JP2013131449A - 電力制御システム、制御装置、及び電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より高効率な燃料電池の運転制御を行う。
【解決手段】燃料電池１３と蓄電池２２とを制御する電力制御システムは、電力負荷と蓄電池２２の充電とに使用される電力を出力するよう燃料電池１３を制御する燃料電池制御部１２と、蓄電池２２を制御するＨＥＭＳ制御部３２と、を有し、ＨＥＭＳ制御部３２は、電力負荷の小さい所定期間において、燃料電池１３の出力を一定値以上に保つように蓄電池２２を連続的に充電する連続充電制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池と蓄電池とを制御する電力制御システム、制御装置、及び電力制御方法に関する。

近年、電力の需要家において、分散型電源の一種である燃料電池の普及が進んでいる。燃料電池は、ガスから取り出した水素と空気中の酸素との化学反応により発電を行う。

燃料電池は、定格出力（すなわち、最高出力）までの範囲内で出力が可変であることから、負荷機器の消費電力（以下、電力負荷と称する）の増減に合わせて燃料電池の出力を増減する「負荷追従制御」を適用することが一般的である。

また、燃料電池は、低出力で運転すると、発電効率が低くなることが知られている。

そこで、燃料電池を低出力で運転することを防止すべく、燃料電池を蓄電池と併用する電力制御システムが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の電力制御システムは、燃料電池を定格出力で間欠的に運転し、燃料電池の運転時に電力負荷が燃料電池の定格出力よりも小さいときには余剰電力を蓄電池に充電し、燃料電池の停止時には不足電力を蓄電池の放電により補う。

特開平５−１８２６７５号公報

特許文献１に記載の電力制御システムには、次のような問題がある。具体的には、燃料電池は、停止及び起動のそれぞれに要する時間が長いことから、停止と起動とを繰り返す制御は適切ではない。

そこで、本発明は、より高効率な燃料電池の運転制御を行う電力制御システム、制御装置、及び電力制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。

本発明の電力制御システムは、燃料電池（例えば、燃料電池１３）と蓄電池（例えば、蓄電池２２）とを制御する電力制御システムであって、電力負荷と前記蓄電池の充電とに使用される電力を出力するよう前記燃料電池を制御する燃料電池制御部（例えば、燃料電池制御部１２）と、前記蓄電池を制御する蓄電池制御部（例えば、ＨＥＭＳ制御部３２）と、を有し、前記蓄電池制御部は、前記電力負荷の小さい所定期間において、前記燃料電池の出力を一定値以上に保つように前記蓄電池を連続的に充電する連続充電制御を行うことを特徴とする。

上述した電力制御システムにおいて、前記蓄電池制御部は、前記連続充電制御によって前記蓄電池を満充電まで充電してもよい。

上述した電力制御システムにおいて、前記燃料電池は、低出力領域において発電効率が線形的に変化し、且つ高出力領域において発電効率が略飽和状態になり、前記一定値とは、前記低出力領域と前記高出力領域との境界付近の値以上であってもよい。

上述した電力制御システムにおいて、前記蓄電池制御部は、前記所定期間の開始時における前記蓄電池の充電可能量に基づいて、前記連続充電制御を実行するか中止するかを判断してもよい。

上述した電力制御システムにおいて、前記蓄電池制御部は、前記所定期間の途中の時点よりも前記所定期間の終了時の方が前記燃料電池の出力が大きくなるように、前記連続充電制御における前記蓄電池の充電量を制御してもよい。

上述した電力制御システムにおいて、前記蓄電池制御部は、前記所定期間の開始時における前記蓄電池の充電可能量を取得する取得手段（例えば、ＨＥＭＳ制御部３２；ステップＳ１５）と、前記所定期間における電力負荷パターンを予測する予測手段（例えば、ＨＥＭＳ制御部３２；ステップＳ１１）と、前記取得手段により取得された前記充電可能量と前記予測手段により予測された前記電力負荷パターンとに基づいて、前記所定期間における前記蓄電池の充電スケジュールを決定する決定手段（例えば、ＨＥＭＳ制御部３２；ステップＳ１６）と、を含んでもよい。

本発明の制御装置は、燃料電池と蓄電池とを制御する電力制御システムで用いられる制御装置（例えば、ＨＥＭＳ３０）であって、前記蓄電池を制御する蓄電池制御部（例えば、ＨＥＭＳ制御部３２）を有し、前記燃料電池は、電力負荷と前記蓄電池の充電とに使用される電力を出力し、前記蓄電池制御部は、前記電力負荷の小さい所定期間において、前記燃料電池の出力を一定値以上に保つように前記蓄電池を連続的に充電する連続充電制御を行うことを特徴とする。

本発明の電力制御方法は、燃料電池と蓄電池とを制御する電力制御方法であって、電力負荷と前記蓄電池の充電とに使用される電力を出力するよう前記燃料電池を制御するステップＡと、前記蓄電池を制御するステップＢと、を有し、前記ステップＢは、前記電力負荷の小さい所定期間において、前記燃料電池の出力を一定値以上に保つように前記蓄電池を連続的に充電する連続充電制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、より高効率な燃料電池の運転制御を行う電力制御システム、制御装置、及び電力制御方法を提供できる。

第１実施形態及び第２実施形態に係る給電システムのブロック図である。 燃料電池の出力電力に対する発電効率の特性の一例を示す。 第１実施形態及び第２実施形態に係る電力制御方法のフロー図である。 第１実施形態及び第２実施形態の具体例を説明するためのグラフである。

図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態に係る図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。

［第１実施形態］
（システム構成）
図１は、本実施形態に係る給電システムのブロック図である。図１において、ブロック間の実線は電力ラインを示し、ブロック間の破線は制御ラインを示す。

図１に示すように、本実施形態に係る給電システムは、系統電源１、複数の負荷機器２、燃料電池ユニット１０、蓄電池ユニット２０、及び住宅エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）３０を有する。複数の負荷機器２、燃料電池ユニット１０、蓄電池ユニット２０、及びＨＥＭＳ３０は、電力会社の系統電源１から交流（ＡＣ）電力の供給を受ける需要家に設けられる。

系統電源１と複数の負荷機器２との間には、系統電源１の出力電力を複数の負荷機器２に供給するための系統電力ラインＬ１が設けられる。複数の負荷機器２は、電力を消費して動作する機器であり、例えば家電機器である。

燃料電池ユニット１０の電力出力ラインＬ２は、合流点Ｐ１で系統電力ラインＬ１と合流する。蓄電池ユニット２０の電力入出力ラインＬ３は、合流点Ｐ２で系統電力ラインＬ１と合流する。図１では、合流点Ｐ２は合流点Ｐ１よりも系統電源１側に設けられているが、合流点Ｐ２は合流点Ｐ１よりも負荷機器２側に設けられていてもよい。

合流点Ｐ１及びＰ２と、系統電源１と、の間の系統電力ラインＬ１上には、系統電力ラインＬ１を流れる電流を計測するための電流センサ４１が設けられる。また、合流点Ｐ１及びＰ２と複数の負荷機器２との間の系統電力ラインＬ１上には、系統電力ラインＬ１を流れる電流を計測するための電流センサ４２が設けられる。

燃料電池ユニット１０は、燃料電池通信部１１、燃料電池制御部１２、及び燃料電池１３を含む。

燃料電池通信部１１は、電流センサ４１及びＨＥＭＳ３０のそれぞれとの通信を有線又は無線で行う。当該通信を無線で行う場合、燃料電池通信部１１は、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）通信モジュールにより構成できる。燃料電池通信部１１は、電流センサ４１から送信される電流値を受信する。また、燃料電池通信部１１は、ＨＥＭＳ３０から送信される制御コマンドを受信したり、燃料電池１３に関する情報をＨＥＭＳ３０に送信したりする。

燃料電池制御部１２は、燃料電池通信部１１で受信した電流値と燃料電池１３で測定される電圧値とから計算される電力値に基づいて、負荷追従運転を行うよう燃料電池１３を制御する。例えば、燃料電池制御部１２は、系統電源１からの買電が所定値（例えばゼロ）になるように、燃料電池１３の目標出力電力を設定し、燃料電池１３の出力が当該目標出力電力になるように燃料電池１３を制御する。また、燃料電池制御部１２は、燃料電池通信部１１における通信を制御する。

燃料電池１３は、系統電源１との連系運転を行う。燃料電池１３は、燃料電池本体１３ａ、及び燃料電池パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１３ｂを含む。

燃料電池本体１３ａは、天然ガスなどから取り出した水素と空気中の酸素との化学反応により発電を行い、直流（ＤＣ）電力を燃料電池ＰＣＳ１３ｂに出力する。燃料電池本体１３ａにおける発電量は、燃料電池本体１３ａで消費されるガス及び空気の量に応じて変化する。また、ガス及び空気の量は、燃料電池制御部１２によって制御される。例えば、燃料電池本体１３ａは、高温動作が必要とされる固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）、または溶融炭酸塩型燃料電池（MCFC）である。

燃料電池ＰＣＳ１３ｂは、燃料電池本体１３ａからのＤＣ電力をＡＣに変換し、電力出力ラインＬ２を介してＡＣ電力を出力する。本実施形態では、燃料電池１３の出力電力は、系統電源１への売電（逆潮流）が許容されていないとする。

蓄電池ユニット２０は、蓄電池通信部２１、及び蓄電池２２を含む。

蓄電池通信部２１は、ＨＥＭＳ３０との通信を有線又は無線で行う。ＨＥＭＳ３０との通信を無線で行う場合、蓄電池通信部２１は、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）通信モジュールにより構成できる。蓄電池通信部２１は、ＨＥＭＳ３０から送信される制御コマンドを受信したり、蓄電池２２に関する情報をＨＥＭＳ３０に送信したりする。ここで、ＨＥＭＳ３０から送信される制御コマンドとしては、充電を指示する充電コマンド、及び放電を指示する放電コマンドなどがある。蓄電池２２に関する情報としては、蓄電池２２に蓄えられている電力の量である蓄電量などがある。

蓄電池２２は、系統電源１との連系運転を行う。蓄電池２２は、蓄電池本体２２ａ、及び蓄電池ＰＣＳ２２ｂを含む。

蓄電池本体２２ａは、蓄電池ＰＣＳ２２ｂから出力されるＤＣ電力を充電する。また、蓄電池本体２２ａは、放電により、ＤＣ電力を蓄電池ＰＣＳ２２ｂに出力する。蓄電池本体２２ａにおける充放電は、蓄電池通信部２１がＨＥＭＳ３０から受信する制御コマンドに応じて制御される。

蓄電池ＰＣＳ２２ｂは、蓄電池本体２２ａの充電時において、電力入出力ラインＬ３を介して入力されるＡＣ電力をＤＣに変換し、ＤＣ電力を蓄電池本体２２ａに出力する。また、蓄電池ＰＣＳ２２ｂは、蓄電池本体２２ａの放電時において、蓄電池本体２２ａからのＤＣ電力をＡＣに変換し、電力入出力ラインＬ３を介してＡＣ電力を出力する。本実施形態では、蓄電池２２の出力電力は系統電源１への売電（逆潮流）が許容されていないとする。

蓄電池本体２２ａの充電時には、電力入出力ラインＬ３を介して蓄電池ＰＣＳ２２ｂに入力されるＡＣ電力が増加する。この場合、燃料電池制御部１２は、系統電源１からの買電を所定値（ゼロ）にすべく、燃料電池１３の出力電力を増加させるよう制御する。

ＨＥＭＳ３０は、需要家における電力管理を行う。ＨＥＭＳ３０は、ＨＥＭＳ通信部３１、ＨＥＭＳ制御部３２、及び記憶部３３を含む。

ＨＥＭＳ通信部３１は、電流センサ４２、燃料電池ユニット１０、及び蓄電池ユニット２０のそれぞれとの通信を有線又は無線で行う。これらの通信を無線で行う場合、ＨＥＭＳ通信部３１は、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）通信モジュールにより構成できる。ＨＥＭＳ通信部３１は、電流センサ４２から送信される電流値を受信する。また、ＨＥＭＳ通信部３１は、燃料電池ユニット１０及び蓄電池ユニット２０のそれぞれに対する制御コマンドを送信したり、燃料電池ユニット１０及び蓄電池ユニット２０のそれぞれに関する情報を受信したりする。

ＨＥＭＳ制御部３２は、負荷機器２の消費電力である電力負荷、系統電源１への売電量、及び系統電源１からの買電量を管理したり、省電力のための制御を負荷機器２に対して行ったりする。また、ＨＥＭＳ制御部３２は、燃料電池１３を遠隔制御する。本実施形態では、ＨＥＭＳ制御部３２は、燃料電池１３を制御する燃料電池制御部に相当する。

記憶部３３は、ＨＥＭＳ制御部３２による制御に用いられる情報を記憶する。記憶部３３は、１日における時間帯別の電力負荷を示す予測電力負荷パターン（以下、「負荷パターン」と称する）を記憶する。１日の時間帯別の予測負荷パターンは、過去の電力負荷の実績値に基づいてＨＥＭＳ制御部３２により作成される。また、記憶部３３は、蓄電池２２（蓄電池本体２２ａ）の最大蓄電量を予め記憶している。

本実施形態では、燃料電池制御部１２及びＨＥＭＳ制御部３２は、燃料電池１３及び蓄電池２２を制御する電力制御システムを構成する。

燃料電池制御部１２は、電力負荷と蓄電池２２の充電とに使用される電力を出力するよう燃料電池１３を制御する。ＨＥＭＳ制御部３２は、電力負荷の小さい所定期間において、燃料電池１３の出力を一定値に保つように、蓄電池２２を満充電まで連続的に充電する連続充電制御を行う。

ここで、燃料電池１３の出力の一定値とは、定格出力である。また、電力負荷の小さい所定期間とは、電力負荷が継続して閾値を下回る期間であり、例えば夜間（あるいは深夜）である。以下では、連続充電制御を行うべき所定期間を「連続充電期間」と称する。満充電とは、満充電状態と見なすことができる充電量を意味し、蓄電池２２の使用範囲（満充電のx%〜y%）の上限に達した状態を満充電としてもよい。

連続充電期間において、燃料電池１３の出力を一定値に保つように蓄電池２２を連続的に充電することによって、燃料電池１３の停止と起動とを繰り返すことなく、燃料電池１３が低出力で運転することを防止できる。

図２は、燃料電池１３の出力電力に対する発電効率の特性の一例を示す。発電効率とは、燃料電池１３のガス消費量に対する燃料電池１３の出力（発電量）の比である。

図２に示すように、燃料電池１３は、低出力領域において発電効率が線形的に変化し、且つ高出力領域において発電効率が略飽和状態になる。すなわち、燃料電池１３は、ある程度の出力（以下、「発電効率飽和点」と称する）に達すると、発電効率はあまり変化しなくなるという性質がある。発電効率飽和点は、燃料電池１３の低出力領域と高出力領域との境界付近の値である。

よって、ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電期間において、燃料電池１３の出力を発電効率飽和点以上に保つように、蓄電池２２を連続的に充電する。これにより、燃料電池１３の出力を抑制しつつ、高い発電効率で運転することが可能になり、光熱費が削減される。また、低い出力での運転が回避されることで、燃料電池１３の劣化を防止できる。

ただし、連続充電期間において燃料電池１３の出力を発電効率飽和点に保つためには、連続充電期間の開始時における蓄電池２２の充電可能量が所定値以上である必要がある。ここで充電可能量とは、蓄電池２２（蓄電池本体２２ａ）の最大蓄電量と現蓄電量との差である。

よって、ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電期間の開始時における蓄電池２２の充電可能量に基づいて、連続充電制御を実行するか中止するかを判断してもよい。詳細には、連続充電期間の開始時における蓄電池２２の充電可能量が所定値未満である場合、ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電制御を中止してもよい。あるいは、ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電期間の開始前において、連続充電期間の開始時における充電可能量が所定値以上になるよう蓄電池２２の放電制御を行ってもよい。

（動作フロー）
図３は、本実施形態に係る電力制御方法のフロー図である。本フローは、例えば１日ごとに実施される。また、本フローは、ＨＥＭＳ制御部３２において、少なくとも連続充電期間における負荷パターンを取得するステップＳ１１と、連続充電期間の開始時における蓄電池２２の充電可能量を取得するステップＳ１５と、ステップＳ１１で取得された負荷パターンとステップＳ１５で取得された充電可能量とに基づいて、連続充電期間における蓄電池２２の充電スケジュールを決定するステップＳ１６と、を有する。

図３に示すように、ステップＳ１１において、ＨＥＭＳ制御部３２は、１日の時間帯別の負荷パターンＰｌ［ｉ］（ｉ＝０，１，２，…，２３時）を記憶部３３から取得する。

ステップＳ１２において、ＨＥＭＳ制御部３２は、ステップＳ１１で取得した１日の時間帯別の負荷パターンに基づいて、連続充電期間を決定する。例えば、燃料電池１３の最大出力（定格出力）が０．７ｋＷであり、Ｐｌ［ｉ］がｉ＝６，７，…，２３時については０．７ｋＷを維持し、ｉ＝０，１，…，５時までは０．７ｋＷを下回る小さい値である場合、ｉ＝０，１，…，５時を連続充電期間として決定する。

ステップＳ１３において、ＨＥＭＳ制御部３２は、蓄電池２２の充放電制御を行う。例えば、ＨＥＭＳ制御部３２は、ｉ＝６，７，…，２３時では燃料電池１３が定格出力で運転する一方で、電力負荷が燃料電池１３の定格出力よりも大きいときには不足する電力を蓄電池２２の放電により賄い、電力負荷が燃料電池１３の定格出力よりも小さいときには蓄電池２２の充電を行うよう制御する。

ステップＳ１４において、ＨＥＭＳ制御部３２は、ステップＳ１２で決定した連続充電期間が開始したか否かを確認する。詳細には、現在の時刻が連続充電期間の開始時刻になったか否かを確認する。ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電期間が未だ開始しない場合（ステップＳ１４；ＮＯ）には、処理をステップＳ１３に戻し、連続充電期間が開始した場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１５に進める。

ステップＳ１５において、ＨＥＭＳ制御部３２は、蓄電池２２の蓄電量を取得する。例えば、ＨＥＭＳ制御部３２は、ＨＥＭＳ通信部３１及び蓄電池通信部２１を介して蓄電池２２に蓄電量を問い合わせることで、蓄電量を取得する。

ステップＳ１６において、ＨＥＭＳ制御部３２は、ステップＳ１１で取得した１日の時間帯別の負荷パターンと、ステップＳ１５で取得した蓄電量と、記憶部３３に記憶されている最大蓄電量と、に基づいて、連続充電期間における充電スケジュールを決定する。例えば、放電スケジュールは以下のようにして決定される。

電力負荷をＰｌ、充電量をＰｃ、とすると、燃料電池１３が出力すべき出力電力Ｐｓは、
Ps = Pl + Pc （１）
となる。一方、連続充電期間以外の（通常の）充放電期間において、Ｐｌが燃料電池１３の定格出力（最大出力）Ｐｓ＿maxを超えるときは、燃料電池１３の出力電力Ｐｓ及び蓄電池２２の放電量Ｐｄは、
Ps = Ps_max
Pd = Pl−Ps_max （２）
となる。

連続充電期間の開始時点での蓄電量をＰａ、最大蓄電量をＰｍとすると、ＨＥＭＳ制御部３２は、次式を満たす充電スケジュールＰｃ［ｉ］（ｉ＝０，１，…，５）を決定する。

Pl[i] + Pc[i] = α （i=0,1,…,5）

ここで、αは、上述した発電効率飽和点以上の出力電力に相当する。このように、連続充電期間の各時間帯において、電力負荷と充電量との合計は一定（すなわち、α）である。

ステップＳ１７において、ＨＥＭＳ制御部３２は、ステップＳ１６で決定された各時間帯のＰｃ［ｉ］（ｉ＝０，１，…，５）に基づいて、蓄電池２２に対する充電制御を行う。基本的には、ＨＥＭＳ制御部３２は、ステップＳ１６で決定された充電スケジュールＰｃ［ｉ］（ｉ＝０，１，…，５）通りに充電制御を行うが、実際の電力負荷と予測負荷パターンとの隔たりが大きい場合には、式（３）が満たされるように充電スケジュールＰｃ［ｉ］を修正してもよい。

ステップＳ１８において、ＨＥＭＳ制御部３２は、ステップＳ１２で決定した連続充電期間が終了したか否かを確認する。詳細には、現在の時刻が連続充電期間の終了時刻になったか否かを確認する。ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電期間が未だ終了しない場合（ステップＳ１８；ＮＯ）には、処理をステップＳ１７に戻し、連続充電期間が終了した場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）には、本フローを終了する。

［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電期間の各時間帯において、電力負荷と充電量との合計を一定（すなわち、α）とすることで、燃料電池１３の出力を発電効率飽和点αに維持していた。

これに対し、本実施形態では、ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電期間の途中の時点よりも、連続充電期間の終了時の方が燃料電池１３の出力が大きくなるように、連続充電制御における蓄電池２２の充電量を制御する。例えば、ＨＥＭＳ制御部３２は、式（３）におけるαの値をα[ｉ]（ｉ＝０，１，…，５）とし、ｉが大きくなるに従ってαを大きく設定する。

また、ＨＥＭＳ制御部３２は、負荷パターンに基づいて連続充電期間の終了直後の電力負荷を取得（予測）し、燃料電池本体１３ａの温度を、当該連続充電期間の終了直後の電力負荷に適した温度にする。

このように、連続充電期間の時間経過に従って燃料電池１３の出力電力を大きくするよう充電制御を行うことで、連続充電期間の終了時に燃料電池本体１３ａを高温にしておくことができる。これにより、連続充電期間の終了後において高い発電効率を得ることができる。

［具体例］
次に、上述した第１実施形態及び第２実施形態の具体例を説明する。図４は、第１実施形態及び第２実施形態の具体例を説明するためのグラフである。図４には、比較例と、第１実施形態の具体例と、第２実施形態の具体例と、が図示されている。

図４に示すように、比較例は、連続充電期間の開始時点から燃料電池１３が定格出力（最大出力）で運転を行い、余剰分を蓄電池２２に充電するケースを示す。比較例では、３時には蓄電池２２が満充電状態になってしまい、これ以上の充電ができないことから、燃料電池１３は、電力負荷に追従するよう負荷追従運転を行う。

このような負荷追従運転を行う場合、電力負荷の低下に伴って燃料電池１３の出力が低下するため、燃料電池１３は発電効率の低い状態での運転を行うことになり、光熱費を削減できない。また、低い出力での運転を行うことで、燃料電池１３が劣化する。

これに対し、第１実施形態では、ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電期間の開始時から終了時に渡って、燃料電池１３の出力を発電効率飽和点に保つように、蓄電池２２を満充電まで連続的に充電する。これにより、燃料電池１３を常に高い発電効率で運転することが可能になり、光熱費が削減される。また、高い出力電力での動作が継続されることで、燃料電池１３の劣化が防止される。そして、低い出力で運転されているときに比して良好な負荷追従性を実現する。

第２実施形態では、ＨＥＭＳ制御部３２は、連続充電期間の途中の時点よりも連続充電期間の終了時の方が燃料電池１３の出力が大きくなるように、連続充電制御における蓄電池２２の充電量を制御する。これにより、燃料電池１３を常に高い発電効率で運転することが可能になり、光熱費が削減される。また、高い出力での運転が継続されることで、燃料電池１３の劣化が防止される。さらに、連続充電期間の終了時に燃料電池本体１３ａを高温にしておくことができるため、連続充電期間の終了後において高い出力電力が要求されても高い発電効率および高い追従性を得ることができる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した実施形態では、住宅単位で設けられるエネルギー管理システム（ＥＭＳ）であるＨＥＭＳを例に説明したが、ＨＥＭＳに限らず、ビル単位で設けられるＥＭＳであるＢＥＭＳ、又は、地域等のコミュニティー単位で設けられるＥＭＳであるＣＥＭＳ等に本発明を適用してもよい。

また、燃料電池ユニット１０に制御部を設け、当該制御部が、上述した第１実施形態及び第２実施形態においてＨＥＭＳ制御部３２が行っていた充電制御を行ってもよい。

Ｌ１…系統電力ライン、Ｌ２…電力出力ライン、Ｌ３…電力入出力ライン、Ｐ１，Ｐ２…合流点、１…系統電源、２…負荷機器、１０…燃料電池ユニット、１１…燃料電池通信部、１２…燃料電池制御部、１３…燃料電池、１３ａ…燃料電池本体、１３ｂ…燃料電池ＰＣＳ、２０…蓄電池ユニット、２１…蓄電池通信部、２２…蓄電池、２２ａ…蓄電池本体、２２ｂ…蓄電池ＰＣＳ、３０…ＨＥＭＳ、３１…ＨＥＭＳ通信部、３２…ＨＥＭＳ制御部、３３…記憶部、４１,４２…電流センサ

Claims (8)

1. 燃料電池と蓄電池とを制御する電力制御システムであって、
   電力負荷と前記蓄電池の充電とに使用される電力を出力するよう前記燃料電池を制御する燃料電池制御部と、
   前記蓄電池を制御する蓄電池制御部と、を有し、
   前記蓄電池制御部は、前記電力負荷の小さい所定期間において、前記燃料電池の出力を一定値以上に保つように前記蓄電池を連続的に充電する連続充電制御を行うことを特徴とする電力制御システム。
2. 前記蓄電池制御部は、前記連続充電制御によって前記蓄電池を満充電まで充電することを特徴とする請求項１に記載の電力制御システム。
3. 前記燃料電池は、低出力領域において発電効率が線形的に変化し、且つ高出力領域において発電効率が略飽和状態になり、
   前記一定値とは、前記低出力領域と前記高出力領域との境界付近の値以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力制御システム。
4. 前記蓄電池制御部は、前記所定期間の開始時における前記蓄電池の充電可能量に基づいて、前記連続充電制御を実行するか中止するかを判断することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電力制御システム。
5. 前記蓄電池制御部は、前記所定期間の途中の時点よりも前記所定期間の終了時の方が前記燃料電池の出力が大きくなるように、前記連続充電制御における前記蓄電池の充電量を制御することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の電力制御システム。
6. 前記蓄電池制御部は、
   前記所定期間の開始時における前記蓄電池の充電可能量を取得する取得手段と、
   前記所定期間における電力負荷パターンを予測する予測手段と、
   前記取得手段により取得された前記充電可能量と前記予測手段により予測された前記電力負荷パターンとに基づいて、前記所定期間における前記蓄電池の充電スケジュールを決定する決定手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の電力制御システム。
7. 燃料電池と蓄電池とを制御する電力制御システムで用いられる制御装置であって、
   前記蓄電池を制御する蓄電池制御部を有し、
   前記燃料電池は、電力負荷と前記蓄電池の充電とに使用される電力を出力し、
   前記蓄電池制御部は、前記電力負荷の小さい所定期間において、前記燃料電池の出力を一定値以上に保つように前記蓄電池を連続的に充電する連続充電制御を行うことを特徴とする制御装置。
8. 燃料電池と蓄電池とを制御する電力制御方法であって、
   電力負荷と前記蓄電池の充電とに使用される電力を出力するよう前記燃料電池を制御するステップＡと、
   前記蓄電池を制御するステップＢと、を有し、
   前記ステップＢは、前記電力負荷の小さい所定期間において、前記燃料電池の出力を一定値以上に保つように前記蓄電池を連続的に充電する連続充電制御を行うことを特徴とする電力制御方法。

Images