JP2017117673A - 電力制御装置、電力制御方法及び燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統に停電が発生した際に燃料電池を適切に制御する。【解決手段】電力制御装置１００は、燃料電池２０及び太陽電池１０，１１の電力を制御して負荷機器３００〜３０３に供給する。電力制御装置１００は、電力系統５００の停電及び復電を検出する制御部１５０を有する。制御部１５０は、電力系統５００の停電を検出したときに燃料電池２０が停止状態である場合、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力を負荷機器３００〜３０３に供給するよう制御し、さらに電力系統５００の停電が所定の時間継続している場合、燃料電池２０を起動させるよう制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力制御装置、電力制御方法及び燃料電池システムに関する。

近年、地震等による電力系統の停電に備えて、燃料電池や蓄電池等を需要家施設に設置させることが普及しつつある。ここで、燃料電池を起動させる際、燃料電池は、ヒータを温めたり補機（各種ポンプ等）を起動させたりするための起動電力を要する。そこで、停電時に燃料電池が停止状態である場合、燃料電池を起動させるために、太陽電池や蓄電池の電力を優先的に燃料電池に供給するシステムが提案されている（特許文献１）。

国際公開第２０１２／１４４４７３号

ところで、需要家施設側では、電力系統に停電が発生した場合、電力系統がいつ停電から復旧（以下、電力系統が停電から復旧することを「復電」という）するかは不明である。そのため、電力系統に停電が発生した際に燃料電池を起動させても、燃料電池が起動を完了する前に電力系統が復電すると、燃料電池の起動電力等が無駄になってしまうことがある。

本発明の目的は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、電力系統に停電が発生した際に燃料電池を適切に制御することができる電力制御装置、電力制御方法及び燃料電池システムを提供することにある。

本発明の一実施形態に係る電力制御装置は、燃料電池及び分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御装置であって、電力系統の停電及び復電を検出する制御部を有し、前記制御部は、前記電力系統の停電を検出したときに前記燃料電池が停止状態である場合、前記分散電源の電力を前記負荷機器に供給するよう制御し、さらに前記電力系統の停電が所定の時間継続している場合、前記燃料電池を起動させるよう制御することを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る電力制御装置は、燃料電池及び分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御装置であって、電力系統の停電及び復電を検出する制御部を有し、前記制御部は、前記電力系統の復電を検出したときに前記燃料電池が起動状態又は運転状態である場合、前記燃料電池の該起動状態又は該運転状態を維持するよう制御し、さらに前記電力系統の復電を検出してから前記電力系統の電圧が所定の時間安定している場合、前記燃料電池を停電したときの状態に制御することを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る電力制御方法は、燃料電池及び分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御方法であって、電力系統の停電及び復電を検出するステップと、前記電力系統の停電を検出したときに前記燃料電池が停止状態である場合、前記分散電源の電力を前記負荷機器に供給するよう制御し、さらに前記電力系統の停電が所定の時間継続している場合、前記燃料電池を起動させるよう制御するステップと、を含む。

また、本発明の一実施形態に係る電力制御方法は、燃料電池及び分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御方法であって、電力系統の停電及び復電を検出するステップと、前記電力系統の復電を検出したときに前記燃料電池が起動状態又は運転状態である場合、前記燃料電池の該起動状態又は該運転状態を維持するよう制御し、さらに前記電力系統の復電を検出してから前記電力系統の電圧が所定の時間安定している場合、前記燃料電池を停電したときの状態に制御するステップと、を含む。

また、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムは、燃料電池と、分散電源と、該燃料電池及び該分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御装置とを備える燃料電池システムであって、前記電力制御装置は、電力系統の停電及び復電を検出する制御部を有し、前記制御部は、前記電力系統の停電を検出したときに前記燃料電池が停止状態である場合、前記分散電源の電力を前記負荷機器に供給するよう制御し、さらに前記電力系統の停電が所定の時間継続している場合、前記燃料電池を起動させるよう制御することを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムは、燃料電池と、分散電源と、該燃料電池及び該分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御装置とを備える燃料電池システムであって、前記電力制御装置は、電力系統の停電及び復電を検出する制御部を有し、前記制御部は、前記電力系統の復電を検出したときに前記燃料電池が起動状態又は運転状態である場合、前記燃料電池の該起動状態又は該運転状態を維持するよう制御し、さらに前記電力系統の復電を検出してから前記電力系統の電圧が所定の時間安定している場合、前記燃料電池を停電したときの状態に制御することを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る電力制御装置、電力制御方法及び燃料電池システムによれば、電力系統に停電が発生した際に燃料電池を適切に制御することができる。

本発明の第１の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。 本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
［システム構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システム１の構成の一例を示す図である。燃料電池システム１は、太陽電池（特許請求の範囲における「分散電源」）１０，１１と、燃料電池２０と、電力制御装置１００と、分電盤２００と、負荷機器３００，３０１，３０２，３０３と、リモコン４００とを備える。なお、図１の例では、燃料電池システム１は、２つの太陽電池１０，１１と、１つの燃料電池２０と、４つの負荷機器３００〜３０３とを備えているが、燃料電池システム１が備える太陽電池、燃料電池及び負荷機器の数は、これに限定されない。また、図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は電力線を示し、破線は制御線や信号線を示す。制御線や信号線が示す接続は、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。

太陽電池１０，１１は、太陽光のエネルギーを直流電力に変換し、その変換した直流電力を電力制御装置１００に供給する。太陽電池１０，１１は、例えば、需要家施設の屋上等に配置することができる。

燃料電池２０は、ガスの電気化学反応により直流電力を発生させ、その発生させた直流電力を電力制御装置１００に供給する。燃料電池２０には、例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）等を用いることができる。

電力制御装置１００は、太陽電池１０，１１及び燃料電池２０からの直流電力の電圧を所定の直流電圧に変換し、さらに、所定の直流電圧に変換された直流電力を交流電力に変換する。そして、電力制御装置１００は、太陽電池１０等の出力する直流電力から変換した交流電力及び電力系統５００の交流電力を、分電盤２００を経由して負荷機器３００〜３０３に供給する。電力制御装置１００の詳細については後述する。

分電盤２００は、電力系統５００の電力を電力制御装置１００に供給する。また、分電盤２００は、電力制御装置１００から供給される電力を、負荷機器３００〜３０３に分配する。分電盤２００の詳細については後述する。

負荷機器３００〜３０３は、需要家施設に設置され、電力制御装置１００から供給される電力を消費する。負荷機器３００〜３０３は、例えば、冷蔵庫、ドライヤー等の電気製品である。

リモコン４００は、電力制御装置１００の設定等を行う際にユーザが使用するリモコン端末である。

以下、電力制御装置１００の詳細について説明する。

電力制御装置１００は、蓄電池１１０、電力変換部１２０，１２１，１２２，１２３、インバータ１３０、スイッチ１４０，１４１，１４２、制御部１５０、記憶部１６０、通信部１７０を有する。

蓄電池１１０は、直流電力を電力変換部１２３に放電する。また、蓄電池１１０は、太陽電池１０，１１、燃料電池２０及び電力系統５００から供給される電力によって充電される。蓄電池１１０には、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等を用いることができる。なお、本実施形態では、電力制御装置１００に蓄電池１１０が設けられているが、蓄電池１１０が無い電力制御装置１００であってもよい。

電力変換部１２０〜１２３は、ＤＣ／ＤＣ変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータである。電力変換部１２０〜１２３は、それぞれ、制御部１５０の制御に基づき、太陽電池１０，１１、燃料電池２０、蓄電池１１０から供給される直流電力の電圧を所定の電圧に変換し、その電圧を変換した直流電力を、インバータ１３０に出力する。

また、電力変換部１２２，１２３は、双方向のＤＣ／ＤＣ変換を行うことができる。電力変換部１２２は、電力変換部１２０，１２１，１２３及びインバータ１３０から供給される直流電力の電圧を所定の電圧に変換し、その電圧を変換した直流電力を燃料電池２０に出力する。燃料電池２０は、この処理により供給された電力を、燃料電池２０を起動させる際に、ヒータや補機（各種ポンプ等）を起動させるための起動電力として使用する。また、電力変換部１２３は、電力変換部１２０〜１２２及びインバータ１３０から供給される直流電力の電圧を所定の電圧に変換し、その電圧を変換した直流電力を蓄電池１１０に出力する。蓄電池１１０は、この処理により供給された電力によって充電される。

インバータ１３０は、制御部１５０の制御に基づき、電力変換部１２０〜１２３から供給される直流電力を、一括して交流電力に変換し、その変換した交流電力を、スイッチ１４０，１４１に出力する。

スイッチ１４０は連系スイッチ、スイッチ１４１は自立スイッチ、スイッチ１４２は系統バイパススイッチである。スイッチ１４０〜１４２は、それぞれ、リレーやトランジスタ等により構成され、制御部１５０の制御に基づき、オン／オフ状態の切り替えを行う。以下、制御部１５０の制御に基づくスイッチ１４０〜１４２のオン／オフ状態の一例について簡単に説明する。

例えば、太陽電池１０等を電力系統５００と連系させる際、制御部１５０の制御によって、スイッチ１４０はオン状態、スイッチ１４１はオフ状態、スイッチ１４２はオン状態となる。これにより、太陽電池１０，１１、燃料電池２０及び蓄電池１１０の電力はスイッチ１４０，１４２を介して負荷機器３００〜３０３に供給され、電力系統５００の電力はスイッチ１４２を介して負荷機器３００〜３０３に供給される。

また、停電時は、制御部１５０の制御によって、スイッチ１４０はオフ状態、スイッチ１４１はオン状態、スイッチ１４２はオフ状態となる。これにより、太陽電池１０，１１、燃料電池２０及び蓄電池１１０の電力が、スイッチ１４１を介して負荷機器３００〜３０３に供給される。制御部１５０は、電力系統５００の停電を検出すると、太陽電池１０等を電力系統５００から解列させて自立運転させるために、スイッチ１４０〜１４２をこのオン／オフ状態にする。

制御部１５０は、電力制御装置１００全体を制御及び管理するものであり、例えばプロセッサにより構成することができる。制御部１５０は、記憶部１６０に記憶されているプログラムを読み出して実行し、様々な機能を実現させる。

制御部１５０は、電力系統５００の停電及び復電の検出を行う。制御部１５０は、電力系統５００の停電を検出したときに燃料電池２０が停止状態である場合、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力を、負荷機器３００〜３０３に供給するよう制御する。さらに、制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続している場合、燃料電池２０を起動させるよう制御する。これらの処理については後述する。

記憶部１６０は、電力制御装置１００の処理に必要な情報や、電力制御装置１００の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを記憶している。

通信部１７０は、燃料電池２０やリモコン４００と通信を行う。

以下、分電盤２００の詳細について説明する。

分電盤２００は、電流センサ２１０、サービスブレーカ２２０、ブレーカ２３０，２３１，２３２，２３３，２３４を有する。

電流センサ２１０は、電力系統５００の順潮流又は電力系統５００への逆潮流の値を検出し、その検出した値を電力制御装置１００に送信する。なお、図１では、電流センサ２１０は、分電盤２００内に配置されているが、電流センサ２１０を分電盤２００外の他の箇所（例えば、電力制御装置１００内）に配置させてもよい。

サービスブレーカ２２０は、電力系統５００と電力制御装置１００との間に配置され、電力系統５００から電力制御装置１００へ供給される電力が、電力事業者と需要家施設との間で契約された容量を超えると、電力系統５００からの電力を遮断する。

ブレーカ２３０〜２３４は、安全ブレーカである。ブレーカ２３０には、ブレーカ２３１〜２３４が接続され、ブレーカ２３１〜２３４には、それぞれ、負荷機器３００〜３０３が接続される。太陽電池１０，１１、燃料電池２０、蓄電池１１０及び電力系統５００からの電力は、ブレーカ２３０〜２３４を介して、負荷機器３００〜３０３に分配される。また、ブレーカ２３０〜２３４は、それぞれ、ケーブル等のショートや負荷機器３００〜３０３の故障によって、過電流が流れると電力を遮断する。

以下、電力系統５００に停電が発生した際における、制御部１５０の処理の詳細について説明する。なお、電力系統５００に停電が発生した際、燃料電池２０は停止状態であるものとして説明する。

制御部１５０は、電力系統５００の停電を検出すると、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力を、負荷機器３００〜３０３に供給するよう制御する。制御部１５０は、例えば、スイッチ１４０をオフ状態、スイッチ１４１をオン状態、スイッチ１４２をオフ状態となるように制御することで、この処理を行う。これにより、電力系統５００に停電が発生して直ぐは、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力により、負荷機器３００〜３０３を使用することができる。また、燃料電池２０は、そのまま停止状態を維持する。

次に、制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続しているか否か判定する。所定の時間は、例えば、燃料電池２０の起動時間等を考慮し、数十分程度に設定することができる。制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続していないと判定した場合、電力系統５００が復電したか否か判定する。制御部１５０は、電力系統５００が復電したと判定した場合、電力系統５００に停電が発生した際における処理を終了する。また、制御部１５０は、電力系統５００が復電していないと判定した場合、再度、電力系統５００の停電が所定の時間継続しているか否か判定する処理を行う。

一方、制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続していると判定した場合、例えば通信部１７０を介し制御信号を燃料電池２０に送信して、燃料電池２０を起動させる。この際、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力が、燃料電池２０を起動させるための起動電力として供給される。これにより、燃料電池２０が起動を開始して完了した後は、燃料電池２０が発電を行うことで、電力系統５００の停電が長時間続いても、負荷機器３００〜３０３に電力を供給することができる。

以下、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システム１の動作について説明する。

［システム動作］
図２は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システム１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、電力系統５００に停電が発生した際、燃料電池２０は停止状態であるものとする。

電力系統５００に停電が発生する。すると、制御部１５０は、電力系統５００の停電を検出し、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力を、負荷機器３００〜３０３に供給するよう制御する（ステップＳ１０１）。制御部１５０は、例えば、スイッチ１４０をオフ状態、スイッチ１４１をオン状態、スイッチ１４２をオフ状態となるように制御し、ステップＳ１０１の処理を行う。

このようにステップＳ１０１の処理により、電力系統５００に停電が発生して直ぐは、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力が、負荷機器３００〜３０３に供給される。また、燃料電池２０は、そのまま停止状態を維持する。

次に、制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続しているか否か判定する（ステップＳ１０２）。制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続していないと判定した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０３の処理に進む。一方、制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続していると判定した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４の処理に進む。

ステップＳ１０３の処理では、制御部１０５は、電力系統５００が復電したか否か判定する。制御部１５０は、電力系統５００が復電したと判定した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、電力系統５００に停電が発生した際における処理を終了する。一方、制御部１５０は、電力系統５００が復電していないと判定した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０２からの処理を繰り返し行う。

ステップＳ１０４の処理では、制御部１５０は、例えば通信部１７０を介し制御信号を燃料電池２０に送信して、燃料電池２０を起動させる。この際、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力が、燃料電池２０を起動させるための起動電力として供給される。これにより、燃料電池２０が起動を開始して完了した後は、燃料電池２０が発電を行うことで、電力系統５００の停電が長時間続いても、負荷機器３００〜３０３に電力を供給することができる。

なお、第１の実施形態では、分散電源を太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０として説明したが、他の電源（例えば、風力発電装置や水力発電装置）であってもよい。

以上のように、第１の実施形態に係る燃料電池システム１では、電力系統５００に停電が発生した際に燃料電池２０が停止状態であるときに、電力系統５００の停電が所定の時間継続している場合は燃料電池２０を起動させる。これにより、電力系統５００が直ぐに復電する場合に燃料電池２０を起動させないよう制御することができるため、燃料電池２０の起動が完了する前に電力系統５００が復電し、燃料電池２０の起動電力が無駄になってしまうといった事態を避けることができる。従って、燃料電池システム１は、燃料電池２０を適切に制御することができる。

（第２の実施形態）
［システム構成］
第２の実施形態に係る燃料電池システムは、第１の実施形態に係る燃料電池システム１と同様の構成を採用できるため、以下では、図１を参照し、第１の実施形態との相違点について主に説明する。

第２の実施形態では、制御部１５０は、電力系統５００の停電を検出してから所定の時間が経過する前であっても、蓄電池１１０の残容量が所定の閾値を下回る場合、燃料電池２０を起動させるよう制御する。以下、電力系統５００に停電が発生した際における、制御部１５０のこの処理を詳細に説明する。なお、電力系統５００に停電が発生した際、燃料電池２０は停止状態であるものとして説明する。

制御部１５０は、電力系統５００の停電を検出すると、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力を、負荷機器３００〜３０３に供給するよう制御する。制御部１５０は、例えば、スイッチ１４０をオフ状態、スイッチ１４１をオン状態、スイッチ１４２をオフ状態となるように制御することで、この処理を行う。これにより、電力系統５００に停電が発生して直ぐは、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力により、負荷機器３００〜３０３を使用することができる。また、燃料電池２０は、そのまま停止状態を維持する。

次に、制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続しているか否か判定する。所定の時間は、例えば、燃料電池２０の起動時間等を考慮し、数十分程度に設定することができる。制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続していないと判定した場合、蓄電池１１０の残容量が所定の閾値を下回るか否か判定する。所定の閾値は、例えば、燃料電池２０を起動させるために必要な電力を考慮して設定することができる。制御部１５０は、蓄電池１１０の残容量が所定の閾値を下回らないと判定した場合、電力系統５００が復電したか否か判定する。制御部１５０は、電力系統５００が復電したと判定した場合、電力系統５００に停電が発生した際における処理を終了する。また、制御部１５０は、電力系統５００が復電していないと判定した場合、再度、電力系統５００の停電が所定の時間継続しているか否か判定する処理を行う。

一方、制御部１５０は、電力系統５００の停電が所定の時間継続していると判定した場合又は蓄電池１１０の残容量が所定の閾値を下回ると判定した場合、例えば通信部１７０を介し制御信号を燃料電池２０に送信して、燃料電池２０を起動させる。この際、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力が、燃料電池２０を起動させるための起動電力として供給される。これにより、燃料電池２０が起動を開始して完了した後は、燃料電池２０が発電を行うことで、電力系統５００の停電が長時間続いても、負荷機器３００〜３０３に電力を供給することができる。また、制御部１５０によって、蓄電池１１０の残容量が所定の閾値を下回ると判定した場合に燃料電池２０を起動させるよう制御することで、燃料電池２０を起動するために必要な電力を蓄電池１１０に確保しておくことができる。

以下、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システム１の動作について説明する。

［システム動作］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システム１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、電力系統５００に停電が発生した際、燃料電池２０は停止状態であるものとする。

電力系統５００に停電が発生する。すると、制御部１５０は、図２に示すステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理と同様にして、ステップＳ２０１，２０２の処理を行う。

ステップＳ２０３の処理では、制御部１５０は、蓄電池１１０の残容量が所定の閾値を下回るか否か判定する。制御部１５０は、蓄電池１１０の残容量が所定の閾値を下回らないと判定した場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ステップＳ２０４の処理に進む。一方、制御部１５０は、蓄電池１１０の残容量が所定の閾値を下回ると判定した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５の処理に進む。

ステップＳ２０４，Ｓ２０５の処理は、図２に示すＳ１０３，Ｓ１０４の処理と同様であるため、説明を省略する。

以上のように、第２の実施形態に係る燃料電池システム１では、電力系統５００の停電を検出してから所定の時間が経過する前であっても、蓄電池１１０の残容量が所定の閾値を下回る場合、燃料電池２０を起動させるよう制御する。これにより、電力系統５００に停電が発生しているときに燃料電池２０を起動するために必要な電力を蓄電池１１０に確保しつつ、太陽電池１０，１１及び蓄電池１１０の電力を負荷機器３００〜３０３に供給することができる。従って、燃料電池システム１は、燃料電池２０を適切に制御することができる。

第２の実施形態に係る燃料電池システム１の他の効果については、第１の実施形態に係る燃料電池システム１の効果と同様である。

（第３の実施形態）
電力系統が復電しても、電力系統の電圧がしばらく安定しない場合があり、再び電力系統に停電が発生してしまうことがある。そのため、需要家施設では、燃料電池を運転させている際に電力系統が復電しても、燃料電池を停止させるべきか、しばらく運転を継続させるべきか、判断が困難である。そこで、第３の実施形態では、電力系統が復電した際に、燃料電池を適切に制御することができる燃料電池システムを提供する。
［システム構成］
第３の実施形態に係る燃料電池システムは、第１の実施形態に係る燃料電池システム１と同様の構成を採用できるため、以下では、図１を参照し、第１の実施形態との相違点について主に説明する。

第３の実施形態では、制御部１５０は、電力系統５００の復電を検出したときに燃料電池２０が起動状態又は運転状態（以下、これらの状態を合せて「動作状態」とも称する）である場合、燃料電池２０の動作状態を維持するよう制御する。さらに、制御部１５０は、電力系統５００の復電を検出してから電力系統５００の電圧が所定の時間安定している場合、停電したときの燃料電池２０の状態に基づき燃料電池２０を制御する。以下、電力系統５００が復電した際における、制御部１５０のこの処理を詳細に説明する。なお、電力系統５００が復電した際、燃料電池２０は動作状態であるものとして説明する。

制御部１５０は、電力系統５００の復電を検出すると、燃料電池２０の動作状態を維持するよう制御する。これにより、燃料電池２０は、起動状態であればそのまま起動を続け又は運転状態であればそのまま運転を続ける。

次に、制御部１５０は、電力系統５００の電圧が所定の時間安定しているか否か判定する。制御部１５０は、電力系統５００の電圧が所定の時間安定していないと判定した場合、停電が再び発生する可能性が高いため、燃料電池２０の動作状態を維持するよう制御する。これにより、電力系統５００に停電が再び発生しても、負荷機器３００〜３０３に安定して電力を供給することができる。

一方、制御部１５０は、電力系統５００の電圧が所定の時間安定していると判定した場合、停電が再び発生する可能性が低いため、停電したときの燃料電池２０の状態に基づき燃料電池２０を制御する。以下、この処理の一例を説明する。

例えば、制御部１５０は、電力系統５００に停電が発生したときに燃料電池２０は停止状態であったか否か判定する。制御部１５０は、例えば、電力系統５００に停電が発生した際に燃料電池２０の状態を記憶部１６０に記憶させておき、記憶部１６０に記憶された燃料電池２０のその状態を読み出すことで、この判定処理を行ってもよい。制御部１５０は、電力系統５００に停電が発生したときに燃料電池２０が停止状態ではなかったと判定した場合、燃料電池２０の動作状態を維持するよう制御する。一方、制御部１５０は、電力系統５００に停電が発生したときに燃料電池２０が停止状態であったと判定した場合、例えば通信部１７０を介して制御信号を燃料電池２０に送信することで、動作状態である燃料電池２０を停止させる。

以下、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システム１の動作について説明する。

［システム動作］
図４は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システム１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、電力系統５００が復電した際、燃料電池２０は動作状態であるものとする。

電力系統５００が復電する。すると、制御部１５０は、電力系統５００の復電を検出し、燃料電池２０の動作状態を維持するよう制御する（ステップＳ３０１）。これにより、燃料電池２０は、起動状態であればそのまま起動を続け又は運転状態であればそのまま運転を続ける。

次に、制御部１５０は、電力系統５００の電圧が所定の時間安定しているか否か判定する（ステップＳ３０２）。制御部１５０は、電力系統５００の電圧が所定の時間安定していないと判定した場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、停電が再び発生する可能性が高いため、燃料電池２０の動作状態を維持するよう制御し（ステップＳ３０３）、電力系統５００が復電した際における処理を終了する。一方、制御部１５０は、電力系統５００の電圧が所定の時間安定していると判定した場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、停電が再び発生する可能性が低いため、ステップＳ３０４の処理に進む。

このようにステップＳ３０２，Ｓ３０３の処理によって、電力系統５００の電圧が所定の時間安定しないと判定され、停電が再び発生する可能性が高い場合、燃料電池２０は動作状態を維持するよう制御される。これにより、電力系統５００に停電が再び発生しても、負荷機器３００〜３０３に安定して電力を供給することができる。

ステップＳ３０４の処理では、制御部１５０は、電力系統５００に停電が発生したときに燃料電池２０が停止状態であったか否か判定する。制御部１５０は、電力系統５００に停電が発生したときに燃料電池２０が停止状態ではなかったと判定した場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、燃料電池２０の動作状態を維持するよう制御し（ステップＳ３０５）、電力系統５００が復電した際における処理を終了する。一方、制御部１５０は、電力系統５００に停電が発生したときに燃料電池２０が停止状態であったと判定した場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０６の処理に進む。

このようにステップＳ３０２，Ｓ３０４，Ｓ３０５の処理により、電力系統５００の電圧が所定の時間安定していると判定され、停電が再び発生する可能性が低い場合、停電したときに燃料電池２０が停止状態ではなかった（つまり、動作状態であった）場合は、燃料電池２０は動作状態を維持するよう制御される。これにより、燃料電池２０は、起動状態であればそのまま起動を続け又は運転状態であればそのまま運転を続ける。

ステップＳ３０６の処理では、制御部１５０は、例えば通信部１７０を介して制御信号を燃料電池２０に送信することで、燃料電池２０を停止させる。

このようにステップＳ３０２，Ｓ３０４，Ｓ３０６の処理により、電力系統５００の電圧が所定の時間安定していると判定され、停電が再び発生する可能性が低い場合、停電したときに燃料電池２０が停止状態であった場合は、燃料電池２０は停止される。

以上のように、第３の実施形態に係る燃料電池システム１では、電力系統５００の復電を検出したときに燃料電池２０が動作状態である場合、燃料電池２０が動作状態を維持するよう制御する。そして、復電を検出してから電力系統５００の電圧が所定の時間安定していると判定した場合に、燃料電池２０を停電したときの状態に制御する。これにより、電力系統５００が復電した後に停電が再び発生することを懸念して、燃料電池２０を停止させるべきか、しばらく運転を継続させるべきか、判断が困難になるということがなく、燃料電池２０を適切に制御することができる。

さらに、第３の実施形態に係る燃料電池システム１では、電力系統５００の復電を検出してから電力系統５００の電圧が所定の時間安定しなく、停電が再び発生する可能性が高い場合、燃料電池２０の動作状態を継続させる。これにより、電力系統５００に停電が再び発生しても、負荷機器３００〜３０３に安定して電力を供給することができる。

なお、上記の第１〜第３の実施形態では、マルチＤＣリンクシステムの構成を採用する電力制御装置１００について説明してきたが、電力制御装置１００が、他の構成を採用する場合でも、上述と同様の制御及び効果を実現することができる。例えば、電力制御装置１００が、燃料電池や太陽電池のパワーコンディショナに組み込まれた形態であっても、上述と同様の制御及び効果を実現することができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

１ 燃料電池システム
１０，１１ 太陽電池
２０ 燃料電池
１００ 電力制御装置
１１０ 蓄電池
１２０，１２１，１２２，１２３ 電力変換部
１３０ インバータ
１４０，１４１，１４２ スイッチ
１５０ 制御部
１６０ 記憶部
１７０ 通信部
２００ 分電盤
２１０ 電流センサ
２２０ サービスブレーカ
２３０，２３１，２３２，２３３，２３４ ブレーカ
３００，３０１，３０２，３０３ 負荷機器
４００ リモコン
５００ 電力系統

Claims (7)

1. 燃料電池及び分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御装置であって、
   電力系統の停電及び復電を検出する制御部を有し、
   前記制御部は、前記電力系統の停電を検出したときに前記燃料電池が停止状態である場合、前記分散電源の電力を前記負荷機器に供給するよう制御し、さらに前記電力系統の停電が所定の時間継続している場合、前記燃料電池を起動させるよう制御する
   ことを特徴とする電力制御装置。
2. 前記分散電源は、蓄電池を含み、
   前記制御部は、前記電力系統の停電を検出してから前記所定の時間が経過する前であっても、前記蓄電池の残容量が所定の閾値を下回る場合、前記燃料電池を起動させるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
3. 燃料電池及び分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御装置であって、
   電力系統の停電及び復電を検出する制御部を有し、
   前記制御部は、前記電力系統の復電を検出したときに前記燃料電池が起動状態又は運転状態である場合、前記燃料電池の該起動状態又は該運転状態を維持するよう制御し、さらに前記電力系統の復電を検出してから前記電力系統の電圧が所定の時間安定している場合、前記燃料電池を停電したときの状態に制御する
   ことを特徴とする電力制御装置。
4. 燃料電池及び分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御方法であって、
   電力系統の停電及び復電を検出するステップと、
   前記電力系統の停電を検出したときに前記燃料電池が停止状態である場合、前記分散電源の電力を前記負荷機器に供給するよう制御し、さらに前記電力系統の停電が所定の時間継続している場合、前記燃料電池を起動させるよう制御するステップと、
   を含む電力制御方法。
5. 燃料電池及び分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御方法であって、
   電力系統の停電及び復電を検出するステップと、
   前記電力系統の復電を検出したときに前記燃料電池が起動状態又は運転状態である場合、前記燃料電池の該起動状態又は該運転状態を維持するよう制御し、さらに前記電力系統の復電を検出してから前記電力系統の電圧が所定の時間安定している場合、前記燃料電池を停電したときの状態に制御するステップと、
   を含む電力制御方法。
6. 燃料電池と、分散電源と、該燃料電池及び該分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御装置とを備える燃料電池システムであって、
   前記電力制御装置は、電力系統の停電及び復電を検出する制御部を有し、
   前記制御部は、前記電力系統の停電を検出したときに前記燃料電池が停止状態である場合、前記分散電源の電力を前記負荷機器に供給するよう制御し、さらに前記電力系統の停電が所定の時間継続している場合、前記燃料電池を起動させるよう制御する
   ことを特徴とする燃料電池システム。
7. 燃料電池と、分散電源と、該燃料電池及び該分散電源の電力を制御して負荷機器に供給する電力制御装置とを備える燃料電池システムであって、
   前記電力制御装置は、電力系統の停電及び復電を検出する制御部を有し、
   前記制御部は、前記電力系統の復電を検出したときに前記燃料電池が起動状態又は運転状態である場合、前記燃料電池の該起動状態又は該運転状態を維持するよう制御し、さらに前記電力系統の復電を検出してから前記電力系統の電圧が所定の時間安定している場合、前記燃料電池を停電したときの状態に制御する
   ことを特徴とする燃料電池システム。

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