JP2017216786A - 電力管理装置及びその制御方法並びに電力システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池装置の信頼性を向上させる。【解決手段】電力管理装置は、通信部と、制御部とを備える。通信部は、燃料電池装置と蓄電池を含む蓄電装置と通信する。制御部は、燃料電池装置に異常が発生した旨の通知を通信部から取得した場合に、蓄電池の残量が所定電力量を下回る場合、蓄電装置に対し、電力系統からの電力によって蓄電池を充電するよう指示する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力管理装置及びその制御方法並びに電力システムに関する。

近年、燃料電池装置を需要家施設に設置させることが普及しつつある。

燃料電池装置では、燃料の電気化学反応によって電気を発生させている。従って、電気化学反応を生じさせる電解質の種類によっては、燃料電池装置の動作温度は、比較的高くなる。例えば、固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）では、動作温度は、７００−１０００度程度になる。

動作温度が高温となる燃料電池装置では、燃料電池装置を停止させる際、燃料電池装置での発電を停止させた後、十分な時間をかけて発電セルの冷却を行う必要がある。冷却に十分な時間をかけることができない場合、熱ストレスによって、燃料電池装置内部の発電セルに劣化が生じるおそれがある。

また、燃料電池装置では、燃料電池装置での発電停止後は、通常、例えば商用電力系統（以下「電力系統」と略記する）といった、外部からの電力によって発電セルの冷却を行っている。そのため、燃料電池装置での発電停止後に、例えば電力系統の停電によって、外部から燃料電池装置へ電力が供給されない事態が生じると、発電セルの冷却処理に支障をきたし、発電セルに損傷が発生するおそれがある。そこで、燃料電池装置の停止処理中に停電が発生した場合、特定負荷等を停止させて、燃料電池装置の停止処理に必要な電力量を確保するシステムが開示されている（特許文献１）。

特開２０１５−１２２９０２号公報

かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、燃料電池装置の信頼性を向上させる電力管理装置及びその制御方法並びに電力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管理装置は、燃料電池装置と蓄電池を含む蓄電装置との通信を行う通信部と、制御部とを備える。前記制御部は、前記燃料電池装置に異常が発生した旨の通知を前記通信部から取得した場合に、前記蓄電池の残量が所定電力量を下回る場合、前記蓄電装置に対し、電力系統からの電力によって前記蓄電池を充電するよう指示する。

また、本発明の一実施形態に係る電力管理装置の制御方法は、燃料電池装置と蓄電池を含む蓄電装置とのとの通信を行う電力管理装置の制御方法である。該制御方法は、前記燃料電池装置の異常が発生した旨の通知を取得するステップと、前記蓄電池の残量が所定電力量以上であるか否か判定するステップと、前記蓄電池の残量が前記所定電力量を下回る場合、前記蓄電装置に対し、電力系統からの電力によって前記蓄電池を充電するよう指示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システムは、燃料電池装置と、蓄電池を含む蓄電装置と、電力管理装置とを含む。前記電力管理装置は、前記燃料電池装置に異常が発生した旨の通知を取得した場合に、前記蓄電池の残量が所定電力量を下回る場合、前記蓄電装置に対し、電力系統からの電力によって前記蓄電池を充電するよう指示する制御部を備える。

本発明の実施形態に係る電力管理装置及びその制御方法並びに電力システムによれば、燃料電池装置の信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る電力システムの概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電力管理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る電力管理装置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。

［システム構成］
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、破線は制御線及び信号線を示す。電力システム１は、需要家施設に設置され、分電盤１００を経由して、電力を負荷機器２００に供給する。また、電力システム１は、分電盤１００を介して電力系統３００に接続される。

分電盤１００には、電力系統３００からの電力と、電力システム１からの電力とが供給される。分電盤１００は、通常時、電力系統３００からの電力と、電力システム１からの電力とを負荷機器２００に供給する。また、分電盤１００は、電力系統３００が停電すると、電力システム１からの電力を、負荷機器２００に供給する。

負荷機器２００は、需要家施設の電気機器等である。図１では、１つの負荷機器２００が示されているが、負荷機器２００は、複数であってよい。負荷機器２００は、分電盤１００から供給される電力を消費する。

続いて、電力システム１の構成の詳細について説明する。電力システム１は、蓄電装置１０と、燃料電池装置２０と、電力管理装置３０とを備える。なお、図１に示す蓄電装置１０、燃料電池装置２０及び電力管理装置３０内では、制御線及び信号線と一部の電力線は、図示を省略している。

蓄電装置１０は、電流センサ１１と、蓄電池１２と、電力変換部１３と、記憶部１４と、通信部１５と、制御部１６とを備える。

電流センサ１１は、蓄電装置１０から流れ出す（又は蓄電装置１０に流れ込む）電流を検出する。電流センサ１１は、検出した電流値を、制御部１６に出力する。

蓄電池１２は、制御部１６の制御に基づき放電する。蓄電池１２から放電された直流電力は、電力変換部１３に供給される。また、蓄電池１２は、電力変換部１３から供給される直流電力によって充電される。

電力変換部１３は、制御部１６の制御に基づき、蓄電池１２が放電している際は、蓄電池１２から供給される直流電力を交流電力にＤＣ／ＡＣ変換し、変換後の交流電力を、分電盤１００に供給する。また、電力変換部１３は、制御部１６の制御に基づき、蓄電池１２を充電させる際は、電力系統３００又は燃料電池装置２０から供給される交流電力を直流電力にＡＣ／ＤＣ変換し、変換後の直流電力を蓄電池１２に供給する。なお、電力変換部１３による変換処理は、ＤＣ／ＤＣ変換処理を含んでいてもよい。

記憶部１４は、蓄電装置１０の処理に必要な情報及び蓄電装置１０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム等を記憶している。記憶部１４は、例えば、蓄電池１２の残量を記憶している。

通信部１５は、電力管理装置３０と通信する。

制御部１６は、蓄電装置１０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１６は、記憶部１４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１６は、例えば、電流センサ１１から取得した電流値に基づき、電力変換部１３の変換処理を制御する。

制御部１６は、所定期間毎（例えば数秒毎）に、蓄電装置１０の状態情報を、通信部１５を介して電力管理装置３０に送信する。蓄電装置１０の状態情報には、充電中、放電中及び待機中といった蓄電池１２の状態、及び、蓄電池１２の残量等が含まれる。

また、制御部１６は、蓄電池１２の充放電を制御する。制御部１６は、例えば、電力管理装置３０から、通信部１５を介して、電力系統３００の電力によって蓄電池１２を充電するよう指示を受けると、電力系統３００の電力によって蓄電池１２を充電するように制御する。さらに、制御部１６は、蓄電池１２の充電が完了すると、電力管理装置３０に、通信部１５を介して、蓄電池１２の充電が完了した旨を通知する。また、制御部１６は、例えば、電力管理装置３０から、通信部１５を介して、蓄電池１２を放電させるよう指示を受けると、蓄電池１２を放電させるよう制御する。

次に、燃料電池装置２０について説明する。燃料電池装置２０は、例えば、固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）及び固体高分子形燃料電池装置（ＰＥＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）等である。燃料電池装置２０は、電流センサ２１と、発電モジュール２２と、電力変換部２３と、補機類２４と、記憶部２５と、通信部２６と、制御部２７とを備える。

電流センサ２１は、燃料電池装置２０から流れ出す（又は燃料電池装置２０に流れ込む）電流を検出する。電流センサ２１は、検出した電流値を、制御部２７に出力する。

発電モジュール２２は、燃料（例えば、所定割合で配合されたガス、空気及び改質水）の電気化学反応によって電気を発生させる複数の発電セル、発電セルの保持部材及び格納部材等を含む。発電セルには、補機類２４を介して燃料が供給される。発電セルの温度が、補機類２４のヒータによって所定温度まで上昇することで、発電が実行される。発電モジュール２２は、発電した直流電力を、電力変換部２３に供給する。

電力変換部２３は、制御部２７の制御に基づき、発電モジュール２２が発電している際は、発電モジュール２２から供給される直流電力を交流電力にＤＣ／ＡＣ変換し、変換後の交流電力を分電盤１００に供給する。なお、電力変換部２３による変換処理は、ＤＣ／ＤＣ変換処理を含んでいてもよい。

補機類２４は、発電モジュール２２から電力を出力させるために必要な周辺機器である。補機類２４は、例えば、ガス処理部、空気処理部、改質水処理部及びヒータ等を含む。また、補機類２４は、ガス漏れを検出するためのガス検出センサ、ＣＯ漏れを検出するためのＣＯ漏れセンサ、及び、発電セルを冷却させるための冷却ファン等も含む。

記憶部２５は、燃料電池装置２０の処理に必要な情報及び燃料電池装置２０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム等を記憶している。

通信部２６は、電力管理装置３０と通信する。

制御部２７は、燃料電池装置２０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２７は、記憶部２５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２７は、例えば、電流センサ２１から取得した電流値に基づき、電力変換部２３の変換処理を制御する。

制御部２７は、所定期間毎（例えば数秒毎）に、燃料電池装置２０の状態情報を、通信部２６を介して電力管理装置３０に送信する。燃料電池装置２０の状態情報には、発電中、待機中及び停止処理中といった燃料電池装置２０の状態、及び、燃料電池装置２０の発電量等が含まれる。

また、制御部２７は、電力系統３００の停電を検出すると、燃料電池装置２０に含まれるスイッチ等を制御して、燃料電池装置２０を電力系統３００から解列させる。また、この際、制御部２７は、電力管理装置３０に、通信部２６を介して、電力系統３００が停電している旨を通知する。

また、制御部２７は、燃料電池装置２０の異常発生を検出すると、燃料電池装置２０の停止処理を開始する。例えば、発電モジュール２２の異常の種類には、改質水の水位低下、発電電力の低下等が挙げられる。燃料電池装置２０の配管等の異常の種類には、水漏れ、ガス漏れ及びＣＯ漏れ等が挙げられる。補機類２４に含まれるファンの異常の種類には、冷却ファンの異常、換気ファンの異常等が挙げられる。補機類に含まれるセンサの異常の種類には、ガスセンサの異常、ガス流量計の異常等が挙げられる。また、制御部２７は、燃料電池装置２０の異常発生を検出した際、電力管理装置３０に、通信部２６を介して、燃料電池装置２０に異常が発生した旨を通知する。なお、この通知には、異常の種類の情報を含んでいてもよい。さらに、制御部２７は、燃料電池装置２０の停止処理が完了すると、電力管理装置３０に、停止処理が完了した旨を通知する。

燃料電池装置２０の停止処理には、発電モジュール２２での発電を停止させる処理、発電モジュール２２の発電セルを冷却させる処理等が含まれる。制御部２７は、発電モジュール２２での発電停止後は、外部（例えば電力系統３００）からの電力を用いて、発電セルの冷却処理等を行う。また、制御部１７は、発電セルの損傷等を防止するために、十分な時間をかけて発電セルの冷却処理を行う。例えば、数時間、ガスの供給量及び濃度を調整しながら燃焼を継続する。この燃焼過程で、発電モジュールを所定温度まで下げる。ガスの供給を停止した後、空気ブロアによって、さらに、発電モジュールの温度を常温まで下げる。

なお、燃料電池装置２０の停止処理が開始されるタイミングは、燃料電池装置２０に発生した異常の種類に応じて異なる。例えば、センサの異常が検出されたときには、直ちに停止させる緊急停止処理が開始される。ファンの異常が検出されたときの停止処理が開始されるタイミングは、センサの異常が検出されたときよりも遅い。

また、異常の種類に応じて、停止処理に伴う消費電力量は異なる。例えば、ファンの異常の場合には、ヒータではなく、燃焼させる燃料ガスを用いて、発電モジュールの温度を緩やかに低下させることができる。それゆえ、停止処理に伴う消費電力量は、センサの異常の場合よりも少なくなる。一方、センサが破損する等の異常の場合には、早急に発電を停止する必要があるため、発電モジュールの温度を緩やかに低下させるのを燃料ガスではなく、電力を使用するヒータを用いて行う。そのため、停止処理に伴う消費電力量が増加する。

次に、電力管理装置３０について説明する。電力管理装置３０は、蓄電装置１０及び燃料電池装置２０の状態を管理する。電力管理装置３０は、記憶部３１と、通信部３２と、制御部３３とを備える。

記憶部３１は、電力管理装置３０の処理に必要な情報及び電力管理装置３０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム等を記憶している。記憶部３１は、例えば、後述の所定電力量及び後述の所定処理の内容を記憶している。なお、記憶部は、ネットワークに接続されるサーバ装置に設けられてもよい。

通信部３２は、蓄電装置１０及び燃料電池装置２０と通信する。

制御部３３は、電力管理装置３０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３３は、記憶部３１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３３は、蓄電装置１０の状態を監視するために、所定期間毎（例えば数秒毎）に、蓄電装置１０の状態情報を取得する。また、制御部３３は、燃料電池装置２０の運転状況を監視するために、所定期間毎（例えば数秒毎）に、燃料電池装置２０の状態情報を取得する。

また、制御部３３は、燃料電池装置２０から、燃料電池装置２０に異常が発生した旨の通知を取得した場合に、蓄電池１２の残量が所定電力量を下回る場合、蓄電装置１０に対し、電力系統３００の電力によって蓄電池１２を充電するよう指示する。所定電力量とは、燃料電池装置２０に異常が発生した場合に、燃料電池装置２０が停止処理を行う際に使用される電力量である。所定電力量には、例えば、発電モジュール２２の発電セルを、燃料電池装置２０の動作温度から常温まで、所定時間かけて冷却する際に使用される電力量が含まれる。さらに、制御部３３は、蓄電池１２の充電が完了した後に、電力系統３００が停電した場合、蓄電装置１０に対して蓄電池１２を放電させるよう指示し、蓄電池１２の放電電力によって燃料電池装置２０が停止処理を行うようにする。以下、この処理を、充電完了後に停電が発生する際の処理として、詳細に説明する。

＜充電完了後に停電が発生する際の処理＞
制御部３３は、燃料電池装置２０から、燃料電池装置２０に異常が発生した旨の通知を取得する。すると、制御部３３は、所定期間毎に取得する蓄電装置１０の状態情報から、蓄電池１２の残量の情報を取得する。

次に、制御部３３は、蓄電池１２の残量が所定電力量以上であるか否か判定する。制御部３３は、蓄電池１２の残量が所定電力量を下回ると判定した場合、燃料電池装置２０の停止処理で使用される電力量を確保するために、蓄電装置１０に対し、電力系統３００の電力によって蓄電池１２を充電するよう指示する。蓄電装置１０では、制御部１６が電力管理装置３０からこの指示を取得すると、制御部１６が、電力系統３００の電力によって蓄電池１２を充電するよう制御する。また、蓄電装置１０では、所定電力量分の充電が完了すると、制御部１６によって、電力管理装置３０に、通信部１５を介して蓄電池１２の充電が完了した旨が通知される。

なお、制御部３３は、蓄電池１２の残量が所定電力量を下回る場合に、蓄電装置１０に対し蓄電池１２の充電を指示する際、蓄電池１２の充電が完了する時間を通常よりも短縮させるために、蓄電装置１０に対し、急速充電を行うよう指示してもよい。また、制御部３３は、蓄電装置１０の残量（充電深度）に応じて、定電流（ＣＣ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）充電又は定電圧（ＣＶ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）充電を指示してもよい。

その後、制御部３３は、蓄電池１２の充電が完了したか否か判定する。制御部３３は、例えば、蓄電装置１０から、蓄電池１２の充電が完了した旨の通知を取得した場合、蓄電池１２の充電が完了したと判定する。なお、制御部３３は、蓄電池１２の残量が所定電力量に達した場合に、蓄電池１２の充電が完了したと判定してもよい。この場合、蓄電装置１０では、制御部１６が蓄電池１２の残量が所定電力量に達した際に、蓄電池１２の充電が完了した旨を通知してもよい。

制御部３３は、蓄電池１２の充電が完了したと判定した場合、電力系統３００が停電しているか否か判定する。制御部３３は、例えば、燃料電池装置２０から、電力系統３００が停電している旨の通知を取得した場合、電力系統３００が停電していると判定する。

制御部３３は、電力系統３００が停電していると判定した場合、蓄電装置１０に対して蓄電池１２を放電させるよう指示する。蓄電装置１０では、制御部１６が電力管理装置３０からこの指示を受けると、制御部１６が、蓄電池１２を放電させるよう制御する。これにより、燃料電池装置２０では、蓄電池１２の放電電力によって停止処理を続行するようになる。

なお、制御部３３は、蓄電池１２の充電が完了する前に、電力系統３００が停電した場合、所定処理によって、燃料電池装置２０が停止処理を行うよう指示する。以下、この処理を、充電中に停電が発生する際の処理として、詳細に説明する。

＜充電中に停電が発生する際の処理＞
制御部３３は、上述の処理で電力系統３００の電力によって蓄電池１２を充電するよう指示した後、例えば燃料電池装置２０から電力系統３００が停電している旨の通知を取得することで、電力系統３００の停電を検出する。

すると、制御部３３は、上述の処理と同様にして、蓄電装置１０に対して蓄電池１２を放電させるよう指示する。蓄電装置１０では、制御部１６が電力管理装置３０からこの指示を受けると、制御部１６が、蓄電池１２を放電させるよう制御する。これにより、燃料電池装置２０では、蓄電池１２の放電電力によって停止処理を続行するようになる。

なお、制御部３３は、燃料電池装置２０に対し、燃料電池装置２０の異常の種類に基づき所定処理を行うよう指示してもよい。以下、制御部３３による所定処理の一例について説明する。

例えば、制御部３３は、燃料電池装置２０の異常の種類に応じて、燃料電池装置２０の停止処理で使用する機器に優先順位を付ける。そして、制御部３３は、蓄電池１２の残量の範囲で使用できる機器を、優先順位の高い機器から順に選択し、該選択した機器を動かすように制御する。例えば、センサの異常の場合には、上述のように、ヒータを用いるため、ヒータの優先順位が高くなる。また、制御部３３は、選択しなかった機器については、停止させるように制御する。これにより、蓄電池１２の充電中に電力系統３００が停電し、蓄電池１２の放電電力が限られる場合であっても、燃料電池装置２０の異常の種類に応じて、蓄電池１２の放電電力を効率良く利用することができる。従って、燃料電池装置２０では、燃料電池装置２０の異常の種類に応じて、安全に停止処理を行うことができる。

また、例えば、制御部３３は、燃料電池装置２０の異常がガス漏れである場合、所定処理として、燃料電池装置２０に対し、ガスを遮断する弁を閉じた後、発電セルの冷却処理を行うよう指示する。さらに、制御部３３は、燃料電池装置２０に対し、ガス漏れが検出されなくなるまで、ガス漏れセンサに優先的に電力を供給するよう指示してもよい。これにより、燃料電池装置２０の異常の種類が、例えばガス漏れである場合、制御部３３の指示によって、燃料電池装置２０では、まず、ガスを遮断する弁を閉じられる。従って、燃料電池装置２０では、燃料電池装置２０の異常の種類に応じて、安全に停止処理を行うことができる。

［システム動作］
＜充電完了後に停電が発生する際の動作＞
本発明の一実施形態に係る電力管理装置３０の動作の一例を、図２を参照して説明する。

燃料電池装置２０に異常が発生すると、燃料電池装置２０では、燃料電池装置２０の停止処理が開始される。この際、燃料電池装置２０では、制御部２７が、通信部２６を介して、電力管理装置３０に、燃料電池装置２０に異常が発生した旨を通知する。なお、燃料電池装置２０の停止処理は、燃料電池装置２０での発電停止後は、電力系統３００からの電力によって行われる。

制御部３３は、燃料電池装置２０から、燃料電池装置２０に異常が発生した旨の通知を取得する（ステップＳ１０１）。すると、制御部３３は、所定期間毎に取得する蓄電装置１０の状態情報から蓄電池１２の残量の情報を取得する（ステップＳ１０２）。

次に、制御部３３は、蓄電池１２の残量が所定電力量以上であるか否か判定する（ステップＳ１０３）。

制御部３３は、蓄電池１２の残量が所定電力量以上であると判定した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６の処理に進む。一方、制御部３３は、蓄電池１２の残量が所定電力量を下回ると判定した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、燃料電池装置２０の停電処理で使用される電力量を確保するために、ステップＳ１０４の処理に進む。

ステップＳ１０４の処理では、制御部３３は、蓄電装置１０に対し、電力系統３００からの電力によって蓄電池１２を充電するよう指示する。蓄電装置１０では、制御部１６が、電力管理装置３０からこの指示を取得すると、制御部１６が、電力系統３００からの電力によって蓄電池１２を充電するよう制御する。なお、制御部３３は、蓄電池１２の充電が完了する時間を通常よりも短縮させるために、蓄電装置１０に対し、急速充電を行うよう指示してもよい。また、蓄電装置１０では、蓄電池１２の充電が完了すると、制御部１６によって、電力管理装置３０に、通信部１５を介して蓄電池１２の充電が完了した旨が通知される。

ステップＳ１０５の処理では、制御部３３は、蓄電池１２の充電が完了したか否か判定する。制御部３３は、例えば、蓄電装置１０から、蓄電池１２の充電が完了した旨の通知を取得した場合、蓄電池１２の充電が完了したと判定する。制御部３３は、蓄電池１２の充電が完了したと判定した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６の処理に進む。一方、制御部３３は、蓄電池１２の充電が完了していないと判定した場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０５の処理を繰り返し行う。

ステップＳ１０６の処理では、制御部３３は、電力系統３００が停電しているか否か判定する。制御部３３は、例えば、燃料電池装置２０から、電力系統３００が停電している旨の通知を取得した場合、電力系統３００が停電していると判定する。制御部３３は、電力系統３００が停電していると判定した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７の処理に進む。一方、制御部３３は、電力系統３００が停電していないと判定した場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、電力系統３００からの電力によってそのまま燃料電池装置２０の停止処理を続行させ、ステップＳ１０８の処理に進む。

ステップＳ１０７の処理では、制御部３３は、蓄電装置１０に対して蓄電池１２を放電させるよう指示する。蓄電装置１０では、制御部１６が電力管理装置３０からこの指示を受けると、制御部１６が、蓄電池１２を放電させるよう制御する。これにより、燃料電池装置２０では、蓄電池１２の放電電力によって停止処理を続行するようになる。

このようにステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を行うことで、燃料電池装置２０の停止処理中に電力系統３００に停電が発生しても、蓄電池１２の放電電力によって燃料電池装置２０の停電処理を続行させることができる。従って、発電セル（発電モジュール２２）の冷却処理も行われるため、発電セルの損傷を防止し、燃料電池装置２０の信頼性を向上させることができる。

ステップＳ１０８の処理では、制御部３３は、燃料電池装置２０の停止処理が完了したか否か判定する。制御部３３は、例えば、燃料電池装置２０から、停止処理が完了した旨の通知を取得した場合、燃料電池装置２０の停電処理は完了したと判定する。制御部３３は、燃料電池装置２０の停止処理が完了したと判定した場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、制御部３３は、燃料電池装置２０の停止処理が完了していないと判定した場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１０６からの処理を繰り返し行う。

なお、ステップＳ１０５の処理において、制御部３３は、蓄電池１２の残量が所定電力量に達した場合に、蓄電池１２の充電が完了したと判定してもよい。この場合、蓄電装置１０では、制御部１６が蓄電池１２の残量が所定電力量に達した際に、蓄電池１２の充電が完了した旨を通知してもよい。

また、ステップＳ１０６，Ｓ１０８の処理において、燃料電池装置２０の停止処理がある程度進行した場合は、制御部３３は、蓄電装置１０に対して蓄電池１２を放電させるよう指示し、蓄電池１２の放電電力を負荷機器２００に消費させるようにしてもよい。このとき、制御部３３は、蓄電池１２の残量が所定電力量となるまで、蓄電池１２を放電させるよう指示する。

次に、燃料電池装置２０に異常が発生した場合において、蓄電池１２の充電中に電力系統３００に停電が発生する際の電力管理装置３０の動作の一例について説明する。

＜充電中に停電が発生する際の動作＞
本発明の一実施形態に係る電力管理装置３０の動作を、図３を参照して説明する。なお、図３に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理は、図２に示すステップＳ１０１〜１０４の処理と同様であるため、説明を省略する。

制御部３３は、ステップＳ２０４の処理で電力系統３００からの電力によって蓄電池１２を充電するよう指示した後、電力系統３００の停電を検出する（ステップＳ２０５）。制御部３３は、例えば、燃料電池装置２０から、電力系統３００が停電している旨の通知を取得することで、電力系統３００の停電を検出する。

すると、制御部３３は、蓄電装置１０に対して蓄電池１２を放電させるよう指示する（ステップＳ２０６）。蓄電装置１０では、制御部１６が通信部１５を介してこの指示を受けると、制御部１６が、蓄電池１２を放電させるよう制御する。これにより、燃料電池装置２０では、蓄電池１２の放電電力によって停止処理を続行するようになる。

このようにステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理を行うことで、燃料電池装置２０の停止処理中に電力系統３００に停電が発生しても、蓄電池１２の放電電力によって燃料電池装置２０の停電処理を続行させることができる。従って、発電モジュール２２の発電セルの冷却処理も行われるため、発電セルの損傷を防止し、燃料電池装置２０の信頼性を向上させることができる。

なお、制御部３３は、燃料電池装置２０に対し、燃料電池装置２０の異常の種類に基づき所定処理を行うよう指示してもよい。これにより、燃料電池装置２０では、燃料電池装置２０の異常の種類に応じて、安全に停止処理を行うことができる。

なお、本実施形態に係る電力管理装置３０は、燃料電池装置２０に固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）を採用する際に、よりよいものとなる。固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）では、動作温度が７００−１０００度程度にもなるため、発電セルを常温にまで冷却させる際に、他の燃料電池装置よりも、より多くの電力が使用されるためである。

以上のように、本発明の一実施形態に係る電力管理装置３０では、燃料電池装置２０から、燃料電池装置２０に異常が発生した旨の通知を取得すると、蓄電池１２の残量が所定電力量以上であるか否か判定する。そして、蓄電池１２の残量が所定電力量を下回る場合は、電力系統３００からの電力によって蓄電池１２を充電する。これにより、燃料電池装置２０の停止処理で使用される電力量が確保される。従って、燃料電池装置２０の発電セル（発電モジュール２２）の冷却処理を十分に行うことができるため、発電セルの割れを防止し、燃料電池装置２０の信頼性を向上させることができる。

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 電力システム
１０ 蓄電装置
１１ 電流センサ
１２ 蓄電池
１３ 電力変換部
１４ 記憶部
１５ 通信部
１６ 制御部
２０ 燃料電池装置
２１ 電流センサ
２２ 発電モジュール
２３ 電力変換部
２４ 補機類
２５ 記憶部
２６ 通信部
２７ 制御部
３０ 電力管理装置
３１ 記憶部
３２ 通信部
３３ 制御部
１００ 分電盤
２００ 負荷機器
３００ 電力系統

Claims (7)

1. 燃料電池装置と蓄電池を含む蓄電装置との通信を行う通信部と、
   前記燃料電池装置に異常が発生した旨の通知を前記通信部から取得した場合に、前記蓄電池の残量が所定電力量を下回る場合、前記蓄電装置に対し、電力系統からの電力によって前記蓄電池を充電するよう指示する制御部と、を備える電力管理装置。
2. 前記所定電力量は、前記燃料電池装置に異常が発生した場合に、前記燃料電池装置が停止処理を行う際に、前記異常の種類に応じて使用される電力量である、請求項１に記載の電力管理装置。
3. 前記制御部は、前記蓄電池の残量が前記所定電力量に達した後に、前記電力系統が停電した場合、前記蓄電装置に対して前記蓄電池を放電させるよう指示し、前記蓄電池の放電電力によって前記燃料電池装置が停止処理を行うようにする、請求項１又は２に記載の電力管理装置。
4. 前記制御部は、前記蓄電池の残量が前記所定電力量に達する前に、前記電力系統が停電した場合、前記異常の種類に応じた所定処理によって、前記燃料電池装置が停止処理を行うよう指示する、請求項１又は２に記載の電力管理装置。
5. 前記制御部は、急速充電によって前記蓄電池を充電するよう指示する、請求項１から４の何れか一項に記載の電力管理装置。
6. 燃料電池装置と蓄電池を含む蓄電装置との通信を行う電力管理装置の制御方法であって、
   前記燃料電池装置に異常が発生した旨の通知を取得するステップと、
   前記蓄電池の残量が所定電力量以上であるか否か判定するステップと、
   前記蓄電池の残量が前記所定電力量を下回る場合、前記蓄電装置に対し、電力系統からの電力によって前記蓄電池を充電するよう指示するステップと、を含む電力管理装置の制御方法。
7. 燃料電池装置と、
   蓄電池を含む蓄電装置と、
   電力管理装置と、を含み、
   前記電力管理装置は、
   前記燃料電池装置に異常が発生した旨の通知を取得した場合に、前記蓄電池の残量が所定電力量を下回る場合、前記蓄電装置に対し、電力系統からの電力によって前記蓄電池を充電するよう指示する制御部を備える、電力システム。
   
   

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