JP7509010B2

JP7509010B2 - Power System

Info

Publication number: JP7509010B2
Application number: JP2020196837A
Authority: JP
Inventors: 翔太五十嵐; 泰明安藤
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2024-07-02
Anticipated expiration: 2040-11-27

Description

本発明は、電力システムに関する。 The present invention relates to a power system.

従来、この種の電力システムとしては、太陽電池装置と、太陽電池装置の発電電力をＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御によって受電するＭＰＰＴ制御装置と外部からの直流電力をＭＰＰＴ制御によって受電する外部受電用ＭＰＰＴ制御装置とを含む電力制御装置と、発電機や燃料電池装置などの発電装置と、発電装置の発電電力を外部受電用ＭＰＰＴ制御装置へ送電する送電装置と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。送電装置は、電圧電流特性データを記憶する記憶装置と、電圧電流特性データが示す曲線に沿って直流電力に応じた電圧と電流とに変換する電圧電流変換部と、を備え、発電装置で発電された直流電力の電圧電流特性を、太陽電池装置によって発電される直流電力の電圧電流特性と同様の特徴をもった電圧電流特性に変換して外部受電用ＭＰＰＴ制御装置へ送電する。これにより、発電装置で発電された電力をＭＰＰＴ制御によって受電することができるとしている。 Conventionally, this type of power system has been proposed to include a solar cell device, a power control device including an MPPT control device that receives the power generated by the solar cell device through MPPT (maximum power point tracking) control and an MPPT control device for external power reception that receives DC power from outside through MPPT control, a power generation device such as a generator or fuel cell device, and a power transmission device that transmits the power generated by the power generation device to the MPPT control device for external power reception (see, for example, Patent Document 1). The power transmission device includes a storage device that stores voltage-current characteristic data, and a voltage-current conversion unit that converts the voltage and current according to the DC power along a curve indicated by the voltage-current characteristic data, and converts the voltage-current characteristic of the DC power generated by the power generation device into a voltage-current characteristic having characteristics similar to the voltage-current characteristic of the DC power generated by the solar cell device and transmits it to the MPPT control device for external power reception. It is said that this makes it possible to receive the power generated by the power generation device through MPPT control.

特開２０１５－１９２５６６号公報JP 2015-192566 A

燃料電池装置は、出力を急増させると劣化する特性を有しており、これを防止するため、一般に、パワーコンディショナ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）により出力変化率に制限（例えばレートリミットなど）がかけられている。パワーコンディショナの出力をＭＰＰＴ制御する際、ＭＰＰＴ制御によって取り出される電力の増加速度はレートリミットよりも速いため、出力をＭＰＰＴ制御に追従できなくなる場合が生じる。 Fuel cell devices have the characteristic of deteriorating when their output is suddenly increased, and to prevent this, a power conditioner (DC/DC converter) generally places a limit on the rate of output change (e.g., rate limit). When MPPT control is performed on the output of the power conditioner, the rate of increase in the power extracted by MPPT control is faster than the rate limit, so there are cases where the output cannot keep up with the MPPT control.

本発明の電力システムは、燃料電池装置の出力の急変を抑制しつつ、出力をＭＰＰＴ制御に良好に追従させることができる電力システムを提供することを主目的とする。 The main objective of the power system of the present invention is to provide a power system that can suppress sudden changes in the output of a fuel cell device while allowing the output to closely follow MPPT control.

本発明の電力システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The power system of the present invention employs the following means to achieve the above-mentioned main objective.

本発明の電力システムは、
直流電力を発電する燃料電池装置と、
前記燃料電池装置からの直流電力を変換して直流リンク部に出力するコンバータ装置と、
前記直流リンク部に接続されたコンデンサと、
電力を消費する電力消費機器と、
前記直流リンク部と前記電力消費機器との接続および接続解除が可能なスイッチと、
前記直流リンク部に接続され、前記直流リンク部からの直流電力をＭＰＰＴ制御により給電する給電制御装置と、
前記燃料電池装置の発電電力と前記直流リンク部の電圧とに基づいて前記直流リンク部の電流電圧特性を設定し、前記電流電圧特性と前記直流リンク部から前記給電制御装置へ出力される出力電流とに基づいて前記直流リンク部の目標電圧を設定し、前記直流リンク部の電圧が前記目標電圧となるよう前記スイッチを制御するＭＰＰＴ協調制御を実行する制御装置と、
を備えることを要旨とする。 The power system of the present invention comprises:
a fuel cell device that generates direct current power;
a converter device that converts DC power from the fuel cell device and outputs the converted DC power to a DC link section;
A capacitor connected to the DC link unit;
A power consumption device that consumes power;
a switch capable of connecting and disconnecting the DC link unit and the power consuming device;
a power supply control device connected to the DC link unit and configured to supply DC power from the DC link unit by MPPT control;
a control device that executes MPPT cooperative control to set a current-voltage characteristic of the DC link unit based on the power generated by the fuel cell device and the voltage of the DC link unit, set a target voltage of the DC link unit based on the current-voltage characteristic and an output current output from the DC link unit to the power supply control device, and control the switch so that the voltage of the DC link unit becomes the target voltage;
The gist of the invention is to provide the following:

この本発明の電力システムでは、燃料電池装置の発電電力に基づいて設定した電流電圧特性に従って電力消費機器の電力消費によって直流リンク部の電圧を制御することにより、燃料電池装置の発電電力の範囲内で、直流リンク部から任意の最大電圧で任意の最大電力を出力することができる。この結果、燃料電池装置の出力の急変を抑制しつつ、出力をＭＰＰＴ制御に良好に追従させることができる電力システムとすることができる。 In the power system of the present invention, the voltage of the DC link section is controlled by the power consumption of the power consuming device according to the current-voltage characteristics set based on the power generated by the fuel cell device, so that any maximum power can be output from the DC link section at any maximum voltage within the range of the power generated by the fuel cell device. As a result, a power system can be created that can suppress sudden changes in the output of the fuel cell device while allowing the output to follow the MPPT control well.

こうした本発明の電力システムにおいて、前記制御装置は、前記燃料電池装置の発電電力よりも所定量または所定割合低い電力が最大電力となるよう前記電流電圧特性を設定してもよい。こうすれば、発電電力の低下を伴う燃料電池装置の経年劣化に適切に対応することができる。 In such a power system of the present invention, the control device may set the current-voltage characteristics so that the maximum power is a predetermined amount or a predetermined percentage lower than the power generated by the fuel cell device. In this way, it is possible to appropriately deal with the deterioration of the fuel cell device over time, which is accompanied by a decrease in the power generated.

また、本発明の電力システムにおいて、前記制御装置は、前記燃料電池装置の発電電力に基づいて最大電力を設定すると共に前記燃料電池装置の出力電圧に基づいて開放端電圧と最大電圧とを設定し、前記最大電力をＰ_peakとし、前記開放端電圧をＶ_ocvとし、前記最大電圧をＶ_peakとし、前記直流リンク部の電圧をＶ_linkとし、前記出力電流をＩ_batteryとしたとき、次式（１）により計算されるＶ_link__tagを前記目標電圧に設定してもよい。計算式を用いて目標電圧を算出することで、最大電力ごと、最大電圧ごとに多数のマップを記憶する必要がなくなり、メモリの容量を削減することが可能となる。 Furthermore, in the power system of the present invention, the control device may set a maximum power based on the power generated by the fuel cell device, and set an open end voltage and a maximum voltage based on the output voltage of the fuel cell device, and set the target voltage to _{Vlink_tag} calculated by the following formula (1) when the maximum power is _Ppeak , the open end voltage is _Vocv , the maximum voltage is _Vpeak , the voltage of the DC _link _unit is Vlink, and the output current is _Ibattery . Calculating the target voltage using a formula eliminates the need to store a large number of maps for each maximum power and each maximum voltage, making it possible to reduce memory capacity.

この態様の本発明の電力システムにおいて、前記制御装置は、前記最大電圧よりも低い電圧範囲において、値０よりも大きく前記燃料電池装置の発電電力よりも小さい定数をＰ_dとしたとき、次式（２）により計算されるＶ_link__tagを前記目標電圧に設定してもよい。ＭＰＰＴ制御によって最大電力（最適動作点）をサーチする際、最大電圧未満の電圧範囲において、電流電圧特性と出力電流とに基づいて目標電圧を設定しようとすると、上述した式（１）の電流電圧特性では、出力電流の変化に対する電圧の変化が大きく、目標電圧が大きく脈動するおそれがある。このため、最大電圧未満の電圧範囲において、式（２）により算出されるＶ_link__tagを目標電圧に設定することで、目標電圧の脈動を抑制することができる。 In the power system of the present invention of this aspect, the control device may set the target voltage to V link_tag calculated by the following _formula (2) when _Pd is a _constant greater than 0 and less than the power generation power of the fuel cell device in a voltage range lower than the maximum voltage. When searching for maximum power (optimum operating point) by MPPT control, if an attempt is made to set a target voltage based on the current-voltage characteristic and the output current in a voltage range less than the maximum voltage, the current-voltage characteristic of the above formula (1) may cause a large change in voltage relative to a change in output current, resulting in a large pulsation of the target voltage. For this reason, by setting the target _voltage to V _{link_tag} calculated by formula (2) in a voltage range less than the maximum voltage, the pulsation of the target voltage can be suppressed.

さらに、本発明の電力システムにおいて、前記直流リンク部の直流電力を交流電力に変換して系統電源に連系するインバータ装置と、充放電可能な蓄電池と、前記直流リンク部と前記蓄電池とに接続され、ＭＰＰＴ制御により前記蓄電池へ給電する蓄電池用コンバータ装置と、を備え、前記給電制御装置は、前記蓄電池用コンバータ装置を含み、前記制御装置は、前記系統電源が停電して前記燃料電池装置を自立運転する場合において、前記ＭＰＰＴ協調制御を実行するものとしてもよい。 Furthermore, the power system of the present invention may include an inverter device that converts the DC power of the DC link unit into AC power and connects it to a grid power source, a chargeable and dischargeable storage battery, and a storage battery converter device that is connected to the DC link unit and the storage battery and supplies power to the storage battery by MPPT control, and the power supply control device includes the storage battery converter device, and the control device may execute the MPPT cooperative control when the grid power source experiences a power outage and the fuel cell device operates independently.

本実施形態の電力システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a power system according to an embodiment of the present invention; 系統電源停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a control routine when a power grid is stopped. ＭＰＰＴ協調制御処理の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart illustrating an example of an MPPT cooperative control process. 最大電圧Ｖ_peak以上の電圧範囲で直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定する場合に用いられる直流リンク部のＰ－Ｖ特性およびＩ－Ｖ特性の一例を示す説明図である。11 is an explanatory diagram showing an example of the PV characteristic and the IV characteristic of the DC link unit used when setting _a DC link voltage target value V _{link_tag} in a voltage range equal to or higher than the maximum voltage V _peak . 最大電圧Ｖ_peak未満の電圧範囲で直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定する場合に用いられる直流リンク部のＰ－Ｖ特性およびＩ－Ｖ特性の一例を示す説明図である。11 is an explanatory diagram showing an example of the PV characteristic and the IV characteristic of the DC link unit used when setting _a DC link voltage target value V _{link_tag} in a voltage range less than the maximum voltage V _peak . FIG.

図１は、本実施形態の電力システム１０の概略構成図である。本実施形態の電力システム１０は、住宅等に設置され、系統電源１と連系して家庭内負荷（外部負荷）に電力を供給するシステムとして構成されるものであり、燃料電池装置２０と、燃料電池パワーコンディショナ３０と、制御装置４０と、蓄電池５０と、蓄電池パワーコンディショナ５１と、を備える。 Figure 1 is a schematic diagram of a power system 10 according to this embodiment. The power system 10 according to this embodiment is installed in a house or the like, and is configured as a system that is connected to a power grid 1 to supply power to a household load (external load), and includes a fuel cell device 20, a fuel cell power conditioner 30, a control device 40, a storage battery 50, and a storage battery power conditioner 51.

燃料電池装置２０は、図示しないが、改質水を気化させて水蒸気を生成する気化器や、原燃料ガス（例えば、天然ガスやＬＰガス）を水蒸気改質して燃料ガスを生成する改質器、燃料ガスと空気との電気化学反応により発電する燃料電池スタック（固体酸化物形燃料電池スタック）などを含む燃料電池モジュールと、燃料電池モジュールの排熱を熱交換器によって温水にして貯湯タンクへ回収する排熱回収装置と、を有する。また、燃料電池装置２０は、これを運転するための補機として、改質器へ原燃料ガスを供給するガスポンプや、水タンクから改質水を汲み上げて気化器へ供給する水ポンプ、燃料電池スタックへ空気を供給するエアポンプ、上述の熱交換器と貯湯タンクとを接続する循環配管内で湯水を循環させる循環ポンプ、循環路に設置されたヒータ４１、循環路におけるヒータ４１の下流に設置されたラジエータおよびラジエータファンなどを有する。これらの補機類は、制御装置４０による制御を受けて動作する。また、燃料電池スタックの出力端子には、燃料電池スタックから出力される電流（燃料電池電流Ｉｆｃ）を検出する電流センサ３６ａが取り付けられ、燃料電池スタックの出力端子間には、燃料電池スタックの端子間電圧（燃料電池電圧Ｖ_fc）を検出する電圧センサ３６ｂが取り付けられている。 Although not shown, the fuel cell device 20 has a fuel cell module including a vaporizer that vaporizes reforming water to generate steam, a reformer that steam-reforms raw fuel gas (e.g., natural gas or LP gas) to generate fuel gas, a fuel cell stack (solid oxide fuel cell stack) that generates electricity by an electrochemical reaction between fuel gas and air, and an exhaust heat recovery device that converts exhaust heat from the fuel cell module into hot water using a heat exchanger and recovers it in a hot water storage tank. In addition, the fuel cell device 20 has auxiliary devices for operating the device, such as a gas pump that supplies raw fuel gas to the reformer, a water pump that pumps reforming water from a water tank and supplies it to the vaporizer, an air pump that supplies air to the fuel cell stack, a circulation pump that circulates hot water in a circulation pipe that connects the above-mentioned heat exchanger and the hot water storage tank, a heater 41 installed in the circulation path, and a radiator and a radiator fan installed downstream of the heater 41 in the circulation path. These auxiliary devices operate under the control of the control device 40. In addition, a current sensor 36a that detects the current output from the fuel cell stack (fuel cell current Ifc) is attached to the output terminal of the fuel cell stack, and a voltage sensor 36b that detects the terminal-to-terminal voltage of the fuel cell stack (fuel cell voltage _Vfc ) is attached between the output terminals of the fuel cell stack.

燃料電池パワーコンディショナ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と、インバータ３２と、リレー３３と、直流リンク部３４とを備える。 The fuel cell power conditioner 30 includes a DC/DC converter 31, an inverter 32, a relay 33, and a DC link unit 34.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、図示しないスイッチング素子やリアクトル等を有し、当該スイッチング素子をスイッチング制御することにより、燃料電池装置２０からの直流電力を所定電圧（例えばＤＣ２５０Ｖ）の直流電力に変換（昇圧）して直流リンク部３４へ出力する。燃料電池装置２０は出力を急増させると劣化が進行し易い特性を有していることから、本実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、所定の出力変化率を超えて燃料電池装置２０の出力が変化しないようにレートリミット処理（緩変化処理）によって当該出力変化率の範囲内で電力の変換を行なう。 The DC/DC converter 31 has switching elements and reactors (not shown), and by controlling the switching of the switching elements, converts (boosts) the DC power from the fuel cell device 20 into DC power of a predetermined voltage (e.g. DC 250V) and outputs it to the DC link section 34. Since the fuel cell device 20 has a characteristic that degradation easily progresses when the output is suddenly increased, in this embodiment, the DC/DC converter 31 converts power within the range of the output change rate by rate limit processing (slow change processing) so that the output of the fuel cell device 20 does not change beyond a predetermined output change rate.

インバータ３２は、図示しないスイッチング素子やダイオード等を有し、当該スイッチング素子をスイッチング制御することにより、直流リンク部３４の直流電力を交流電力に変換して外部負荷へ供給する。 The inverter 32 has switching elements and diodes (not shown), and by controlling the switching of the switching elements, converts the DC power of the DC link section 34 into AC power and supplies it to an external load.

リレー３３は、常開式の開閉器であり、系統電源１の対応する相に接続された各電線の連系点（インバータ３２の出力側）にそれぞれ設置されている。 The relays 33 are normally open switches, and are installed at the interconnection points (the output side of the inverter 32) of the wires connected to the corresponding phases of the system power supply 1.

直流リンク部３４には、平滑用のコンデンサ３５が接続されており、当該コンデンサ３５の端子間には、コンデンサ３５の端子間電圧（直流リンク電圧Ｖ_link）を検出する電圧センサ３７が取り付けられている。また、直流リンク部３４には、上述したヒータ４１がヒータスイッチ４２（ＦＥＴ）を介して接続されると共に、燃料電池装置２０のその他の補機や制御装置４０が図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続されており、これらの補機や制御装置４０は、直流リンク部３４からの直流電力の供給を受けて動作するようになっている。 A smoothing capacitor 35 is connected to the DC link unit 34, and a voltage sensor 37 for detecting the terminal-to-terminal voltage (DC link voltage V _link ) of the capacitor 35 is attached between the terminals of the capacitor 35. In addition, the above-mentioned heater 41 is connected to the DC link unit 34 via a heater switch 42 (FET), and other auxiliaries of the fuel cell device 20 and a control device 40 are connected to the DC link unit 34 via a DC/DC converter (not shown). These auxiliaries and the control device 40 are configured to operate by receiving DC power from the DC link unit 34.

蓄電池５０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成され、蓄電池パワーコンディショナ５１を介して直流リンク部３４に接続されている。蓄電池パワーコンディショナ５１は、ＤＣ／ＤＣコンバータを含み、当該ＤＣ／ＤＣコンバータをスイッチング制御することにより、直流リンク部３４からの直流電力により蓄電池５０を充電したり、蓄電池５０からの直流電力を直流リンク部３４へ放電したりする。直流リンク部３４と蓄電池５０とを接続する電力ラインには、蓄電池５０を流れる電流（蓄電池電流Ｉ_battery）を検出する電流センサ３８が取り付けられている。 The storage battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery, and is connected to the DC link unit 34 via a storage battery power conditioner 51. The storage battery power conditioner 51 includes a DC/DC converter, and by controlling the switching of the DC/DC converter, charges the storage battery 50 with DC power from the DC link unit 34, and discharges the DC power from the storage battery 50 to the DC link unit 34. A current sensor 38 that detects the current flowing through the storage battery 50 (storage battery current I _battery ) is attached to the power line connecting the DC link unit 34 and the storage battery 50.

蓄電池パワーコンディショナ５１の制御は、制御装置４０とは別の制御装置（図示せず）によるＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御によって行なわれる。ＭＰＰＴ制御は、電力が最大となる出力電圧で電流を取り出すための制御であり、例えば、電力が最大電力（最適動作点）に追従するように出力電圧を所定量ずつ変化させる山登り法を用いることができる。 The battery power conditioner 51 is controlled by MPPT (maximum power point tracking) control using a control device (not shown) separate from the control device 40. MPPT control is a control for extracting current at the output voltage at which the power is maximized, and can use, for example, a hill climbing method in which the output voltage is changed by a predetermined amount so that the power tracks the maximum power (optimum operating point).

制御装置４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、各種プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入力ポートおよび出力ポートを備える。制御装置４０には、電流センサ３６ａからの燃料電池電流Ｉｆｃや電圧センサ３６ｂからの燃料電池電圧Ｖ_fc、電圧センサ３７からの直流リンク電圧Ｖ_link、電流センサ３８からの蓄電池電流Ｉ_batteryなどが入力ポートを介して入力されている。一方、制御装置４０からは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１のスイッチング素子への制御信号や、インバータ３２のスイッチング素子への制御信号、リレー３３への駆動信号、ヒータスイッチ４２への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。 Although not shown, the control device 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and in addition to the CPU, includes a ROM for storing various programs, a RAM for temporarily storing data, and an input port and an output port. The fuel cell current Ifc from the current sensor 36a, the fuel cell voltage _Vfc from the voltage sensor 36b, the DC link voltage _Vlink from the voltage sensor 37, the storage battery current _Ibattery from the current sensor 38, and the like are input to the control device 40 via the input port. On the other hand, the control device 40 outputs control signals to the switching elements of the DC/DC converter 31, control signals to the switching elements of the inverter 32, a drive signal to the relay 33, a drive signal to the heater switch 42, and the like via the output port.

次に、こうして構成された電力システム１０の動作について説明する。特に、系統電源１が停止（停電）した際の動作について説明する。図２は、制御装置４０のＣＰＵにより実行される系統電源停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図示しない電圧センサにより系統電圧の低下、すなわち系統電源１の停止（停電）が検出されたときに実行される。 Next, the operation of the power system 10 thus configured will be described. In particular, the operation when the grid power supply 1 stops (power outage) will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a control routine executed by the CPU of the control device 40 when the grid power supply stops. This routine is executed when a voltage sensor (not shown) detects a drop in the grid voltage, i.e., a stop (power outage) of the grid power supply 1.

系統電源停止時制御ルーチンが実行されると、制御装置４０のＣＰＵは、まず、燃料電池装置２０の自立発電を開始する（ステップＳ１００）。自立発電は、外部負荷が要求する要求出力の全てを電力システム１０から出力する電力で賄う運転状態であり、本実施形態では、燃料電池装置２０が定格最大出力（例えば７００Ｗ）で発電するよう燃料電池装置２０が運転制御される。自立発電状態においては、要求出力が燃料電池装置２０の発電電力以下である場合、燃料電池装置２０の発電電力により要求出力に見合う電力が外部負荷へ供給されると共に余剰電力がヒータ４１で消費されたり蓄電池５０に充電されるよう燃料電池パワーコンディショナ３０と蓄電池パワーコンディショナ５０とが制御される。また、要求出力が燃料電池装置２０の発電電力を超えると、燃料電池装置２０からの発電電力に加えて蓄電池５０からの放電電力により要求出力に見合う電力が外部負荷へ供給されるよう燃料電池パワーコンディショナ３０と蓄電池パワーコンディショナ５０とが制御される。 When the control routine for when the system power supply is stopped is executed, the CPU of the control device 40 first starts the independent power generation of the fuel cell device 20 (step S100). Independent power generation is an operating state in which all of the required output required by the external load is covered by the power output from the power system 10, and in this embodiment, the operation of the fuel cell device 20 is controlled so that the fuel cell device 20 generates power at the rated maximum output (e.g., 700 W). In the independent power generation state, when the required output is equal to or less than the generated power of the fuel cell device 20, the fuel cell power conditioner 30 and the storage battery power conditioner 50 are controlled so that the power corresponding to the required output is supplied to the external load by the generated power of the fuel cell device 20 and the surplus power is consumed by the heater 41 or charged to the storage battery 50. In addition, when the required output exceeds the generated power of the fuel cell device 20, the fuel cell power conditioner 30 and the storage battery power conditioner 50 are controlled so that the power corresponding to the required output is supplied to the external load by the discharge power from the storage battery 50 in addition to the generated power from the fuel cell device 20.

自立発電を開始すると、ヒータ４１の電力消費により直流リンク電圧Ｖ_linkが所定電圧Ｖｓｅｔ（例えば、２３０Ｖや２４０Ｖ、２５０Ｖ）となるようヒータスイッチ４２を駆動制御する（ステップＳ１１０）。そして、燃料電池装置２０の発電電力Ｐ_fcを入力し（ステップＳ１２０）、入力した発電電力Ｐ_fcが閾値Ｐｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、発電電力Ｐ_fcは、電流センサ３６ａにより検出される燃料電池電流Ｉｆｃと電圧センサ３６ｂにより検出される燃料電池電圧Ｖ_fcとに基づいて演算されたものを入力することができる。閾値Ｐｒｅｆは、燃料電池装置２０の出力が安定したか否かを判定するための閾値であり、本実施形態では、定格最大出力近傍の値に定められる。発電電力Ｐ_fcが閾値Ｐｒｅｆ以上でないと判定すると、ステップＳ１１０に戻る。 When the independent power generation is started, the heater switch 42 is driven and controlled so that the DC link voltage _Vlink becomes a predetermined voltage Vset (for example, 230V, 240V, or 250V) by the power consumption of the heater 41 (step S110). Then, the generated power _Pfc of the fuel cell device 20 is input (step S120), and it is determined whether the input generated power _Pfc is equal to or greater than the threshold Pref (step S130). Here, the generated power _Pfc can be calculated based on the fuel cell current Ifc detected by the current sensor 36a and the fuel cell voltage _Vfc detected by the voltage sensor 36b and input. The threshold Pref is a threshold for determining whether the output of the fuel cell device 20 is stable, and in this embodiment, it is set to a value close to the rated maximum output. If it is determined that the generated power _Pfc is not equal to or greater than the threshold Pref, the process returns to step S110.

一方、発電電力Ｐ_fcが閾値Ｐｒｅｆ以上であると判定すると、ＭＰＰＴ協調制御を開始する（ステップＳ１４０）。ＭＰＰＴ協調制御は、直流リンク部３４の出力を蓄電池パワーコンディショナ５１で行なわれるＭＰＰＴ制御に追従させるための制御であり、図３のＭＰＰＴ協調制御処理により実行される。以下、ＭＰＰＴ協調制御処理について説明する。 On the other hand, when it is determined that the generated power _Pfc is equal to or greater than the threshold Pref, the MPPT cooperative control is started (step S140). The MPPT cooperative control is a control for making the output of the DC link unit 34 follow the MPPT control performed by the storage battery power conditioner 51, and is executed by the MPPT cooperative control process of Fig. 3. The MPPT cooperative control process will be described below.

ＭＰＰＴ協調制御では、まず、発電電力Ｐ_fcや電圧センサ３６ｂからの燃料電池電圧Ｖ_fc、電圧センサ３７からの直流リンク電圧Ｖ_link、電流センサ３８からの蓄電池電流Ｉ_batteryを入力する（ステップＳ２００）。続いて、入力した発電電力Ｐ_fcから所定電力ΔＰを減じた値（Ｐ_fc－ΔＰ）を最大電力Ｐ_peakに設定し、入力した燃料電池電圧Ｖ_fcに係数ｋを乗じた値（ｋ・Ｖ_fc）を開放端電圧Ｖ_ocvに設定し、設定した開放端電圧Ｖ_ocvから所定電圧ΔＶを減じた値（Ｖ_ocv－ΔＶ）を最大電圧Ｖ_peakに設定する（ステップＳ２１０）。ここで、最大電力Ｐ_peakと開放端電圧Ｖ_ocvと最大電圧Ｖ_peakは、直流リンク部３４の電力電圧特性（Ｐ－Ｖ特性）を規定するパラメータである。最大電力Ｐ_peakは、燃料電池装置２０の発電電力Ｐ_fcの範囲内で設定され、所定電力ΔＰは、ＭＰＰＴ協調制御における最大電力Ｐ_peakの調整代であり、例えば、５０Ｗや６０Ｗなどのように定められる。なお、最大電力Ｐ_peakは、発電電力Ｐ_fcに値０よりも大きく値１よりも小さい係数を乗じたものが設定されもよい。係数ｋは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の変圧率である。所定電圧ΔＶは、ＭＰＰＴ制御によって直流リンク部３４に電圧低下が生じても当該直流リンク部３４に接続される補機類や制御装置４０が電源喪失しない範囲で、例えば、２０Ｖや３０Ｖなどのように定められる。 In the MPPT cooperative control, first, the generated power P _fc , the fuel cell voltage V _fc from the voltage sensor 36b, the DC link voltage V _link from the voltage sensor 37, and the storage battery current I _battery from the current sensor 38 are input (step S200). Next, a value (P _fc -ΔP) obtained by subtracting a predetermined power ΔP from the input generated power P _fc is set as the maximum power P _peak , a value (k·V _fc ) obtained by multiplying the input fuel cell voltage V _fc by a coefficient k is set as the open circuit voltage V _ocv , and a value (V _ocv -ΔV) obtained by subtracting a predetermined voltage ΔV from the set open circuit voltage V _ocv is set as the maximum voltage V _peak (step S210). Here, the maximum power P _peak , the open circuit voltage V _ocv , and the maximum voltage V _peak are parameters that define the power-voltage characteristics (P-V characteristics) of the DC link unit 34. The maximum power _Ppeak is set within the range of the power generation power _Pfc of the fuel cell device 20, and the predetermined power ΔP is an adjustment amount of the maximum power _Ppeak in the MPPT cooperative control, and is set to, for example, 50 W or 60 W. The maximum power _Ppeak may be set by multiplying the power generation power _Pfc by a coefficient greater than 0 and less than 1. The coefficient k is the transformation ratio of the DC/DC converter 31. The predetermined voltage ΔV is set to, for example, 20 V or 30 V, within a range in which the auxiliary devices and the control device 40 connected to the DC link unit 34 do not lose power even if a voltage drop occurs in the DC link unit 34 due to the MPPT control.

次に、入力した蓄電池電流Ｉ_batteryが所定電流Ｉｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。この処理は、最大電圧Ｖ_peak以上の電圧範囲で直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagが設定されるか否かを判定するための処理である。蓄電池電流Ｉ_batteryが所定電流Ｉｒｅｆ未満であると判定すると、最大電力Ｐ_peakと最大電圧Ｖ_peakと開放端電圧Ｖ_ocvと直流リンク電圧Ｖ_linkと蓄電池電流Ｉ_batteryとに基づいて次式（１）により直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを算出する（ステップＳ２３０）。そして、算出した直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagとステップＳ２００で入力した直流リンク電圧Ｖ_linkとの偏差に基づくフィードバック制御（例えば、比例積分制御）によりヒータスイッチ４２のオンオフデューティ比を設定し、設定したオンオフデューティ比に基づいてヒータスイッチ４２をスイッチング制御して（ステップＳ２５０）、ＭＰＰＴ協調制御処理を終了する。図４は、最大電圧Ｖ_peak以上の電圧範囲で直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定する場合に用いられる直流リンク部のＰ－Ｖ特性およびＩ－Ｖ特性の一例を示す説明図である。式（１）は、図４中、実線に示す直流リンク部３４の電力電圧特性（Ｐ－Ｖ特性）および電流電圧特性（Ｉ－Ｖ特性）に対応した式（第１計算式）であり、第１計算式を用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを算出することで、当該Ｐ－Ｖ特性およびＩ－Ｖ特性に沿って直流リンク部３４から電力を取り出すことができる。Ｐ－Ｖ特性およびＩ－Ｖ特性を燃料電池装置２０の発電電力Ｐ_fc等に基づいて決定することにより、これらの特性に沿って直流リンク電圧Ｖ_linkを制御することで、発電電力Ｐ_fcの範囲内で、直流リンク部３４から任意の最大電圧Ｖ_peakで任意の最大電力Ｐ_peakを取り出すことができる。これにより、ＭＰＰＴ制御を行なう蓄電池パワーコンディショナ５１に対して供給する電力を能動的に制御することが可能となる。また、燃料電池装置２０の発電電力Ｐ_fcのうち最大電力Ｐ_peakに対して余剰な電力は、ヒータ４１によって消費されるため、燃料電池装置２０の出力が急増することがなく、出力の急増による燃料電池装置２０の劣化の進行を抑制することができる。さらに、任意の最大電圧Ｖ_peakを設定することができるため、最大電圧Ｖ_peakとして比較的高い電圧を設定しておくことで、ＭＰＰＴ制御による最大電力（最適動作点）のサーチの過程において、直流リンク電圧Ｖｌｉｎが大きく低下するのを抑制することができ、直流リンク部３４に接続される補機や制御装置４０の電源喪失のリスクを回避することが可能となる。 Next, it is determined whether the input battery current I _battery is less than a predetermined current Iref (step S220). This process is for determining whether the DC link voltage target value V _{link_tag} is set in _a voltage range equal to or greater than the maximum voltage V _peak . If it is determined that the battery current I _battery is less than the predetermined current Iref, a DC link voltage target value V _{link_tag} is _calculated by the following equation (1) based on the maximum power P _peak , the maximum voltage V _peak , the open circuit voltage V _ocv , the DC link voltage V _link , and the battery current I _battery (step S230). Then, an on-off duty ratio of the heater switch 42 is set by feedback control (e.g., proportional-integral control) based on the deviation between the calculated DC link voltage target value V _{link_tag} _and the DC link voltage V _link input in step S200, and switching control of the heater switch 42 is performed based on the set on-off duty ratio (step S250), and the MPPT coordinated control process is terminated. FIG _. 4 is an explanatory diagram showing an example of the P-V characteristic and the I-V characteristic of the DC link unit used when setting the DC link voltage target value V _{link_tag} in a voltage range equal to or _higher than the maximum voltage V peak. Equation (1) is an equation (first calculation formula) corresponding to the power-voltage characteristic (P-V characteristic) and the current-voltage characteristic (I-V characteristic) of the DC link unit 34 shown by the solid line in FIG. 4, and by calculating the DC link voltage target value V _{link_tag} using _the first calculation formula, it is possible to extract power from the DC link unit 34 along the P-V characteristic and the I-V characteristic. By determining the P-V characteristic and the I-V characteristic based on the generated power P _fc of the fuel cell device 20 and controlling the DC link voltage V _link along these characteristics, it _is possible to extract any maximum power P _peak at any maximum voltage V _peak from the DC link unit 34 within the range of the generated power P fc. This makes it possible to actively control the power supplied to the storage battery power conditioner 51 that performs MPPT control. Moreover, since the surplus power of the generated power _Pfc of the fuel cell device 20 relative to the maximum power _Ppeak is consumed by the heater 41, there is no sudden increase in the output of the fuel cell device 20, and it is possible to suppress the progression of deterioration of the fuel cell device 20 due to a sudden increase in output. Furthermore, since an arbitrary maximum voltage _Vpeak can be set, by setting a relatively high voltage as the maximum voltage _Vpeak , it is possible to suppress a large decrease in the DC link voltage Vlin in the process of searching for the maximum power (optimum operating point) by MPPT control, and it is possible to avoid the risk of power loss for the accessories connected to the DC link unit 34 and the control device 40.

一方、蓄電池電流Ｉ_batteryが所定電流Ｉｒｅｆ未満でなく所定電流Ｉｒｅｆ以上であると判定すると、最大電力Ｐ_peakと最大電圧Ｖ_peakと開放端電圧Ｖ_ocvと直流リンク電圧Ｖ_linkと蓄電池電流Ｉ_batteryと定数Ｐ_dとに基づいて次式（２）により直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを算出する（ステップＳ２４０）。そして、算出した直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagとステップＳ２００で入力した直流リンク電圧Ｖ_linkとの偏差に基づくフィードバック制御によりヒータスイッチ４２をスイッチング制御して（ステップＳ２５０）、ＭＰＰＴ協調制御処理を終了する。図５は、最大電圧Ｖ_peak未満の電圧範囲で直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定する場合に用いられる直流リンク部のＰ－Ｖ特性およびＩ－Ｖ特性の一例を示す説明図である。なお、図中、実線は、最大電圧Ｖ_peak未満の電圧範囲で直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定する場合に用いられる特性を示し、一点鎖線は、上述した最大電圧Ｖ_peak以上の電圧範囲で直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定する場合に用いられる特性を示す。式（２）は、図５中、実線に示す電力電圧特性（Ｐ－Ｖ特性）および電流電圧特性（Ｉ－Ｖ特性）に対応した式（第２計算式）であり、第２計算式を用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを算出することで、当該Ｐ－Ｖ特性およびＩ－Ｖ特性に沿って直流リンク部３４から電力を取り出すことができる。式（２）中、「Ｐ_d」は、Ｐ－Ｖ特性において、Ｖ_link__tagが値０のときの出力電力の値を示し、値０よりも大きく定格最大出力よりも小さな値（例えば、１００や２００）に定められる。これにより、最大電圧Ｖ_peak未満の電圧範囲において、Ｉ－Ｖ特性に傾きをもたせることができる。上述した第１計算式では、最大電圧Ｖ_peak未満の電圧範囲でＩ－Ｖ特性の傾きがフラットになっているため、蓄電池電流Ｉ_batteryの僅かな変化に対して直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagが大きく脈動する。これに対して、第２計算式では、第１計算式に比して、Ｉ－Ｖ特性に傾きをもたせることができるため、蓄電池電流Ｉ_batteryの変化に対して直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagが大きく脈動するのを抑制することができ、直流リンク電圧Ｖ_linkを適正範囲に保つことができる。例えば、直流リンク電圧Ｖ_linkが大きく低下することによる、補機類や制御装置４０の電源喪失のリスクを回避することができる。 On the other hand, when it is determined that the storage battery current I _battery is not less than the predetermined current Iref but is equal to or greater than the predetermined current Iref, a DC link voltage target value V _{link_tag} is calculated by the following equation (2) based on the maximum power P _peak , the maximum voltage V _peak , the open circuit voltage V _ocv , the DC link voltage V _link _, the storage battery current I _battery and the constant P _d (step S240). Then, the heater switch 42 is switched and controlled by feedback control based on the deviation between the calculated _DC link voltage target value V _{link_tag} and the DC link voltage V _link input in step S200 (step S250), and the MPPT coordinated control process is terminated. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the P-V characteristic and the I-V _{characteristic} of the DC link section used when setting the DC link voltage target value V _{link_tag} in a voltage range less than the maximum voltage V _peak . In the figure, the solid line indicates the characteristic used when _the DC link voltage target value V _{link_tag} is set in a voltage range below the maximum voltage V _peak , and the dashed line indicates the characteristic used when the DC link voltage target value V _{link_tag} is set in _a voltage range equal to or greater than the maximum voltage V _peak . Equation (2) is an equation (second calculation formula) corresponding to the power-voltage characteristic (P-V characteristic) and current-voltage characteristic (I-V characteristic) shown by the solid line in FIG. 5, and by calculating the DC link voltage target value V _{link_tag} using the second calculation _formula , it is possible to extract power from the DC link unit 34 in accordance with the P-V characteristic and the I-V characteristic. In equation (2), "P _d " indicates the value of the output power when V _{link_tag} is a value of 0 in the P-V characteristic, and is set to a value (e.g., 100 or 200) that is _greater than the value 0 and smaller than the rated maximum output. This allows the I-V characteristic to have a slope in the voltage range less than the maximum voltage V _peak . In the above-described first calculation formula, the slope of the I-V characteristic is flat in a voltage range below the maximum voltage V _peak , so that the DC link voltage target value V _{link_tag} pulsates significantly in response to a slight change in the storage battery current I _battery . In contrast, in the second calculation formula, the I-V characteristic can be made to have a slope in comparison with the first calculation formula, so that the DC link voltage target value V _{link_tag} can be prevented from pulsating significantly in response to a change in _the storage battery current I _battery , and the DC link voltage V _link can be maintained within an appropriate range. For _example , it is possible to avoid the risk of power loss to the auxiliary devices and the control device 40 due to a large drop in the DC link voltage V _link .

系統電源停止時制御ルーチンに戻って、ＭＰＰＴ協調制御を開始すると、系統電圧に基づいて系統電源１が復帰するまでＭＰＰＴ協調制御を継続させ（ステップＳ１５０）、系統電源１が復帰したと判定すると、ＭＰＰＴ協調制御を停止すると共に（ステップＳ１６０）、自立発電を停止して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。 Returning to the control routine when the grid power supply is stopped, the MPPT cooperative control is started and continued until the grid power supply 1 is restored based on the grid voltage (step S150). When it is determined that the grid power supply 1 has been restored, the MPPT cooperative control is stopped (step S160), and the independent power generation is stopped (step S170), and this routine is terminated.

以上説明した本実施形態の電力システム１０では、燃料電池装置２０の発電電力Ｐ_fcに基づいて電流電圧特性（計算式）を設定し、電流電圧特性と直流リンク電圧Ｖ_linkと蓄電池電流Ｉ_batteryとに基づいて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定し、直流リンク電圧Ｖ_linkが直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagに一致するようヒータスイッチ４２を制御するＭＰＰＴ協調制御を実行する。燃料電池装置２０の発電電力Ｐ_fcに基づいて設定した電流電圧特性に従って電力消費機器としてのヒータ４１の電力消費によって直流リンク電圧Ｖ_linkを制御することにより、発電電力Ｐ_fcの範囲内で、直流リンク部３４から任意の最大電圧Ｖ_peakで任意の最大電力Ｐ_peakを出力することができる。この結果、燃料電池装置２０の出力の急変を抑制しつつ、出力をＭＰＰＴ制御に良好に追従させることができる電力システム１０とすることができる。 In the power system 10 of the present embodiment described above, the current-voltage characteristic (calculation formula) is set based on the power generation power _Pfc of the fuel cell device 20, the DC link voltage target value _{Vlink_tag} is set based on the current-voltage characteristic, the DC link _voltage _Vlink , and the storage _battery current Ibattery, and MPPT coordinated control is performed to control the heater switch 42 so that the DC link voltage _Vlink coincides _with the DC link voltage target value _{Vlink_tag} . By controlling the DC link voltage _Vlink by the power consumption of the heater 41 as a power consumption device in accordance with the current-voltage characteristic set based on the power generation power _Pfc of the fuel cell device 20, it is possible to output any maximum power _Ppeak from the DC link unit 34 at any maximum voltage _Vpeak within the range of the power generation power _Pfc . As a result, it is possible to provide a power system 10 that can suppress a sudden change in the output of the fuel cell device 20 while allowing the output to follow the MPPT control well.

また、本実施形態の電力システム１０では、燃料電池装置２０の発電電力Ｐ_fcよりも所定電力ΔＰだけ低い電力を最大電力Ｐ_peakに設定した電流電圧特性を用いてＭＰＰＴ協調制御を実行する。これにより、簡易な処理によって燃料電池装置２０の経年劣化に適切に対応することができる。 Furthermore, in the power system 10 of this embodiment, MPPT cooperative control is performed using current-voltage characteristics in which the maximum power _Ppeak is set to a power that is lower than the power generation power _Pfc by the fuel cell device 20 by a predetermined power ΔP. This makes it possible to appropriately deal with deterioration over time of the fuel cell device 20 by simple processing.

さらに、本実施形態の電力システム１０では、燃料電池装置２０の発電電力Ｐ_fcに基づく最大電力Ｐ_peakを設定し、最大電力Ｐ_peakと直流リンク電圧Ｖ_linkと蓄電池電流Ｉ_batteryとに基づいて計算式（第１計算式，第２計算式）により直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを算出する。これにより、最大電力Ｐ_peak毎および最大電圧Ｖ_peak毎に多数のＩ－Ｖ特性マップを記憶しておき、発電電力Ｐ_fcに基づいて選択したＩ－Ｖ特性マップを用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定するものに比して、多数のマップを記憶する必要がなく、メモリの記憶容量を削減することができる。 Furthermore, in the power system 10 of the present embodiment, a maximum power _Ppeak is set based on the power generation power _Pfc of the fuel cell device 20, and a DC link voltage target value _{Vlink_tag} is calculated by formulas (first formula, second formula) based on the maximum power _Ppeak , the DC link voltage _Vlink , and the storage _battery current _Ibattery . This eliminates the need to store a large number of maps and reduces the memory storage capacity, compared to storing a large number of I-V characteristic maps for each maximum power _Ppeak and each maximum voltage _Vpeak _and setting the DC link voltage target value _{Vlink_tag} using an I-V characteristic _map selected based on the power generation power Pfc.

また、本実施形態の電力システム１０では、蓄電池電流Ｉ_batteryが所定電流Ｉｒｅｆ以上である場合には、最大電圧Ｖ_peak未満の電圧範囲において、第１計算式に比してＩ－Ｖ特性に傾きをもたせた第２計算式を用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを算出する。これにより、ＭＰＰＴ制御によって最適動作点をサーチする過程において、直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagが大きく脈動するのを抑制することができる。 Furthermore, in the power system 10 of the present embodiment, when the storage battery current I _battery is equal to or higher than a predetermined current Iref, in a voltage range less than the maximum voltage V _peak , the DC link voltage target value V _{link_tag} is calculated using a second calculation formula in which _{the I-V characteristics are inclined as compared to the first calculation formula. This makes it possible to suppress large pulsations in the DC link voltage target value V link_tag} _in the process of searching for _an optimal operating point by MPPT control.

上述した実施形態では、蓄電池電流Ｉ_batteryが所定電流Ｉｒｅｆ未満である場合には第１計算式を用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを算出し、蓄電池電流Ｉ_batteryが所定電流Ｉｒｅｆ以上である場合には第２計算式を用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを算出するものとした。しかし、蓄電池電流Ｉ_batteryに拘らず第１計算式を用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを算出してもよい。 In the above-described embodiment, when the battery current I _battery is less than the predetermined current Iref _, the DC link voltage target value V _{link_tag} is calculated using the first calculation formula, and when the battery current I _battery is equal to or greater than the predetermined current Iref, the DC link voltage target value V _{link_tag} is calculated using the second calculation formula. However, the DC link voltage target value V _{link_tag} may be calculated using _the first calculation formula regardless of the battery current I _battery _.

上述した実施形態では、計算式を用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定するものとしたが、上述した図４や図５に示す特性をマップ化したものを用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定してもよい。この場合、燃料電池装置２０の発電電力Ｐ_fcや燃料電池電圧Ｖ_fcに応じて異なるマップを用いて直流リンク電圧目標値Ｖ_link__tagを設定すればよい。 In the above-described embodiment, the DC link voltage target value V _{link_tag} is set using a calculation formula, but the DC link voltage target value V _{link_tag} may be set using a map of the characteristics shown in Fig. 4 or 5. In this case, the DC link voltage target value V _{link_tag} may be set using _a different map depending on the power _generation power P _fc and the fuel cell voltage V _fc of _the fuel cell device 20.

実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、燃料電池装置２０が「燃料電池装置」に相当し、直流リンク部３４が「直流リンク部」に相当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１が「コンバータ装置」に相当し、コンデンサ３５が「コンデンサ」に相当し、ヒータ４１が「電力消費機器」に相当し、ヒータスイッチ４２が「スイッチ」に相当し、蓄電池パワーコンディショナ５１が「給電制御装置」に相当し、制御装置４０が「制御装置」に相当する。また、インバータ３２が「インバータ装置」に相当し、蓄電池５０が「蓄電池」に相当し、蓄電池パワーコンディショナ５１が「蓄電池コンバータ装置」に相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section on means for solving the problem will be explained. In the embodiment, the fuel cell device 20 corresponds to the "fuel cell device", the DC link unit 34 corresponds to the "DC link unit", the DC/DC converter 31 corresponds to the "converter device", the capacitor 35 corresponds to the "capacitor", the heater 41 corresponds to the "power consumption device", the heater switch 42 corresponds to the "switch", the storage battery power conditioner 51 corresponds to the "power supply control device", and the control device 40 corresponds to the "control device". Also, the inverter 32 corresponds to the "inverter device", the storage battery 50 corresponds to the "storage battery", and the storage battery power conditioner 51 corresponds to the "storage battery converter device".

なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the Means for Solving the Problem column does not limit the elements of the invention described in the Means for Solving the Problem column, since the embodiment is an example for specifically explaining the form for implementing the invention described in the Means for Solving the Problem column. In other words, the interpretation of the invention described in the Means for Solving the Problem column should be based on the description in that column, and the embodiment is merely a specific example of the invention described in the Means for Solving the Problem column.

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The above describes the form for carrying out the present invention using an embodiment, but the present invention is not limited to such an embodiment in any way, and it goes without saying that the present invention can be carried out in various forms without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、電力システムの製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the power system manufacturing industry, etc.

１系統電源、１０電力システム、２０燃料電池装置、３０燃料電池パワーコンディショナ、３１ＤＣ／ＤＣコンバータ、３２インバータ、３３リレー、３４直流リンク部、３５コンデンサ、３６ａ電流センサ、３６ｂ電圧センサ、３７電流センサ、３８電流センサ、４０制御装置、４１ヒータ、４２ヒータスイッチ、５０蓄電池パワーコンディショナ、５０蓄電池、５１蓄電池パワーコンディショナ。 1 System power supply, 10 Power system, 20 Fuel cell device, 30 Fuel cell power conditioner, 31 DC/DC converter, 32 Inverter, 33 Relay, 34 DC link section, 35 Capacitor, 36a Current sensor, 36b Voltage sensor, 37 Current sensor, 38 Current sensor, 40 Control device, 41 Heater, 42 Heater switch, 50 Storage battery power conditioner, 50 Storage battery, 51 Storage battery power conditioner.

Claims

a fuel cell device that generates direct current power;
a converter device that converts DC power from the fuel cell device and outputs the converted DC power to a DC link section;
A capacitor connected to the DC link unit;
A power consumption device that consumes power;
a switch capable of connecting and disconnecting the DC link unit and the power consuming device;
a power supply control device connected to the DC link unit and configured to supply DC power from the DC link unit by MPPT control;
a control device that executes MPPT cooperative control to set a current-voltage characteristic of the DC link unit based on the power generated by the fuel cell device and the voltage of the DC link unit, set a target voltage of the DC link unit based on the current-voltage characteristic and an output current output from the DC link unit to the power supply control device, and control the switch so that the voltage of the DC link unit becomes the target voltage;
A power system comprising:

2. The power system of claim 1,
the control device sets the current-voltage characteristic so that a power that is a predetermined amount or a predetermined percentage lower than a power generated by the fuel cell device becomes a maximum power.
Power system.

3. The power system according to claim 1,
The control device sets a maximum power based on the power generated by the fuel cell device, and also sets an open end voltage and a maximum voltage based on the output voltage of the fuel cell device, and when the maximum power is _Ppeak , the open end voltage is _Vocv , the maximum voltage is _Vpeak , the voltage of the DC link unit is _Vlink , and the output current is _Ibattery , the control device sets _{Vlink_tag} calculated by the following _formula (1) to the target voltage.
Power system.

4. The power system of claim 3,
The control device sets V _{link_tag} calculated by the following formula (2) as the target voltage when a constant _Pd is greater than 0 and less than the power generation power of the fuel cell device in a _voltage range lower than the maximum voltage.
Power system.

5. The power system according to claim 1,
an inverter device that converts the DC power of the DC link unit into AC power and connects the AC power to a power system;
A rechargeable storage battery;
a converter device for a storage battery connected to the DC link unit and the storage battery and configured to supply power to the storage battery by MPPT control;
Equipped with
the power supply control device includes the storage battery converter device,
The control device executes the MPPT cooperative control when the grid power supply is interrupted and the fuel cell device is operated independently.
Power system.