JP3387248B2 - 燃料電池発電装置 - Google Patents
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃料電池の発電電力
をインバータで交流電力に変換し，連系スイッチを介し
て交流電力系統との間で電力の授受を行う燃料電池発電
装置、ことに交流電力系統に異常が発生したとき連系ス
イッチを遮断し，かつインバータを一時停止するリトラ
イモード運転を行う燃料電池発電装置に関する。
をインバータで交流電力に変換し，連系スイッチを介し
て交流電力系統との間で電力の授受を行う燃料電池発電
装置、ことに交流電力系統に異常が発生したとき連系ス
イッチを遮断し，かつインバータを一時停止するリトラ
イモード運転を行う燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の燃料電池発電装置の電気系
統を簡略化して示す系統図であり、単位セルの積層体か
らなる燃料電池１の発電電力はインバータ２で交流電力
に変換され、連系スイッチ３を介して接続された交流電
力系統４との間で電力の授受が行われる。上記主電気系
統の交流側にはそれぞれ系統スイッチ５Ｓ，６Ｓ，およ
び７Ｓを介して接続された複数の補機系統５，６，およ
び負荷抵抗器系統７が設けられる。また、これら連系ス
イッチ３および各系統スイッチ５Ｓ，６Ｓ，および７Ｓ
の開閉制御は、全体を連携制御する制御系統１０が検出
部１１からの検出信号１１Ｃを受けて発する制御信号１
２Ｃ，１３Ｃ，１５Ｃ，１６Ｃ，１７Ｃなどにより協調
制御され、燃料電池１の発電電力，インバータ２の出力
電力と交流電力系統４が要求する電力との平衡が保持さ
れる。
統を簡略化して示す系統図であり、単位セルの積層体か
らなる燃料電池１の発電電力はインバータ２で交流電力
に変換され、連系スイッチ３を介して接続された交流電
力系統４との間で電力の授受が行われる。上記主電気系
統の交流側にはそれぞれ系統スイッチ５Ｓ，６Ｓ，およ
び７Ｓを介して接続された複数の補機系統５，６，およ
び負荷抵抗器系統７が設けられる。また、これら連系ス
イッチ３および各系統スイッチ５Ｓ，６Ｓ，および７Ｓ
の開閉制御は、全体を連携制御する制御系統１０が検出
部１１からの検出信号１１Ｃを受けて発する制御信号１
２Ｃ，１３Ｃ，１５Ｃ，１６Ｃ，１７Ｃなどにより協調
制御され、燃料電池１の発電電力，インバータ２の出力
電力と交流電力系統４が要求する電力との平衡が保持さ
れる。
【０００３】ここで、出力電流の増加に逆比例して出力
電圧が低下する垂下特性を有する燃料電池において、交
流電力系統４に供給する電力が一定レベル以下に低下す
ると各単位セルの発電電圧が上昇し、電極触媒の劣化を
招くという問題がある。そこで、これらの交流電力系統
４への供給電力が一定レベル以下に下がると制御系統が
制御信号１７Ｃにより負荷抵抗器系統７の系統スイッチ
７Ｓを切り入れして模擬負荷運転を行い、燃料電池１の
出力電力が上記一定レベル以下に低下することを防ぐよ
う構成される。
電圧が低下する垂下特性を有する燃料電池において、交
流電力系統４に供給する電力が一定レベル以下に低下す
ると各単位セルの発電電圧が上昇し、電極触媒の劣化を
招くという問題がある。そこで、これらの交流電力系統
４への供給電力が一定レベル以下に下がると制御系統が
制御信号１７Ｃにより負荷抵抗器系統７の系統スイッチ
７Ｓを切り入れして模擬負荷運転を行い、燃料電池１の
出力電力が上記一定レベル以下に低下することを防ぐよ
う構成される。
【０００４】そして、このような燃料電池発電装置が運
転中、交流電力系統４で何らかの異常，例えば過電流，
過電圧，不足電圧，周波数異常などが発生すると、これ
を検出部１１により検出信号１１Ｃとして検出した制御
系統１０が、連携スイッチ３に向けて遮断信号１３Ｃを
出力するとともに、インバータ２に向けて一時停止を指
令する信号１２Ｃを出力するので、燃料電池発電装置は
リトライモード運転に移行し、インバータ２の一時停止
が解除されるまでの間インバータ２の交流側が無電圧状
態に保持され、交流電力系統４で発生した異常事態が燃
料電池発電装置に波及することを防止するよう構成され
る。
転中、交流電力系統４で何らかの異常，例えば過電流，
過電圧，不足電圧，周波数異常などが発生すると、これ
を検出部１１により検出信号１１Ｃとして検出した制御
系統１０が、連携スイッチ３に向けて遮断信号１３Ｃを
出力するとともに、インバータ２に向けて一時停止を指
令する信号１２Ｃを出力するので、燃料電池発電装置は
リトライモード運転に移行し、インバータ２の一時停止
が解除されるまでの間インバータ２の交流側が無電圧状
態に保持され、交流電力系統４で発生した異常事態が燃
料電池発電装置に波及することを防止するよう構成され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】リトライモード運転を
行う従来の燃料電池発電装置において、燃料電池１の出
力が大きく，したがって負荷抵抗器系統７の系統スイッ
チ７Ｓが開いた状態で交流電力系統４に異常が発生した
と仮定する。このとき、補機系統５，６は系統スイッチ
５Ｓ，６Ｓが閉じた状態で連系スイッチ３の遮断，およ
びインバータ２の一時停止が同時に行われることにな
る。ところが、補機系統５中に含まれるモータはその回
転運動を直ちに停止できないため、モータの巻線に自己
励磁現象による過電圧が発生し、この過電圧がモータに
並列接続された他の補機に印加されることになり、弱点
理論に基づいて耐電圧性能が低い補機の絶縁が過電圧に
脅かされるという問題が発生する。
行う従来の燃料電池発電装置において、燃料電池１の出
力が大きく，したがって負荷抵抗器系統７の系統スイッ
チ７Ｓが開いた状態で交流電力系統４に異常が発生した
と仮定する。このとき、補機系統５，６は系統スイッチ
５Ｓ，６Ｓが閉じた状態で連系スイッチ３の遮断，およ
びインバータ２の一時停止が同時に行われることにな
る。ところが、補機系統５中に含まれるモータはその回
転運動を直ちに停止できないため、モータの巻線に自己
励磁現象による過電圧が発生し、この過電圧がモータに
並列接続された他の補機に印加されることになり、弱点
理論に基づいて耐電圧性能が低い補機の絶縁が過電圧に
脅かされるという問題が発生する。
【０００６】この発明の目的は、モータの自己励磁現象
による過電圧を抑制できるリトライモード制御回路部を
備えた燃料電池発電装置を提供することにある。
による過電圧を抑制できるリトライモード制御回路部を
備えた燃料電池発電装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、この発明の燃料電池発電装置は、燃料電池の発電
電力をインバータで交流電力に変換し，連系スイッチを
介して交流電力系統との間で電力の授受を行う主電気系
統と、全体を連携制御する制御系統とを備え、前記交流
電力系統に異常が発生したとき、これを検出器により検
出した前記制御系統が前記連系スイッチの遮断，および
前記インバータの一時停止を指令するリトライモード運
転を行う燃料電池発電装置において、モータを含む補機
系統が含まれてなる複数の補機系統が補機系統スイッチ
を介して前記主電気系統の交流側に接続されるととも
に、負荷抵抗器系統が負荷抵抗器系統スイッチを介して
前記主電気系統の交流側に接続され、前記制御系統が、
前記連系スイッチの遮断と同時に前記負荷抵抗器系統ス
イッチの強制投入を指令する負荷抵抗器系統制御部と、
前記連系スイッチの遮断より一定時間遅れて前記インバ
ータの一時停止を指令するインバータ一時停止制御部と
からなるリトライモード制御回路部を備える。
めに、この発明の燃料電池発電装置は、燃料電池の発電
電力をインバータで交流電力に変換し，連系スイッチを
介して交流電力系統との間で電力の授受を行う主電気系
統と、全体を連携制御する制御系統とを備え、前記交流
電力系統に異常が発生したとき、これを検出器により検
出した前記制御系統が前記連系スイッチの遮断，および
前記インバータの一時停止を指令するリトライモード運
転を行う燃料電池発電装置において、モータを含む補機
系統が含まれてなる複数の補機系統が補機系統スイッチ
を介して前記主電気系統の交流側に接続されるととも
に、負荷抵抗器系統が負荷抵抗器系統スイッチを介して
前記主電気系統の交流側に接続され、前記制御系統が、
前記連系スイッチの遮断と同時に前記負荷抵抗器系統ス
イッチの強制投入を指令する負荷抵抗器系統制御部と、
前記連系スイッチの遮断より一定時間遅れて前記インバ
ータの一時停止を指令するインバータ一時停止制御部と
からなるリトライモード制御回路部を備える。
【０００８】ここで、リトライモード制御回路部は、連
系スイッチの遮断を検知してオンとなり負荷抵抗器系統
スイッチに向けて投入指令を発するスイッチング回路か
らなる負荷抵抗器系統制御部と、前記投入指令により動
作を開始して一定時間遅れたオン指令を発するタイマー
回路，および前記オン信号により動作してインバータに
向けて一時停止指令を発するスイッチング回路からなる
インバータ一時停止制御部とを備える。
系スイッチの遮断を検知してオンとなり負荷抵抗器系統
スイッチに向けて投入指令を発するスイッチング回路か
らなる負荷抵抗器系統制御部と、前記投入指令により動
作を開始して一定時間遅れたオン指令を発するタイマー
回路，および前記オン信号により動作してインバータに
向けて一時停止指令を発するスイッチング回路からなる
インバータ一時停止制御部とを備える。
【０００９】そして、負荷抵抗器系統制御部が、連系ス
イッチの遮断に連動してオンとなる連系スイッチの補助
接点と、この補助接点に駆動コイルが直列接続された負
荷抵抗器系統スイッチとからなるものとする。また、リ
トライモード制御回路部は、検出部からの異常検知信号
がその設定レベルを越えたときオン信号を発するコンパ
レータ回路，およびこのコンパレータ回路の出力オン信
号によりオンとなり負荷抵抗器系統スイッチに向けて投
入指令を発するスイッチング回路からなる負荷抵抗器系
統制御部と、前記投入指令により動作を開始して一定時
間遅れたオン指令を発するタイマー回路，および前記オ
ン信号により動作してインバータに向けて一時停止指令
を発するスイッチング回路からなるインバータ一時停止
制御部とを備える。
イッチの遮断に連動してオンとなる連系スイッチの補助
接点と、この補助接点に駆動コイルが直列接続された負
荷抵抗器系統スイッチとからなるものとする。また、リ
トライモード制御回路部は、検出部からの異常検知信号
がその設定レベルを越えたときオン信号を発するコンパ
レータ回路，およびこのコンパレータ回路の出力オン信
号によりオンとなり負荷抵抗器系統スイッチに向けて投
入指令を発するスイッチング回路からなる負荷抵抗器系
統制御部と、前記投入指令により動作を開始して一定時
間遅れたオン指令を発するタイマー回路，および前記オ
ン信号により動作してインバータに向けて一時停止指令
を発するスイッチング回路からなるインバータ一時停止
制御部とを備える。
【００１０】さらに、リトライモード制御回路部は、検
出部からの異常検知信号が第１の設定レベルを越えたと
きオン信号を発する第１のコンパレータ回路，およびこ
のコンパレータ回路の出力オン信号によりオンとなり負
荷抵抗器系統スイッチに向けて投入指令を発するスイッ
チング回路からなる負荷抵抗器系統制御部と、検出部か
らの異常検知信号が第２の設定レベルを越えたときオン
信号を発する第２のコンパレータ回路，およびこのコン
パレータ回路の出力オン信号により動作してインバータ
に向けて一時停止指令を発するスイッチング回路からな
るインバータ一時停止制御部とを備える。
出部からの異常検知信号が第１の設定レベルを越えたと
きオン信号を発する第１のコンパレータ回路，およびこ
のコンパレータ回路の出力オン信号によりオンとなり負
荷抵抗器系統スイッチに向けて投入指令を発するスイッ
チング回路からなる負荷抵抗器系統制御部と、検出部か
らの異常検知信号が第２の設定レベルを越えたときオン
信号を発する第２のコンパレータ回路，およびこのコン
パレータ回路の出力オン信号により動作してインバータ
に向けて一時停止指令を発するスイッチング回路からな
るインバータ一時停止制御部とを備える。
【００１１】
【作用】この発明の燃料電池発電装置においては、交流
電力系統に異常が発生したとき、これを検出器により検
出した制御系統が連系スイッチの遮断を指令すると同時
に負荷抵抗器系統制御部が負荷抵抗器系統の系統スイッ
チの強制投入を指令し、これより一定時間遅れてリトラ
イモード制御回路部がインバータの一時停止を指令する
ので、インバータ一時停止後に補機としてのモータの自
己励磁作用に因って発生する電磁エネルギーを負荷抵抗
器に流れる電流として吸収し、過電圧を抑制する機能が
得られる。
電力系統に異常が発生したとき、これを検出器により検
出した制御系統が連系スイッチの遮断を指令すると同時
に負荷抵抗器系統制御部が負荷抵抗器系統の系統スイッ
チの強制投入を指令し、これより一定時間遅れてリトラ
イモード制御回路部がインバータの一時停止を指令する
ので、インバータ一時停止後に補機としてのモータの自
己励磁作用に因って発生する電磁エネルギーを負荷抵抗
器に流れる電流として吸収し、過電圧を抑制する機能が
得られる。
【００１２】ここで、リトライモード制御回路部におい
ては、連系スイッチの遮断を検知してオンとなり負荷抵
抗器系統スイッチに投入指令を発するスイッチング回路
として、例えば連系スイッチの遮断に連動してオンとな
る連系スイッチの補助接点を用いて負荷抵抗器系統制御
部を構成することにより、連系スイッチの遮断と同時に
負荷抵抗器をインバータの出力側に接続する機能が得ら
れる。また、投入指令により動作を開始して一定時間遅
れたオン指令を発するタイマー回路と、このオン信号に
より動作してインバータに向けて一時停止指令を発する
スイッチング回路とでインバータ一時停止制御部を構成
すれば、インバータの一時停止によって補機回路のモー
タの自己励磁現象によって発生する過電圧を負荷抵抗器
によって抑制することができる。
ては、連系スイッチの遮断を検知してオンとなり負荷抵
抗器系統スイッチに投入指令を発するスイッチング回路
として、例えば連系スイッチの遮断に連動してオンとな
る連系スイッチの補助接点を用いて負荷抵抗器系統制御
部を構成することにより、連系スイッチの遮断と同時に
負荷抵抗器をインバータの出力側に接続する機能が得ら
れる。また、投入指令により動作を開始して一定時間遅
れたオン指令を発するタイマー回路と、このオン信号に
より動作してインバータに向けて一時停止指令を発する
スイッチング回路とでインバータ一時停止制御部を構成
すれば、インバータの一時停止によって補機回路のモー
タの自己励磁現象によって発生する過電圧を負荷抵抗器
によって抑制することができる。
【００１３】また、この発明の異なるリトライモード制
御回路部においては、負荷抵抗器系統制御部のコンパレ
ータ回路で異常を検知して負荷抵抗器系統スイッチの投
入を指令すると同時に、この投入指令によりインバータ
一時停止制御部のタイマー回路を駆動し、一定時間遅れ
てスイッチング回路からインバータに一時停止指令を発
することにより、インバータの一時停止によって補機回
路のモータの自己励磁現象によって発生する過電圧を負
荷抵抗器によって抑制することができる。
御回路部においては、負荷抵抗器系統制御部のコンパレ
ータ回路で異常を検知して負荷抵抗器系統スイッチの投
入を指令すると同時に、この投入指令によりインバータ
一時停止制御部のタイマー回路を駆動し、一定時間遅れ
てスイッチング回路からインバータに一時停止指令を発
することにより、インバータの一時停止によって補機回
路のモータの自己励磁現象によって発生する過電圧を負
荷抵抗器によって抑制することができる。
【００１４】さらに、この発明の他のリトライモード制
御回路部においては、負荷抵抗器系統制御部およびイン
バータ一時停止制御部を互いにしきい値の異なるコンパ
レータ回路とスイッチング回路とで構成したことによ
り、異常検知信号が第１の設定レベルを越えると先ず負
荷抵抗系統を接続し、異常検知信号がこれより高い第２
の設定レベルに到達した時点でインバータを一時停止さ
せる操作を異常検知信号の立ち上がり時間を利用して行
えるとともに、異常検知信号が第２の設定レベルに到達
しない場合には、交流電力系統の異常が軽微であると判
断してリトライモード運転への移行を回避することも可
能になる。
御回路部においては、負荷抵抗器系統制御部およびイン
バータ一時停止制御部を互いにしきい値の異なるコンパ
レータ回路とスイッチング回路とで構成したことによ
り、異常検知信号が第１の設定レベルを越えると先ず負
荷抵抗系統を接続し、異常検知信号がこれより高い第２
の設定レベルに到達した時点でインバータを一時停止さ
せる操作を異常検知信号の立ち上がり時間を利用して行
えるとともに、異常検知信号が第２の設定レベルに到達
しない場合には、交流電力系統の異常が軽微であると判
断してリトライモード運転への移行を回避することも可
能になる。
【００１５】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施例になる燃料電池発電装置の電気
系統を有接点回路を例に簡略化して示す接続図、図２は
実施例におけるリトライモード運転状態を示すタイムチ
ャートであり、従来例と同じ参照符号を付けた部材は従
来例のそれと同じ機能をもつので、その説明を省略す
る。図において、この発明の燃料電池発電装置は、リト
ライモード制御回路部２１として連系スイッチ３の遮断
と同時に負荷抵抗器系統７の系統スイッチ７Ｓの強制投
入を指令する負荷抵抗器系統制御部２２と、連系スイッ
チ３の遮断より一定時間遅れてインバータ２の一時停止
を指令するインバータ一時停止制御部２３を備える。こ
こで、負荷抵抗器系統制御部２２は、連系スイッチ３の
遮断に連動してオンとなる連系スイッチ３の補助接点３
-1，３-2と，負荷抵抗器系統スイッチ７Ｓの駆動コイル
７Ｓ-Tとの直列回路として構成される。また、インバー
タ一時停止制御部２３は、負荷抵抗器系統スイッチ７Ｓ
の補助接点（メーク接点）７Ｓ-1の閉路により動作する
タイマー回路２４と、このタイマー回路２４の接点２４
-1の閉路により動作してインバータ２に向けて一時停止
指令２５Ｃを発するリレーまたはスイッチング素子など
のスイッチング回路２５とで構成される。
図１はこの発明の実施例になる燃料電池発電装置の電気
系統を有接点回路を例に簡略化して示す接続図、図２は
実施例におけるリトライモード運転状態を示すタイムチ
ャートであり、従来例と同じ参照符号を付けた部材は従
来例のそれと同じ機能をもつので、その説明を省略す
る。図において、この発明の燃料電池発電装置は、リト
ライモード制御回路部２１として連系スイッチ３の遮断
と同時に負荷抵抗器系統７の系統スイッチ７Ｓの強制投
入を指令する負荷抵抗器系統制御部２２と、連系スイッ
チ３の遮断より一定時間遅れてインバータ２の一時停止
を指令するインバータ一時停止制御部２３を備える。こ
こで、負荷抵抗器系統制御部２２は、連系スイッチ３の
遮断に連動してオンとなる連系スイッチ３の補助接点３
-1，３-2と，負荷抵抗器系統スイッチ７Ｓの駆動コイル
７Ｓ-Tとの直列回路として構成される。また、インバー
タ一時停止制御部２３は、負荷抵抗器系統スイッチ７Ｓ
の補助接点（メーク接点）７Ｓ-1の閉路により動作する
タイマー回路２４と、このタイマー回路２４の接点２４
-1の閉路により動作してインバータ２に向けて一時停止
指令２５Ｃを発するリレーまたはスイッチング素子など
のスイッチング回路２５とで構成される。
【００１６】このように構成されたリトライモード制御
回路部２１を備えた燃料電池発電装置が比較的大きな交
流電力を交流電力系統４に供給している状態（負荷抵抗
７の系統スイッチ７Ｓとその補助接点７Ｓ-1，７Ｓ-2が
開いた状態）で、ｔ1 時点で交流電力系統４に異常が発
生したと仮定する。このとき、検出部１１からの異常検
知信号１１Ｃにより制御系統１０が異常を検知し、遮断
指令１３Ｃにより連系スイッチ３を遮断すると、これに
連動した補助接点３-1，３-2が閉じ、この補助接点に駆
動コイル７Ｓ-Tが直列接続された負荷抵抗器系統スイッ
チ７Ｓが閉じ、インバータ２の出力側に負荷抵抗系統７
が接続される。また、これと同時に負荷抵抗器系統スイ
ッチ７Ｓの補助接点（メーク接点）７Ｓ-1が閉じてタイ
マー回路２４が動作を開始し、一定時間（Δｔ秒）後タ
イマー回路２４の接点２４-1の閉路によりリレーまたは
スイッチング素子２５が動作し、インバータ２に向けて
一時停止指令２５Ｃを発することにより、インパータ２
はその出力を一時停止する。このとき、補機系統５中に
含まれるモータはその回転運動を直ちに停止できないた
め、モータの巻線に自己励磁現象よる過電圧が発生す
る。しかし、自己励磁作用に因って発生する電磁エネル
ギーは負荷抵抗器７に流れる電流として吸収され、従来
技術で問題になった過電圧は抑制され、他の補機に与え
る過電圧の影響を排除できる。
回路部２１を備えた燃料電池発電装置が比較的大きな交
流電力を交流電力系統４に供給している状態（負荷抵抗
７の系統スイッチ７Ｓとその補助接点７Ｓ-1，７Ｓ-2が
開いた状態）で、ｔ1 時点で交流電力系統４に異常が発
生したと仮定する。このとき、検出部１１からの異常検
知信号１１Ｃにより制御系統１０が異常を検知し、遮断
指令１３Ｃにより連系スイッチ３を遮断すると、これに
連動した補助接点３-1，３-2が閉じ、この補助接点に駆
動コイル７Ｓ-Tが直列接続された負荷抵抗器系統スイッ
チ７Ｓが閉じ、インバータ２の出力側に負荷抵抗系統７
が接続される。また、これと同時に負荷抵抗器系統スイ
ッチ７Ｓの補助接点（メーク接点）７Ｓ-1が閉じてタイ
マー回路２４が動作を開始し、一定時間（Δｔ秒）後タ
イマー回路２４の接点２４-1の閉路によりリレーまたは
スイッチング素子２５が動作し、インバータ２に向けて
一時停止指令２５Ｃを発することにより、インパータ２
はその出力を一時停止する。このとき、補機系統５中に
含まれるモータはその回転運動を直ちに停止できないた
め、モータの巻線に自己励磁現象よる過電圧が発生す
る。しかし、自己励磁作用に因って発生する電磁エネル
ギーは負荷抵抗器７に流れる電流として吸収され、従来
技術で問題になった過電圧は抑制され、他の補機に与え
る過電圧の影響を排除できる。
【００１７】なお、ｔ2 時点でインバータ２の一時停止
を解除するには、制御系統１０から解除指令１２Ｃをイ
ンバータ２に向けて出力するよう構成されてよく、ま
た、タイマー回路２４のオン時間に時限特性を持たせる
よう構成してもよい。図３はこの発明の異なる実施例に
なる燃料電池発電装置の電気系統を有接点回路を例に簡
略化して示す接続図であり、この発明の燃料電池発電装
置は、リトライモード制御回路部３１として連系スイッ
チ３の遮断と同時に負荷抵抗器系統７の系統スイッチ７
Ｓの強制投入を指令する負荷抵抗器系統制御部３２と、
連系スイッチ３の遮断より一定時間遅れてインバータ２
の一時停止を指令するインバータ一時停止制御部２３を
備える。ここで、負荷抵抗器系統制御部３２は、検出部
１１からの異常検知信号１１Ｃが設定器３５の設定レベ
ルを越えたときオン信号を発するコンパレータ回路３４
と、このコンパレータ回路３４の出力オン信号によりオ
ンとなる電気接点，トランジスタスイッチなどのスイッ
チング回路３６と負荷抵抗器系統スイッチ７Ｓの駆動コ
イル７Ｓ-Tとの直列回路とで構成される。また、インバ
ータ一時停止制御部２３は前述の実施例と同様に、負荷
抵抗器系統スイッチ７Ｓの補助接点（メーク接点）７Ｓ
-1の閉路により動作するタイマー回路２４と、このタイ
マー回路２４の接点２４-1の閉路により動作してインバ
ータ２に向けて一時停止指令２５Ｃを発するリレーまた
はスイッチング素子２５とで構成される。したがって、
コンパレータ回路３４の設定レベルにより交流電力系統
４の異常を早期に検出し、負荷抵抗系統７の投入，イン
バータ２の一時停止を行える利点が得られる。
を解除するには、制御系統１０から解除指令１２Ｃをイ
ンバータ２に向けて出力するよう構成されてよく、ま
た、タイマー回路２４のオン時間に時限特性を持たせる
よう構成してもよい。図３はこの発明の異なる実施例に
なる燃料電池発電装置の電気系統を有接点回路を例に簡
略化して示す接続図であり、この発明の燃料電池発電装
置は、リトライモード制御回路部３１として連系スイッ
チ３の遮断と同時に負荷抵抗器系統７の系統スイッチ７
Ｓの強制投入を指令する負荷抵抗器系統制御部３２と、
連系スイッチ３の遮断より一定時間遅れてインバータ２
の一時停止を指令するインバータ一時停止制御部２３を
備える。ここで、負荷抵抗器系統制御部３２は、検出部
１１からの異常検知信号１１Ｃが設定器３５の設定レベ
ルを越えたときオン信号を発するコンパレータ回路３４
と、このコンパレータ回路３４の出力オン信号によりオ
ンとなる電気接点，トランジスタスイッチなどのスイッ
チング回路３６と負荷抵抗器系統スイッチ７Ｓの駆動コ
イル７Ｓ-Tとの直列回路とで構成される。また、インバ
ータ一時停止制御部２３は前述の実施例と同様に、負荷
抵抗器系統スイッチ７Ｓの補助接点（メーク接点）７Ｓ
-1の閉路により動作するタイマー回路２４と、このタイ
マー回路２４の接点２４-1の閉路により動作してインバ
ータ２に向けて一時停止指令２５Ｃを発するリレーまた
はスイッチング素子２５とで構成される。したがって、
コンパレータ回路３４の設定レベルにより交流電力系統
４の異常を早期に検出し、負荷抵抗系統７の投入，イン
バータ２の一時停止を行える利点が得られる。
【００１８】図４はこの発明の他の実施例になる燃料電
池発電装置の電気系統を有接点回路を例に簡略化して示
す接続図であり、この発明の燃料電池発電装置は、リト
ライモード制御回路部４１として連系スイッチ３の遮断
と同時に負荷抵抗器系統７の系統スイッチ７Ｓの強制投
入を指令する負荷抵抗器系統制御部３２と、連系スイッ
チ３の遮断より一定時間遅れてインバータ２の一時停止
を指令するインバータ一時停止制御部４３を備える。こ
こで、負荷抵抗器系統制御部３２は前述の異なる実施例
と同様に、検出部１１からの異常検知信号１１Ｃが設定
器３５の設定レベル（第１の設定レベル）を越えたとき
オン信号を発するコンパレータ回路３４と、このコンパ
レータ回路３４の出力オン信号によりオンとなる電気接
点，トランジスタスイッチなどのスイッチング回路３６
と負荷抵抗器系統スイッチ７Ｓの駆動コイル７Ｓ-Tとの
直列回路とで構成される。また、インバータ一時停止制
御部４３は検出部１１からの異常検知信号１１Ｃが設定
器４５の設定レベル（第２の設定レベル）を越えたとき
オン信号を発するコンパレータ回路４４と、このコンパ
レータ回路４４の出力オン信号によりオンとなる電気接
点，トランジスタスイッチなどのスイッチング回路４６
とこのスイッチング回路４６の閉路により動作してイン
バータ２に向けて一時停止指令２５Ｃを発するリレーま
たはスイッチング素子２５とで構成される。したがっ
て、異常検知信号１１Ｃが第１の設定レベルを越えると
先ず負荷抵抗系統７を接続し、異常検知信号がこれより
高い第２の設定レベルに到達した時点でインバータ２を
一時停止させる操作を異常検知信号の立ち上がり時間を
利用して短時間で行えるとともに、異常検知信号１１Ｃ
が第２の設定レベルに到達しないような軽微な異常に対
しては、リトライモード運転への移行を回避することも
可能になり、さらに異常検知信号１１Ｃが第１の設定レ
ベルを下回った場合には負荷抵抗系統スイッチ７Ｓをオ
フして定常運転への復帰を早めるなど、高度な判断機能
を有するリトライモード制御回路部を備えた燃料電池発
電装置が得られる。
池発電装置の電気系統を有接点回路を例に簡略化して示
す接続図であり、この発明の燃料電池発電装置は、リト
ライモード制御回路部４１として連系スイッチ３の遮断
と同時に負荷抵抗器系統７の系統スイッチ７Ｓの強制投
入を指令する負荷抵抗器系統制御部３２と、連系スイッ
チ３の遮断より一定時間遅れてインバータ２の一時停止
を指令するインバータ一時停止制御部４３を備える。こ
こで、負荷抵抗器系統制御部３２は前述の異なる実施例
と同様に、検出部１１からの異常検知信号１１Ｃが設定
器３５の設定レベル（第１の設定レベル）を越えたとき
オン信号を発するコンパレータ回路３４と、このコンパ
レータ回路３４の出力オン信号によりオンとなる電気接
点，トランジスタスイッチなどのスイッチング回路３６
と負荷抵抗器系統スイッチ７Ｓの駆動コイル７Ｓ-Tとの
直列回路とで構成される。また、インバータ一時停止制
御部４３は検出部１１からの異常検知信号１１Ｃが設定
器４５の設定レベル（第２の設定レベル）を越えたとき
オン信号を発するコンパレータ回路４４と、このコンパ
レータ回路４４の出力オン信号によりオンとなる電気接
点，トランジスタスイッチなどのスイッチング回路４６
とこのスイッチング回路４６の閉路により動作してイン
バータ２に向けて一時停止指令２５Ｃを発するリレーま
たはスイッチング素子２５とで構成される。したがっ
て、異常検知信号１１Ｃが第１の設定レベルを越えると
先ず負荷抵抗系統７を接続し、異常検知信号がこれより
高い第２の設定レベルに到達した時点でインバータ２を
一時停止させる操作を異常検知信号の立ち上がり時間を
利用して短時間で行えるとともに、異常検知信号１１Ｃ
が第２の設定レベルに到達しないような軽微な異常に対
しては、リトライモード運転への移行を回避することも
可能になり、さらに異常検知信号１１Ｃが第１の設定レ
ベルを下回った場合には負荷抵抗系統スイッチ７Ｓをオ
フして定常運転への復帰を早めるなど、高度な判断機能
を有するリトライモード制御回路部を備えた燃料電池発
電装置が得られる。
【００１９】なお、上述の実施例はリトライモード制御
回路部を有接点回路で構成した場合を例に説明したが、
リトライモード制御回路部を無接点回路で構成しても良
く、またその一部をディジタル信号回路で構成しても前
述の実施例と同様な機能が得られる。
回路部を有接点回路で構成した場合を例に説明したが、
リトライモード制御回路部を無接点回路で構成しても良
く、またその一部をディジタル信号回路で構成しても前
述の実施例と同様な機能が得られる。
【００２０】
【発明の効果】この発明の燃料電池発電装置は前述のよ
うに、燃料電池発電装置と連系運転している交流電力系
統に異常が発生し、連系スイッチを遮断してリトライモ
ード運転に移行する際、先ず負荷抵抗系統スイッチの閉
路を指令する負荷抵抗系統制御部と、一定時間遅れてイ
ンバータの一時停止を指令するインバータ一時停止制御
部とを有するリトライモード制御回路部を備えるよう構
成した。その結果、負荷抵抗を必要としない重負荷時に
系統異常が発生した場合、インバータの一時停止に伴っ
て補機としてのモータの自己励磁現象により従来発生し
た過電圧を、インパータの一時停止に先立って接続され
た負荷抵抗により吸収抑制することが可能となり、過電
圧が他の補機に与える悪影響が排除され、したがって安
定運転に対する信頼性に優れた燃料電池発電装置を提供
することができる。
うに、燃料電池発電装置と連系運転している交流電力系
統に異常が発生し、連系スイッチを遮断してリトライモ
ード運転に移行する際、先ず負荷抵抗系統スイッチの閉
路を指令する負荷抵抗系統制御部と、一定時間遅れてイ
ンバータの一時停止を指令するインバータ一時停止制御
部とを有するリトライモード制御回路部を備えるよう構
成した。その結果、負荷抵抗を必要としない重負荷時に
系統異常が発生した場合、インバータの一時停止に伴っ
て補機としてのモータの自己励磁現象により従来発生し
た過電圧を、インパータの一時停止に先立って接続され
た負荷抵抗により吸収抑制することが可能となり、過電
圧が他の補機に与える悪影響が排除され、したがって安
定運転に対する信頼性に優れた燃料電池発電装置を提供
することができる。
【図１】この発明の実施例になる燃料電池発電装置の電
気系統を有接点回路を例に簡略化して示す接続図
気系統を有接点回路を例に簡略化して示す接続図
【図２】実施例におけるリトライモード運転状態を示す
タイムチャート
タイムチャート
【図３】この発明の異なる実施例になる燃料電池発電装
置の電気系統を有接点回路を例に簡略化して示す接続図
置の電気系統を有接点回路を例に簡略化して示す接続図
【図４】この発明の他の実施例になる燃料電池発電装置
の電気系統を有接点回路を例に簡略化して示す接続図
の電気系統を有接点回路を例に簡略化して示す接続図
【図５】従来の燃料電池発電装置の電気系統を簡略化し
て示す系統図
て示す系統図
１ 直流電源
２ インバータ
３ 連系スイッチ
３-1 連系スイッチの補助接点
４ 交流電力系統
５ モータを含む補機系統
５Ｓ 系統スイッチ
６ 他の補機系統
６Ｓ 系統スイッチ
７ 負荷抵抗系統
７Ｓ 負荷抵抗系統スイッチ
７Ｓ-1負荷抵抗系統スイッチの補助接点（スイッチング
回路） ７Ｓ-T負荷抵抗系統スイッチの駆動コイル １０ 制御系統 １１ 検出部 １１Ｃ 異常検出信号 ２１ リトライモード制御回路部 ２２ 負荷抵抗系統制御部 ２３ インバータ一時停止制御部 ２４ タイマー回路 ２４-1 タイマー接点 ２５ スイッチング回路 ２５Ｃ 一時停止指令 ２７Ｃ 投入指令 ３１ リトライモード制御回路部 ３２ 負荷抵抗系統制御部 ３４ コンパレータ（第１のコンパレータ） ３５ 設定器 ３６ コンパレータ接点（スイッチング回路） ４１ リトライモード制御回路部 ４３ インバータ一時停止制御部 ４４ 第２のコンパレータ ４５ 設定器（第２の設定値） ４６ コンパレータ接点（スイッチング回路）
回路） ７Ｓ-T負荷抵抗系統スイッチの駆動コイル １０ 制御系統 １１ 検出部 １１Ｃ 異常検出信号 ２１ リトライモード制御回路部 ２２ 負荷抵抗系統制御部 ２３ インバータ一時停止制御部 ２４ タイマー回路 ２４-1 タイマー接点 ２５ スイッチング回路 ２５Ｃ 一時停止指令 ２７Ｃ 投入指令 ３１ リトライモード制御回路部 ３２ 負荷抵抗系統制御部 ３４ コンパレータ（第１のコンパレータ） ３５ 設定器 ３６ コンパレータ接点（スイッチング回路） ４１ リトライモード制御回路部 ４３ インバータ一時停止制御部 ４４ 第２のコンパレータ ４５ 設定器（第２の設定値） ４６ コンパレータ接点（スイッチング回路）
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/04
H02J 7/00
Claims (5)
- 【請求項１】燃料電池の発電電力をインバータで交流電
力に変換し，連系スイッチを介して交流電力系統との間
で電力の授受を行う主電気系統と、全体を連携制御する
制御系統とを備え、前記交流電力系統に異常が発生した
とき、これを検出器により検出した前記制御系統が前記
連系スイッチの遮断，および前記インバータの一時停止
を指令するリトライモード運転を行う燃料電池発電装置
において、モータを含む補機系統が含まれてなる複数の
補機系統が補機系統スイッチを介して前記主電気系統の
交流側に接続されるとともに、負荷抵抗器系統が負荷抵
抗器系統スイッチを介して前記主電気系統の交流側に接
続され、前記制御系統が、前記連系スイッチの遮断と同
時に前記負荷抵抗器系統スイッチの強制投入を指令する
負荷抵抗器系統制御部と、前記連系スイッチの遮断より
一定時間遅れて前記インバータの一時停止を指令するイ
ンバータ一時停止制御部とからなるリトライモード制御
回路部を備えたことを特徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項２】リトライモード制御回路部は、連系スイッ
チの遮断を検知してオンとなり負荷抵抗器系統スイッチ
に向けて投入指令を発するスイッチング回路からなる負
荷抵抗器系統制御部と、前記投入指令により動作を開始
して一定時間遅れたオン指令を発するタイマー回路，お
よび前記オン信号により動作してインバータに向けて一
時停止指令を発するスイッチング回路からなるインバー
タ一時停止制御部とを備えたことを特徴とする請求項１
記載の燃料電池発電装置。 - 【請求項３】負荷抵抗器系統制御部が、連系スイッチの
遮断に連動してオンとなる連系スイッチの補助接点と、
この補助接点に駆動コイルが直列接続された負荷抵抗器
系統スイッチとからなることを特徴とする請求項２記載
の燃料電池発電装置。 - 【請求項４】リトライモード制御回路部は、検出部から
の異常検知信号がその設定レベルを越えたときオン信号
を発するコンパレータ回路，およびこのコンパレータ回
路の出力オン信号によりオンとなり負荷抵抗器系統スイ
ッチに向けて投入指令を発するスイッチング回路からな
る負荷抵抗器系統制御部と、前記投入指令により動作を
開始して一定時間遅れたオン指令を発するタイマー回
路，および前記オン信号により動作してインバータに向
けて一時停止指令を発するスイッチング回路からなるイ
ンバータ一時停止制御部とを備えたことを特徴とする請
求項１記載の燃料電池発電装置。 - 【請求項５】リトライモード制御回路部は、検出部から
の異常検知信号が第１の設定レベルを越えたときオン信
号を発する第１のコンパレータ回路，およびこのコンパ
レータ回路の出力オン信号によりオンとなり負荷抵抗器
系統スイッチに向けて投入指令を発するスイッチング回
路からなる負荷抵抗器系統制御部と、検出部からの異常
検知信号が第２の設定レベルを越えたときオン信号を発
する第２のコンパレータ回路，およびこのコンパレータ
回路の出力オン信号により動作してインバータに向けて
一時停止指令を発するスイッチング回路からなるインバ
ータ一時停止制御部とを備えたことを特徴とする請求項
１記載の燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00161195A JP3387248B2 (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00161195A JP3387248B2 (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08190928A JPH08190928A (ja) | 1996-07-23 |
| JP3387248B2 true JP3387248B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=11506311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00161195A Expired - Fee Related JP3387248B2 (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387248B2 (ja) |
-
1995
- 1995-01-10 JP JP00161195A patent/JP3387248B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08190928A (ja) | 1996-07-23 |
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