JP3100768B2 - Distributed fuel cell power plant and operation control method thereof - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は例えば電気事業用等に
好ましく用いることができる分散配置型燃料電池発電所
およびその運転制御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distributed arrangement type fuel cell power plant which can be preferably used for, for example, an electric utility and a method of controlling the operation thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、リン酸型燃料電池の開発は数百K
W級迄の需要家隣接設置の業務用オンサイト型と、5M
W〜10MW級の都市近郊設置の電気事業用分散配置型
の両者の開発が推進されている。このような状況におい
て、分散配置型発電所の単機容量構成については、例え
ば「富士時報」、第63巻第11号(1990年、富士電
機(株)内「富士時報」編集部発行)の720頁、745
頁、776頁に記載されている様に、5MW程度以上の
モジュールとすることが通常の考え方であった。また、
「リン酸燃料電池発電技術の将来展望」第2報(付属資料
編)(昭和61年1月通商産業省工業技術院発行)の3−
7頁にも単機容量が6.7MW程度で計画されているこ
とが記載されている。2. Description of the Related Art At present, the development of phosphoric acid type fuel cells is several hundred K.
Commercial on-site type installed adjacent to customers up to W class, 5M
The development of both W-10MW class suburban distributed installation type electric utilities is being promoted. In such a situation, the single-unit capacity configuration of the distributed power plant is described in, for example, “FUJI SIGNAL”, Vol. 63, No. 11 (1990, published by “Fuji SIGNAL” editorial department of Fuji Electric Co., Ltd.). P. 745
As described on page 776, the usual idea was to make the module a module of about 5 MW or more. Also,
“Future Prospects of Phosphoric Acid Fuel Cell Power Generation Technology”, 2nd Report (Appendix) (published by the Ministry of International Trade and Industry in January 1986)
Page 7 also states that the capacity of a single unit is planned to be about 6.7 MW.
【0003】例えば図8、図9および図10は前記「リ
ン酸燃料電池発電技術の将来展望」3−22〜3−24
頁の中に示された20MW級分散配置型発電所の1階、
2階平面図および立面図であり、図において1は発電単
位となる6MWの燃料電池発電モジュールであり、2は
燃料電池スタック、3は改質器、4は電池冷却水および
原料スチームの気水分離用の水蒸気分離器、5は電池出
力の直流を交流に変換する直交変換装置、6は原料スチ
ーム用の補給水の精製を行う水処理装置、7は冷却塔で
ある。For example, FIGS. 8, 9 and 10 show the aforementioned “Prospects for Power Generation Technology for Phosphoric Acid Fuel Cells” 3-22 to 3-24.
The first floor of the 20MW class distributed power plant shown in the page,
FIG. 2 is a plan view and an elevation view of the second floor, in which 1 is a 6 MW fuel cell power generation module which is a unit of power generation, 2 is a fuel cell stack, 3 is a reformer, 4 is the gas of battery cooling water and raw material steam. A steam separator for water separation, 5 is an orthogonal converter for converting DC from battery output to AC, 6 is a water treatment device for purifying make-up water for raw material steam, and 7 is a cooling tower.
【0004】次に動作について説明する。図8から図1
0において、改質器3に原燃料の天然ガスと水蒸気分離
器4で発生したスチームを混合投入して改質器3にて発
生した水素リッチガスを燃料電池スタック2に導き、燃
料電池スタック2にて発生した直流出力を直交変換装置
5にて交流出力に変換して電力系統(図示省略)に電力を
送電する。ここで送電単位は6MWのモジュール1毎で
あり、定期点検や故障時にブラント停止させる必要が生
じた時も6MWモジュール1単位で停止させることにな
る。Next, the operation will be described. 8 to 1
At 0, the natural gas of the raw fuel and the steam generated by the steam separator 4 are mixed and charged into the reformer 3, and the hydrogen-rich gas generated by the reformer 3 is guided to the fuel cell stack 2, and is fed to the fuel cell stack 2. The generated DC output is converted into an AC output by the orthogonal transformer 5 and the power is transmitted to a power system (not shown). Here, the power transmission unit is for each 6 MW module 1, and when it is necessary to stop the blunt at the time of periodic inspection or failure, the unit is stopped for each 6 MW module.
【0005】また燃料電池スタック2は発電時に冷却す
る必要があり、その為の電池冷却水を水蒸気分離器4の
液相部分より燃料電池スタック2に導いている。上記の
原料スチームは発電とともに消費されるので補給水が必
要となり、補給水精製の為の設備が水処理装置6であ
る。またプラント起動時のプラント内昇温媒体及びプラ
ント停止時のプラント内パージに窒素を用いるので、窒
素供給設備(図示省略)が必要となる。これら補給水と窒
素は全6MWモジュール1に共通に必要なユーティリテ
ィーであるので、水処理装置6と窒素供給設備は全6M
Wモジュール1分の容量を備えた共通設備としている。
6MWの容量を賄う各コンポーネント機器の大きさは、
かなり大きな寸法となり、自ずと機器配置が制限され、
例えば図9、図10の様な機器配置となり、6MWモジ
ュール分に対応する敷地寸法は28m/3×42m(39
2平方メートル)、建屋高さ約15mが必要となる。The fuel cell stack 2 needs to be cooled at the time of power generation, and cell cooling water for that purpose is guided to the fuel cell stack 2 from the liquid phase portion of the steam separator 4. Since the above-mentioned raw material steam is consumed together with power generation, make-up water is required, and a facility for purifying make-up water is a water treatment device 6. Further, since nitrogen is used for the heating medium in the plant when the plant is started and the purge in the plant when the plant is stopped, a nitrogen supply facility (not shown) is required. Since these make-up water and nitrogen are utilities that are required in common for all 6 MW modules 1, the water treatment device 6 and the nitrogen supply equipment are 6 M in total.
It is a common facility with a capacity of one W module.
The size of each component device that covers the capacity of 6 MW,
It becomes a quite large size, the equipment arrangement is naturally limited,
For example, the equipment layout is as shown in FIGS. 9 and 10, and the site size corresponding to the 6 MW module is 28 m / 3 × 42 m (39
2m2) and the height of the building is about 15m.
【0006】次に5MW級モジュール1の発電効率の出
力に対する特性曲線の一例を図11に示す。発電効率3
6%以上の高効率となる出力領域は60%負荷以上の場
合であり、それ以下の低負荷帯では著しく発電効率が低
下する。5MW級モジュール単位で送電しているので運
転方法の工夫による発電効率の改善は見込めず、図11
の特性曲線で一義的に発電効率は決まってしまう。Next, an example of a characteristic curve with respect to the output of the power generation efficiency of the 5 MW class module 1 is shown in FIG. Power generation efficiency 3
The output region where the efficiency is higher than 6% is the case where the load is 60% or higher, and the power generation efficiency is significantly reduced in a low load zone lower than 60%. Since power is transmitted in units of 5 MW class modules, improvement in power generation efficiency cannot be expected due to devised operation methods.
The power generation efficiency is uniquely determined by the characteristic curve.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の分散配置型燃料
電池発電所は以上のように、単機容量が5MW級程度以
上のモジュールとなっているので、各コンポーネント機
器も大容量となり、プラント建設上、配置が一義的に決
まってしまい、敷地形状に自由度がなかった。またプラ
ントの定期点検、故障の際にも5MW級単位で停止せね
ばならず、発電所としての出力低下が大きく信頼性に問
題があった。更に、5MW級モジュール単位で評価する
と低負荷帯での発電効率はモジュール自身の特性で決ま
る低い効率となり、運転方法による改善の余地はなかっ
た。As described above, the conventional distributed-type fuel cell power plant is a module having a single unit capacity of about 5 MW class or more. However, the layout was decided uniquely, and there was no flexibility in the site shape. In addition, the plant must be stopped in units of 5 MW even in the case of periodic inspections and failures, resulting in a large decrease in output as a power plant and a problem in reliability. Furthermore, when evaluated in units of 5 MW class modules, the power generation efficiency in the low load zone was low, determined by the characteristics of the module itself, and there was no room for improvement by the operation method.
【0008】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、プラントの敷地形状が自由に
選択できるとともに、プラントの定期点検や故障時に出
力低下の少ない信頼性の高い分散配置型燃料電池発電所
を得ることを目的とする。また、この発電所に適した部
分負荷高効率の運転制御方法を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and the layout of a plant can be freely selected. The purpose is to obtain a portable fuel cell power plant. It is another object of the present invention to provide a partial load high efficiency operation control method suitable for this power plant.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る分散配置型燃料電池発電所は、発電に必要な全てのコ
ンポーネント機器を収納したパッケージ構造である小電
力燃料電池発電ユニットの複数台を、一階には小電力燃
料電池発電ユニット共通のユーティリティー関係の共通
設備を配した階層構造をもつ建屋に立体的に配置してな
るものである。この発明の請求項2に係る分散配置型燃
料電池発電所の運転制御方法は、電力負荷に応じて、運
転する小電力燃料電池発電ユニットの台数を予め設定し
ておき、運転する小電力燃料電池発電ユニットを、発電
効率の高い負荷率で運転するように制御するものであ
る。この発明の請求項2に係る分散配置型燃料電池発電
所の運転制御方法は、小電力燃料電池発電ユニットを複
数台ずつグループ化し、電力負荷に応じて、運転する小
電力燃料電池発電ユニットのグループの数を予め設定し
ておき、運転する各小電力燃料電池発電ユニットを、同
一の負荷率で運転するように制御するものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a distributed fuel cell power plant comprising a plurality of small power fuel cell power generation units having a package structure accommodating all component devices required for power generation. On the first floor
Of utilities related to fuel cell power generation units
It is three-dimensionally arranged in a building with a hierarchical structure in which facilities are arranged . According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for controlling operation of a distributed arrangement type fuel cell power plant, wherein the number of low power fuel cell power generation units to be operated is set in advance in accordance with an electric power load, and The power generation unit is controlled so as to operate at a load factor with high power generation efficiency. According to a second aspect of the present invention, there is provided an operation control method for a distributed fuel cell power plant, wherein a plurality of low power fuel cell power generation units are grouped into groups, and the group of the low power fuel cell power generation units to be operated according to an electric power load. Are set in advance, and each of the low-power fuel cell power generation units to be operated is controlled to operate at the same load factor.
【0010】[0010]
【作用】この発明における小電力燃料電池発電ユニット
は、立体的に配置されていることにより、必要とする敷
地面積を減少させ、敷地形状の選択においても任意度を
増加させる。また、この発明の運転制御方法は各ユニッ
ト単位毎に、或いは他の発明における運転制御方法にお
いては各ユニットグループ毎に、起動、停止の運用を行
うことにより、低負荷時におけるプラント全体としの発
電効率を高めている。The low power fuel cell power generation units according to the present invention are three-dimensionally arranged, so that the required area of the site is reduced, and the degree of arbitrariness is increased even when selecting the site shape. Further, the operation control method of the present invention performs start and stop operations for each unit unit or for each unit group in the operation control method according to another invention, thereby generating power for the entire plant at a low load. Improving efficiency.
【0011】[0011]
【実施例】実施例1. 図1は本発明の一実施例による5MW級の分散配置型燃
料電池発電所を示す立面図である。図において、11は
小電力燃料電池発電ユニットとしての200kW級オン
サイト型燃料電池発電ユニット(以下、単に200kW
ユニットという)であり、図8に示す6MW燃料電池発
電モジュールに対応する発電に必要な全てのコンポーネ
ント機器を収納したパッケージ構造のユニットである。
12は200kWユニット11を階層的に配置する為の
建屋であり、2〜5階にこの200kWユニット11を
配列し、1階に窒素供給設備、および水処理装置6等に
相当する全ユニット共通のユーティリティー関係の共通
設備を配している(詳細は図示省略)。図2は本実施例
1の発電所の5階部分の平面図であり、200kWユニ
ット11を6台配置している。[Embodiment 1] FIG. 1 is an elevation view showing a 5MW-class distributed fuel cell power plant according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes a 200 kW class on-site fuel cell power generation unit (hereinafter simply referred to as 200 kW) as a low power fuel cell power generation unit.
This is a unit having a package structure in which all component devices necessary for power generation corresponding to the 6 MW fuel cell power generation module shown in FIG. 8 are stored.
Reference numeral 12 denotes a building for arranging the 200 kW units 11 in a hierarchical manner. The 200 kW units 11 are arranged on the second to fifth floors, and the first floor is common to all units corresponding to the nitrogen supply equipment, the water treatment device 6, and the like. Utility-related common facilities are provided (details not shown). FIG. 2 is a plan view of the fifth floor portion of the power plant according to the first embodiment, in which six 200 kW units 11 are arranged.
【0012】なお、13は集合配管塔、14は冷却塔、
15は分電盤、16はエレベータ塔、17は機械室、1
8はクレーン、19は都市ガス管、20は給水管、21
は蒸気管、22は排気管、23はドレン管、24は電線
管、25は温水管、26は窒素供給管、27は配管・配
線ルートである。In addition, 13 is a collective piping tower, 14 is a cooling tower,
15 is a distribution board, 16 is an elevator tower, 17 is a machine room, 1
8 is a crane, 19 is a city gas pipe, 20 is a water supply pipe, 21
Is a steam pipe, 22 is an exhaust pipe, 23 is a drain pipe, 24 is a conduit pipe, 25 is a hot water pipe, 26 is a nitrogen supply pipe, and 27 is a piping / wiring route.
【0013】次に動作について説明する。図1、図2に
示すように、この実施例ではオンサイト型燃料電池発電
装置として用いられる小電力の200KWユニット11
が建屋12の2〜5階に立体的に配置され、その集合体
により5MW級発電所が構成されている。この場合、送
電単位は200KWユニット11毎であり、この200
KWユニット11を単独で、もしくは自由にグループ化
して平面的にも、立体的にも自由に配置することが出来
る。なお、この実施例の場合、所要敷地寸法は約32m
×13m(420平方メートル)であり、図9の場合とほ
ぼ同等である。更に、敷地面積が狭い等の制約条件があ
る場合は、1フロアー当たりに配置する200KWユニ
ット数を削減し、建屋階層を高くすれば敷地条件に応じ
て発電所を建設することができるので、自由度が高い。
また敷地形状が任意に選択できる。Next, the operation will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, a low power 200 KW unit 11 used as an on-site fuel cell power generator
Are three-dimensionally arranged on the second to fifth floors of the building 12, and the assembly forms a 5 MW class power plant. In this case, the power transmission unit is every 200 KW unit 11, and this 200
The KW units 11 can be arranged alone or freely in groups, and can be freely arranged in a two-dimensional or three-dimensional manner. In this case, the required site size is about 32m
× 13 m (420 square meters), which is almost equivalent to the case of FIG. Furthermore, if there are constraints such as a small site area, the number of 200 KW units to be arranged per floor can be reduced, and if the building level is raised, a power plant can be constructed according to the site conditions. High degree.
The site shape can be arbitrarily selected.
【0014】また前記の様に送電単位が200KWユニ
ット11毎であるので、定期点検や故障時にも200K
Wユニット11単位で停止させれば良く、プラント全体
としての出力低下が少なく、信頼性の高い発電所とする
ことが出来る。更に、オンサイト型ユニットを利用する
ことにより、実用機ベースの分散配置型発電所ではオン
サイト型ユニット数量が多数となることからコスト低減
効果が期待できる。Since the power transmission unit is 200 KW unit 11 as described above, 200 KW unit 11
It is only necessary to stop the power supply in units of the W unit 11, so that the power output of the whole plant is small and a highly reliable power plant can be obtained. Further, by using the on-site type unit, the cost reduction effect can be expected because the number of on-site type units becomes large in the distributed power plant based on practical equipment.
【0015】なお、上記実施例では小電力燃料電池発電
ユニット11として、出力200KWのオンサイト用燃
料電池発電ユニットを用いたが、これに限定されるもの
ではなく、例えば500KW程度までの出力を有する発
電ユニットでも同様の効果が期待できる。In the above-described embodiment, the on-site fuel cell power generation unit having an output of 200 KW is used as the low power fuel cell power generation unit 11. However, the present invention is not limited to this, and has an output of, for example, about 500 KW. Similar effects can be expected with a power generation unit.
【0016】次に上記のよに構成された一実施例による
発電所の運転制御方法について説明する。図3は図1に
示す実施例における200KWユニット11の発電効率
特性であり、図10の5MW級モジユールの発電効率特
性と同様、60%負荷以下の低負荷帯では発電効率は3
6%以下となり、負荷が小さくなるに従い発電効率が著
しく低下する。Next, an operation control method of the power plant according to the embodiment configured as described above will be described. FIG. 3 shows the power generation efficiency characteristics of the 200 kW unit 11 in the embodiment shown in FIG. 1. As in the case of the power generation efficiency characteristics of the 5 MW class module shown in FIG.
The power generation efficiency is significantly reduced as the load becomes smaller.
【0017】プラント全体の運転制御方法の一例とし
て、プラント出力に対応して全数の200KWユニット
を仮に同一の出力とする様な運転制御方法を図4に示
す。図4ではプラント出力に対応して、全200KWユ
ニット25台とも同一条件にて負荷率を直線状に比例さ
せた運転制御方法であるから、運転制御曲線31に示す
通りとなっている。この運転制御曲線31では、全20
0KWユニットを使用してプラント出力を構成するの
で、図4のハッチングAで示す線で判る様にどのプラン
ト出力領域でも、負荷増加時には、プラント定格の5M
W出力まで出力増加することが可能であり、負荷変化に
強い柔軟性のある運転方法であるが、プラント全体の発
電効率は200KW基本ユニット自体の発電効率と全く
同一となり低負荷帯で低発電効率であることは、従来の
6MWモジユールの発電効率特性の図11と同様であ
る。FIG. 4 shows an example of an operation control method for the entire plant, in which all the 200 KW units are temporarily set to the same output in accordance with the plant output. In FIG. 4, the operation control method is such that the load factor is linearly proportional to the plant output in all the 25 units under the same conditions in accordance with the output of the plant. In this operation control curve 31, all 20
Since the plant output is configured using the 0 KW unit, as can be seen from the line indicated by hatching A in FIG.
It is possible to increase the output up to the W output, and it is a flexible operation method that is strong against load changes. However, the power generation efficiency of the entire plant is exactly the same as the power generation efficiency of the 200 kW basic unit itself, and low power generation efficiency in the low load zone Is the same as FIG. 11 showing the power generation efficiency characteristics of the conventional 6 MW module.
【0018】実施例2.図5は本発明の運転制御方法の
一実施例を説明する図である。図5ではプラント出力に
対応して、運用する200KWユニッの台数を細かく設
定しておき、運用する200KWユニットは全て発電効
率の高い75%以上の負荷率で運転する様にした(但
し、500KW以下の低負荷帯は除く)運転制御方法を
行っており、この場合の運転制御曲線は32に示す通り
となっている。この運転制御曲線32の方法では、運用
中の200KWユニットは75%以上の負荷率となって
いる為、プラント全体の発電効率曲線も500KW以下
の超低負荷帯以外は全プラント出力領域にわたり36%
以上の高い発電効率を得ることができる。Embodiment 2 FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of the operation control method of the present invention. In FIG. 5, the number of 200 KW units to be operated is set finely in accordance with the plant output, and all the operated 200 KW units are operated at a load factor of 75% or more with high power generation efficiency (but 500 KW or less) The operation control method in this case is as shown in 32. In the method of the operation control curve 32, since the load factor of the operating 200 KW unit is 75% or more, the power generation efficiency curve of the whole plant is 36% over the entire plant output region except for the ultra-low load zone of 500 KW or less.
The above high power generation efficiency can be obtained.
【0019】なお、ハッチングBで示す線から判る様
に、プラント出力対応で細かく200KWユニット運用
台数を設定しているので、運転中のユニットだけで負荷
増加に対応できる量には上限があり、負荷変化可能領域
を超えた負荷増加に瞬時に対応するのは困難である。即
ち大きな負荷増加に対しては運用ユニット数を増加させ
ねばならず、ユニット起動には起動時間が3時間程度か
かることから、瞬時負荷増加には対応が困難である。従
ってこの運転制御方法32は、プラント出力が計画的に
プログラムできる発電所に最適といえる。As can be seen from the line shown by hatching B, since the number of 200 KW units to be operated is set in detail for the plant output, there is an upper limit to the amount that can be increased by the operating unit alone. It is difficult to respond instantaneously to a load increase beyond the changeable region. That is, it is necessary to increase the number of operating units for a large load increase, and it takes three hours to start the units. Therefore, it is difficult to cope with an instantaneous load increase. Therefore, this operation control method 32 can be said to be optimal for a power plant in which the plant output can be programmed in a planned manner.
【0020】実施例3. 次に、本発明に係る他の運転制御方法の一実施例とし
て、200kWユニットを複数台ずつグループ化して、
プラント出力に対応して運用するグループを設定した運
転制御方法の一例を図6に示す。図6の実施例では全ユ
ニット25台を5台ずつ5グループに分割し、プラント
出力に対応して2MW迄は2グループ10台運用、2〜
2.5MW領域では4グループ20台運用、2.5〜5
MW領域では5グループ25台運用を設定しておき、運
用中のユニット間で実質的に同一の負荷率で運転する。
この実施例においては、プラント出力に対する基本ユニ
ットの負荷率は運転制御曲線33の通りとなっている。
なお、図7は上記図6に示す運転制御方法を簡単に説明
するフロー図である。Embodiment 3 FIG. Next, as another embodiment of another operation control method according to the present invention, a plurality of 200 kW units are grouped, and
FIG. 6 shows an example of an operation control method in which a group to be operated according to the plant output is set. In the embodiment of FIG. 6, all the 25 units are divided into 5 groups of 5 units, and 10 units of 2 groups are operated up to 2 MW corresponding to the plant output.
In the 2.5MW area, 4 groups operate 20 units, 2.5-5
In the MW area, the operation of 25 units in 5 groups is set, and the units in operation are operated at substantially the same load factor.
In this embodiment, the load ratio of the basic unit to the plant output is as shown in the operation control curve 33.
FIG. 7 is a flowchart for briefly explaining the operation control method shown in FIG.
【0021】この実施例の様に制御すると、プラント出
力1MW以上の領域では負荷率は50%以上となり、ほ
ぼ35.5%以上の高い発電効率を得ることができる。
なおこの場合、図5に示す実施例との相違点は同一のプ
ラント出力同志で比較すると図6の場合の方が図5の場
合より、運用ユニット数が同等数以上となっており、負
荷増加に対応できる上限値が引き上がっている。従っ
て、この運転制御方法33は、若干発電効率を犠牲にす
るが負荷変化に強い運転制御方法ということができる。When the control is performed as in this embodiment, the load factor becomes 50% or more in a region where the plant output is 1 MW or more, and a high power generation efficiency of about 35.5% or more can be obtained.
In this case, the difference from the embodiment shown in FIG. 5 is that the number of operating units in FIG. 6 is equal to or greater than that in FIG. The upper limit that can handle is raised. Therefore, the operation control method 33 can be said to be an operation control method which slightly sacrifices power generation efficiency but is resistant to load changes.
【0022】なお、本書おいて小電力燃料電池発電ユニ
ットは、特に限定されるものではないが、いわゆるオン
サイト型燃料電池発電所として用いられる例えば数KW
〜数百KW級までのものは、いずれも好ましく用いるこ
とができる。また、上記実施例においては、5MW級の
分散配置型燃料電池発電所およびその運転制御方法につ
いて説明したが、発電所の出力、発電ユニットのグルー
ピングの仕方などは実施例のものに限定されないことは
言うまでもない。In this specification, the low-power fuel cell power generation unit is not particularly limited, but is, for example, several kW used as a so-called on-site type fuel cell power plant.
Any of up to several hundred KW class can be preferably used. Further, in the above-described embodiment, the description has been given of the 5 MW class distributed fuel cell power plant and the operation control method thereof. However, the output of the power plant, the method of grouping the power generation units, and the like are not limited to those of the embodiment. Needless to say.
【0023】以上説明したように、この発明の請求項1
に係る分散配置型燃料電池発電所によれば、発電に必要
な全てのコンポーネント機器を収納したパッケージ構造
である小電力燃料電池発電ユニットの複数台を、一階に
は小電力燃料電池発電ユニット共通のユーティリティー
関係の共通設備を配した階層構造をもつ建屋に立体的に
配置したので、敷地形状が任意に選択でき、さらに定期
点検や故障等の停止が必要な際にも、プラント出力の低
下が少なく、信頼性の高い発電所が得られる。また、こ
の発明の請求項2に係る分散配置型燃料電池発電所の運
転制御方法によれば、電力負荷に応じて、運転する小電
力燃料電池発電ユニットの台数を予め設定しておき、運
転する小電力燃料電池発電ユニットを、発電効率の高い
負荷率で運転するように制御するものであるので、プラ
ント全体として高い発電効率を得ることができる。ま
た、この発明の請求項3に係る分散配置型燃料電池発電
所の運転制御方法によれば、小電力燃料電池発電ユニッ
トを複数台ずつグループ化し、電力負荷に応じて、運転
する小電力燃料電池発電ユニットのグループの数を予め
設定しておき、運転する各小電力燃料電池発電ユニット
を、同一の負荷率で運転するように制御するものである
ので、発電効率を若干犠牲にするものの負荷変動に対し
て柔軟性良く対処することができる。As described above, claim 1 of the present invention
According to the distributed arrangement type fuel cell power plant according to the above, a plurality of small power fuel cell power generation units having a package structure containing all the component devices necessary for power generation are placed on the first floor.
Is a utility common to small power fuel cell power generation units
The three-dimensional layout of the building has a hierarchical structure with common facilities related to it, so the site shape can be selected arbitrarily, and even when periodic inspections or breakdowns need to be stopped, there is little reduction in plant output. A highly reliable power plant can be obtained. Further, according to the operation control method of the distributed fuel cell power plant according to the second aspect of the present invention, the number of low power fuel cell power generation units to be operated is set in advance according to the power load, and the operation is performed. Since the small power fuel cell power generation unit is controlled so as to operate at a high power generation efficiency load factor, high power generation efficiency can be obtained as a whole plant. Further, according to the operation control method for a distributed fuel cell power plant according to claim 3 of the present invention, a plurality of low power fuel cell power generation units are grouped together, and the small power fuel cell operated according to the power load. The number of groups of power generation units is set in advance, and each small-power fuel cell power generation unit to be operated is controlled so as to operate at the same load factor. Can be dealt with flexibly.
【図1】この発明の一実施例による分散配置型燃料電池
発電所を示す立面図である。FIG. 1 is an elevational view showing a distributed fuel cell power plant according to one embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す実施例の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the embodiment shown in FIG.
【図3】図1に示す実施例について測定された発電効率
曲線を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a power generation efficiency curve measured for the embodiment shown in FIG.
【図4】図1に示す実施例の従来方式による運転制御方
法を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation control method according to the conventional system of the embodiment shown in FIG. 1;
【図5】この発明の第2の実施例による分散配置型燃料
電池発電所の運転制御方法を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an operation control method of a distributed fuel cell power plant according to a second embodiment of the present invention.
【図6】この発明の第3の実施例による分散配置型燃料
電池発電所の運転制御方法を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an operation control method of a distributed fuel cell power plant according to a third embodiment of the present invention.
【図7】図6に示す実施例の運転制御方法の一例を示す
フロー図である。FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation control method of the embodiment shown in FIG.
【図8】従来の分散配置型発電所の全体平面図である。FIG. 8 is an overall plan view of a conventional distributed power plant.
【図9】従来の分散配置型発電所の5MWモジュール部
の平面図である。FIG. 9 is a plan view of a 5 MW module section of a conventional distributed power plant.
【図10】従来の分散配置型発電所の5MWモジュール
部の立面図である。FIG. 10 is an elevation view of a 5 MW module section of a conventional distributed power plant.
【図11】従来の分散配置型発電所の発電効率を示す特
性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram illustrating the power generation efficiency of a conventional distributed power plant.
11 小電力燃料電池発電ユニット 12 階層構造を持つ建屋 32 電力負荷に応じて各ユニット毎の運用パターンを
設定した運転制御曲線 33 電力負荷に応じてグループ化したユニット群毎の
運用パターンを設定した運転制御曲線11 Low power fuel cell power generation unit 12 Building with hierarchical structure 32 Operation control curve in which operation pattern for each unit is set according to power load 33 Operation in which operation pattern for each unit group grouped according to power load Control curve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−304581(JP,A) 特開 昭62−150664(JP,A) 特開 平3−270651(JP,A) 特開 昭61−232569(JP,A) 「富士時報」第63巻第11号(1990年 富士電機株式会社内「富士時報」編集部 発行)第719頁−第748頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/00 - 8/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-63-304581 (JP, A) JP-A-62-150664 (JP, A) JP-A-3-270651 (JP, A) JP-A 61-304 232569 (JP, A) "Fuji Jiho" Vol. 63, No. 11 (published by the editorial department of "Fuji Jiho" in Fuji Electric Co., Ltd. in 1990) pp. 719-748 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 8/00-8/24
Claims (3)
を収納したパッケージ構造である小電力燃料電池発電ユ
ニットの複数台を、一階には小電力燃料電池発電ユニッ
ト共通のユーティリティー関係の共通設備を配した階層
構造をもつ建屋に立体的に配置していることを特徴とす
る分散配置型燃料電池発電所。1. A plurality of low power fuel cell power generation units having a package structure accommodating all component devices required for power generation, and a small power fuel cell power generation unit on the first floor.
A distributed fuel cell power plant characterized by being three-dimensionally arranged in a building having a hierarchical structure in which common utilities related to common utilities are arranged .
を収納したパッケージ構造である小電力燃料電池発電ユ
ニットを複数台備えた発電所において、電力負荷に応じ
て、運転する小電力燃料電池発電ユニットの台数を予め
設定しておき、運転する小電力燃料電池発電ユニット
を、発電効率の高い負荷率で運転するように制御するこ
とを特徴とする分散配置型燃料電池発電所の運転制御方
法。2. A power plant comprising a plurality of small power fuel cell power generation units having a package structure accommodating all component devices required for power generation, and operating in accordance with a power load. An operation control method for a distributed fuel cell power plant, wherein the number is set in advance, and the operated small-power fuel cell power generation units are controlled so as to operate at a high power generation efficiency load factor.
を収納したパッケージ構造である小電力燃料電池発電ユ
ニットを複数台備えた発電所において、小電力燃料電池
発電ユニットを複数台ずつグループ化し、電力負荷に応
じて、運転する小電力燃料電池発電ユニットのグループ
の数を予め設定しておき、運転する各小電力燃料電池発
電ユニットを、同一の負荷率で運転するように制御する
ことを特徴とする分散配置型燃料電池発電所の運転制御
方法。3. A power plant having a plurality of small power fuel cell power generation units having a package structure accommodating all component devices necessary for power generation, wherein a plurality of the low power fuel cell power generation units are grouped by a plurality of power generation units. The number of groups of low power fuel cell power generation units to be operated is set in advance in accordance with the above, and each of the low power fuel cell power generation units to be operated is controlled to operate at the same load factor. An operation control method of a distributed fuel cell power plant.
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JPH03270651A (en) * | 1990-03-16 | 1991-12-02 | Toshiba Corp | Operation control system for fuel cell power plant |
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- 1992-06-26 JP JP04168684A patent/JP3100768B2/en not_active Expired - Fee Related
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「富士時報」第63巻第11号(1990年 富士電機株式会社内「富士時報」編集部発行)第719頁−第748頁 |
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JPH0613102A (en) | 1994-01-21 |
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