JP2623867B2 - 発電システムの制御方法 - Google Patents
発電システムの制御方法Info
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- JP2623867B2 JP2623867B2 JP1281253A JP28125389A JP2623867B2 JP 2623867 B2 JP2623867 B2 JP 2623867B2 JP 1281253 A JP1281253 A JP 1281253A JP 28125389 A JP28125389 A JP 28125389A JP 2623867 B2 JP2623867 B2 JP 2623867B2
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- Japan
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は燃料電池等による発電システムの制御方法
に係り、特にその負荷モードの切換方式に関するもので
ある。
に係り、特にその負荷モードの切換方式に関するもので
ある。
〔従来の技術〕 第２図は例えば富士時報Vol.61 No.2 P.128（昭和63
年２月発行）に開示されたこの種従来の燃料電池発電シ
ステムを簡略化して示すブロック回路図である。図にお
いて、（１）は直流発電装置である燃料電池、（２）は
燃料電池（１）で発生した直流電力の出力を交流電力の
出力に変換する直交変換装置で、同時に負荷モードの切
換制御も行う。（３）は直交変換装置（２）の出力電圧
を交流系統（４）の電圧にまで昇圧する昇圧トランス、
（５）は昇圧トランス（３）と交流系統（４）との間に
接続された系統連系用の同期遮断器、（６）は燃料電池
発電システムの発電所内の建屋，設備等で必要となる所
内単独負荷で、開閉器（７）を介して同期遮断器（５）
の昇圧トランス（３）側に接続されている。（８）は燃
料電池発電システムの補機動力負荷で、遮断器（９）を
介して同期遮断器（５）の交流系統（４）側に接続され
ている。（10）および（11）は直交変換装置（２）の出
力電力を検出するためのそれぞれCTおよびPT、（12）は
系統併入時、交流系統（４）の電圧を検出するためのP
T、（13）は直交変換装置（２）へ操作指令を出す操作
盤である。
年２月発行）に開示されたこの種従来の燃料電池発電シ
ステムを簡略化して示すブロック回路図である。図にお
いて、（１）は直流発電装置である燃料電池、（２）は
燃料電池（１）で発生した直流電力の出力を交流電力の
出力に変換する直交変換装置で、同時に負荷モードの切
換制御も行う。（３）は直交変換装置（２）の出力電圧
を交流系統（４）の電圧にまで昇圧する昇圧トランス、
（５）は昇圧トランス（３）と交流系統（４）との間に
接続された系統連系用の同期遮断器、（６）は燃料電池
発電システムの発電所内の建屋，設備等で必要となる所
内単独負荷で、開閉器（７）を介して同期遮断器（５）
の昇圧トランス（３）側に接続されている。（８）は燃
料電池発電システムの補機動力負荷で、遮断器（９）を
介して同期遮断器（５）の交流系統（４）側に接続され
ている。（10）および（11）は直交変換装置（２）の出
力電力を検出するためのそれぞれCTおよびPT、（12）は
系統併入時、交流系統（４）の電圧を検出するためのP
T、（13）は直交変換装置（２）へ操作指令を出す操作
盤である。
次に動作、特に負荷モードの切換動作を中心に説明す
る。先ず、燃料電池発電システムを起動して系統連系モ
ードに入る場合の動作について説明する。この場合、同
期遮断器（５）は開の状態で遮断器（９）を投入し、交
流系統（４）から補機動力負荷（８）へ給電する。これ
によって、燃料電池発電システムの各装置の補機類は稼
働態勢となる。ここで、操作盤（13）から直交変換装置
（２）に対し、系統連系モードへの負荷モード切換指令
信号（14）を送出すると、燃料電池（１）の出力電圧が
上昇を開始し、PT（11）とPT（12）との出力電圧が同一
で同期がとれた時点で同期遮断器（５）を投入する。こ
れによって、燃料電池発電システムは系統連系モードの
運転に入り、直交変換装置（２）は操作盤（13）からの
出力容量指令信号（15）によりその指令値を目標値とし
て出力容量を制御する出力容量制御を行う。
る。先ず、燃料電池発電システムを起動して系統連系モ
ードに入る場合の動作について説明する。この場合、同
期遮断器（５）は開の状態で遮断器（９）を投入し、交
流系統（４）から補機動力負荷（８）へ給電する。これ
によって、燃料電池発電システムの各装置の補機類は稼
働態勢となる。ここで、操作盤（13）から直交変換装置
（２）に対し、系統連系モードへの負荷モード切換指令
信号（14）を送出すると、燃料電池（１）の出力電圧が
上昇を開始し、PT（11）とPT（12）との出力電圧が同一
で同期がとれた時点で同期遮断器（５）を投入する。こ
れによって、燃料電池発電システムは系統連系モードの
運転に入り、直交変換装置（２）は操作盤（13）からの
出力容量指令信号（15）によりその指令値を目標値とし
て出力容量を制御する出力容量制御を行う。
なお、所内単独負荷（６）は同期遮断器（５）が投入
された後、開閉器（７）が投入されて運転可能となる。
即ち、系統連系モードにおいては、直交変換装置（２）
は出力容量制御で動作しており、変動負荷である所内単
独負荷（６）に一定の電圧を補償する能力がなく、交流
系統（４）からの受電が可能となり、莫大な系統容量に
より所内単独負荷電圧の電圧降下をきたすことなく電圧
補償をすることができる状態で初めて運転可能の態勢に
なる訳である。
された後、開閉器（７）が投入されて運転可能となる。
即ち、系統連系モードにおいては、直交変換装置（２）
は出力容量制御で動作しており、変動負荷である所内単
独負荷（６）に一定の電圧を補償する能力がなく、交流
系統（４）からの受電が可能となり、莫大な系統容量に
より所内単独負荷電圧の電圧降下をきたすことなく電圧
補償をすることができる状態で初めて運転可能の態勢に
なる訳である。
次いで、系統連系モードから所内単独負荷モードに移
行する場合には、操作盤（13）からの負荷モード切換指
令信号（14）に基づき、先ず燃料電池（１）を停止させ
て直交変換装置（２）の出力電流を零にするとともに、
同期遮断器（５）および開閉器（７）を開放して交流系
統（４）を開離すると同時に所内単独負荷（６）も一旦
停止させる。
行する場合には、操作盤（13）からの負荷モード切換指
令信号（14）に基づき、先ず燃料電池（１）を停止させ
て直交変換装置（２）の出力電流を零にするとともに、
同期遮断器（５）および開閉器（７）を開放して交流系
統（４）を開離すると同時に所内単独負荷（６）も一旦
停止させる。
その後、燃料電池（１）および直交変換装置（２）を
再び起動させ、PT（11）の出力電圧が定格値になった時
点で開閉器（７）を投入することにより、所内単独負荷
（６）への給電を行う所内単独負荷モードの運転に入
る。この所内単独負荷モードにおいては、直交変換装置
（２）はその出力電圧を所定の設定値である定格電圧に
保つ出力電圧一定制御で動作するので、所内単独負荷
（６）はその負荷変動にかかわらず、一定の電圧で給電
されることになる。
再び起動させ、PT（11）の出力電圧が定格値になった時
点で開閉器（７）を投入することにより、所内単独負荷
（６）への給電を行う所内単独負荷モードの運転に入
る。この所内単独負荷モードにおいては、直交変換装置
（２）はその出力電圧を所定の設定値である定格電圧に
保つ出力電圧一定制御で動作するので、所内単独負荷
（６）はその負荷変動にかかわらず、一定の電圧で給電
されることになる。
なお、補機動力負荷（８）については、この所内単独
負荷モードにおいても交流系統（４）から給電される。
負荷モードにおいても交流系統（４）から給電される。
次に、所内単独負荷モードから系統連系モードに復帰
する際には、PT（11）とPT（12）との出力電圧から同期
投入の条件を確認した後、同期遮断器（５）を投入して
系統連系モードに移行する。これに伴って、直交変換装
置（２）は出力電圧一定制御から再び出力容量制御にそ
の制御方式を変更する。
する際には、PT（11）とPT（12）との出力電圧から同期
投入の条件を確認した後、同期遮断器（５）を投入して
系統連系モードに移行する。これに伴って、直交変換装
置（２）は出力電圧一定制御から再び出力容量制御にそ
の制御方式を変更する。
従来の燃料電池発電システムの制御は以上のようにな
されているので、特に系統連系モードから所内単独負荷
モードへの切換時に燃料電池（１）や直交変換装置
（２）を停止させる必要があり、モードの切換に長時間
がかかるとともに燃料の消費量も増大し、また所内単独
負荷（６）も一旦給電が停止されるので、所内単独負荷
（６）として常時稼働が必要な負荷を選定することがで
きないという問題点があった。
されているので、特に系統連系モードから所内単独負荷
モードへの切換時に燃料電池（１）や直交変換装置
（２）を停止させる必要があり、モードの切換に長時間
がかかるとともに燃料の消費量も増大し、また所内単独
負荷（６）も一旦給電が停止されるので、所内単独負荷
（６）として常時稼働が必要な負荷を選定することがで
きないという問題点があった。
また、補機動力負荷（８）は所内単独負荷モードにお
いても交流系統（４）から給電を受けているので、この
間に交流系統（４）が停電になると燃料電池発電システ
ムも停止せざるをえず、真の独立した単独電源とは言え
ないという問題点があった。
いても交流系統（４）から給電を受けているので、この
間に交流系統（４）が停電になると燃料電池発電システ
ムも停止せざるをえず、真の独立した単独電源とは言え
ないという問題点があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになさ
れたもので、出力停止をすることなく負荷モードの切換
が可能であり、所内単独負荷への無停電給電も可能とな
る発電システムの制御方法を得ることを目的とする。
れたもので、出力停止をすることなく負荷モードの切換
が可能であり、所内単独負荷への無停電給電も可能とな
る発電システムの制御方法を得ることを目的とする。
また、所内単独負荷モード運転中に交流系統の停電が
発生しても所内単独負荷への給電を続行することができ
る発電システムの制御方法を得ることを目的とする。
発生しても所内単独負荷への給電を続行することができ
る発電システムの制御方法を得ることを目的とする。
この発明に係る発電システムの制御方法は、系統連系
モードから所内単独負荷モードへ移行する際、直交変換
装置による出力容量制御の目標値をそれまでの指令値か
ら所内単独負荷の負荷量に置換え、これが一致した時点
で交流系統を開離するようにしたものである。
モードから所内単独負荷モードへ移行する際、直交変換
装置による出力容量制御の目標値をそれまでの指令値か
ら所内単独負荷の負荷量に置換え、これが一致した時点
で交流系統を開離するようにしたものである。
この場合、出力容量制御の目標値が、所内単独負荷の
負荷量に一致すると、発電システムから交流系統への出
力は零となっているので、交流系統を開離しても負荷変
動はなく、所内単独負荷モードへの安定した移行が可能
となる。
負荷量に一致すると、発電システムから交流系統への出
力は零となっているので、交流系統を開離しても負荷変
動はなく、所内単独負荷モードへの安定した移行が可能
となる。
更に、直交変換装置に一端が接続された第１の開閉器
とこの第１の開閉器の他端と交流系統との間に接続され
た第２の開閉器とを備え、上記両開閉器を相互に接続す
る部分に補機動力負荷と所内単独負荷とを接続し、上記
第１の開閉器を開、上記第２の開閉器を閉としてシステ
ムを起動するようにしたものでは、所内単独負荷モード
では上記第１の開閉器を閉、第２の開閉器を開とするの
で、補機動力負荷は発電システム自体から給電され交流
系統と関係なく運転が継続される。
とこの第１の開閉器の他端と交流系統との間に接続され
た第２の開閉器とを備え、上記両開閉器を相互に接続す
る部分に補機動力負荷と所内単独負荷とを接続し、上記
第１の開閉器を開、上記第２の開閉器を閉としてシステ
ムを起動するようにしたものでは、所内単独負荷モード
では上記第１の開閉器を閉、第２の開閉器を開とするの
で、補機動力負荷は発電システム自体から給電され交流
系統と関係なく運転が継続される。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池発電シス
テムを示すブロック回路図である。図において、（１）
ないし（15）は従来のものと同一または相当部分であり
説明を省略する。但し、第１の開閉器としての同期遮断
器（５）に加え、この同期遮断器（５）と交流系統
（４）との間に第２の開閉器としての負荷モード切換用
遮断器（16）を設け、両遮断器（５）（16）で開閉装置
を構成している。そして、所内単独負荷（６）と補機動
力負荷（８）とは同期遮断器（５）と負荷モード切換用
遮断器（16）とを相互に接続する部分に接続されてい
る。また、（17）は所内単独負荷（６）と補機動力負荷
（８）とへの分岐点の間に挿入されたCT、（18）は所内
単独負荷（６）への電流を検出するCT、（19）は交流系
統（４）の電圧を検出するPTである。
テムを示すブロック回路図である。図において、（１）
ないし（15）は従来のものと同一または相当部分であり
説明を省略する。但し、第１の開閉器としての同期遮断
器（５）に加え、この同期遮断器（５）と交流系統
（４）との間に第２の開閉器としての負荷モード切換用
遮断器（16）を設け、両遮断器（５）（16）で開閉装置
を構成している。そして、所内単独負荷（６）と補機動
力負荷（８）とは同期遮断器（５）と負荷モード切換用
遮断器（16）とを相互に接続する部分に接続されてい
る。また、（17）は所内単独負荷（６）と補機動力負荷
（８）とへの分岐点の間に挿入されたCT、（18）は所内
単独負荷（６）への電流を検出するCT、（19）は交流系
統（４）の電圧を検出するPTである。
次に動作について説明する。燃料電池発電システムを
起動して系統連系モードに入る場合、先ず、負荷モード
切換用遮断器（16）を投入して交流系統（４）から所内
単独負荷（６）および補機動力負荷（８）に給電する。
補機動力負荷（８）に給電することによって燃料電池発
電システムの各装置は稼働状態となり、後は、従来と同
様にして、PT（11）とPT（12）との出力電圧から同期投
入の条件を確認し、条件が満足された時点で同期遮断器
（５）を投入して系統連系モードの運転に入る。
起動して系統連系モードに入る場合、先ず、負荷モード
切換用遮断器（16）を投入して交流系統（４）から所内
単独負荷（６）および補機動力負荷（８）に給電する。
補機動力負荷（８）に給電することによって燃料電池発
電システムの各装置は稼働状態となり、後は、従来と同
様にして、PT（11）とPT（12）との出力電圧から同期投
入の条件を確認し、条件が満足された時点で同期遮断器
（５）を投入して系統連系モードの運転に入る。
次いで、系統連系モードから所内単独負荷モードへの
負荷モード切換指令信号（14）を直交変換装置（２）へ
送出すると、補機動力負荷（８）を差し引いた直交変換
装置（２）からの出力容量をPT（12）とCT（17）とから
求め、出力容量制御におけるそれまでの出力容量指令信
号（15）による目標値に替ってPT（12）とCT（18）とか
ら求める所内単独負荷（６）の負荷電力を新たな目標値
として出力容量制御を続行する。やがて、上記した直交
変換装置（２）からの出力容量が目標値である所内単独
負荷（６）の負荷電力に一致すると、直交変換装置
（２）は負荷モード切換用遮断器（16）に指令を出して
これを開放操作させ、所内単独負荷モードによる出力電
圧一定制御に移行する。
負荷モード切換指令信号（14）を直交変換装置（２）へ
送出すると、補機動力負荷（８）を差し引いた直交変換
装置（２）からの出力容量をPT（12）とCT（17）とから
求め、出力容量制御におけるそれまでの出力容量指令信
号（15）による目標値に替ってPT（12）とCT（18）とか
ら求める所内単独負荷（６）の負荷電力を新たな目標値
として出力容量制御を続行する。やがて、上記した直交
変換装置（２）からの出力容量が目標値である所内単独
負荷（６）の負荷電力に一致すると、直交変換装置
（２）は負荷モード切換用遮断器（16）に指令を出して
これを開放操作させ、所内単独負荷モードによる出力電
圧一定制御に移行する。
即ち、燃料電池発電システムの出力を停止することな
く系統連系モードから所内単独負荷モードへ移行するの
で、燃料電池（１）の停止に伴う燃料消費量の増大や所
内単独負荷（６）への給電停止が回避され、かつモード
切換時間も大幅に短縮される。
く系統連系モードから所内単独負荷モードへ移行するの
で、燃料電池（１）の停止に伴う燃料消費量の増大や所
内単独負荷（６）への給電停止が回避され、かつモード
切換時間も大幅に短縮される。
また、所内単独負荷モード運転時、補機動力負荷
（８）は直交変換装置（２）から給電を受けるので、こ
の間、交流系統（４）が停電になっても燃料電池発電シ
ステムは支障なく運転を継続することができ、所内単独
負荷（６）の常時稼働が達成される。
（８）は直交変換装置（２）から給電を受けるので、こ
の間、交流系統（４）が停電になっても燃料電池発電シ
ステムは支障なく運転を継続することができ、所内単独
負荷（６）の常時稼働が達成される。
次に、所内単独負荷モードから系統連系モードに復帰
する場合は、従来と同様にPT（12）とPT（19）との出力
電圧から同期投入の条件を確認した後、負荷モード切換
用遮断器（16）を投入して系統連系モードに移行する。
これに伴って、直交変換装置（２）は出力電圧一定制御
から再び出力容量制御にその制御方式を変更する。
する場合は、従来と同様にPT（12）とPT（19）との出力
電圧から同期投入の条件を確認した後、負荷モード切換
用遮断器（16）を投入して系統連系モードに移行する。
これに伴って、直交変換装置（２）は出力電圧一定制御
から再び出力容量制御にその制御方式を変更する。
なお、上記実施例では直流発電装置が燃料電池の場合
について説明したが、太陽電池等直流出力を発生する他
の種類のものであってもよい。
について説明したが、太陽電池等直流出力を発生する他
の種類のものであってもよい。
以上のように、この発明では、系統連系モードにおけ
る出力容量制御の目標値をその指令値から所内単独負荷
の負荷量に置換え、これが一致した時点で交流系統を開
離して所内単独負荷モードに移行するようにしたので、
発電システムの出力を停止することなく系統連系モード
から所内単独負荷モードへの移行が可能となり、この結
果、モード切換時間が大幅に短縮されるとともに所内単
独負荷の常時稼働が可能となる。
る出力容量制御の目標値をその指令値から所内単独負荷
の負荷量に置換え、これが一致した時点で交流系統を開
離して所内単独負荷モードに移行するようにしたので、
発電システムの出力を停止することなく系統連系モード
から所内単独負荷モードへの移行が可能となり、この結
果、モード切換時間が大幅に短縮されるとともに所内単
独負荷の常時稼働が可能となる。
更に、所定の第１および第２の開閉器を設け、両開閉
器の接続点に補機動力負荷と所内単独負荷とを接続して
所定のシーケンスでシステムを起動させるようにしたも
のでは、所内単独負荷モード運転時、補起動内負荷は直
交変換装置から給電を受けるので、交流系統が停電にな
っても発電システムは支障なく運転を継続することがで
き、交流系統に依存しない独立した単独電源として機能
する。
器の接続点に補機動力負荷と所内単独負荷とを接続して
所定のシーケンスでシステムを起動させるようにしたも
のでは、所内単独負荷モード運転時、補起動内負荷は直
交変換装置から給電を受けるので、交流系統が停電にな
っても発電システムは支障なく運転を継続することがで
き、交流系統に依存しない独立した単独電源として機能
する。
第１図はこの発明の一実施例による燃料電池発電システ
ムを示すブロック回路図、第２図は従来のものを示すブ
ロック回路図である。 図において、（１）は直流発電装置としての燃料電池、
（２）は直交変換装置、（４）は交流系統、（５）は第
１の開閉器としての同期遮断器、（６）は所内単独負
荷、（８）は補機動力負荷、（16）は第２の開閉器とし
ての負荷モード切換用遮断器である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
ムを示すブロック回路図、第２図は従来のものを示すブ
ロック回路図である。 図において、（１）は直流発電装置としての燃料電池、
（２）は直交変換装置、（４）は交流系統、（５）は第
１の開閉器としての同期遮断器、（６）は所内単独負
荷、（８）は補機動力負荷、（16）は第２の開閉器とし
ての負荷モード切換用遮断器である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】直流発電装置と、この直流発電装置の出力
を交流出力に変換する直交変換装置と、この直交変換装
置と発電所の所内単独負荷および交流系統との間の接続
の開閉を行う開閉装置とを備え、系統連系モードでは上
記所内単独負荷と交流系統とを直交変換装置に接続して
上記直交変換装置の出力容量をその指令値を目標値とし
て制御する出力容量制御を行い、所内単独負荷モードで
は上記交流系統を開離し上記所内単独負荷を直交変換装
置に接続して上記直交変換装置の出力電圧を所定の設定
値に保つ出力電圧一定制御を行うようにしたものにおい
て、 上記出力容量制御の目標値を上記指令値から上記所内単
独負荷の負荷量に置換え、これが一致した時点で上記交
流系統を開離することにより、上記系統連系モードから
所内単独負荷モードへ連続的に移行させるようにしたこ
とを特徴とする発電システムの制御方法。 - 【請求項２】開閉装置を、直交変換装置に一端が接続さ
れた第１の開閉器とこの第１の開閉器の他端と交流系統
との間に接続された第２の開閉器とで構成し、上記両開
閉器を相互に接続する部分に補機動力負荷と所内単独負
荷とを接続し、上記第１の開閉器を開、上記第２の開閉
器を閉としてシステムを起動するようにしたことを特徴
とする請求項１記載の発電システムの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281253A JP2623867B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 発電システムの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281253A JP2623867B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 発電システムの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03142512A JPH03142512A (ja) | 1991-06-18 |
| JP2623867B2 true JP2623867B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=17636495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1281253A Expired - Lifetime JP2623867B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 発電システムの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2623867B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07336894A (ja) * | 1994-06-02 | 1995-12-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 無停電電源装置 |
| JP3609509B2 (ja) * | 1995-11-27 | 2005-01-12 | 三洋電機株式会社 | 太陽光発電装置 |
| JP3839643B2 (ja) * | 2000-07-10 | 2006-11-01 | 三菱電機株式会社 | 無瞬断自立移行発電システム |
| US6465910B2 (en) * | 2001-02-13 | 2002-10-15 | Utc Fuel Cells, Llc | System for providing assured power to a critical load |
| US6757590B2 (en) * | 2001-03-15 | 2004-06-29 | Utc Fuel Cells, Llc | Control of multiple fuel cell power plants at a site to provide a distributed resource in a utility grid |
| JP2006101634A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 分散型電源装置 |
| JP2011139594A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Fuji Electric Co Ltd | 系統連系システム |
| JP6844618B2 (ja) * | 2016-05-18 | 2021-04-07 | 株式会社村田製作所 | 電力供給装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61173636A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-08-05 | 三菱電機株式会社 | 電源装置 |
-
1989
- 1989-10-27 JP JP1281253A patent/JP2623867B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03142512A (ja) | 1991-06-18 |
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