JPH03212130A

JPH03212130A - 燃料電池の交直併給電力系統への適用方法

Info

Publication number: JPH03212130A
Application number: JP2003829A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Minagami; 皆上　強志
Original assignee: SATSUPOROSHI
Current assignee: SATSUPOROSHI
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1991-09-17

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電気鉄道などの交直併給電力系統において、
受電した交流電力の容量低減を可能にし、さらに、利用
率が低い原動機による自家発電装置の省略または容量低
減をも可能にした、燃料電池の適用方法に関するもので
ある。

［従来の技術］従来、非常時に交流予備電力を供給する電力系統にあっ
ては、下記のようなものになっている。

従来の技術では、原動機による自家発電装置を適用する
が、この装置は受電停電などの非常時以外には利用され
ない場合が多く、利用率が低い装置であった。

これは、原動機による自家発電装置を常用として利用す
る場合には、騒音対策、大気汚染対策、受電した交流電
力と原動機による自家発電装置との交流並列運転対策な
どの問題点があるためであった。

従来の、原動機による自家発電装置を適用した直流回生
電力を逆変換する機能及び非常時に交流予備電力を供給
する機能を具備する交直併給電気設備の例を第５図に示
す。

第５図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程は
以下の通りである。

受電点ＣＩで受電した交流電力は、主交流新路器８９Ｍ
を経由し、主交流遮断器５２Ｍを経由し、主変圧器ＭＴ
ｒで送電電圧交流電力に変圧されて、送電電圧主交流遮
断器５２Ｒを経由し、送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓに
供給される。

送電電圧交流母、１ｉｓＡｃＢｕｓに供給された送電電
圧交流電力は、整流器用交流遮断器５２Ｇ、連絡用交流
遮断器５２Ｓ及び配電用変圧器用交流遮断器５２Ｐを経
由する。

送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓから整流器用交流遮断器
５２Ｇを経由した送電電圧交流電力は、整流器用変圧器
ＲｅｃＴｒで整流器電圧交流電力に変圧されて、サイリ
スク整流器ＴｈＲで直流電力に整流されて、直流母線Ｄ
ＣＢｕｓに供給される。

直線母線ＤＣＢｕｓに供給された直流電力は、き電相直
流遮断器５４Ｆを経由し、き重用直流断路器８９Ｆを経
由し、き電線ＤＬに供給される。

き電線ＤＬからき重用直流断路器８９Ｆを経由し、き電
相直流遮断器５４Ｆを経由し、直流母ｊＪｉＤｃＢｕｓ
に回生した直流回生電力は、逆変換器ＩＮＶで交流電力
に逆変換されて、逆変換器用変圧器ＩｎｖＴｒで配電電
圧交流電力に変圧されて、逆変換器用交流遮断器５２Ｉ
を経由し、配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給される。

配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給された配電電圧交流
電力は、配電線用交流遮断器５２Ｈを経由し、配電線Ｈ
Ｌに供給される。

送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓから連絡用交流遮断器５
２Ｓを経由した送電電圧交流電力は、送電線ＳＬを経由
して他の電気設備に供給される。

また、受電点ＣＨで交流電力を受電できない時は、送電
線ＳＬを経由して他の電気設備から第５図の交直併給変
電所ＳＳに送電電圧交流電力が供給される。

送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓから配電用変圧器用交流
遮断器５２Ｐを経由した送電電圧交流電力は、配電用変
圧器ＨＴｒで配電電圧交流電力に変圧されて、配電用主
交流遮断器５２ＲＯを経由し、配電電圧交流母線ＡＣＢ
ｕｓに供給される。

受電停電などの非常時には、原動機による自家発電装置
Ｇで交流予備電力を発電する。

交流予備電力は、原動機による自家発電装置用交流遮断
器５２Ｄを経由し、配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給
される。

配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給された交流予備電力
は、配電線用交流遮断器５２Ｈな経由し、配電線ＨＬに
供給される。

第５図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程は
以上の通りである。

［発明が解決しようとする課題］１）自家発電装置の低利用率従来の技術で述べたものにあっては、原動機による自家
発電装置の利用率が低くなる場合が多いという問題点の
ほかに下記のような問題点を有していた。

原動機による自家発電装置が受電停電などの非常時以外
には利用されない結果として、待機中の不具合は発見し
に＜＜、受電停電などの非常時に交流予備電力を供給で
きない恐れもあった。

２）他装置の利用率また、逆変換器についても、直流回生電力を逆変換する
時以外は利用されておらず、利用率が低い装置であった
。

また、原動機による自家発電装置による交流予備電力を
直流電力に変換しようとすると、系統構成上、冗長な電
力変換過程や装置が必要になるため、直流予備電力とし
ては供給できない場合が多かった。

本発明は、従来の技術の有する以上のような問題点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、次の
ような事のできるものを提供しようとするものである。

１）利用率が低い原動機による自家発電装置は可能な限
り適用しない。

２）電気設備または電力系統全体の利用率を可能な限り
高めるように、かわりの電源を適用する。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明のものは下記のよう
になるものである。

すなわち本発明のものは、直流回生電力を逆変換する機
能及び非常時に交流予備電力を供給する機能を具備する
交直併給電気設備または交直併給電力系統において、直
流母線または回生母線または直流系統に、燃料電池から
直流電力を供給することにより、燃料電池の交直両系統
への系統投入を可能にし、この結果として、原動機によ
る自家発電装置の省略または容量低減をも可能にした燃
料電池の交直併給電力系統への適用方法である。

燃料電池を直流系統へ系統投入して常用すると共に、交
流系統へ系統投入する場合には、燃料電池の直流電力を
逆変換器で交流電力に逆変換することにより、燃料電池
を含めた電気設備または電力系統全体の利用率を高めて
いる。

［作用］効果と共に説明する。

［発明の実施例１実施例について図面を参照して説明する。

１）直流母線に燃料電池を接続した場合、本発明により
直流母線に燃料電池を接続した直流回生電力を逆変換す
る機能及び非常時に交流予備電力を供給する機能を具備
する交直併給電気設備の実施例を第１図に示す。

第１図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程は
以下の通りである。

第１図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程の
うち、第５図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の
過程と同一の部分は以下の通りである。

受電点ＣＭで受電した交流電力は、主交流新路器８９Ｍ
を経由し、主交流遮断器５２Ｍを経由し、主変圧器ＭＴ
ｒで送電電圧交流電力に変圧されて、送電電圧主交流遮
断器５２Ｒを経由し、送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓに
供給される。

送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓに供給された送電電圧交
流電力は、整流器用交流遮断器５２Ｇ、連絡用交流遮断
器５２Ｓ及び配電用変圧器用交流遮断器５２Ｐを経由す
る。

送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓから整流器用交流遮断器
５２Ｇを経由した送電電圧交流電力は、整流器用変圧器
ＲｅｃＴｒで整流器電圧交流電力に変圧されて、サイリ
スタ整流器ＴｈＲで直流電力に整流されて、直流母線Ｄ
ＣＢｕｓに供給される。

直流母線ＤＣＢｕｓに供給された直流電力は、き重用直
流遮断器５４Ｆを経由し、き重用直流断路器８９Ｆを経
由し、き電線ＯＬに供給される。

き電線ＤＬからき重用直流断路器８９Ｆを経由し、き重
用直流遮断器５４Ｆを経由し、直流母線ＤＣＢｕｓ＋に
回生じた直流回生電力は、逆変換器ＩＮＶで交流電力に
逆変換されて、逆変換器用変圧器ＩｎｖＴｒで配電電圧
交流電力に変圧されて、逆変換器用交流遮断器５２Ｉを
経由し、配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給される。

配電電圧交流母＄１１ＡｃＢｕｓに供給された配電電圧
交流電力は、配電線用交流遮断器５２Ｈを経由し、配電
線ＨＬに供給される。

また、受電点ＣＨで交流電力を受電できない時は、送電
線ＳＬを経由して他の電気設備から第１図の交直併給変
電所ＳＳに送電電圧交流電力が供給される。

送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓ＋から配電用変圧器用交
流遮断器５２Ｐを経由した送電電圧交流電力は、配電用
変圧器ＨＴｒで配電電圧交流電力に変圧されて、配電用
主交流遮断器５２ＲＯを経由し、配電電圧交流母線ＡＣ
Ｂｕｓに供給される。

配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給された配電電圧交流
電力は、配電線用交流遮断器５２Ｈを経由し、配電綿Ｈ
Ｌに供給される。

第１図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程の
うち、第５図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の
過程と同一の部分は以上の通りである。

第１図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程の
うち、第５図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の
過程と異なる部分は以下の通りである。

燃料電池ＦＣの直流系統への系統投入時は、燃料電池Ｆ
Ｃで直流電力を発電する。

燃料電池ＦＣの直流電力は、主逆阻止サイリスタ直流遮
断器５４Ｔを経由し、直流母線ＤＣＢｕｓに供給さｔ６
゜直流母線ＤＣＢｕｓに供給された直流電力は、き重用直
流遮断器５４Ｆを経由し、き電用直流断路器８９Ｆを経
由し、き電線ＤＬに供給される。

サイリスタ整流器ＴｈＲとの直流並列運転を行なう時は
、サイリスク整流器ＴｈＲの位相制御機能により燃料電
池ＦＣの直流電力とサイリスタ整流器ＴｈＲの直流電力
の電力調整を行なう。

受電停電などの非常時には、燃料電池ＦＣで直流電力を
発電する。

燃料電池ＦＣの直流電力は、主逆阻止サイリスタ直流遮
断器５４Ｔを経由し、直流母線ＤＣＢｕｓに供給され、
逆変換器ＩＮＶで交流電力に逆変換されて、逆変換器用
変圧器ＩｎｖＴｒで交流予備電力に変圧されて、逆変換器用交
流遮断器５２１を経由し、配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓ
に供給される。

配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給された交流予備電力
は、配電線用交流遮断器５２Ｈを経由し、配電線ＨＬに
供給される。

第１図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程の
うち、第５図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の
過程と異なる部分は以上の通りである。

第１図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程は
以上の通りである。

２）直流母線と回生母線に燃料電池を接続した場合、本発明により直流母線と回生母線に燃料電池を接続した
直流回生電力を逆変換する機能及び非常時に交流予備電
力を供給する機能を具備する交直併給電気設備の実施例
を第２図に示す。

第２図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程は
以下の通りである。

受電点ＣＨで受電した交流電力は、主交流断路器８９Ｍ
を経由し、主交流遮断器５２Ｍを経由し、主変圧器ＭＴ
ｒで送電電圧交流電力と配電電圧交流電力に変圧されて
、送電電圧主交流遮断器５２Ｒと配電用主交流遮断器５
２ＲＯをそれぞれ経由し、送電電圧交流母線５ＡＣＢｕ
ｓと配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓにそれぞれ供給される
。

送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓに供給された送電電圧交
流電力は、連絡用交流遮断器５２Ｓ及び整流器用交流遮
断器５２Ｇを経由する。

主変圧器ＭＴｒで変圧され、配電用主交流遮断器５２Ｒ
Ｏを経由し、配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給された
配電電圧交流電力は、配電線用交流遮断器５２Ｍを経由
し、配電線ＨＬに供給される。

また、受電点ＣＨで交流電力を受電できない時は、送電
線ＳＬを経由して他の電気設備から第２図の交直併給変
電所ＳＳに送電電圧交流電力が供給される。

送雷雪庄ｉ滞丹饋ＳＡＩ’：ＲＩＩＱかへ整流豊田亨液
遮断器５２Ｇを経由した送電電圧交流電力は、整流器用
変圧器ＲｅｃＴｒで整流器電圧交流電力に変圧されて、
シリコン整流器ＳｉＲで直流電力に整流されて、主直流
遮断器５４Ｐを経由し、直流針！ＩＤＣＢｕｓに供給さ
れる。

直流針＃１ＤＣＢｕｓに供給された直流電力は、き重用
直流遮断器５４Ｆを経由し、き電用直流断路器８９Ｆを
経由し、き電線ＤＬに供給される。

き電線ＤＬからき電用直流断路器８９Ｆを経由し、き重
用直流遮断器５４Ｆを経由し、直流母線ＤＣＢｕｓに回
生じた直流回生電力は。

逆変換器用変圧器サイリスク直流遮断器５４Ｉを経由し
、回生母線ＩｎｖＢｕｓに回生し、逆変換器ＩＮＶで交
流電力に逆変換されて、逆変換器用変圧器１ｎｖＴｒで
配電電圧交流電力に変圧されて、逆変換器用交流遮断器
５２Ｉを経由し、配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給さ
れる。

燃料電池ＦＣの直流電力は、電力調整装置ＡＶＲを経由
し、直流系統投入用逆阻止サイリスタ直流遮断器５４Ｄ
を経由し、直流母線ＤＣＢｕｓに供給される。

直流母線ＤＣＢｕｓに供給された直流電力は、き重用直
流遮断器５４Ｆを経由し１．き電用直流断路器８９Ｆを
経由し、き電線ＯＬに供給される。

シリコン整流器ＳｉＲとの直流並列運転を行なう時は、
電力調整装置ＡＶＨの機能により燃料電池ＦＣの直流電
力とシリコン整流器ＳｉＲの直流電力の電力調整を行な
う。

燃料電池ＦＣの直流電力は、電力調整装置＾ＶＲを経由
し、交流系統投入用逆阻止サイリスタ直流遮断器５４Ａ
を経由し、回生母線ＩｎｖＢｕｓに供給され、逆変換器
ＩＮＶで交流電力に逆変換されて、逆変換器用変圧器ＩｎｖＴｒで交流予備電力に変圧されて、逆変換器用交
流遮断器５２Ｉを経由し、配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓ
に供給される。

力率調整用及び高調波補償用配電電圧交流電力の交流並
列運転時には、燃料電池ＦＣで直流電力を発電する。

燃料電池ＦＣの直流電力は、電力調整装置ＡＶＲを経由
し、交流系統投入用逆阻止サイリスク直流遮断器５４Ａ
を経由し１回生母線ＩｎｖＢｕｓに供給され、逆変換器
ＩＮＶで力率調整用及び高調波補償用交流電力に逆変換
されて、逆変換器用変圧器ＩｎｖＴｒで力率調整用及び
高調波補償用配電電圧交流型、力に変圧されて、逆変換
器用交流遮断器５２Ｉを経由し、配電電圧交流母線ＡＣ
Ｂｕｓに供給される。

配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給された力率調整用及
び高調波補償用配電電圧交流電力は、配電線用交流遮断
器５２８を経由し、配電１１ＨＬに供給される。

第２図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程は
以上の通りである。

第３図は第２図で示したき重用直流遮断器５４Ｆをき電
用逆阻止すイリスク直流、遮断器５４Ｓ、回生用ダイオ
ードＲＤ及び回生用逆阻止サイリスタ直流遮断器５４Ｒ
に変更した実施例である。

第３図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程の
うち、第２図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の
過程と異なる主な部分は以下の通りである・送電電圧交流母線５ＡＣＢｕｓから整流器用交流遮断器
５２Ｇを経由した送電電圧交流電力は、整流器用変圧器
ＲｅｃＴｒで整流器電圧交流電力に変圧されて、シリコ
ン整流器ＳｉＲで直流電力に整流されて、主直流遮断器
５４Ｐを経由し、直流母線ＤＣＢｕｓに供給される。

直流母線ＤＣＢｕｓに供給された直流電力は、き電用逆
阻止サイリスク直流遮断器５４Ｓを経由し、き電用直流
断路器８９Ｆを経由し、き電線ＤＬに供給される。

き電線ＤＬからき電用直流断路器８９Ｆを経由し、回生
用ダイオードＲＤを経由し、逆変換器用変圧器サイリス
タ直流遮断器５４１を経由し、回生母線１ｎｖＢｕｓに
回生じた直流回生電力は、逆変換器ＩＮＶで交流電力に
逆変換されて、逆変換器用変圧器１ｎｖＴｒで配電電圧
交流電力に変圧されて、逆変換器用交流遮断器Ｓ２Ｉを
経由し、配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに供給される。

燃料電池ＦＣの直流電力は、電力調整装置ＡＶＲを経由
し、直流系統投入用逆阻止サイリスタ直流遮断器Ｓ４Ｄ
を経由し、直流母線ＤＣＢｕｓに供給される。

直流器＠ｆ）ＣＢｕｓに供給された直流電力は、き電用
逆阻止サイリスク直流遮断器５４Ｓを経由し、き電用直
流断路器８９Ｆを経由し、き電線ＤＬに供給される。

シリコン整流器ＳｉＲとの直流並列運転を行なう時は、
電力調整装置ＡＶＲの機能ｉこより燃料電池ＦＣの直流
電力とシリコン整流器ＳｉＲの直流電力の電力調整を行
なう。

第３図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の過程の
うち、第２図の交直併給変電所ＳＳにおける電力変換の
過程と異なる主な部分は以上の通りである。

３）直流系統に燃料電池を接続した場合、本発明により
直流系統に燃料電池を接続した直流回生電力を逆変換す
る機能及び非常時に交流予備電力を供給する機能を具備
する交直併給電力系統の実施例を第４図に示す。

第４図の交直併給電力系統Ｐｓｙｓにおける電力変換の
過程のうち、燃料電池ＦＣの系統投入時と受電停電など
の非常時については以下の通りである。

き電圧ＦＳの燃料電池ＦＣの直流系統への系統投入時は
、き電圧ＦＳの燃料電池ＦＣで直流電力を発電する。

き電圧ＦＳの燃料電池ＦＣの直流電力は、き電圧ＦＳの
電力調整装置ＡＶＲを経由し、き電圧ＦＳの逆阻止ダイ
オードＤを経由し、き電圧ＦＳの主直流遮断器５４Ｐを
経由し、き電圧ＦＳの直流母線ＤＣＢｕｓに供給される
。

き電圧ＦＳの直流器ＭＤＣＢｕｓに供給された直流電力
は、き電圧ＦＳのき電用直流遮断器５４Ｆを経由し、き
電圧ＦＳのき電用直流断路器８９Ｆを経由し、き電線Ｄ
Ｌに供給される。

交直併給変電所ＳＳＩのサイリスタ整流器ＴｈＲとの直
流並列運転を行なう時は、き電圧ＦＳの電力調整装置Ａ
ＶＨの機能と交直併給変電所ＳＳｌのサイリスタ整流器
ＴｈＲの位相制御機能によりき電圧ＦＳの燃料電池ＦＣ
の直流電力と交直併給変電所ＳＳＩのサイリスタ整流器
ＴｈＲの直流電力の電力調整を行なう。

交直併給変電所ＳＳ２の燃料電池ＦＣの直流系統への系
統投入時は、交直併給変電所ＳＳ２の燃料電池ＦＣで直
流電力を発電する。

交直併給変電所ＳＳ２の燃料電池ＦＣの直流電力は、交
直併給変電所ＳＳ２の電力調整装置ＡＶＲを経由し、交
直併給変電所ＳＳ２の主逆阻止サイリスタ直流遮断器５
４Ｔを経由し、交直併給変電所ＳＳ２の直流母線ＤＣＢ
ｕｓに供給される。

交直併給変電所ＳＳ２の直流器！ＤＣＢｕｓに供給され
た直流電力は、交直併給変電所ＳＳ２のき重用直流遮断
器５４Ｆを経由し、交直併給変電所ＳＳ２のき重用直流
断路器８９Ｆを経由し、き電線ＤＬに供給される。

交直併給変電所ＳＳ２のサイリスタ整流器ＴｈＲとの直
流並列運転を行なう時は、交直併給変電所ＳＳ２の電力
調整装置ＡＶＨの機能と交直併給変電所ＳＳ２のサイリ
スタ整流器ＴｈＲの位相制御機能により交直併給変電所
ＳＳ２の燃料電池ＦＣの直流電力と交直併給変電所ＳＳ
２のサイリスタ整流器ＴｈＲの直流電力の電力調整を行
なう。

受電停電などの非常時には、き電圧ＦＳと交直併給変電
所ＳＳ２の燃料電池ＦＣで直流電力を発電する。

き電圧ＦＳの直流母１！ＤＣＢｕｓに供給された直流電
力は、き電圧ＦＳのき重用直流遮断器５４Ｆを経由し、
き電圧ＦＳのき重用直流断路器８９Ｆを経由し、き電線
ＤＬに供給される。

き電線ＯＬから交直併給変電所ＳＳＩのき重用直流断路
器８９Ｆを経由し、交直併給変電所ＳＳＩのき重用直流
遮断器５４Ｆを経由し、交直併給変電所ＳＳＩの直流母
線ＤＣＢｕｓに供給されたき電圧ＦＳの燃料電池ＦＣの
直流電力は、交直併給変電所ＳＳＩの逆変換器ＩＮＶで
交流電力に逆変換されて、交直併給変電所ＳＳｌの逆変
換器用変圧器ＩｎｖＴｒで交流予備電力に変圧されて、
交直併給変電所ＳＳＩの逆変換器用交流遮断器５２Ｉを
経由し、交直併給変電所ＳＳＩの配電電圧交流母線ＡＣ
Ｂｕｓに供給される。

交直併給変電所ＳＳＩの配電電圧交流母線ＡＣＢｕｓに
供給された交流予備電力は、交直併給変電所ＳＳＩの配
電線用交流遮断器５２Ｉ（を経由し、配電線ＨＬに供給
される。

交直併給変電所ＳＳ２の直流母線ｌ１ｌ（：Ｂｕｓに供
給された直流電力は、交直併給変電所ＳＳ２のき重用直
流遮断器５４Ｆを経由し、交直併給変電圧ＳＳ２のき重
用直流断路器８９Ｆを経由し、き電線ＤＬに供給される
。

き電線ＤＬから交直併給変電所ＳＳＩと交直併給変電所
ＳＳ３のき重用直流断路器８９Ｆをそれぞれ経由し、交
直併給変電所ＳＳＩと交直併給変電所ＳＳ３のき重用直
流遮断器５４Ｆをそれぞれ経由し、交直併給変電所ＳＳ
Ｉと交直併給変電所ＳＳ３の直流母線ＤＣＢｕｓにそれ
ぞれ供給された交直併給変電所ＳＳ２の燃料電池ＦＣの
直流電力は、交直併給変電所ＳＳＩと交直併給変電所Ｓ
Ｓ３の逆変換器ＩＮＶでそれぞれ交流電力に逆変換され
て、交直併給変電所ＳＳＩと交直併給変電所ＳＳ３の逆
変換器用変圧器ＩｎＶＴｒでそれぞれ交流予備電力に変
圧されて、交直併給変電所ＳＳＩと交直併給変電所ＳＳ
３の逆変換器用交流遮断器５２Ｉをそれぞれ経由し、交
直併給変電所ＳＳｌと交直併給変電所ＳＳ３の配電電圧
交流母線ＡＣＢｕｓにそれぞれ供給される。

交直併給変電所ＳＳＩと交直併給変電所ＳＳ３の配電電
圧交流母線ＡＧＢｕｓにそれぞれ供給された交流予備電
力は、交直併給変電所ＳＳＩと交直併給変電所ＳＳ３の
配電線用交流遮断器５２Ｈをそれぞれ経由し、配電！）
［Ｌにそれぞれ供給される。

第４図の交直併給電力系統Ｐｓｙｓにおける電力変換の
過程のうち、燃料電池ＦＣの系統投入時と受電停電など
の非常時については以上の通りである。

［発明の効果Ｊ本発明は、上述の通り構成されているので次に記載する
効果を奏する。

■）燃料電池を常用する効果本発明では、直流母線または回生母線または直流系統に
、燃料電池から直流電力を供給することにより、燃料電
池を常用としても系統投入するので、受電した交流電力
の容量低減が可能になる。

これは燃料電池が騒音対策、大気汚染対策上有利であり
、しかも、直流母線または直流系統で整流器と燃料電池
との直流並列運転を行なうことは、受電した交流電力と
原動機による自家発電装置との交流並列運転を行なうこ
とより実施しやすいためである。

受電した交流電力の容量低減によって、電気料金が節約
できる。

本発明により、燃料電池１，０ＯＯＫＷを適用して、最
大需要電力１．（１（［ＫＷを低減すると、札幌重言地
下鉄の場合、平成１年４月１日現在における北海道電力
株式会社の６０ＫＶ特別高圧電力契約早収料金をもとに
計算すれば、毎月〜１，８５０１，８５０００ＫＷ＝１，８５０千円
年間〜１，８５０千円×１２月＝　２２，２００千円の
基本料金を節約できる。

熱需要があれば、コージェネレーションを行なって、電
気料金をさらに節約できることは言うまでもない。

本発明では電気料金を節約できるほか、燃料電池の直流
系統への系統投入を行なうことができる効果として、予
備の整流器が不要になる場合がある。

また、新設の場合は、最大需要電力の低減にともなって
、受電用変圧器容量、整流器容量なども低減が可能にな
り、建設費の低減をもたらし、既設改良の場合は燃料電
池の適用によって予備容量の増加をもたらす。

本発明では、燃料電池と逆変換器は常用としても利用す
るので、受電停電などの非常時以外には利用されない原
動機による自家発電装置と異なり、常時不具合の有無を
点検していることになり、受電停電などの非常時には、
確実に交流予備電力を供給することが可能になる。

２）逆変換器の利用率を高める効果本発明では、受電停電などの非常時には、燃料電池の直流電力を逆変換器で交流電力に逆変換
して交流予備電力を得るので、逆変換器の利用率を高め
、この結果として、原動機による自家発電装置の省略ま
たは容量低減が可能になる。

本発明では、燃料電池の直流電力を逆変換器で交流電力
に逆変換して交流予備電力を得るので、大容量の原動機
による自家発電装置では困難であった、瞬時の交流予備
電力の供給が、大容量であっても可能になる。

また、第２図及び第３図の実施例の通り、常時逆変換器に直流電力を供給する結線とすること
により、逆変換器で力率調整用及び高調波補償用交流電
力に逆変換することもできるので、逆変換器の利用率を
さらに高めることも可能である。

３）直流系統の利用率を高める効果本発明では、原動機による自家発電装置では供給できな
い場合が多かった直流予備電力も、直流母線または直流
系統に、燃料電池からの直流予備電力として供給するこ
とが可能になる。

さらに、第４図の実施例の通り、直流系統の末端に燃料
電池から直流電力を供給するき電析を設置すると、電圧
降下を救済することも可能になる。

これは、き電間隔の長い区間の中央付近に燃料電池から
直流電力を供給するき電析を設置した場合も同様である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流母線に燃料電池を接続した場合の単線結線
図、第２図は直流母線と回生母線に燃料電池を接続した場合
の単線結線図、第３図は同上の他の実施例の単線結線図、第４図は直流
系統に燃料電池を接続した場合の単線結線図。第５図は従来例の原動機による自家発電装置を適用した
場合の単線結線図である。、燃料電池１、原動機による自家発電装置、主変圧器１、整流器用変圧器１、逆変換器用変圧器、配電用変圧器、サイリスク整流器、シリコン整流器、逆変換器１、電力調整装置、逆阻止ダイオード、回生用ダイオード、主交流遮断器、送電電圧主交流遮断器、ＦＣ。ＭＴｒ　　。ｅｃＴｒｎｖＴｒＨＴｒ　　。ＴｈＲ。ＳｉＲ。ＩＮＶ　　。ＡＶＲ。Ｄ　。ＲＤ。５２Ｍ　。５２Ｒ。５２３　。５２Ｇ　。５２Ｐ　。５２Ｒ０゜５２Ｈ。５２Ｉ　。５２Ｄ　。４Ｐ４Ｆ４Ｔ４Ｓ連絡用交流遮断器、整流器用交流遮断器、配電用変圧器用交流遮断器、配電用主交流遮断器、配電線用交流遮断器、逆変換器用交流遮断器、原動機による自家発電装置用交流遮断器１、主直流遮断器、き電用直流遮断器、主逆阻止サイリスタ直流遮断器、き電用逆阻止サイリスタ直流遮断器、５４Ｄ　。５４Ａ　。５４■　。５４Ｒ。直流系統投入用逆阻止サイリスタ直流遮断器、６交流系統投入用逆阻止サイリスタ直流遮断器１、逆変換器用変圧器サイリスタ直流遮断器、回生用達阻止サイリスク直流遮断器、８９Ｍ　、　、　、主交流断路器、８９Ｆ　、　、　、き重用直流断路器。ＣＨｌ、　、　、受電点、５ＡＣＢｕｓ、　、　、送電電圧交流母線、ＡＣＢｕｓ
　、　、　、配電電圧交流母線、ＤＣＢｕｓ　、　、　
、直流母線、ＩｎｖＢｕｓ、　、　、回生母線、ＳＬ、　、　、送電線、ＤＬ、　、　、き電線、ＨＬ、　、　、配電線、ＳＳ、ＳＳＩ、ＳＳ２．ＳＳ３．　、　。ＦＳ、　、　、き電断、Ｐｓｙｓ、　、　、電力系統、Ｄｓｙｓ、　、　、直流系統。交直併給変電所、

Claims

【特許請求の範囲】直流回生電力を逆変換する機能及び非常時に交流予備電力を供給する機能を具備する交直併給電気
設備または交直併給電力系統において、直流母線または
回生母線または直流系統に、燃料電池を接続して交直両
者の供給電力の電源とすることを特徴とした燃料電池の
交直併給電力系統への適用方法。