JP2016126983A - 燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP2016126983A
JP2016126983A JP2015002330A JP2015002330A JP2016126983A JP 2016126983 A JP2016126983 A JP 2016126983A JP 2015002330 A JP2015002330 A JP 2015002330A JP 2015002330 A JP2015002330 A JP 2015002330A JP 2016126983 A JP2016126983 A JP 2016126983A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
fuel cell
amount
unit
cell control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015002330A
Other languages
English (en)
Inventor
大場 義和
Yoshikazu Oba
義和 大場
俊昭 枝広
Toshiaki Edahiro
俊昭 枝広
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2015002330A priority Critical patent/JP2016126983A/ja
Publication of JP2016126983A publication Critical patent/JP2016126983A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10Applications of fuel cells in buildings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/12Energy storage units, uninterruptible power supply [UPS] systems or standby or emergency generators, e.g. in the last power distribution stages
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/248UPS systems or standby or emergency generators

Abstract

【課題】家庭やオフィスにおいて定置型燃料電池を簡易にエネルギーマネジメントに利用することができる燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラムを提供することである。
【解決手段】実施形態の燃料電池制御装置は、取得部と、動作制御部とを持つ。取得部は、負荷による使用電力量を含む電力情報を取得する。動作制御部は、取得された前記電力情報に関する所定の条件が満たされた場合に、水素ガスを貯留している供給手段によって供給される水素ガスを利用して前記負荷に対して供給される電力を発生させる燃料電池を起動する。
【選択図】図2

Description

本発明の実施形態は、燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラムに関する。
近年、家庭への定置型蓄電池、定置型燃料電池、太陽光発電などが普及してきている。従来の定置型燃料電池には、都市ガスから水素を抽出するための改質機能が備えられている。しかし、改質機能のために定置型燃料電池の起動から発電までに約30〜1時間程度の時間を要してしまう。そのため、定置型燃料電池を家庭やオフィスでのエネルギーマネジメントに利用するためには、電力需要の予測から燃料電池の発電が必要となるタイミングを予測し、あらかじめ燃料電池を起動しておかなければならない場合があった。
特開2013−222293号公報
本発明が解決しようとする課題は、家庭やオフィスにおいて定置型燃料電池を簡易にエネルギーマネジメントに利用することができる燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラムを提供することである。
実施形態の燃料電池制御装置は、取得部と、動作制御部とを持つ。取得部は、負荷による使用電力量を含む電力情報を取得する。動作制御部は、取得された前記電力情報に関する所定の条件が満たされた場合に、水素ガスを貯留している供給手段によって供給される水素ガスを利用して前記負荷に対して供給される電力を発生させる燃料電池を起動する。
第1の実施形態における燃料電池制御システムのシステム構成を表すシステム構成図。 燃料電池制御装置3の構成を表す概略ブロック図。 燃料電池制御装置3の制御処理の流れを示すフローチャート。 閾値を超えたか否か評価する場合の概略を説明するための一例を示す図。 閾値を超えたか否か評価する場合の概略を説明するための一例を示す図。 閾値を超えたか否か評価する場合の概略を説明するための一例を示す図。 閾値を超えたか否か評価する場合の概略を説明するための一例を示す図。 第2の実施形態における燃料電池制御システムのシステム構成を表すシステム構成図。 燃料電池制御装置3aの構成を表す概略ブロック図。 マネジメント部306が行う処理の流れを示すフローチャート。 燃料電池制御装置3aの制御処理の流れを示すフローチャート。 燃料電池制御装置3aの制御処理の流れを示すフローチャート。 第3の実施形態における燃料電池制御システムのシステム構成を表すシステム構成図。 燃料電池制御装置3bの構成を表す概略ブロック図。
以下、実施形態の燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における燃料電池制御システムのシステム構成を表すシステム構成図である。
第1の実施形態における燃料電池制御システムは、電力量計1、分電盤2、燃料電池制御装置3、燃料電池4、PCS(Power Conditioning System)5及び端末6を備える。また、図1において、実線は給電線であり、破線は燃料電池制御装置3と各装置との間でデータが送受信される経路を示すデータ線である。
電力量計1は、電力系統8から供給される電力(以下、「買電電力」という。)を利用する需要者(以下、単に「需要者」という。)宅100の消費電力量、電力系統8から自装置に流れ込む電力量、あるいは電力系統8に逆潮流する電力量などを計測する機能を備える。電力量計1は、計測した各電力量に関する情報を燃料電池制御装置3に転送する。
分電盤2は、燃料電池制御装置3、PCS5及び自装置に接続されている負荷7に買電電力を供給する。また、分電盤2は、給電線ごとの使用電力量を計測する計測装置を備える。計測装置は、負荷7が接続されているブレーカごとに設置され、各ブレーカに接続されている各負荷7の使用電力量を計測する。計測装置は、計測した各負荷7の使用電力量を燃料電池制御装置3に転送する。また、分電盤2は、漏電ブレーカの機能も有する。
燃料電池制御装置3は、燃料電池4の起動を制御する。
燃料電池4は、水素ガスを貯留している供給手段によって供給される水素ガスを利用して電力を発生させる。供給手段は、例えば水素ガスボンベ又は水素グリッドなどである。燃料電池4は、供給手段によって供給された水素ガスと、酸素ガスとの電気化学反応によって電力を発生させる。燃料電池4は、燃料電池制御装置3の制御に応じて起動する。
本燃料電池制御システムに用いられる燃料電池4は、現在普及してきている家庭用定置型燃料電池のような都市ガスを改質し水素ガスを取り出して利用するタイプではなく、上述したように供給された水素ガスを直接利用して電力を発生させる装置である。都市ガスを改質し水素ガスを取り出すタイプの燃料電池では、ガスを高温で改質する必要があるため起動してから電力が利用可能となるまでに長い時間を要する(起動してから電力が利用可能となるまでおよそ30分〜1時間程度)。それに対して、本燃料電池制御システムに用いられる燃料電池4は、改質する必要がないため起動してから電力が利用可能となるまでの時間短縮が可能である(起動してから電力が利用可能となるまでおよそ5分程度である)。
PCS5は、インバータ(図示せず)を備え、燃料電池4から供給される直流電力を交流電力に変換して分電盤2に供給する。また、PCS5は、燃料電池4の発電量を計測する機能を有する。PCS5は、計測した燃料電池4の発電量に関する情報を燃料電池制御装置3に転送する。
端末6は、需要者が携帯している端末である。端末6は、例えばスマートフォン、タブレット装置、携帯電話、ノートパソコン、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器等の情報処理装置を用いて構成される。端末6は、需要者の操作に応じて、燃料電池制御装置3から電力に関する情報(以下、「電力情報」という。)を取得し、取得した情報を表示する。電力情報には、電力量計1によって計測された各電力量、負荷7ごとの使用電力量、燃料電池4による発電量などの情報が含まれる。
負荷7は、電力を使用する電気機器であり、例えば家電(例えば、照明、エアコン、あるいはヒートポンプ式給湯器)などである。
図2は、燃料電池制御装置3の構成を表す概略ブロック図である。
燃料電池制御装置3は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、動作制御プログラムを実行する。動作制御プログラムの実行によって、燃料電池制御装置3は、取得部301、判定部302、動作制御部303、電力情報記憶部304、通信部305を備える装置として機能する。なお、燃料電池制御装置3の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、動作制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、動作制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
取得部301は、他の装置から転送される電力情報を取得する。
判定部302は、取得された電力情報に関する所定の条件が満たされたか否か判定する。所定の条件の具体例として、全負荷7の使用電力量に関する条件が挙げられる。例えば、全負荷7の使用電力量が閾値以上である場合、判定部302は所定の条件が満たされたと判定する。一方、全負荷7の使用電力量が閾値未満である場合、判定部302は所定の条件が満たされていないと判定する。閾値としては、例えば需要者の契約電力のピーク値の90%などが挙げられる。
動作制御部303は、各装置の動作を制御する。例えば、動作制御部303は、判定部302の判定結果に基づいて燃料電池4の起動を制御する。具体的には、動作制御部303は、所定の条件が満たされたと判定された場合、燃料電池4を起動させる。一方、動作制御部303は、所定の条件が満たされていないと判定された場合、燃料電池4を起動させない。
電力情報記憶部304は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。電力情報記憶部304は、取得部301によって取得された電力情報を記憶する。電力情報記憶部304には、各時刻において計測された各負荷7の使用電力量及び燃料電池4による発電量などの情報が記憶される。
通信部305は、端末6との間で通信を行う。例えば、通信部305は、端末6からの要求に応じて、電力情報記憶部304に記憶されている電力情報を端末6に送信する。
図3は、燃料電池制御装置3の制御処理の流れを示すフローチャートである。図3における処理は、所定のタイミングで実行される。所定のタイミングとは、例えば電力情報が所定の数(例えば、2回、3回など)取得されたタイミングであってもよいし、電力情報が取得されたタイミングであってもよいし、ある時間(例えば、10分)が経過した対民であってもよいし、その他のタイミングであってもよい。
判定部302は、取得部301によって取得された最新の電力情報に含まれる全負荷7の使用電力量を確認する(ステップS101)。判定部302は、確認した全負荷7の使用電力量に関する所定の条件が満たされたか否か判定する(ステップS102)。所定の条件が満たされた場合(ステップS102−YES)、動作制御部303は燃料電池4を制御させる(ステップS103)。
一方、所定の条件が満たされていない場合(ステップS102−NO)、燃料電池制御装置3は処理を終了する。その後、燃料電池制御装置3は、所定のタイミングが経過する度にステップS101〜103までの処理を実行する。
以上のように構成された燃料電池制御装置3によれば、簡易なアルゴリズムで燃料電池4の起動を制御することができる。具体的には、本実施形態では、都市ガスを改質し水素ガスを取り出すタイプの燃料電池ではなく、水素ガスを直接利用するタイプ燃料電池が使用される。これにより、都市ガスを改質し水素ガスを取り出すタイプの燃料電池に比べて、起動指示がなされてから電力を発生させるまでの時間が短い。したがって、電力需要の予測から燃料電池の発電が必要となるタイミングを予測して燃料電池を起動させる必要がない。そのため、家庭やオフィスにおいて定置型燃料電池を簡易にエネルギーマネジメントに利用することが可能になる。
また、本実施形態では、全負荷7の使用電力量が、ある閾値(例えば、需要者の契約電力のピーク値の90%)を超えた場合に燃料電池4が起動される。したがって、需要者は、燃料電池4によって発生した電力を買電電力の代わりに利用することで、買電電力の利用を抑えることが可能になる。そのため、需要者にとって契約電力の上限を低く抑えられる可能性がある。その結果、電力コストを低下させることが可能になる。
以下、燃料電池制御装置3の変形例について説明する。
取得部301は、燃料電池4における熱需要の情報を取得するように構成されてもよい。このように構成される場合、前提条件として燃料電池4が発電時の発熱を利用して給湯をサービスできる必要がある。この場合、燃料電池4には給水タンクが備えられ、燃料電池4が給水タンク内の湯の量を計測することで使用された湯の量を特定することができる。この使用された湯の量を熱需要と考えた場合、取得部301はPCS5を介して燃料電池4から熱需要の情報を取得することができる。
次に、図4〜図7を用いて、所定の時間周期(例えば、5分ごと)で閾値を超えたか否か評価する場合の燃料電池制御システムの概略について説明する。図4〜図7は、使用電力量が閾値を超えたか否か評価する場合の概略を説明するための一例を示す図である。図4〜図7においては、閾値を超えたか否か判断するための一例として、買電力量を例に説明する。買電力量とは、需要者が電力系統8から購入した電力量を表す。図4〜図7において、縦軸は需要者の買電力量(Wh)を表し、横軸は時刻tを表す。図4〜図7では、一例として時刻t〜t+30まで5分間隔での買電力量(Wh)を示している。各時刻における買電力量は、円で示している。また、図4〜7において、閾値とW1との間は閾値の範囲を表し、W1とWmax(需要者の契約電力の上限値)との間は燃料電池4でカバーできる電力量を表す。
まず、図4を用いて一例を説明する。
図4では、時刻が経過する度に買電力量が増加している場合を示している。例えば、時刻tでは円20のような買電力量であったのに対して、時刻t+20では買電力量が閾値を超えている。この場合、動作制御部303は所定の条件が満たされたと判断し、燃料電池4を起動させる。本燃料電池制御システムにおける燃料電池4では、上述したように起動から発電までの時間が短い(例えば、5分)。そのため、時刻t+25においては燃料電池4によって発電された電力が使用可能になる。そして、PCS5によって燃料電池4で発電された電力を分電盤2に供給して、分電盤2から他の装置(例えば、燃料電池制御装置3や負荷7など)に供給される。これにより、時刻t+25において円21のようになることが想定される買電力量の量を円22のように減らすことができる。その結果、電力コストを軽減することが可能になる。
次に、図5を用いて一例を説明する。
図5では、図4に比べて早い時刻に買電力量が閾値を超えている場合を示している。この場合、動作制御部303は時刻t+5において所定の条件が満たされたと判断し、燃料電池4を起動させる。そのため、時刻t+10においては燃料電池4によって発電された電力が使用可能になる。そして、PCS5によって燃料電池4で発電された電力を分電盤2に供給して、分電盤2から他の装置(例えば、燃料電池制御装置3や負荷7など)に供給される。しかし、燃料電池4でカバーできる電力も限りがあるため、図5に示すように早い時刻に買電力量が閾値を超えている場合には燃料電池4だけではカバーすることができない可能性も考えられる。
上述した問題の対策として、以下の2通りの対策が考えられる。図6及び図7を用いて説明する。
(対策1)
図6に示されるように、早い時刻(時刻t+5)に買電力量が閾値を超えている場合、動作制御部303は時刻t+5において所定の条件が満たされたと判断し、燃料電池4を起動させる。この際、動作制御部303は、所定の条件が満たされるのが早かったために燃料電池4だけでは電力をカバーできない可能性がある旨の通知を生成し、生成した通知を通信部305を介して端末6に送信する。なお、動作制御部303が所定の条件が満たされるのが早いと判断する基準は、予め設定されていてもよい。
このように構成されることによって、需要者に注意喚起を行うことができる。そして、通知を見た需要者が、節電をすることで時刻t+10以降の円23〜25に示されるように買電力量を減らすことが可能になる。その結果、契約電力の上限値を超えてしまうおそれを軽減することができる。
(対策2)
対策1では、閾値は一定の値であった。それに対して、対策2では、図7に示されるように、過去の買電力量の増加傾向に基づいて閾値を設定する。図7に示されるように、閾値を表わす直線26は一定の値ではない。このような増加傾向に基づいて閾値を設定することで買電力量が高くなってしまう前に需要者に注意喚起を行うことができる。そして、通知を見た需要者が、節電をすることで買電力量を減らすことが可能になる。その結果、契約電力の上限値を超えてしまうおそれを軽減することができる。
(第2の実施形態)
図8は、第2の実施形態における燃料電池制御システムのシステム構成を表すシステム構成図である。
第2の実施形態における燃料電池制御システムは、電力量計1、分電盤2、燃料電池制御装置3a、燃料電池4、PCS5a、端末6、蓄電池9及びPVシステム(PhotoVoltaics system)10(発電機)を備える。また、図8において、実線は給電線であり、破線は燃料電池制御装置3aと各装置との間でデータが送受信される経路を示すデータ線である。
第2の実施形態における燃料電池制御システムは、燃料電池制御装置3及びPCS5に代えて燃料電池制御装置3a及びPCS5aを備える点、蓄電池9及びPVシステム10をさらに備える点で第1の実施形態における燃料電池制御システムと構成が異なる。第2の実施形態における燃料電池制御システムは、その他の構成については第1の実施形態における燃料電池制御システムと同様である。そのため、第2の実施形態における燃料電池制御システム全体の説明は省略し、燃料電池制御装置3a、PCS5a、蓄電池9及びPVシステム10について説明する。
燃料電池制御装置3aは、燃料電池4の起動を制御する。
PCS5aは、インバータ(不図示)を備え、燃料電池4、蓄電池9及びPVシステム10から供給される直流電力を交流電力に変換して分電盤2に供給する。また、PCS5aは、燃料電池4の発電量、蓄電池9の充放電量及びPVシステム10の発電量を計測する機能を有する。PCS5aは、計測した発電量に関する情報及び充放電量に関する情報を燃料電池制御装置3aに転送する。また、PCS5aは、コンバータ(不図示)を備え、買電電力(交流電力)を直流電力に変換して蓄電池9に供給する。そのため、PCS5aは、買電電力を深夜においても蓄電池9に充電することができる。PCS5aは、PVシステム10によって発電された電力を蓄電池9に供給してもよい。
蓄電池9は、PCS5aによって供給された電力を蓄電する。蓄電池9は、燃料電池制御装置3の制御に応じて、蓄電している電力(直流電力)をPCS5aに供給する。
PVシステム10は、太陽光(再生可能エネルギー)を複数の太陽電池を用いて直接的に電力に変換するシステムである。PVシステム10は、発電した電力(直流電力)をPCS5aに供給する。
図9は、燃料電池制御装置3aの構成を表す概略ブロック図である。
燃料電池制御装置3aは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、動作制御プログラムを実行する。動作制御プログラムの実行によって、燃料電池制御装置3aは、取得部301a、判定部302a、動作制御部303a、電力情報記憶部304a、通信部305、マネジメント部306を備える装置として機能する。なお、燃料電池制御装置3aの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、動作制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、動作制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
第2の実施形態における燃料電池制御装置3aは、取得部301、判定部302、動作制御部303及び電力情報記憶部304に代えて取得部301a、判定部302a、動作制御部303a及び電力情報記憶部304aを備える点、マネジメント部306をさらに備える点で燃料電池制御装置3と構成が異なる。燃料電池制御装置3aは、その他の構成については燃料電池制御装置3と同様である。そのため、燃料電池制御装置3a全体の説明は省略し、取得部301a、判定部302a、動作制御部303a、電力情報記憶部304a及びマネジメント部306について説明する。
取得部301aは、他の装置から転送される電力情報を取得する。なお、取得部301aが取得する電力情報には、電力量計1によって計測された各電力量、負荷7ごとの使用電力量、燃料電池4による発電量、蓄電池9による充放電量及びPVシステム10による発電量などの情報が含まれる。
電力情報記憶部304aは、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。電力情報記憶部304aは、取得部301aによって取得された電力情報を記憶する。電力情報記憶部304には、各時刻において計測された各負荷7の使用電力量、燃料電池4による発電量、蓄電池9による充放電量及びPVシステム10による発電量などの情報が記憶される。
マネジメント部306は、エネルギーマネジメントを行う。マネジメント部306は、予測部3061及びスケジューリング部3062を備える。
予測部3061は、電力情報記憶部304aに記憶されている電力情報に基づいて、各時刻における電力需要量及び太陽光発電量を予測する。例えば、予測部3061は、電力情報記憶部304aに記憶されている電力情報のうち電力需要量及び太陽光発電量に加えて天気予報などの気象情報を用いて対象とする日の所定時刻ごとの電力需要量及び太陽光発電量を予測する。気象情報は、1日数回のタイミングで他のサーバ(気象庁など)から配信される。予測計算はこの気象情報を受信したタイミングに合わせて実行してもよい。
スケジューリング部3062は、需要者宅100の燃料電池4又は蓄電池9のそれぞれの制御対象モデルと、予測された電力需要量及び太陽光発電量から燃料電池4の発電スケジュール又は蓄電池9の充放電スケジュールを計算する。すなわち、スケジューリング部3062は、予測されたエネルギー需要量に基づいて需要者宅100におけるエネルギーを最適化すべく、負荷7の動作を決定する。つまり、スケジューリング部3062は、予測されたエネルギー需要量に基づいて需要者宅100におけるエネルギー収支を最適化可能な、負荷7の動作に係わる稼動スケジュールを計算する。この処理を最適スケジューリングと称する。また、以下の説明では、計算された各スケジュールを総称して単にスケジュールと記載する。
エネルギー収支とは例えば光熱費収支であり、負荷7により消費される電力エネルギーのコストと、主にPVシステム10により生成される電力エネルギーの売電料金とのバランスにより評価される量である。計算された負荷7の時系列のスケジュールは、スケジューリング部3062に記憶される。
判定部302aは、取得部301aによって取得された電力情報に関する所定の条件が満たされたか否か判定する。所定の条件の具体例として、予測部3061によって予測された電力需要量及び太陽光発電量の予測値と、新たに取得された使用電力量及び太陽光発電量の実測値との誤差に関する条件が挙げられる。本実施形態において誤差は、予測値から実測値を減算した値である。
判定部302aは、電力需要量の予測値と使用電力量の実測値との誤差及び太陽光発電量の予測値と太陽光発電量の実測値との誤差をそれぞれ算出する。電力需要量及び太陽光発電量のいずれかの誤差が閾値以上である場合、判定部302は所定の条件が満たされたと判定する。一方、電力需要量及び太陽光発電量双方の誤差が閾値未満である場合、判定部302は所定の条件が満たされていないと判定する。閾値としては、負の値が設定される。したがって、上記誤差が閾値以上である場合とは誤差が負の値で負の閾値以上である場合である。
動作制御部303aは、各装置の動作を制御する。例えば、動作制御部303aは、判定部302aの判定結果に基づいて燃料電池4の起動を制御する。具体的には、動作制御部303aは、所定の条件が満たされたと判定された場合、燃料電池4を起動させる。一方、動作制御部303aは、所定の条件が満たされていないと判定された場合、燃料電池4を起動させない。また、例えば、動作制御部303aは、スケジューリング部3062によって計算されたスケジュールに基づいて燃料電池4、負荷7及び蓄電池9の動作を制御する。動作制御部303aは、蓄電池9の充放電、稼働及び燃料電池4の発電のための起動指示、停止指示などのいずれかの情報を含む通知を生成する。
図10は、マネジメント部306が行う処理の流れを示すフローチャートである。図10における処理は、例えば電力情報記憶部304aに所定の数分の電力情報が記憶された場合に実行される。所定の数分とは、例えば1日(24時間)分であってもよいし、半日(12時間)分であってもよいし、その他の値であってもよい。
予測部3061は、電力情報記憶部304aに記憶されている電力情報に基づいて時刻ごとの電力需要量及び太陽光発電量を予測する(ステップS201)。この処理によって、各時刻において取得された電力需要量及び太陽光発電量の予測値が算出される。スケジューリング部3062は、算出された予測値に基づいて最適スケジューリングする(ステップS202)。
図11は、燃料電池制御装置3aの制御処理の流れを示すフローチャートである。図11における処理は、スケジューリング部3062による処理が終了した後であり、かつ、取得部301aによって新たに電力情報が取得される度に実行される。
判定部302aは、新たに取得された電力情報に含まれる使用電力量及び太陽光発電量を確認する(ステップS301)。判定部302aは、確認した使用電力量及び太陽光発電量の実測値と、予測部3061によって予測された当該実測値が取得部301aに取得された時刻と同一時刻の予測値とに基づいて所定の条件が満たされたか否か判定する(ステップS302)。所定の条件が満たされた場合(ステップS302−YES)、動作制御部303aは燃料電池4を制御させる(ステップS303)。
一方、所定の条件が満たされていない場合(ステップS302−NO)、燃料電池制御装置3aは処理を終了する。
以上のように構成された燃料電池制御装置3aによれば、電力需要量及び太陽光発電量の予測値と使用電力量及び太陽光発電量の実測値との誤差に基づいて燃料電池4の起動が制御される。具体的には、電力需要量及び太陽光発電量の予測値と使用電力量及び太陽光発電量の実測値との誤差のいずれかが閾値以上である場合、予測より使用されている電力が多いことが想定される。したがって、燃料電池制御装置3aが燃料電池4を起動させることによって発電された電力を買電電力の代わりに利用することで、買電電力の利用を抑えることが可能になる。そのため、需要者にとって契約電力の上限を低く抑えられる可能性がある。その結果、電力コストを低下させることが可能になる。
以下、燃料電池制御装置3aの変形例について説明する。
本実施形態では、燃料電池制御システムがPVシステム10を備える構成を示したが、燃料電池制御システムは再生可能エネルギーを利用する発電機であれば他の装置を備えるように構成されてもよい。例えば、燃料電池制御システムは、風力を利用して発電する風力発電システムを備えるように構成されてもよいし、水力を利用して発電する水力発電システムを備えるように構成されてもよいし、他の再生可能エネルギーを利用する発電機を備えるように構成されてもよい。このように構成される場合、PCS5aは、発電機から供給される直流電力を交流電力に変換して分電盤2に供給する。また、PCS5aは、発電機の発電量を計測し燃料電池制御装置3aに転送する。
取得部301aは、燃料電池4における熱需要の情報を取得するように構成されてもよい。このように構成される場合、前提条件として燃料電池4が発電時の発熱を利用して給湯をサービスできる必要がある。この場合、燃料電池4には給水タンクが備えられ、燃料電池4が給水タンク内の湯の量を計測することで使用された湯の量を特定することができる。この使用された湯の量を熱需要量と考えた場合、取得部301aはPCS5aを介して燃料電池4から熱需要量の情報を取得することができる。取得部301aは、取得した熱需要量の情報を電力情報記憶部304aに記憶させる。
また、燃料電池制御装置3aは、上述したように燃料電池4が給湯機能を有する場合、図10の処理で計算されたスケジュールを修正する処理を行う必要がある。以下、図12を用いて具体的に説明する。
図12は、燃料電池制御装置3aの制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、燃料電池制御装置3aは、図12における処理を行う前に電力需要量の予測及び太陽光発電量の予測と同様に熱需要量の予測を行う。
判定部302aは、新たに取得された電力情報に含まれる使用電力量及び太陽光発電量と熱需要量とを確認する(ステップS401)。判定部302aは、確認した使用電力量、太陽光発電量及び熱需要量の実測値と、予測部3061によって予測された当該実測値が取得部301aに取得された時刻と同一時刻の予測値とに基づいて所定の条件のいずれかが満たされたか否か判定する(ステップS402)。
具体的には、判定部302aは、電力需要量の予測値と使用電力量の実測値との誤差、太陽光発電量の予測値と太陽光発電量の実測値との誤差及び熱需要量の予測値と熱需要量の実測値との誤差をそれぞれ算出する。電力需要量、太陽光発電量及び熱需要量のいずれかの誤差が、正の値で、かつ、予め設定された閾値(この場合、正の値の閾値)を超えている場合、判定部302aは第1の条件が満たされたと判定する。また、電力需要量、太陽光発電量及び熱需要量のいずれかの誤差が、負の値で、かつ、予め設定された閾値(この場合、負の値の閾値)を超えている場合、判定部302aは第2の条件が満たされたと判定する。また、電力需要量、太陽光発電量及び熱需要量のいずれかの誤差が、第1の条件又は第2の条件のいずれにも該当しない場合、判定部302aは第3の条件が満たされたと判定する。
動作制御部303aは、第2の条件が満たされたと判定された場合(ステップS402−第2の条件)、燃料電池前倒し処理を行う(ステップS403)。燃料電池前倒し処理とは、スケジューリング部3062によって計算されたスケジュールにおける燃料電池4の起動タイミングを早めるようにスケジュールを変更する処理である。例えば、動作制御部303aは、スケジュールで決定されていた起動タイミングより20%早めたタイミングを燃料電池4の起動タイミングとなるようにスケジュールを変更する。第2の条件が満たされている場合、予測していたよりも電力が使用されている可能性が高い。そのため、燃料電池4の起動タイミングを早めることによって電力コストがかかり過ぎてしまうおそれを軽減することができる。
また、動作制御部303aは、第1の条件が満たされたと判定された場合(ステップS402−第1の条件)、燃料電池後ろ倒し処理を行う(ステップS404)。燃料電池後ろ倒し処理とは、スケジューリング部3062によって計算されたスケジュールにおける燃料電池4の起動タイミングを遅らせるようにスケジュールを変更する処理である。例えば、動作制御部303aは、スケジュールで決定されていた起動タイミングより20%遅らせたタイミングを燃料電池4の起動タイミングとなるようにスケジュールを変更する。第1の条件が満たされている場合、予測していたよりも電力が使用されていない可能性が高い。したがって、燃料電池4の起動タイミングを遅くすることによって無駄に燃料電池4の電力を使用することが無くなる。そのため、必要な時に使用できる燃料電池4の電力を確保することが可能になる。
第3の条件が満たされたと判定された場合(ステップS402−第3の条件)、又はステップS403の処理が終わった後、又はステップS404の処理が終わった後、動作制御部303aは変更後のスケジュールを確認する。例えば、動作制御部303aは、現時刻における変更後のスケジュールが燃料電池4の起動又は停止のいずれを示しているか否か確認する(ステップS405)。変更後のスケジュールが燃料電池4の停止を示している場合(ステップS405−停止)、動作制御部303aは燃料電池4を停止させる(ステップS406)。その後、燃料電池制御装置3aは処理を終了する。
また、変更後のスケジュールが燃料電池4の起動又は停止のいずれも示していない場合(ステップS405−どちらでもない)、動作制御部303aは処理を行わない(ステップS407)。その後、燃料電池制御装置3aは処理を終了する。
また、変更後のスケジュールが燃料電池4の起動を示している場合(ステップS405−起動)、動作制御部303aは燃料電池4を起動させる(ステップS408)。その後、燃料電池制御装置3aは処理を終了する。
以上のように構成された燃料電池制御装置3aは、一度計算したスケジュールを変更することができる。このように、スケジュールを変更して燃料電池4の起動を制御することによって、電力需要に臨機応変に対応することができる。そのため、家庭やオフィスにおいて定置型燃料電池を簡易にエネルギーマネジメントに利用することが可能になる。
(第3の実施形態)
図13は、第3の実施形態における燃料電池制御システムのシステム構成を表すシステム構成図である。
第3の実施形態における燃料電池制御システムは、電力量計1、分電盤2、燃料電池制御装置3b、燃料電池4、PCS5b、端末6、蓄電池9、PVシステム10、充填用コンセント11及びHGW13を備える。第3の実施形態における燃料電池制御システムでは、燃料電池制御装置3bが、ネットワーク14を介して需要者宅100のHGW13と接続される。また、図13において、実線は給電線であり、破線はHGW13と各装置との間でデータが送受信される経路を示すデータ線である。
第3の実施形態における燃料電池制御システムは、燃料電池制御装置3a及びPCS5aに代えて燃料電池制御装置3b及びPCS5bを備える点、充填用コンセント11及びHGW13をさらに備える点で第2の実施形態における燃料電池制御システムと構成が異なる。第3の実施形態における燃料電池制御システムは、その他の構成については第2の実施形態における燃料電池制御システムと同様である。そのため、第3の実施形態における燃料電池制御システム全体の説明は省略し、燃料電池制御装置3b、PCS5b、充填用コンセント11及びHGW13について説明する。
燃料電池制御装置3bは、燃料電池4の起動を制御する。
PCS5bは、インバータ(不図示)を備え、燃料電池4、蓄電池9及びPVシステム10から供給される直流電力を交流電力に変換して分電盤2に供給する。また、PCS5bは、燃料電池4の発電量、蓄電池9の充放電量及びPVシステム10の発電量を計測する機能を有する。PCS5bは、計測した発電量に関する情報及び充放電量に関する情報を燃料電池制御装置3bに転送する。また、PCS5bは、コンバータ(不図示)を備え、買電電力(交流電力)を直流電力に変換して蓄電池9に供給する。そのため、PCS5bは、買電電力を深夜においても蓄電池9に充電することができる。PCS5bは、PVシステム10によって発電された電力を蓄電池9に供給してもよい。また、PCS5bは、充填用コンセント11に電力を供給する。
充填用コンセント11は、PCS5bから供給された電力をEV(Electric Vehicle:電気自動車)12に供給するためのコンセントである。充填用コンセント11にEV12のプラグが差し込まれることによって、充填用コンセント11からEV12に電力が供給される。これにより、EV12に搭載される車上バッテリーを充放電することが可能になる。
HGW13は、需要者宅100に備えられる中継装置である。HGW13は、ホームネットワークとIPネットワーク(ネットワーク14)との双方に、コネクタ(図示せず)などを介して着脱可能に接続される。これにより、HGW13は、ホームネットワークに接続される電力量計1、分電盤2、PCS5b及び負荷7と相互に通信可能である。なお、HGW13は、有線回線、あるいは無線回線のいずれでもよい。
HGW13は、実施形態に係る処理機能として通信部を備える。通信部は、ネットワーク14を介して燃料電池制御装置3bに各種のデータを送信する。例えば、HGW13は、電力情報を燃料電池制御装置3bに送信する。また、HGW13は、燃料電池制御装置3bから各種のデータを受信する。例えば、HGW13は、燃料電池4の起動指示を含む通知を受信する。また、HGW13は、有線回線又は無線回線を介して端末6に接続される。
ネットワーク14は、どのように構成されたネットワークでもよい。例えば、ネットワーク14はインターネットを用いて構成されてもよい。
図14は、燃料電池制御装置3bの構成を表す概略ブロック図である。
燃料電池制御装置3bは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、動作制御プログラムを実行する。動作制御プログラムの実行によって、燃料電池制御装置3bは、取得部301b、判定部302b、動作制御部303b、電力情報記憶部304a、通信部305b、マネジメント部306を備える装置として機能する。なお、燃料電池制御装置3bの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、動作制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、動作制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
第3の実施形態における燃料電池制御装置3bは、取得部301a、判定部302a、動作制御部303及び通信部305に代えて取得部301b、動作制御部303b及び通信部305bを備える点で燃料電池制御装置3aと構成が異なる。燃料電池制御装置3bは、その他の構成については燃料電池制御装置3aと同様である。そのため、燃料電池制御装置3b全体の説明は省略し、取得部301b、動作制御部303b及び通信部305bについて説明する。
取得部301bは、通信部305bを介してHGW13から電力情報を取得する。なお、取得部301bが取得する電力情報には、電力量計1によって計測された各電力量、負荷7ごとの使用電力量、燃料電池4による発電量、蓄電池9による充放電量及びPVシステム10による発電量などの情報が含まれる。
動作制御部303bは、判定部302bの判定結果に基づいて燃料電池4の起動を制御する。具体的には、動作制御部303bは、所定の条件が満たされたと判定された場合、燃料電池4を起動させる。この場合、動作制御部303bは、燃料電池4を起動させる旨の通知を生成し、生成した通知を通信部305bに出力する。一方、動作制御部303bは、所定の条件が満たされていないと判定された場合、燃料電池4を起動させない。また、例えば、動作制御部303bは、計算されたスケジュールに基づいて燃料電池4、負荷7及び蓄電池9の動作を制御する。動作制御部303bは、蓄電池9の充放電、稼働及び燃料電池4の発電のための起動指示、停止指示などのいずれかの情報を含む通知を生成する。
通信部305bは、ネットワーク14を介してHGW13との間で通信を行う。例えば、通信部305bは、動作制御部303bによって生成された通知をHGW13に送信する。また、通信部305bは、電力情報をHGW13から受信する。
第3の実施形態における燃料電池制御システムでは、燃料電池制御装置3bが需要者宅100内ではなく、ネットワーク14上に設けられる。そのため、燃料電池制御装置3bは、通信部305bを介して需要者宅100内に備えられているHGW13と通信を行うことによって、燃料電池4を制御する点やデータ(例えば、電力情報)の送受信を行う点で第2の実施形態にかかる燃料電池制御装置3aと処理が異なる。
以上のように構成された燃料電池制御装置3bによれば、電力需要量及び太陽光発電量の予測値と使用電力量及び太陽光発電量の実測値との誤差に基づいて燃料電池4の起動が制御される。具体的には、電力需要量及び太陽光発電量の予測値と使用電力量及び太陽光発電量の実測値との誤差のいずれかが閾値以上である場合、予測より使用されている電力が多いことが想定される。したがって、燃料電池制御装置3bがネットワークを介して、燃料電池4を起動させる旨の通知をHGW13に送信する。そして、HGW13が通知に従って燃料電池4を起動させる。これにより、燃料電池制御装置3bが需要者宅100内に備えられていなくても燃料電池4を起動させる。そして、燃料電池4が起動されることによって発電された電力を買電電力の代わりに利用することで、買電電力の利用を抑えることが可能になる。そのため、需要者にとって契約電力の上限を低く抑えられる可能性がある。その結果、電力コストを低下させることが可能になる。
以下、燃料電池制御装置3bの変形例について説明する。
本実施形態では、燃料電池制御システムがPVシステム10を備える構成を示したが、燃料電池制御システムは再生可能エネルギーを利用する発電機であれば他の装置を備えるように構成されてもよい。例えば、燃料電池制御システムは、風力を利用して発電する風力発電システムを備えるように構成されてもよいし、水力を利用して発電する水力発電システムを備えるように構成されてもよいし、他の再生可能エネルギーを利用する発電機を備えるように構成されてもよい。このように構成される場合、PCS5bは、発電機から供給される直流電力を交流電力に変換して分電盤2に供給する。また、PCS5bは、発電機の発電量を計測し燃料電池制御装置3bに転送する。
取得部301bは、燃料電池4における熱需要の情報を取得するように構成されてもよい。このように構成される場合、前提条件として燃料電池4が発電時の発熱を利用して給湯をサービスできる必要がある。この場合、燃料電池4には給水タンクが備えられ、燃料電池4が給水タンク内の湯の量を計測することで使用された湯の量を特定することができる。この使用された湯の量を熱需要量と考えた場合、取得部301bはPCS5bを介して燃料電池4から熱需要量の情報を取得することができる。取得部301bは、取得した熱需要量の情報を電力情報記憶部304aに記憶させる。
また、燃料電池制御装置3bは、上述したように燃料電池4が給湯機能を有する場合、図12の処理を実行するように構成されてもよい。このように構成される場合、燃料電池制御装置3bは、ネットワーク14を介して電力情報及び熱需要の情報を取得する必要がある。
HGW13がCPUとメモリ(図示せず)などを備えるコンピュータである場合には、HGW13は1日に1回、翌日分の実行結果を作成した際にネットワーク通信負荷が低い夜間等に実行結果を燃料電池制御装置3に送信する。この処理によって、ネットワーク負荷による伝送周期の不一致の影響を受けない形でさらに遠隔でのアルゴリズム実行ができ、宅内のHGW13は比較的シンプルな構成で構築可能である。この場合、誤差の計算や、誤差の状況による対策(燃料電池前倒し処理や燃料電池後ろ倒し処理)は、HGW13が行う。
以下、各実施形態に共通する変形例について記載する。
燃料電池制御装置3、3a、3bは、自装置に対する電力供給が遮断された場合に燃料電池4を起動するように構成されてもよい。燃料電池制御装置3、3a、3bに対する電力供給が遮断される原因として、例えば停電や断線などが考えられる。以下、電力量計1によって停電が検知された場合を例に説明する。
電力量計1は、停電を検知した場合、停電を検知した旨の通知を燃料電池制御装置3、3a、3bに転送する。燃料電池制御装置3、3a、3bは、停電を検知した旨の通知を受信した場合に燃料電池4を起動する。このように構成される場合、燃料電池制御装置3、3a、3b又は燃料電池制御システムはUPS(Uninterruptible Power Supply)等の非常用蓄電池又は蓄電池を備えるように構成される。非常用蓄電池又は蓄電池が燃料電池制御システムに備えられる場合、非常用蓄電池又は蓄電池は燃料電池制御装置3、3a、3bに接続される。燃料電池制御装置3、3a、3bは、非常用蓄電池又は蓄電池から供給される電力によって動作する。そして、燃料電池制御装置3、3a、3bは、燃料電池4を起動させる。
また、非常用蓄電池又は蓄電池が燃料電池制御装置3、3a、3bに備えられる場合、燃料電池制御装置3、3a、3bは、非常用蓄電池又は蓄電池から供給される電力によって動作する。そして、燃料電池制御装置3、3a、3bは、燃料電池4を起動させる。
このように構成されることによって、自装置に対する電力供給が遮断された場合であっても燃料電池4を起動させることができる。そのため、電力が必要な場合に電力供給が可能になる。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、負荷による使用電力量を含む電力情報を取得する取得部と、取得された電力情報に関する所定の条件が満たされた場合に、水素ガスを貯留している供給手段によって供給される水素ガスを利用して負荷に対して供給される電力を発生させる燃料電池を起動する動作制御部とを持つことにより、家庭やオフィスにおいて定置型燃料電池を簡易にエネルギーマネジメントに利用することができる。
実施形態の燃料電池制御装置3、3a、3bは、プログラムによって実現されてもよい。燃料電池制御装置3、3a、3bの上記機能を実現するプログラムは、例えば、家庭内等における機器による消費電力を管理するシステムであるHEMS(Home Energy Management System)に用いられるサーバ、スマートメータ、スマートタップ、クラウドコンピュータ、その他、消費電力を管理するためのサーバ上で動作してもよい。また、上記のプログラムを非一時的コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより制御処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
また、燃料電池制御装置3、3a、3bは、コンピュータプロセッサにロードされて実行された場合に、コンピュータ読み取り可能なインストラクションを含むコンピュータプログラム製品であってよい。この場合、燃料電池制御装置3、3a、3bは、インターネット等の外部のネットワークを介してダウンロードされたプログラムをインストールすることによりソフトウェア的に実現されてもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…電力量計,2…分電盤,3、3a、3b…燃料電池制御装置,4…燃料電池,5、5a、5b…PCS,6…端末,7…負荷,8…電力系統,9…蓄電池,10…PVシステム,11…充填用コンセント,12…EV,13…HGW,14…ネットワーク,301、301a、301b…取得部,302、302a、302b…判定部,303、303a、303b…動作制御部,304、304a…電力情報記憶部,305、305b…通信部,306…マネジメント部,3061…予測部,3062…スケジューリング部

Claims (8)

  1. 負荷による使用電力量を含む電力情報を取得する取得部と、
    取得された前記電力情報に関する所定の条件が満たされた場合に、水素ガスを貯留している供給手段によって供給される水素ガスを利用して前記負荷に対して供給される電力を発生させる燃料電池を起動する動作制御部と、
    を備える燃料電池制御装置。
  2. 前記所定の条件は、全負荷の使用電力量に関する条件であり、
    前記動作制御部は、全負荷の使用電力量が閾値以上であることを示す所定の条件が満たされる場合に前記燃料電池を起動する、請求項1に記載の燃料電池制御装置。
  3. 前記取得部は、前記電力情報として再生可能エネルギーを利用する発電機によって発電された発電量と、蓄電池による電力の充放電量とをさらに取得し、
    前記取得部によって取得された電力情報を時刻ごとに記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶されている前記発電量と前記使用電力量とに基づいて、時刻ごとの前記発電量及び電力需要量を予測する予測部とをさらに備え、
    前記動作制御部は、前記取得部によって新たに電力情報が取得されると、取得された前記電力情報と同一の時刻に取得された前記発電量及び前記使用電力量に基づいて予測された前記発電量及び前記電力需要量の予測値と、新たに取得された電力情報に含まれる前記発電量及び前記使用電力量の実測値との誤差が閾値以上であることを示す所定の条件が満たされる場合に前記燃料電池を起動する、請求項1に記載の燃料電池制御装置。
  4. ネットワークを介して前記負荷が設けられる建物内に設置された中継装置との間で通信を行う通信部をさらに備え、
    前記取得部は、前記通信部を介して、前記負荷による使用電力量の他に前記電力情報として再生可能エネルギーを利用する発電機によって発電された発電量と、蓄電池による電力の充放電量とをさらに取得し、
    前記取得部によって取得された電力情報を時刻ごとに記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶されている前記発電量と前記使用電力量とに基づいて、時刻ごとの前記発電量及び電力需要量を予測する予測部とをさらに備え、
    前記動作制御部は、前記取得部によって新たに電力情報が取得されると、取得された前記電力情報と同一の時刻に取得された前記発電量及び前記使用電力量に基づいて予測された前記発電量及び前記電力需要量の予測値と、新たに取得された電力情報に含まれる前記発電量及び前記使用電力量の実測値との誤差が閾値以上であることを示す所定の条件が満たされる場合に前記通信部を介して前記燃料電池を起動する、請求項1に記載の燃料電池制御装置。
  5. 電力が蓄電されている蓄電池をさらに備え、
    前記動作制御部は、自装置に対する電力供給が遮断された場合に前記蓄電池から供給される電力を利用して前記燃料電池を起動する、請求項1から4のいずれか1項に記載の燃料電池制御装置。
  6. 水素ガスを貯留している供給手段によって供給される水素ガスを利用して負荷に対して供給される電力を発生させる燃料電池と、
    負荷による使用電力量を含む電力情報を取得する取得部と、取得された前記電力情報に関する所定の条件が満たされた場合に前記燃料電池を起動する動作制御部とを備える燃料電池制御装置と、
    を備える燃料電池制御システム。
  7. 負荷による使用電力量を含む電力情報を取得する取得ステップと、
    取得された前記電力情報に関する所定の条件が満たされた場合に、水素ガスを貯留している供給手段によって供給される水素ガスを利用して前記負荷に対して供給される電力を発生させる燃料電池を起動する動作制御ステップと、
    を有する燃料電池制御方法。
  8. 負荷による使用電力量を含む電力情報を取得する取得ステップと、
    取得された前記電力情報に関する所定の条件が満たされた場合に、水素ガスを貯留している供給手段によって供給される水素ガスを利用して前記負荷に対して供給される電力を発生させる燃料電池を起動する動作制御ステップと、
    をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
JP2015002330A 2015-01-08 2015-01-08 燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラム Pending JP2016126983A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015002330A JP2016126983A (ja) 2015-01-08 2015-01-08 燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015002330A JP2016126983A (ja) 2015-01-08 2015-01-08 燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016126983A true JP2016126983A (ja) 2016-07-11

Family

ID=56359642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015002330A Pending JP2016126983A (ja) 2015-01-08 2015-01-08 燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016126983A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6423497B1 (ja) * 2017-08-01 2018-11-14 株式会社興和電設 電力制御システムおよび電力制御方法
JP2020024798A (ja) * 2018-08-06 2020-02-13 東京瓦斯株式会社 発電システム
WO2023277162A1 (ja) * 2021-07-02 2023-01-05 株式会社Ihi 電力管理システム、電力管理方法及び電力管理プログラム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6423497B1 (ja) * 2017-08-01 2018-11-14 株式会社興和電設 電力制御システムおよび電力制御方法
JP2019030152A (ja) * 2017-08-01 2019-02-21 株式会社興和電設 電力制御システムおよび電力制御方法
JP2020024798A (ja) * 2018-08-06 2020-02-13 東京瓦斯株式会社 発電システム
WO2023277162A1 (ja) * 2021-07-02 2023-01-05 株式会社Ihi 電力管理システム、電力管理方法及び電力管理プログラム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5890513B2 (ja) 制御装置、制御システム及び蓄電池制御方法
JP5841817B2 (ja) 給電システムおよび給電システムの制御方法
JP6426922B2 (ja) 電力システム、御装置及び充放電制御方法
US9846418B2 (en) Energy control system, energy control device, and energy control method for prioritizing a power generation source based on the possibility of selling generated power
WO2015118844A1 (ja) エネルギー管理装置、およびエネルギー管理方法
JP2017139959A (ja) 電力供給システム
JP2016126983A (ja) 燃料電池制御装置、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及びコンピュータプログラム
EP2882023A1 (en) Management system, management method, control device, and power generator
JP6037678B2 (ja) 蓄電池充放電制御装置及び蓄電池充放電制御システム
JP6210419B2 (ja) 電力制御方法および電力制御装置
US10523015B2 (en) Power generation apparatus, power generation system, and power generation method
WO2016084391A1 (ja) 電力制御装置、電力制御方法、および電力制御プログラム
JP6246091B2 (ja) 電力供給システム
EP3331117B1 (en) Power saving control device and power saving control method
US20180233910A1 (en) Energy management device, energy management method, and energy management program
JP6523120B2 (ja) 電力供給システム
JP2020022339A (ja) 電力管理システム、電力管理装置及びプログラム
JP7406436B2 (ja) 電力融通システム
JP6637402B2 (ja) エネルギー管理装置、その制御方法及び熱電供給システム
JP2013236519A (ja) 蓄電池充放電制御装置
JP2014068506A (ja) 電力供給システム
JP7303692B2 (ja) 電力管理システム、電力管理方法、電力管理装置、及びプログラム
JP2020043762A (ja) エネルギー管理装置、その制御方法及び熱電供給システム
JP6580456B2 (ja) 電力制御装置、電力管理システムおよび電力管理方法
US20190097446A1 (en) Apparatus and method for controlling charge and discharge, and program