに応じて、通常時からどれだけのダメージがあるかによって定義したもので、この模式図にある値に限定するものではなく、故障のレベル毎のダメージの大きさによって、変更しても構わない。第１判断部４０２は、前記した運転状態と異常状態から成る履歴データを読み出して、カウントアップ数を決定する。本実施例では、運転状態の並びから、カウントアップするか否かを決定するアルゴリズムは実施例１と同じであるが、同時に異常状態のレベルに応じて、そのときにカウントアップする数を決定する。 In FIG. 4, the operation state recording unit 401 also records the abnormal state detected by the fuel cell device 101 at the same time as the operation state output by the fuel cell device 101. The abnormal states are classified into levels as shown in FIG. 5 and are classified into light, medium, and serious failures from the lighter one. In addition, a count number for counting up the number of activations is defined according to the level of failure. This schematic diagram is defined according to how much damage has occurred from the normal time according to the level of failure, and is not limited to the value shown in this schematic diagram, but the magnitude of damage for each level of failure. You may change it. The first determination unit 402 reads out history data including the above-described operation state and abnormal state, and determines the count-up number. In this embodiment, the algorithm for determining whether or not to count up is the same as that in the first embodiment from the sequence of operation states, but at the same time, the number to be counted up at that time is determined according to the level of the abnormal state. .
起動回数カウンタ４０３は、カウント数を入力として、内部のカウンタをカウントアップして、起動回数として出力するものである。第２判断部１０６は実施例１と同様に起動回数カウンタ４０３が出力する起動回数と予め設定された最大起動回数を比較して運転許可／不許可信号を出力するものであり、燃料電池装置１０１はその運転許可／不許可信号に基づいて、以後の運転を継続するか否かを決める。 The activation number counter 403 receives the count number, counts up an internal counter, and outputs it as the activation number. Similarly to the first embodiment, the second determination unit 106 compares the number of activations output by the activation number counter 403 with a preset maximum number of activations and outputs an operation permission / non-permission signal. Determines whether to continue the subsequent operation based on the operation permission / non-permission signal.
以上によれば、本発明の第２の実施例では、異常によって発電を停止した場合に、それによるダメージの大きさを発電回数に変換して、発電回数をカウントアップすることがで
きる。すなわち、従来の実施例では異常が発生して停止させた場合でも、通常に停止した場合でもカウントアップする回数が同じであるので、以上によるダメージの大きさを起動回数、つまりライフエンドに反映させることができなかった。しかしながら、本実施例では運悪く異常停止が多いシステムの場合であってもデバイスへ与えたダメージに応じて発電回数をカウントすることができ、想定しているライフエンドの範囲内でシステムを停止させることが可能となる。
As described above, in the second embodiment of the present invention, when power generation is stopped due to an abnormality, the magnitude of damage caused thereby can be converted into the number of power generations, and the number of power generations can be counted up. That is, in the conventional embodiment, even when the operation is stopped due to an abnormality, the number of times of counting up is the same regardless of whether the operation is stopped normally. Therefore, the magnitude of the damage is reflected in the number of activations, that is, the life end. I couldn't. However, in this embodiment, even if the system is unlucky and has many abnormal stops, the number of power generations can be counted according to the damage given to the device, and the system is stopped within the assumed life end range. It becomes possible.
（実施の形態３）
（ブロック毎にカウントアップ）
図６は、本発明の実施の形態３における熱電併給装置を示すブロック図である。図６において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図６において、燃料電池装置１０１は（運転状態、異常状態、異常が発生したブロック）を出力する。運転状態記録部５０１は前記の３つを１組として、時系列に記録して履歴データ５０５を生成する。第１判定部５０２は、前記の履歴データ５０５を読み出して、その中の運転状態の並びから第１の実施例と同じアルゴリズムで、カウントアップの可否を判定する。また、履歴データ中の異常状態とそれが発生したブロック毎に図５の模式図を参照して、ブロック毎のカウント数を取得する。第１判定部５０２は、ブロックとカウント数の組を出力する。起動回数カウンタ５０３は、ブロック毎にカウンタを持ち、入力された（ブロック、カウント数）の組に応じて、そのカウンタをカウントアップして、（ブロック、起動回数）の組を出力する。
(Embodiment 3)
(Count up every block)
FIG. 6 is a block diagram showing a cogeneration apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 6, the same components as those in FIG. In FIG. 6, the fuel cell device 101 outputs (an operation state, an abnormal state, a block in which an abnormality has occurred). The operating state recording unit 501 records the above three as one set in time series to generate history data 505. The first determination unit 502 reads the history data 505 and determines whether count-up is possible using the same algorithm as that in the first embodiment from the arrangement of the operation states in the history data 505. Further, the count number for each block is obtained with reference to the schematic diagram of FIG. 5 for each abnormal state in the history data and for each block in which it occurs. The first determination unit 502 outputs a set of blocks and count numbers. The activation number counter 503 has a counter for each block, counts up the counter according to the input (block, count number) pair, and outputs a (block, activation number) pair.
第２判断部５０４は、ブロック毎の起動回数を予め定義された最大起動回数（〜予めブロック毎に定義しておく）と比較して、いずれかのブロックで最大起動回数を超えている場合は運転不許可信号を、そうでない場合は運転許可信号を出力する。 The second determination unit 504 compares the number of activations for each block with a predefined maximum number of activations (to be defined in advance for each block), and if the maximum number of activations is exceeded in any block If not, a driving permission signal is output.
以上によれば、本発明の第３の実施例によって、燃料電池装置１０１のブロック毎に定義された最大起動回数とブロック毎にカウントされた起動回数との比較によって、ライフエンドを判定することが可能となる。即ち、起動の途中で異常を検知して、リトライのプロセスに入った場合でも、異常を検知するまでに使用されたブロックは起動回数としてカウントアップすることができ、使用されなかったブロックはカウントアップされないので、より精度の高い起動回数のカウントをすることが可能となる。 As described above, according to the third embodiment of the present invention, the life end can be determined by comparing the maximum number of activations defined for each block of the fuel cell apparatus 101 with the number of activations counted for each block. It becomes possible. In other words, even if an abnormality is detected during startup and the retry process is entered, the blocks used until the abnormality is detected can be counted up as the number of activations, and the blocks that are not used are counted up. Therefore, it is possible to count the number of activations with higher accuracy.
また、ブロック毎に異なる最大起動回数を設定することができるので、ブロック内のデバイスに応じて細かなライフエンドを設定することが可能となる。 In addition, since a different maximum number of activations can be set for each block, it is possible to set a detailed life end according to the device in the block.
本発明にかかる熱電併給装置のライフエンドの判定装置は、設定した発電回数、発電時間をカウントして、適切なライフエンド制御をすることが可能な熱電併給装置に有用である。 The life-end determination device for a combined heat and power device according to the present invention is useful for a combined heat and power device capable of performing appropriate life-end control by counting the number of times of power generation and power generation time set.
１０１ 燃料電池装置
１０２ 運転状態記録部
１０３ 運転状態履歴データ
１０４ 第１判断部
１０５ 起動回数カウンタ
１０６ 第２判断部
４０１ 運転状態記録部
４０２ 第１判断部
４０３ 起動回数カウンタ
４０４ 運転状態・異常状態の履歴データ
５０１ 運転状態記録部
５０２ 第１判断部
５０３ 起動回数カウンタ
５０４ 第２判断部
５０５ 運転状態・異常状態・ブロックの履歴データ
７０１ 燃料電池制御装置
７０２ 運転開始信号
７０３ 運転停止信号
７０４ 運転回数計
７０５ 積算時間計
７０６ 積算回数計
７０７ 積算時間信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Fuel cell apparatus 102 Operation | movement state recording part 103 Operation | movement state log | history data 104 1st judgment part 105 Starting frequency counter 106 2nd judgment part 401 Operating state recording part 402 1st judgment part 403 Startup frequency counter 404 History of driving | running state and abnormal condition Data 501 Operation state recording unit 502 First determination unit 503 Start-up counter 504 Second determination unit 505 Operation state / abnormal state / block history data 701 Fuel cell control device 702 Operation start signal 703 Operation stop signal 704 Operation counter 705 Integration Hour meter 706 Integration counter 707 Integration time signal
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2009119527A JP2010267561A (en) | 2009-05-18 | 2009-05-18 | Cogeneration apparatus and method of controlling the same |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015513336A (en) * | 2012-02-01 | 2015-05-07 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | Dynamic power management in real-time systems |
| JP2015191863A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 大阪瓦斯株式会社 | Control method for fuel cell system and fuel cell system |
| JP2017201881A (en) * | 2017-05-29 | 2017-11-09 | 京セラ株式会社 | Power management system, power management method, power control device, and distributed power supply |
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- 2009-05-18 JP JP2009119527A patent/JP2010267561A/en active Pending
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