JPH02301969A - 燃料電池発電装置の制御方法 - Google Patents
燃料電池発電装置の制御方法Info
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- JPH02301969A JPH02301969A JP1120287A JP12028789A JPH02301969A JP H02301969 A JPH02301969 A JP H02301969A JP 1120287 A JP1120287 A JP 1120287A JP 12028789 A JP12028789 A JP 12028789A JP H02301969 A JPH02301969 A JP H02301969A
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 244000144992 flock Species 0.000 description 1
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、燃料電池から発生する直流電力をインバー
タにより所定の交流電力に変換し、交流負荷に電力を供
給する燃料電池発電装置を単独で運転する場合の制御方
法に関する。
タにより所定の交流電力に変換し、交流負荷に電力を供
給する燃料電池発電装置を単独で運転する場合の制御方
法に関する。
（従来の技術）
従来、この種の燃料電池発電装置の制御方法には、燃料
電池（ＦＣ）から電力が供給される負荷が増加するのに
伴って起こる、ＦＣにおけるガス欠を防止するため、負
荷の変動増加分を考慮して予めＦＣにおけるガス利用率
を下げた状態で燃料電池発電装置を運転するという制御
方法がある。
電池（ＦＣ）から電力が供給される負荷が増加するのに
伴って起こる、ＦＣにおけるガス欠を防止するため、負
荷の変動増加分を考慮して予めＦＣにおけるガス利用率
を下げた状態で燃料電池発電装置を運転するという制御
方法がある。
（発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来の制御方法においては、負荷が要求
する電力よりも負荷変動増加分だけ大きな電力を発生す
るのに必要な燃料ガス量を常にＦＣに供給する必要があ
り、このため、燃料電池発電装置のシステム効率が低下
するという問題点があった。
する電力よりも負荷変動増加分だけ大きな電力を発生す
るのに必要な燃料ガス量を常にＦＣに供給する必要があ
り、このため、燃料電池発電装置のシステム効率が低下
するという問題点があった。
そこで、本発明の目的は上述の問題点を解決し、燃料電
池発電装置のシステム効率を下げずに、単独運転時にお
いて負荷の変動に追従した制御を行なうことができる燃
料電池発電装置の制御方法を提供することにある。
池発電装置のシステム効率を下げずに、単独運転時にお
いて負荷の変動に追従した制御を行なうことができる燃
料電池発電装置の制御方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段）
このような目的を達成するために、本発明は、燃料電池
から出力される直流電力をインバータにおいて交流電力
に変換し負荷に供給する燃料電池発電装置を制御するに
あたり、負荷に供給される負荷電力を検出し、検出され
た電力に相当する電力を燃料電池から発生させるのに必
要な燃料ガス供給量に対して燃料電池が出力する電流の
最大値を算出し、算出した最大値を入力端子上限リミッ
タ値としてインバータに出力し、リミッタ値に基づいて
負荷の電圧を検出し、検出に基づいて燃料電池へ供給す
る燃料ガス量を調節することを特徴とする。
から出力される直流電力をインバータにおいて交流電力
に変換し負荷に供給する燃料電池発電装置を制御するに
あたり、負荷に供給される負荷電力を検出し、検出され
た電力に相当する電力を燃料電池から発生させるのに必
要な燃料ガス供給量に対して燃料電池が出力する電流の
最大値を算出し、算出した最大値を入力端子上限リミッ
タ値としてインバータに出力し、リミッタ値に基づいて
負荷の電圧を検出し、検出に基づいて燃料電池へ供給す
る燃料ガス量を調節することを特徴とする。
また、本発明は、燃料電池から出力される直流電力をイ
ンバータにおいて交流電力に変換し負荷に供給する燃料
電池発電装置を制御するにあたり、負荷に供給される負
荷電力およびインバータからの出力電圧を検出し、イン
バータからの出力が定格電圧のときの燃料電池に供給す
べき燃料ガス量を算出し、算出された供給量に基づいて
燃料電池から出力される電力を算出し、負荷電力と燃料
電池出力電力に基づいて算出されたインバータ出力電圧
指令をインバータに出力することを特徴とする。
ンバータにおいて交流電力に変換し負荷に供給する燃料
電池発電装置を制御するにあたり、負荷に供給される負
荷電力およびインバータからの出力電圧を検出し、イン
バータからの出力が定格電圧のときの燃料電池に供給す
べき燃料ガス量を算出し、算出された供給量に基づいて
燃料電池から出力される電力を算出し、負荷電力と燃料
電池出力電力に基づいて算出されたインバータ出力電圧
指令をインバータに出力することを特徴とする。
本発明においては、負荷電力を検出し、検出された負荷
電力に相当する電力をＦＣから発生させるのに必要な最
低限の量の燃料ガスをＦＣに供給し、かつそのときのＦ
Ｃへのガス供給量に対してＦＣが出力できる電流の最大
値を入力端子上限リミッタ値としてインバータに指令を
与え、この指令により負荷電圧の低下を検出することに
より負荷の増加と判定しＦＣへのガス供給量を増加させ
る方法により、予め負荷増加分に相当するガス量を供給
しておくことに起因するシステム効率の低下を防止する
ことができる。
電力に相当する電力をＦＣから発生させるのに必要な最
低限の量の燃料ガスをＦＣに供給し、かつそのときのＦ
Ｃへのガス供給量に対してＦＣが出力できる電流の最大
値を入力端子上限リミッタ値としてインバータに指令を
与え、この指令により負荷電圧の低下を検出することに
より負荷の増加と判定しＦＣへのガス供給量を増加させ
る方法により、予め負荷増加分に相当するガス量を供給
しておくことに起因するシステム効率の低下を防止する
ことができる。
また、本発明においては、負荷電力の増加にしたがって
インバータ出力電圧値を下げ、燃料電池からの出力電力
を低減する。そして、負荷増加分に相当するガス量が供
給できるようになった時点でインバータ電圧設定値を正
常値に戻すようにすることにより、負荷の変動に追従し
た制御を行なうことができる。
インバータ出力電圧値を下げ、燃料電池からの出力電力
を低減する。そして、負荷増加分に相当するガス量が供
給できるようになった時点でインバータ電圧設定値を正
常値に戻すようにすることにより、負荷の変動に追従し
た制御を行なうことができる。
〔実施例）
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明を実施する燃料電池発電装置のシステム
構成を示す。第２図および第３図は本発明の第１および
第２の実施例の制御の流れを示すブロック図である。
構成を示す。第２図および第３図は本発明の第１および
第２の実施例の制御の流れを示すブロック図である。
第１図において、ＩＡは燃料；池発電装置である。１は
燃料電池（ＦＣ）である。２はインバータであり、ＰＣ
Ｉから発生する直流電力を所定の交流電力に変換する。
燃料電池（ＦＣ）である。２はインバータであり、ＰＣ
Ｉから発生する直流電力を所定の交流電力に変換する。
ＰＣＩへはＦＣ供給ガス発生装置３から燃料ガスが供給
される。
される。
４は例えばマイクロプロセッサの形態のシステムコント
ローラ（ＳＣ）であり、第２図および第３図に示す制御
手順に従ってシステム全体の制御を行なう。ＳＣ４は信
号１０７によってＦＣ供給ガス発生装置３にガス発生量
の指令を与える。ＳＣ４はインバータ２に信号１０８を
出力する。
ローラ（ＳＣ）であり、第２図および第３図に示す制御
手順に従ってシステム全体の制御を行なう。ＳＣ４は信
号１０７によってＦＣ供給ガス発生装置３にガス発生量
の指令を与える。ＳＣ４はインバータ２に信号１０８を
出力する。
信号１０８は第２図に示す制御の流れにおいては燃料電
池出力電流（ＩＦＣ）の上限リミッタ指令であり、第３
図に示す制御の流れにおいてはＡＶＲ（Ａｕｔ。
池出力電流（ＩＦＣ）の上限リミッタ指令であり、第３
図に示す制御の流れにおいてはＡＶＲ（Ａｕｔ。
−ｍａｔｉｃ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）
指令である。
指令である。
５および６は負荷電圧検出器および負荷電力検出器であ
り、ＦＣｌから負荷９に供給される電圧および電力を検
出する。ＳＷｌは例えばコンタクタの形態の操作スイッ
チであり、負荷９とＰＣＩ とを接続する。
り、ＦＣｌから負荷９に供給される電圧および電力を検
出する。ＳＷｌは例えばコンタクタの形態の操作スイッ
チであり、負荷９とＰＣＩ とを接続する。
次に、第１の実施例における演算制御の流れについて説
明する。ブロック２０１〜２０４はＳＣ，４における演
算制御の流れを示す。
明する。ブロック２０１〜２０４はＳＣ，４における演
算制御の流れを示す。
ＳＣ４は負荷電圧検出器６において負荷電圧ＰＬＯＡＤ
を検出し、ＰＬＯＡＤ／ＰｒＣ変換ブロック２０１ （
演算式またはデータテーブル）にてＰＰＣ（燃料電池出
力電力）を決定する。次にＰｒｃｈｒｃ変換ブロック２
０２（演算式またはデータテーブル）にてｒｒｃ（燃料
電池電流）を決定し、このＩＦＣをＩＦＣ上限リミッタ
指令値３０６ としてインバータ２へ出力する。
を検出し、ＰＬＯＡＤ／ＰｒＣ変換ブロック２０１ （
演算式またはデータテーブル）にてＰＰＣ（燃料電池出
力電力）を決定する。次にＰｒｃｈｒｃ変換ブロック２
０２（演算式またはデータテーブル）にてｒｒｃ（燃料
電池電流）を決定し、このＩＦＣをＩＦＣ上限リミッタ
指令値３０６ としてインバータ２へ出力する。
Ｐｒｃ／Ｉｒｃ変換ブロック２０２にて決定されたＩＦ
Ｃに基づいて、Ｉｒｅ／）１２変換ブロツク２０３（演
算式またはデータテーブル）にてＦＣ供給ガスＩＩ Ｈ
２を決定し、ＦＣ供給ガス発生装置３にガス発生量指令
値３０５として出力する。
Ｃに基づいて、Ｉｒｅ／）１２変換ブロツク２０３（演
算式またはデータテーブル）にてＦＣ供給ガスＩＩ Ｈ
２を決定し、ＦＣ供給ガス発生装置３にガス発生量指令
値３０５として出力する。
以上は定負荷時の制御方法であるが、ここで負荷変動増
加が発生したときは、ＩＦＣ上限リミッタ指令値３０６
の制限によりＦＣｌから負荷増加分のパワーが出力しな
いので、インバータ出力電圧検出値ＶＬＯＡＤがインバ
ータ出力電圧設定値Ｖ′より下がる。
加が発生したときは、ＩＦＣ上限リミッタ指令値３０６
の制限によりＦＣｌから負荷増加分のパワーが出力しな
いので、インバータ出力電圧検出値ＶＬＯＡＤがインバ
ータ出力電圧設定値Ｖ′より下がる。
そこで、このＶ″とＶＬＯＡＤの偏差をＰＩ調節ブロッ
ク２０４に人力してガス不足分供給量ΔＨ２を決定し、
Ｈ２とΔＨ２を加算した結果をＦＣ供給ガス発生装置３
に指令値３０５として出力する。この結果、ＶＬＯＡＤ
がＶ′に戻るまでガスの発生量は増加し続ける。
ク２０４に人力してガス不足分供給量ΔＨ２を決定し、
Ｈ２とΔＨ２を加算した結果をＦＣ供給ガス発生装置３
に指令値３０５として出力する。この結果、ＶＬＯＡＤ
がＶ′に戻るまでガスの発生量は増加し続ける。
次に、第２の実施例における演算制御の流れについて説
明する。ブロック２０５〜２０９はＳＣ４における演算
制御の流れを示す。
明する。ブロック２０５〜２０９はＳＣ４における演算
制御の流れを示す。
ＳＣ４は負荷電圧検出器５と負荷電力検出器６における
検出結果に基づいて、インバータ２が定格電圧のときに
必要なＦＣ供給ガス目標値Ｑ″、ＣをＦＣ供給ガス量演
算ブロック２０５（演算およびデータテーブル）にて決
定する。
検出結果に基づいて、インバータ２が定格電圧のときに
必要なＦＣ供給ガス目標値Ｑ″、ＣをＦＣ供給ガス量演
算ブロック２０５（演算およびデータテーブル）にて決
定する。
ブロック２０５において決定されたＱ”ｒｃは、ＦＣ供
給ガスの変化率リミッタ２０６においてＦＣ供給ガス目
標値Ｑｒｃに変換され、ＦＣ供給ガス量指令値３０５と
してＦＣ供給ガス発生装置３に出力される。Ｑ’ｒｃは
ＰＩＤ調節ブロック２０８において燃料電池出力電力Ｐ
ＦＣに変換される。
給ガスの変化率リミッタ２０６においてＦＣ供給ガス目
標値Ｑｒｃに変換され、ＦＣ供給ガス量指令値３０５と
してＦＣ供給ガス発生装置３に出力される。Ｑ’ｒｃは
ＰＩＤ調節ブロック２０８において燃料電池出力電力Ｐ
ＦＣに変換される。
なお、定負荷時はＰ、。ＡＤとＰＰＣがつり合い、イン
バータ出力可能電圧とインバータ出力電圧設定値■１と
の偏差ΔＶはτとなるので、インバータ２は設定値Ｖ″
のＡＶＲ指令値３０７でＡＶＲ運転を行なっている。
バータ出力可能電圧とインバータ出力電圧設定値■１と
の偏差ΔＶはτとなるので、インバータ２は設定値Ｖ″
のＡＶＲ指令値３０７でＡＶＲ運転を行なっている。
以上が定負荷時の運転状態であるが、ここで負荷変動増
加が発生したときはＰＬＯＡＤとＰ、。の偏差より、Ｐ
ＩＤ調節ブロック２０８の出力ΔＶが増加する。これに
より、ＰＩ調節ブロック２０９から出力される、ＰＬＯ
ＡＤがｐｒｃの値になるような電圧ＡＶＲ指令値３０７
（Ｖ”−ＡＶ）（７）値で、インバータ２はＡＶＲ運
転を行なう。そして、出力電圧ＶＬＯＡＯが降下したと
きにＱ”ＦＣの値が変動し、この値をＦＣ供給ガス量変
化率リミッタ２０６を介し、ＦＣ供給ガス発生装置３の
変化できる速度でし。の指令値３０５として出力する。
加が発生したときはＰＬＯＡＤとＰ、。の偏差より、Ｐ
ＩＤ調節ブロック２０８の出力ΔＶが増加する。これに
より、ＰＩ調節ブロック２０９から出力される、ＰＬＯ
ＡＤがｐｒｃの値になるような電圧ＡＶＲ指令値３０７
（Ｖ”−ＡＶ）（７）値で、インバータ２はＡＶＲ運
転を行なう。そして、出力電圧ＶＬＯＡＯが降下したと
きにＱ”ＦＣの値が変動し、この値をＦＣ供給ガス量変
化率リミッタ２０６を介し、ＦＣ供給ガス発生装置３の
変化できる速度でし。の指令値３０５として出力する。
この結果、再びＰＬＯＡＤとＰＦＣの間の偏差が減少し
、インバータ出力電圧ＶＬＯＡＩ）が出力電圧設定値Ｖ
″に等しくなったときに安定な運転状態となる。
、インバータ出力電圧ＶＬＯＡＩ）が出力電圧設定値Ｖ
″に等しくなったときに安定な運転状態となる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によればシステム効率を下
げずに単独運転時において負荷の変度に追従した制御を
行なうことができるという効果がある。
げずに単独運転時において負荷の変度に追従した制御を
行なうことができるという効果がある。
第１図は本発明を実施する燃料電池発電装置のシステム
構成図、 第２図は本発明の第１の実施例の演算制御の流れを示す
ブロック図、 第３図は本発明の第２の実施例の演算制御の流れを示す
ブロック図である。 １・・・燃料電池（Ｆｉｌ：）。 ２・・・インバータ、 ３・・・ＦＣ供給ガス発生装置、 ４・・・システムコントローラ（ＳＣ）、５・・・負荷
電圧検出器、 ６・・・負荷電力検出器、 ９・・・負荷。 木免明の稟１の実施例の演算Ｔｈｌ＋奇！呪丸れ°庖取
すフロック図第２図
構成図、 第２図は本発明の第１の実施例の演算制御の流れを示す
ブロック図、 第３図は本発明の第２の実施例の演算制御の流れを示す
ブロック図である。 １・・・燃料電池（Ｆｉｌ：）。 ２・・・インバータ、 ３・・・ＦＣ供給ガス発生装置、 ４・・・システムコントローラ（ＳＣ）、５・・・負荷
電圧検出器、 ６・・・負荷電力検出器、 ９・・・負荷。 木免明の稟１の実施例の演算Ｔｈｌ＋奇！呪丸れ°庖取
すフロック図第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）燃料電池から出力される直流電力をインバータにお
いて交流電力に変換し負荷に供給する燃料電池発電装置
を制御するにあたり、 前記負荷に供給される負荷電力を検出し、該検出された
電力に相当する電力を前記燃料電池から発生させるのに
必要な燃料ガス供給量に対して前記燃料電池が出力する
電流の最大値を算出し、該算出した最大値を入力電流上
限リミッタ値として前記インバータに出力し、該リミッ
タ値に基づいて前記負荷の電圧を検出し、該検出に基づ
いて前記燃料電池へ供給する前記燃料ガス量を調節する
ことを特徴とする燃料電池発電装置の制御方法。 ２）燃料電池から出力される直流電力をインバータにお
いて交流電力に変換し負荷に供給する燃料電池発電装置
を制御するにあたり、 前記負荷に供給される負荷電力および前記インバータか
らの出力電圧を検出し、前記インバータからの出力が定
格電圧のときの前記燃料電池に供給すべき燃料ガス量を
算出し、該算出された供給量に基づいて前記燃料電池か
ら出力される電力を算出し、前記負荷電力と前記燃料電
池出力電力に基づいて算出されたインバータ出力電圧指
令を前記インバータに出力することを特徴とする燃料電
池発電装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120287A JPH02301969A (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 燃料電池発電装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120287A JPH02301969A (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 燃料電池発電装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02301969A true JPH02301969A (ja) | 1990-12-14 |
Family
ID=14782507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1120287A Pending JPH02301969A (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 燃料電池発電装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02301969A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19620458B4 (de) * | 1995-05-22 | 2010-09-23 | Fuji Electric Systems Co., Ltd. | Verfahren und System zur Steuerung einer Ausgangsgröße eines Brennstoffzellen-Strom- oder Spannungsgenerators |
| WO2016189872A1 (ja) * | 2015-05-27 | 2016-12-01 | 京セラ株式会社 | 電力制御装置、燃料電池システム及び燃料ガス使用量算出方法 |
-
1989
- 1989-05-16 JP JP1120287A patent/JPH02301969A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19620458B4 (de) * | 1995-05-22 | 2010-09-23 | Fuji Electric Systems Co., Ltd. | Verfahren und System zur Steuerung einer Ausgangsgröße eines Brennstoffzellen-Strom- oder Spannungsgenerators |
| WO2016189872A1 (ja) * | 2015-05-27 | 2016-12-01 | 京セラ株式会社 | 電力制御装置、燃料電池システム及び燃料ガス使用量算出方法 |
| JPWO2016189872A1 (ja) * | 2015-05-27 | 2018-02-01 | 京セラ株式会社 | 電力制御装置、燃料電池システム及び燃料ガス使用量算出方法 |
| US10522858B2 (en) | 2015-05-27 | 2019-12-31 | Kyocera Corporation | Power control apparatus, fuel cell system, and method of calculating amount of used fuel gas |
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