JP3453375B2 - Power generation control system - Google Patents

Power generation control system

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JP3453375B2
JP3453375B2 JP2001307273A JP2001307273A JP3453375B2 JP 3453375 B2 JP3453375 B2 JP 3453375B2 JP 2001307273 A JP2001307273 A JP 2001307273A JP 2001307273 A JP2001307273 A JP 2001307273A JP 3453375 B2 JP3453375 B2 JP 3453375B2
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fuel cell
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hydrogen
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哲也 上田
修 小川
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Panasonic Holdings Corp
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池を電力生
成手段とする電力生成制御システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generation control system using a fuel cell as power generation means.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、特開平7−57753号公報に
示された、従来例の燃料電池発電装置の構成図である。
図5において、31は燃料電池本体で、水素供給手段3
2から供給される水素と空気供給手段33から供給され
る空気中の酸素とを反応させ直流電力を発生させ、電力
変換器34によって交流電力に変換され出力される。外
部負荷指令に基づき電力制御部35は流量制御部36と
電力変換器34を制御し、流量制御部36は水素供給手
段32の供給水素流量と空気供給手段33の供給空気流
量が適正値になるように制御を行い、電力変換器34は
燃料電池本体31から出る電力値の制御を行い、その結
果電力出力を制御することができるものである。なお、
燃料電池本体31と電力変換器34の間には電力検知器
37と演算部38とからなる過電力防止手段39が設け
られ、急激な電力値の増加があった場合は電力値を抑制
するように制御されている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of a conventional fuel cell power generator shown in Japanese Patent Laid-Open No. 7-57753.
In FIG. 5, reference numeral 31 denotes a fuel cell main body, which is a hydrogen supply means 3
Hydrogen supplied from 2 reacts with oxygen in the air supplied from the air supply means 33 to generate DC power, which is converted into AC power by the power converter 34 and output. The power control unit 35 controls the flow rate control unit 36 and the power converter 34 based on the external load command, and the flow rate control unit 36 sets the supplied hydrogen flow rate of the hydrogen supply unit 32 and the supplied air flow rate of the air supply unit 33 to appropriate values. The electric power converter 34 can control the electric power value output from the fuel cell main body 31, and as a result, can control the electric power output. In addition,
Between the fuel cell main body 31 and the power converter 34, an overpower prevention unit 39 including a power detector 37 and a calculation unit 38 is provided to suppress the power value when there is a sudden increase in the power value. Controlled by.

【0003】この燃料電池発電装置では、外部負荷指令
が短時間に激しく変化した場合、電力制御部35が短時
間に電力出力を上昇または下降させる制御を行うことと
なり、制御的遅れが原因で電力出力がハンチングしてし
まう場合があり、燃料電池発電装置の運転が安定せず効
率を悪化させたり耐久寿命の低下を招くといった問題点
があった。
In this fuel cell power generator, when the external load command changes drastically in a short time, the power control unit 35 controls to increase or decrease the power output in a short time, and the power is delayed due to the control delay. There is a problem that the output may be hunting, the operation of the fuel cell power generation device is not stable, the efficiency is deteriorated, and the durability life is shortened.

【0004】また、図6は、特開平6−325774号
公報に示された、他の従来例の燃料電池発電装置の構成
図である。図6において、41は燃料電池本体で、水素
供給手段42から供給される水素と空気供給手段43か
ら供給される空気中の酸素とを反応させ直流電力を発生
させ、電力変換器44によって交流電力に変換され出力
される。制御装置45は充放電装置46と電力変換器4
4を制御し、燃料電池本体41から出る電力値が一定で
あっても充放電装置46からの放電または充放電装置4
6への充電によって外部負荷に応じた電力出力を制御す
ることができるものである。
FIG. 6 is a block diagram of another conventional fuel cell power generator shown in JP-A-6-325774. In FIG. 6, reference numeral 41 denotes a fuel cell main body, in which hydrogen supplied from the hydrogen supply means 42 reacts with oxygen in the air supplied from the air supply means 43 to generate DC power, and AC power is generated by the power converter 44. Is converted to and output. The control device 45 includes the charging / discharging device 46 and the power converter 4.
4 to control the discharge from the charging / discharging device 46 or the discharging / charging device 4 even if the power value output from the fuel cell body 41 is constant.
By charging 6 the electric power output according to the external load can be controlled.

【0005】この燃料電池発電装置では、大きく変化す
る外部負荷に応じて電力出力を制御する場合、燃料電池
本体41から出る電力値が一定のため、充放電装置46
の放電量または充電量がかなり大きなものとなり、その
ために容量の大きな充放電装置46が必要となりコスト
が高くなり装置の設置スペースが大きくなるといった問
題点があった。
In this fuel cell power generator, when the electric power output is controlled according to the external load that changes greatly, the electric power value output from the fuel cell main body 41 is constant, so the charging / discharging device 46.
However, there is a problem in that the charge or discharge device 46 having a large capacity is required, resulting in a high cost and a large installation space for the device.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の有する問題点を解決することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems of the prior art.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電力生成制御システムは、負荷から要求さ
れた電力の検知を行うための電力検知手段と、前記負荷
に供給すべき電力の全部または一部の生成を行うための
所定の電力生成手段を、前記検知された電力の第1の所
定期間における平均値に基づいて第2の所定期間ごとに
作成される指令値を利用して制御するための電力生成制
御手段とを備え、前記第2の所定期間ごとに作成される
指令値は、前記第2の所定期間の開始時刻を終了時刻と
する第1の所定期間における平均値に基づき、前記所定
の電力生成手段は、改質器を有する水素供給手段と、空
気供給手段と、前記水素供給手段及び空気空気供給手段
から供給される水素及び空気を用いて電力を発生する燃
料電池とを備える燃料電池発電装置であることを特徴と
する
In order to solve the above-mentioned problems, the power generation control system of the present invention comprises a power detection means for detecting the power required by a load, and an electric power to be supplied to the load. A predetermined power generation means for generating all or a part of the power is generated by using a command value generated every second predetermined period based on the average value of the detected power in the first predetermined period. And a power generation control means for controlling, and the command value created for each of the second predetermined periods is an average value in the first predetermined period whose end time is the start time of the second predetermined period. Based on the above
The electric power generation means of the
Air supply means, and the hydrogen supply means and air-air supply means
A fuel that generates electricity using hydrogen and air supplied from
Is a fuel cell power generator including a charge cell,
To do .

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】また、本発明の燃料電池発電装置は、改質
器を有する水素供給手段と、空気供給手段と、前記水素
供給手段及び空気供給手段から供給される水素及び空気
を用いて電力を発生する燃料電池と、上記本発明の電力
生成制御システムとを備えることを特徴とする。
Further, the fuel cell power generator of the present invention is a reformer.
Hydrogen supply means having a container, air supply means, and the hydrogen
Hydrogen and air supplied from supply means and air supply means
And a fuel cell for generating electric power using the electric power of the present invention.
And a generation control system .

【0012】[0012]

【0013】次に、本発明の電力生成制御方法は、負荷
から要求された電力の検知を行うステップと、前記負荷
に供給すべき電力の全部または一部の生成を行うための
所定の電力生成手段を、前記検知された電力の第1の所
定期間における平均値に基づいて第2の所定期間ごとに
作成される指令値を利用して制御するステップとを備
え、前記第2の所定期間ごとに作成される指令値は、前
記第2の所定期間の開始時刻を終了時刻とする第1の所
定期間における平均値に基づき、前記所定の電力生成手
段は、改質器を有する水素供給手段と、空気供給手段
と、前記水素供給手段及び空気空気供給手段から供給さ
れる水素及び空気を用いて電力を発生する燃料電池とを
備える燃料電池発電装置であることを特徴とする。
Next, the power generation control method of the present invention comprises a step of detecting the power required by the load and a predetermined power generation for generating all or part of the power to be supplied to the load. Controlling the means using a command value generated every second predetermined period based on an average value of the detected electric power in the first predetermined period, and at every second predetermined period. The command value created on the basis of the average value in the first predetermined period with the start time of the second predetermined period as the end time is based on the predetermined power generation method.
The stage includes a hydrogen supply unit having a reformer and an air supply unit.
And supplied from the hydrogen supply means and the air-air supply means.
Fuel cell that generates electricity using hydrogen and air
The fuel cell power generator is provided .

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】(実施の形態1)はじめに、本発明の実施
の形態1の燃料電池発電装置のシステム構成図である図
1を参照しながら、本実施の形態の燃料電池発電装置の
構成について説明する。
(Embodiment 1) First, the configuration of the fuel cell power generator of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1, which is a system configuration diagram of the fuel cell power generator of the first embodiment of the present invention. .

【0017】1は燃料電池本体で、改質器・水素貯蔵合
金・水素ボンベなどに代表される水素供給手段2と、送
風ファン・送風ポンプなどに代表される空気供給手段3
とが接続されている。4は出力制御装置で、一方を燃料
電池本体1に、もう一方を電力変換装置5に電気的に接
続されている。6は電力変換装置5に電気的に接続され
た出力線で、途中で分岐され、一方は系統電源接続線1
2を介して系統電源7に、もう一方は負荷検知手段8と
電力負荷9に電気的に接続されている。10は出力制御
装置4に出力指令を行う出力指令装置、11は水素供給
手段2と空気供給手段3を制御する流量制御装置であ
る。
Reference numeral 1 denotes a fuel cell body, which is a hydrogen supply means 2 represented by a reformer, a hydrogen storage alloy, a hydrogen cylinder, etc., and an air supply means 3 represented by a blower fan, a blower pump, etc.
And are connected. Reference numeral 4 denotes an output control device, one of which is electrically connected to the fuel cell main body 1 and the other of which is electrically connected to the power conversion device 5. Reference numeral 6 is an output line electrically connected to the power conversion device 5, which is branched on the way, and one of which is a system power supply connection line 1
The electric power source 7 is electrically connected to the system power source 7 via the load detecting means 8 and the electric power load 9 via the other side. Reference numeral 10 is an output command device that issues an output command to the output control device 4, and 11 is a flow rate control device that controls the hydrogen supply means 2 and the air supply means 3.

【0018】なお、出力制御手段4、出力指令装置1
0、および流量制御装置11を含む手段は本発明の電力
生成制御手段に対応し、負荷検知手段8は、本発明の電
力検知手段に対応する。また、本実施の形態の燃料電池
発電装置は、本発明の電力生成制御システムを含む手段
に対応する。
Output control means 4 and output command device 1
0, and means including the flow control device 11 correspond to the power generation control means of the present invention, and the load detection means 8 corresponds to the power detection means of the present invention. Further, the fuel cell power generator of the present embodiment corresponds to a unit including the power generation control system of the present invention.

【0019】次に、本実施の形態の燃料電池発電装置の
動作について説明する。なお、本実施の形態の燃料電池
発電システムの動作について説明しながら、本発明の電
力生成制御方法の一実施の形態につても説明する(以下
同様である)。
Next, the operation of the fuel cell power generator of this embodiment will be described. While the operation of the fuel cell power generation system of the present embodiment is described, an embodiment of the power generation control method of the present invention will also be described (the same applies hereinafter).

【0020】水素供給手段2から供給される水素と空気
供給手段3から供給される空気中の酸素は、燃料電池本
体1の中で反応し直流電力を発生させる。発生した直流
電力は出力制御装置4で電力値を制御された後に電力変
換装置5に送られ、系統電源7と同じ電圧の交流電力に
変換され、出力線6を通って電力負荷9に供給される。
この時、電力変換装置5への入力電力がどのくらい電力
変換装置5からの出力電力となるかを示した物が電力変
換効率である。ここで電力負荷9の負荷電力に対し燃料
電池本体1の出力電力に不足がある場合は系統電源7か
らも電力を供給し、逆に負荷電力に対し出力電力が過剰
の場合は系統電源7へ電力を戻し、いわゆる系統連系運
転を行うものである。
Hydrogen supplied from the hydrogen supply means 2 and oxygen in the air supplied from the air supply means 3 react in the fuel cell main body 1 to generate direct current power. The generated DC power is sent to the power conversion device 5 after the power value is controlled by the output control device 4, converted into AC power of the same voltage as the system power supply 7, and supplied to the power load 9 through the output line 6. It
At this time, the power conversion efficiency indicates how much the input power to the power conversion device 5 becomes the output power from the power conversion device 5. Here, if the output power of the fuel cell main body 1 is insufficient with respect to the load power of the power load 9, power is also supplied from the system power supply 7, and conversely, if the output power is excessive with respect to the load power, to the system power supply 7. The power is returned and so-called grid interconnection operation is performed.

【0021】燃料電池発電装置で発電を行う目的の一つ
に発電効率の高さによる経済性が挙げられるが、負荷電
力に対し出力電力に不足がある場合は系統電源7から電
力を購入し、負荷電力に対し出力電力が過剰な場合は系
統電源7へ購入電力より低価格で電力を戻すため、一般
的に経済性が悪化する。そのため負荷電力に対する出力
電力に過不足がないように、負荷電力の変化に忠実に出
力電力を追従させることが望まれる。
One of the purposes of generating power in the fuel cell power generator is economic efficiency due to its high power generation efficiency. However, if the output power is insufficient with respect to the load power, purchase the power from the grid power supply 7, When the output power is excessive with respect to the load power, the power is returned to the system power supply 7 at a lower price than the purchased power, and thus economical efficiency is generally deteriorated. Therefore, it is desired to faithfully follow the change in the load power so that the output power does not have an excess or deficiency with respect to the load power.

【0022】この追従を行うための手段として、まず負
荷検知手段8によって電力負荷9の負荷電力を検知し、
これに基づいて出力指令装置10が出力指令値を電力制
御装置4に指令し、出力制御装置4は燃料電池本体1か
ら発生する直流電力を要求値に制御するとともに、直流
電力値に応じて流量制御装置11が水素供給手段2から
供給される水素流量と空気供給手段3から供給される空
気流量とを適正値に制御するものである。ここで出力電
力の制御は出力制御装置4の直流電力制御のみでも行う
ことができるが、例えば燃料電池本体1から発生する直
流電力を少なくした時でも燃料電池本体1へ供給される
水素流量が一定であった場合は、燃料電池本体1内で反
応される水素の比率(水素利用率)が低下し多くの水素
を捨ててしまうこととなり、効率が著しく悪化する。そ
こで流量制御装置11が水素流量と空気流量を適正値に
制御することによって、効率を常に最適に維持するもの
である。
As a means for following this, first, the load detection means 8 detects the load power of the power load 9,
Based on this, the output command device 10 commands an output command value to the power control device 4, and the output control device 4 controls the DC power generated from the fuel cell main body 1 to the required value, and the flow rate according to the DC power value. The controller 11 controls the flow rate of hydrogen supplied from the hydrogen supply means 2 and the flow rate of air supplied from the air supply means 3 to appropriate values. Here, the output power can be controlled only by controlling the DC power of the output control device 4, but for example, even when the DC power generated from the fuel cell body 1 is reduced, the flow rate of hydrogen supplied to the fuel cell body 1 is constant. In such a case, the ratio of hydrogen reacted in the fuel cell main body 1 (hydrogen utilization rate) is decreased, and a large amount of hydrogen is discarded, resulting in a marked deterioration in efficiency. Therefore, the flow rate control device 11 controls the hydrogen flow rate and the air flow rate to appropriate values, thereby always maintaining the optimum efficiency.

【0023】この一連の追従制御において、負荷電力は
短時間に激しく変化する場合があり、負荷電力をそのま
ま出力指令とした場合は短時間に直流電力を上昇または
下降させる制御を行うこととなり、制御的遅れからハン
チングをおこし燃料電池発電装置の運転が安定しなくな
る場合があるという問題点があった。また、例えば水素
供給手段2として炭化水素燃料から触媒反応により水素
を生成させる改質器を用いた場合は、出力指令値の瞬時
変化に触媒反応が対応できず、そのために効率を悪化さ
せたり耐久寿命の低下を招くといった問題点があった。
In this series of follow-up control, the load power may change drastically in a short time, and if the load power is used as an output command as it is, the control for raising or lowering the DC power is performed in a short time. There has been a problem that hunting may occur due to a delay and the operation of the fuel cell power generator may become unstable. Further, for example, when a reformer that generates hydrogen by a catalytic reaction from a hydrocarbon fuel is used as the hydrogen supply means 2, the catalytic reaction cannot respond to an instantaneous change in the output command value, which deteriorates the efficiency or the durability. However, there is a problem that the life is shortened.

【0024】そこで、本実施の形態では、本発明の実施
の形態1の燃料電池発電装置の制御動作の説明図である
図3に示されるように、出力指令装置10が負荷電力の
時間T1間(第1の所定期間)の平均値を、電力変換効
率などを加味して演算して出力指令値とし、この出力指
令値を力制御装置4で時間T2(第2の所定期間)毎
に設定する直流電力値とするもので、負荷電力の時間T
1間の平均値を出力指令値に用いることにより瞬時変化
を無視した適正な出力指令を行うことができ、また時間
T2毎に出力指令を行うことによって装置の応答性能に
適合した運転を行うことができるものである(時間T2
(第2の所定期間)ごとに作成される指令値は、その第
2の所定期間の開始時刻を終了時刻とする時間T1間
(第1の所定期間)における平均値に基づいているわけ
である)。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, which is an explanatory diagram of the control operation of the fuel cell power generator according to the first embodiment of the present invention, the output command device 10 keeps the load power during the time T1. (first predetermined period) mean value, the power conversion efficiency such as an output command value by calculating in consideration of, for each output in the command value of the output control device 4 time T2 (second predetermined period) The DC power value to be set is used, and the load power time T
By using the average value between 1 as the output command value, an appropriate output command that ignores the instantaneous change can be performed, and by performing the output command every time T2, the operation that matches the response performance of the device can be performed. Can be done (time T2
The command value created for each (second predetermined period) is based on the average value during the time T1 (first predetermined period) whose end time is the start time of the second predetermined period. ).

【0025】一例として、出力1.5kW級の固体高分
子型燃料電池発電装置をある家庭で運転した時の制御最
適値を求めたところ、T1:T2=略3:1であるT1
=3分、T2=1分という結果が出た。すなわちこの例
においては、3分間の平均負荷電力に基づいた出力指令
値を1分毎に装置に指令する運転制御が最適である、と
いう結果が得られた。
As an example, when the optimum control value when a solid polymer electrolyte fuel cell power generator with an output of 1.5 kW class is operated at a certain home is calculated, T1: T2 = approximately 3: 1, T1
= 3 minutes, T2 = 1 minute. That is, in this example, the result is obtained that the operation control in which the output command value based on the average load power for 3 minutes is commanded to the device every minute is optimal.

【0026】このように本実施の形態においては、負荷
電力の時間T1間の平均値を出力指令値に用いることに
より瞬時変化を無視した適正な出力指令を行うことがで
き、また時間T2毎に出力指令を行うことによって装置
の応答性能に適合した運転を行うことができるもので、
燃料電池発電装置を安定して運転するとともに常に高い
効率を維持し耐久寿命を長くするという効果を奏するも
のである。
As described above, in the present embodiment, by using the average value of the load power during the time T1 as the output command value, it is possible to perform an appropriate output command ignoring the instantaneous change, and at each time T2. By issuing an output command, it is possible to perform operation that matches the response performance of the device.
The fuel cell power generator is operated stably, and at the same time, the efficiency is constantly maintained and the durable life is extended.

【0027】(実施の形態2)図2は、本発明の異なる
実施の形態である燃料電池発電装置のシステム構成図で
ある。なお、前述の実施の形態1と同様の物には、同一
符号を付与し、その説明を省略する。21は、出力制御
装置4と電力変換装置5とを結ぶ接続線22から分岐し
蓄電量制御装置23を介して接続されている蓄電手段で
ある。24は蓄電手段21に接続された蓄電量検知手段
である。蓄電手段21を設けた目的は、(実施の形態
1)の系統連系運転において、負荷電力に対する出力電
力の過不足による系統電源7との間の電力の授受により
生ずる経済性の低下に対して、蓄電手段21の充放電を
利用し系統電源7からの電力供給量および系統電源7へ
の電力戻り量を極力少なくし、さらに経済性を良化させ
るものである(蓄電手段21(蓄電池)は、系統電源7
よりも優先的に利用されるわけである)。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a system configuration diagram of a fuel cell power generator according to a different embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Reference numeral 21 denotes a power storage unit that branches from a connection line 22 that connects the output control device 4 and the power conversion device 5 and is connected via a power storage amount control device 23. Reference numeral 24 is a storage amount detection means connected to the storage means 21. The purpose of providing the power storage means 21 is to reduce the economical efficiency caused by the transfer of electric power to and from the system power supply 7 due to the excess or deficiency of the output power with respect to the load power in the system interconnection operation of the first embodiment. By using charge / discharge of the power storage means 21, the amount of power supplied from the system power supply 7 and the amount of power returned to the system power supply 7 are reduced as much as possible, and the economy is further improved (the power storage means 21 (storage battery) is , System power supply 7
Will be used in preference to).

【0028】次に、本実施の形態の燃料電池発電装置の
動作について説明する。
Next, the operation of the fuel cell power generator of this embodiment will be described.

【0029】本発明の実施の形態2の燃料電池発電装置
の制御動作の説明図である図4に示されているように、
出力指令装置10は、負荷検知手段8によって検知され
た負荷電力の時間T1間の平均電力W1を演算し、これ
に蓄電量検知手段24によって検知された現在の蓄電量
Q1と目標蓄電量Q2との差である蓄電不足量Q3(=
Q2−Q1)を時間T2で割った電力W2(=Q3/T
2)を加算しW3(=W1+W2)とし、このW3に電
力変換効率を加味し出力指令値とし、前記時間T2毎に
出力指令値に相当する燃料電池本体1の直流電力値電力
制御装置4に指令し、この出力指令値を出力制御装置4
で時間T2毎に設定する直流電力値とするものであり、
さらに蓄電不足量Q3を蓄電量制御装置23によって蓄
電手段21に蓄電するよう制御するものである(蓄電量
とあらかじめ定められた目標蓄電量との差に応じて、指
令値を補正するわけである)。
As shown in FIG. 4, which is an explanatory diagram of the control operation of the fuel cell power generator of Embodiment 2 of the present invention,
The output command device 10 calculates the average electric power W1 of the load electric power detected by the load detection means 8 during the time T1, and the calculated average electric power W1 detected by the electric storage amount detection means 24 and the target electric storage amount Q2. Insufficient storage Q3 (=
Electric power W2 (= Q3 / T) obtained by dividing Q2-Q1) by time T2
2) is added to obtain W3 (= W1 + W2), the power conversion efficiency is added to this W3 to obtain an output command value, and the DC power value power control device 4 of the fuel cell main body 1 corresponding to the output command value at each time T2 The output control device 4
Is the DC power value set every time T2.
Further, the storage shortage amount Q3 is controlled by the storage amount control device 23 to be stored in the storage means 21 (the command value is corrected in accordance with the difference between the storage amount and a predetermined target storage amount. ).

【0030】これら一連の運転制御は、(実施の形態
1)における追従制御に蓄電量制御を加えたものであ
り、平均電力W1をそのまま出力指令値とした場合は蓄
電量の制御がなされておらず、目標蓄電量Q2と現在の
蓄電量Q1との差が徐々に累積される可能性がある。例
えば充電量に比べ放電量が多く徐々に蓄電量が減少する
場合は、蓄電量がゼロにならないようにするために、予
め容量の大きな蓄電手段21が必要となりコストが高く
なり装置の設置スペースが大きくなるといった問題点が
あった。そこで本実施の形態では、出力指令値を指令す
る間隔時間であるT2間に蓄電不足量Q3(=Q2−Q
1)を補う電力W2(=Q3/T2)を加算したW3
(=W1+W2)に電力変換効率を加味して出力指令値
とすることにより、常に蓄電量を目標蓄電量Q2に収束
するように制御し、蓄電手段21の必要容量を最小限に
することができるものである。
This series of operation control is the follow-up control in (Embodiment 1) with the charge amount control added. If the average power W1 is used as the output command value as it is, the charge amount control is not performed. Instead, the difference between the target power storage amount Q2 and the current power storage amount Q1 may be gradually accumulated. For example, when the discharged amount is larger than the charged amount and the stored amount of electricity gradually decreases, in order to prevent the stored amount of electricity from becoming zero, the storage means 21 having a large capacity is required in advance, resulting in high cost and installation space of the device. There was a problem that it would grow. Therefore, in the present embodiment, the shortage of storage Q3 (= Q2-Q) during T2, which is the interval time for commanding the output command value.
W3 obtained by adding power W2 (= Q3 / T2) that supplements 1)
By setting the output command value by adding the power conversion efficiency to (= W1 + W2), it is possible to control the storage amount to be always converged to the target storage amount Q2 and to minimize the required capacity of the storage unit 21. It is a thing.

【0031】なお、上述した本実施の形態1〜2におい
て、平均電力を演算するために利用される所定期間T1
と、出力制御手段に指令値を与えるために利用される所
定期間T2とは、T1≧T2なる関係を満たしてもよい
(T1は、1秒以上1時間以下程度の期間であってもよ
い)。
In the first and second embodiments described above, the predetermined period T1 used for calculating the average power is used.
And the predetermined period T2 used for giving the command value to the output control means may satisfy the relationship of T1 ≧ T2 (T1 may be a period of 1 second or more and 1 hour or less). .

【0032】なお、本発明は、上述した本発明の電力生
成制御システムの全部または一部の手段(または、装
置、素子、回路、部など)の機能をコンピュータにより
実行させるためのプログラムであって、コンピュータと
協働して動作するプログラムである。もちろん、上述の
コンピュータは、CPUなどの純然たるハードウェアに
限らず、フォームウェアやOS、さらに周辺機器を含む
ものであっても良い。
The present invention is a program for causing a computer to execute the functions of all or some of the means (or devices, elements, circuits, units, etc.) of the above-described power generation control system of the present invention. , A program that operates in cooperation with a computer. Of course, the computer described above is not limited to pure hardware such as a CPU, but may include formware, an OS, and peripheral devices.

【0033】また、本発明は、上述した本発明の電力生
成制御方法の全部または一部のステップ(または、工
程、動作、作用など)の動作をコンピュータにより実行
させるためのプログラムであって、コンピュータと協働
して動作するプログラムである。
Further, the present invention is a program for causing a computer to execute all or some of the steps (or steps, operations, actions, etc.) of the above-described power generation control method of the present invention. It is a program that works in cooperation with.

【0034】[0034]

【0035】また、本発明のプログラムを記録した、コ
ンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれ
る。また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピ
ュータと協働して動作する態様であっても良い。また、
本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送
し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協
働して動作する態様であっても良い。また、記録媒体と
しては、ROM等が含まれ、伝送媒体としては、インタ
ーネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
A computer-readable recording medium in which the program of the present invention is recorded is also included in the present invention. Further, one usage form of the program of the present invention may be a mode of operating in cooperation with a computer. Also,
One usage form of the program of the present invention may be a mode in which the program is transmitted through a transmission medium, read by a computer, and operates in cooperation with the computer. The recording medium includes a ROM and the like, and the transmission medium includes a transmission medium such as the Internet and light, radio waves, sound waves and the like.

【0036】なお、本発明の構成は、ソフトウェア的に
実現してもよいし、ハードウェア的に実現してもよい。
The configuration of the present invention may be realized by software or hardware.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は負荷電力の時間T1間の平均値
を出力指令値に用いることにより瞬時変化を無視した適
正な出力指令を行うことができ、また時間T2毎に出力
指令を行うことによって装置の応答性能に適合した運転
を行うことができるもので、燃料電池発電装置を安定し
て運転するとともに常に高い効率を維持し耐久寿命を長
くするという効果を奏するものである。
According to the present invention, by using the average value of the load power during the time T1 as the output command value, an appropriate output command can be issued ignoring the instantaneous change, and the output command can be issued every time T2. With this, it is possible to operate the fuel cell power generator in accordance with the response performance of the device, and it is possible to stably operate the fuel cell power generator, and at the same time, always maintain high efficiency and prolong the durable life.

【0038】また、常に蓄電量を目標蓄電量Q2に収束
するように制御することによって蓄電手段の必要容量を
最小限にすることができ、コストを安くするとともに装
置をコンパクトにするという効果を奏するものである。
Further, by constantly controlling the amount of stored electricity so as to converge to the target amount of stored electricity Q2, the required capacity of the storage means can be minimized, and the cost can be reduced and the device can be made compact. It is a thing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態である燃料電池発電装置
のシステム構成図
FIG. 1 is a system configuration diagram of a fuel cell power generator according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の異なる実施の形態である燃料電池発電
装置のシステム構成図
FIG. 2 is a system configuration diagram of a fuel cell power generator according to a different embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1の燃料電池発電装置の制
御動作の説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram of a control operation of the fuel cell power generator according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態2の燃料電池発電装置の制
御動作の説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram of a control operation of the fuel cell power generator according to the second embodiment of the present invention.

【図5】従来例の燃料電池発電装置のシステム構成図FIG. 5 is a system configuration diagram of a conventional fuel cell power generator.

【図6】他の従来例の燃料電池発電装置のシステム構成
FIG. 6 is a system configuration diagram of another conventional fuel cell power generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料電池本体 2 水素供給手段 3 空気供給手段 4 出力制御手段 5 電力変換装置 6 出力線 7 系統電源 8 負荷検知手段 9 電力負荷 10 出力指令装置 11 流量制御装置 12 系統電源接続線 21 蓄電手段 22 接続線 23 蓄電量制御装置 24 蓄電量検知手段 1 Fuel cell body 2 Hydrogen supply means 3 Air supply means 4 Output control means 5 Power converter 6 output lines 7 system power supply 8 Load detection means 9 power load 10 Output command device 11 Flow control device 12-system power connection line 21 Storage means 22 connection line 23 Storage amount control device 24 Storage amount detection means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−274233(JP,A) 特開 平4−304126(JP,A) 特開 昭63−314768(JP,A) 特開 平2−291668(JP,A) 実開 平4−58057(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/04 H01M 8/06 H02J 3/38 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-274233 (JP, A) JP-A-4-304126 (JP, A) JP-A-63-314768 (JP, A) JP-A-2- 291668 (JP, A) Actual Kaihei 4-58057 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/04 H01M 8/06 H02J 3/38

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 負荷から要求された電力の検知を行うた
めの電力検知手段と、前記負荷に供給すべき電力の全部
または一部の生成を行うための所定の電力生成手段を、
前記検知された電力の第1の所定期間における平均値に
基づいて第2の所定期間ごとに作成される指令値を利用
して制御するための電力生成制御手段とを備え、前記第
2の所定期間ごとに作成される指令値は、前記第2の所
定期間の開始時刻を終了時刻とする第1の所定期間にお
ける平均値に基づき、 前記所定の電力生成手段は、改質器を有する水素供給手
段と、空気供給手段と、前記水素供給手段及び空気空気
供給手段から供給される水素及び空気を用いて電力を発
生する燃料電池とを備える燃料電池発電装置であること
を特徴とする 電力生成制御システム。
1. A power detection means for detecting electric power requested from a load, and a predetermined power generation means for generating all or a part of electric power to be supplied to the load.
And a power generation control means for controlling using a command value created every second predetermined period based on the average value of the detected power in the first predetermined period. The command value created for each period is based on an average value in the first predetermined period with the start time of the second predetermined period as the end time, and the predetermined power generation means has the hydrogen supply having a reformer. hand
Stage, air supply means, the hydrogen supply means and air air
Electricity is generated using hydrogen and air supplied from the supply means.
A fuel cell power generator including a live fuel cell
Power generation control system according to claim.
【請求項2】 改質器を有する水素供給手段と、空気供
給手段と、前記水素供給手段及び空気供給手段から供給
される水素及び空気を用いて電力を発生する燃料電池
と、請求項記載の電力生成制御システムとを備える
燃料電池発電装置。
A hydrogen supply means having a wherein reformer, a fuel cell which generates power using an air supply means, the hydrogen and air supplied from the hydrogen supply means and air supply means, according to claim 1, wherein and a power generation control system,
Fuel cell power generator.
【請求項3】 負荷から要求された電力の検知を行うス
テップと、前記負荷に供給すべき電力の全部または一部
の生成を行うための所定の電力生成手段を、前記検知さ
れた電力の第1の所定期間における平均値に基づいて第
2の所定期間ごとに作成される指令値を利用して制御す
るステップとを備え、前記第2の所定期間ごとに作成さ
れる指令値は、前記第2の所定期間の開始時刻を終了時
刻とする第1の所定期間における平均値に基づき、 前記所定の電力生成手段は、改質器を有する水素供給手
段と、空気供給手段と、前記水素供給手段及び空気空気
供給手段から供給される水素及び空気を用いて電力を発
生する燃料電池とを備える燃料電池発電装置であること
を特徴とする 電力生成制御方法。
3. A step of detecting the electric power requested from the load, and a predetermined electric power generation means for generating all or a part of the electric power to be supplied to the load, Control using a command value created every second predetermined period based on an average value in one predetermined period, the command value created every second predetermined period is Based on the average value in the first predetermined period with the start time of the second predetermined period as the end time, the predetermined power generation means is a hydrogen supplier having a reformer.
Stage, air supply means, the hydrogen supply means and air air
Electricity is generated using hydrogen and air supplied from the supply means.
A fuel cell power generator including a live fuel cell
A power generation control method characterized by :
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