JPH079813B2 - 燃料電池発電プラント - Google Patents
燃料電池発電プラントInfo
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Description
【発明の属する技術分野】 この発明は、燃料電池発電プラント，特に急激な負荷増
加に対応させるために燃料電池の出力側に鉛電池等の補
助電池を接続したハイブリッド方式を対象とする燃料電
池発電プラントの運転制御装置に関する。
加に対応させるために燃料電池の出力側に鉛電池等の補
助電池を接続したハイブリッド方式を対象とする燃料電
池発電プラントの運転制御装置に関する。
新しい発電装置としての燃料電池発電プラントは、その
高い発電効率が得られることから移動用電源，離島用電
源等、各種電源としてその用途の拡大化が図られるよう
になっている。 ところで燃料電池発電プラントは、メタノール，天然ガ
ス等を原料として水蒸気改質により水素リッチなガスを
生成する改質器、該改質器で得られた水素を燃料として
発電を行う燃料電池、および燃料電池の直流出力を交流
に変換する装置等から成り、改質器で生成した水素ガス
は燃料電池の負荷および水素利用率に応じて燃料電池内
部で消費され、余剰の水素はオフガスとして改質器へ導
かれた上でバーナで燃焼され、改質エネルギーとして消
費されることは周知の通りである。したっがって燃料電
池を効率良くかつ安定に運転するには、改質器への改質
原料供給量を負荷に対応して各部のバランスを保ちつつ
過不足無しに適正，かつ迅速にコントロールすることが
制御面で極めて重要である。 かかる点、発電プラントの構成要素である燃料電池，電
力変換装置は負荷範囲も広く，応答も早いが、改質器は
一種の化学反応装置であり、かつその系内の配管も長い
ことから、一般的に応答速度は燃料電池，電力変換装置
に比べて大幅に遅い。したがって発電プラントのトータ
ル制御面では、燃料電池の負荷が殆ど変化の無いか、或
いは負荷変動が比較的緩やかでかつその負荷変動が予測
できるような運転条件では、負荷範囲の拡大にも比較的
容易に対処できるが、負荷が急激に変動する場合には負
荷変動に追随して迅速に制御することが困難である。特
に負荷が急激に増大した場合に燃料電池の出力電流を急
激に増加させようとすると、改質器から燃料電池への燃
料ガス供給量が負荷の急増に追随できず、発電に必要な
燃料ガス量が不足していわゆるガス欠状態となり正常な
発電が継続できなくなる。 このために従来では、燃料電池発電プラントを特に急激
な負荷変動が多い負荷の電源として使用する場合には、
あらかじめ燃料電池における水素消費率を低く設定す
る、あるいは改質ガス供給ラインに改質ガスを貯留して
おくバッファタンクを介装しておく等の方式が知られて
いるが、前者の方式では常時余分に原料を改質するので
プラント全体としての効率が低くなり、また後者の方式
では設備が大形化する難点がある。そこで負荷変動，特
に負荷増加に対して燃料電池の出力電流が急激に増加す
るのを抑えるようにしつつ、一方では過渡的に不足する
燃料電池の出力を補うために燃料電池の出力側に例えば
鉛電池等の補助電池を接続し、改質原料供給量の増量制
御により燃料電池の出力が増加するまでの間の供給電力
不足分を補助電池から給電するようにしたハイブリッド
方式が提唱されている。 ここでメタノールを改質原料とする従来における上記ハ
イブリッド方式燃料電池発電プラントの負荷変動に関連
した制御システムを第２図に示す。図において１は改質
器、２は燃料電池、３は燃料電池２の出力側に接続した
DC/DCコンバータ、４は直流／交流変換用インバータ、
５は補助電池、６が負荷であり、改質器１に対応して改
質原料供給装置7,補助燃料供給装置8,燃焼空気供給装置
としての空気ブロア９等が付設されている。一方、改質
器１はバーナ1aを装備の炉内に気化器1b,改質触媒を充
填した改質反応管1cを内蔵して成り、気化器1bの入口側
に前記の改質原料供給装置７が接続され、改質反応管1c
の出口が燃料電池２の燃料極2aに接続配管されている。
なお2bは空気極である。一方、改質器のバーナ1aには前
記の補助燃料供給装置8,空気ブロア9,および燃料電池２
の燃料極側から引き出したオフガス供給管が接続されて
いる。なお改質原料供給装置７は改質原料タンク7a,原
料ポンプ7b（可変速ポンプ），弁7c等から成り、補助燃
料供給装置８は補助燃料タンク8a,燃料ポンプ8b（可変
速ポンプ），弁8c等から成る。 かかる構成の燃料電池発電プラントの運転動作について
は周知であり、改質器１のバーナ1aに供給した補助燃
料，オフガス，燃料空気を燃焼して改質エネルギーを与
え、この状態で改質器１へ改質原料を導入することによ
り、改質原料は気化し、さらに改質触媒との接触反応に
より水素リッチなガスに改質されて燃料電池１の燃料極
1aへ供給される。また燃料電池の電池反応に伴う余剰ガ
スはオフガスとして改質器１のバーナ1aに供給して燃焼
され、改質エネルギーとして消費される。一方、燃料電
池１の直流出力はDC/DCコンバータ３で負荷側の電圧に
整合され、さらにインバータ４で交流に変換して負荷６
に給電される。また補助電池５は負荷の急激な増加の際
に燃料電池の出力が増加するまでの間、一時的に燃料電
池の出力不足分を補って負荷へ放電する。またこの場合
に燃料電池１の出力急激を抑えて緩やかに出力を増大さ
せるように燃料電池の出力電流Ifcの検出値と負荷電流I
oの検出値との間の偏差でDC/DCコンバータ３の出力を制
御するようにしている。なお10は燃料電池の出力電流検
出器、11は負荷電流検出器、12は関数発生器である。 一方、負荷の増減に対応して改質原料供給量を制御する
ために、燃料電池の出力電流値を基に制御器13を介して
改質原料供給装置７の原料ポンプ7bをフィードバック制
御する制御系14が設けてある。さらにこの改質器１に対
しては改質触媒層の温度検出値を基にフィードバック制
御により補助燃料供給量，燃焼空気供給量を制御して改
質反応温度を適正温度に保持するように制御系15が設け
てある。なお16は改質反応管1cに配備した温度検出セン
サ、17は制御器である。 しかして上記した従来の制御システムでは、改質原料の
供給量を燃料電池の出力電流検出値を基にフィードバッ
ク制御しており、このために燃料電池の出力電流増加に
対する改質原料供給量を増加させる制御応答が常に遅れ
るようになる。さらに改質原料源から改質器を経て燃料
電池に至る間の配管経路はかなり長く、このために負荷
増大に応じて改質原料の供給量を増量した際に改質器へ
供給した改質原料が気化し，改質触媒層で改質された後
に改質ガスが燃料電池の電極へ供給されるまでには大幅
な時間的遅れが生じるようになる。したがって負荷変動
に対する燃料電池，補助電池の出力，および改質原料供
給量の応答特性は第３図に鎖線で示した特性図（イ），
（ロ），（ハ）のようになる。これから判るように従来
の制御方式では、改質系固有の応答遅れに加えてフィー
ドバック制御による応答遅れから燃料電池の出力を急激
な負荷増加に追随して迅速に増加させることができず、
この結果として燃料電池出力の不足分を補って補助電池
から負荷へ供給する電力量が大となるために補助電池と
しては大容量の電池が必要となって発電プラント設備が
大形化する。なお、従来から改質原料の供給量を負荷変
動に応じてフィードフォアード制御することが知られて
いるものの、従来の方法は、制御変数の予測を燃料電池
の電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）に基づいて行っており、
シンタリングや燐酸分布などに起因してＩ−Ｖ特性が経
時的に変化した際、燃料ガス量が不足する問題があっ
た。
高い発電効率が得られることから移動用電源，離島用電
源等、各種電源としてその用途の拡大化が図られるよう
になっている。 ところで燃料電池発電プラントは、メタノール，天然ガ
ス等を原料として水蒸気改質により水素リッチなガスを
生成する改質器、該改質器で得られた水素を燃料として
発電を行う燃料電池、および燃料電池の直流出力を交流
に変換する装置等から成り、改質器で生成した水素ガス
は燃料電池の負荷および水素利用率に応じて燃料電池内
部で消費され、余剰の水素はオフガスとして改質器へ導
かれた上でバーナで燃焼され、改質エネルギーとして消
費されることは周知の通りである。したっがって燃料電
池を効率良くかつ安定に運転するには、改質器への改質
原料供給量を負荷に対応して各部のバランスを保ちつつ
過不足無しに適正，かつ迅速にコントロールすることが
制御面で極めて重要である。 かかる点、発電プラントの構成要素である燃料電池，電
力変換装置は負荷範囲も広く，応答も早いが、改質器は
一種の化学反応装置であり、かつその系内の配管も長い
ことから、一般的に応答速度は燃料電池，電力変換装置
に比べて大幅に遅い。したがって発電プラントのトータ
ル制御面では、燃料電池の負荷が殆ど変化の無いか、或
いは負荷変動が比較的緩やかでかつその負荷変動が予測
できるような運転条件では、負荷範囲の拡大にも比較的
容易に対処できるが、負荷が急激に変動する場合には負
荷変動に追随して迅速に制御することが困難である。特
に負荷が急激に増大した場合に燃料電池の出力電流を急
激に増加させようとすると、改質器から燃料電池への燃
料ガス供給量が負荷の急増に追随できず、発電に必要な
燃料ガス量が不足していわゆるガス欠状態となり正常な
発電が継続できなくなる。 このために従来では、燃料電池発電プラントを特に急激
な負荷変動が多い負荷の電源として使用する場合には、
あらかじめ燃料電池における水素消費率を低く設定す
る、あるいは改質ガス供給ラインに改質ガスを貯留して
おくバッファタンクを介装しておく等の方式が知られて
いるが、前者の方式では常時余分に原料を改質するので
プラント全体としての効率が低くなり、また後者の方式
では設備が大形化する難点がある。そこで負荷変動，特
に負荷増加に対して燃料電池の出力電流が急激に増加す
るのを抑えるようにしつつ、一方では過渡的に不足する
燃料電池の出力を補うために燃料電池の出力側に例えば
鉛電池等の補助電池を接続し、改質原料供給量の増量制
御により燃料電池の出力が増加するまでの間の供給電力
不足分を補助電池から給電するようにしたハイブリッド
方式が提唱されている。 ここでメタノールを改質原料とする従来における上記ハ
イブリッド方式燃料電池発電プラントの負荷変動に関連
した制御システムを第２図に示す。図において１は改質
器、２は燃料電池、３は燃料電池２の出力側に接続した
DC/DCコンバータ、４は直流／交流変換用インバータ、
５は補助電池、６が負荷であり、改質器１に対応して改
質原料供給装置7,補助燃料供給装置8,燃焼空気供給装置
としての空気ブロア９等が付設されている。一方、改質
器１はバーナ1aを装備の炉内に気化器1b,改質触媒を充
填した改質反応管1cを内蔵して成り、気化器1bの入口側
に前記の改質原料供給装置７が接続され、改質反応管1c
の出口が燃料電池２の燃料極2aに接続配管されている。
なお2bは空気極である。一方、改質器のバーナ1aには前
記の補助燃料供給装置8,空気ブロア9,および燃料電池２
の燃料極側から引き出したオフガス供給管が接続されて
いる。なお改質原料供給装置７は改質原料タンク7a,原
料ポンプ7b（可変速ポンプ），弁7c等から成り、補助燃
料供給装置８は補助燃料タンク8a,燃料ポンプ8b（可変
速ポンプ），弁8c等から成る。 かかる構成の燃料電池発電プラントの運転動作について
は周知であり、改質器１のバーナ1aに供給した補助燃
料，オフガス，燃料空気を燃焼して改質エネルギーを与
え、この状態で改質器１へ改質原料を導入することによ
り、改質原料は気化し、さらに改質触媒との接触反応に
より水素リッチなガスに改質されて燃料電池１の燃料極
1aへ供給される。また燃料電池の電池反応に伴う余剰ガ
スはオフガスとして改質器１のバーナ1aに供給して燃焼
され、改質エネルギーとして消費される。一方、燃料電
池１の直流出力はDC/DCコンバータ３で負荷側の電圧に
整合され、さらにインバータ４で交流に変換して負荷６
に給電される。また補助電池５は負荷の急激な増加の際
に燃料電池の出力が増加するまでの間、一時的に燃料電
池の出力不足分を補って負荷へ放電する。またこの場合
に燃料電池１の出力急激を抑えて緩やかに出力を増大さ
せるように燃料電池の出力電流Ifcの検出値と負荷電流I
oの検出値との間の偏差でDC/DCコンバータ３の出力を制
御するようにしている。なお10は燃料電池の出力電流検
出器、11は負荷電流検出器、12は関数発生器である。 一方、負荷の増減に対応して改質原料供給量を制御する
ために、燃料電池の出力電流値を基に制御器13を介して
改質原料供給装置７の原料ポンプ7bをフィードバック制
御する制御系14が設けてある。さらにこの改質器１に対
しては改質触媒層の温度検出値を基にフィードバック制
御により補助燃料供給量，燃焼空気供給量を制御して改
質反応温度を適正温度に保持するように制御系15が設け
てある。なお16は改質反応管1cに配備した温度検出セン
サ、17は制御器である。 しかして上記した従来の制御システムでは、改質原料の
供給量を燃料電池の出力電流検出値を基にフィードバッ
ク制御しており、このために燃料電池の出力電流増加に
対する改質原料供給量を増加させる制御応答が常に遅れ
るようになる。さらに改質原料源から改質器を経て燃料
電池に至る間の配管経路はかなり長く、このために負荷
増大に応じて改質原料の供給量を増量した際に改質器へ
供給した改質原料が気化し，改質触媒層で改質された後
に改質ガスが燃料電池の電極へ供給されるまでには大幅
な時間的遅れが生じるようになる。したがって負荷変動
に対する燃料電池，補助電池の出力，および改質原料供
給量の応答特性は第３図に鎖線で示した特性図（イ），
（ロ），（ハ）のようになる。これから判るように従来
の制御方式では、改質系固有の応答遅れに加えてフィー
ドバック制御による応答遅れから燃料電池の出力を急激
な負荷増加に追随して迅速に増加させることができず、
この結果として燃料電池出力の不足分を補って補助電池
から負荷へ供給する電力量が大となるために補助電池と
しては大容量の電池が必要となって発電プラント設備が
大形化する。なお、従来から改質原料の供給量を負荷変
動に応じてフィードフォアード制御することが知られて
いるものの、従来の方法は、制御変数の予測を燃料電池
の電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）に基づいて行っており、
シンタリングや燐酸分布などに起因してＩ−Ｖ特性が経
時的に変化した際、燃料ガス量が不足する問題があっ
た。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、先
記した補助電池装備のハイブリッド方式の燃料電池発電
プラントを対象に、従来の制御システムにおける欠点を
除去し、急激な負荷変動が生じた際にもこの負荷変動に
追随させる改質原料供給量の制御をより迅速に行えるよ
うにし、これにより負荷の急増に対する燃料電池の出力
増加速度を高めて補助電池の容量低減化を可能にし、併
せて発電プラントの小形コンパクト化，並びにプラント
コストの低減化促進が図れるようにした燃料電池発電プ
ラントの運転制御装置を提供することを目的とする。
記した補助電池装備のハイブリッド方式の燃料電池発電
プラントを対象に、従来の制御システムにおける欠点を
除去し、急激な負荷変動が生じた際にもこの負荷変動に
追随させる改質原料供給量の制御をより迅速に行えるよ
うにし、これにより負荷の急増に対する燃料電池の出力
増加速度を高めて補助電池の容量低減化を可能にし、併
せて発電プラントの小形コンパクト化，並びにプラント
コストの低減化促進が図れるようにした燃料電池発電プ
ラントの運転制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明は、改質原料を改
質して水素ガスを生成する改質器、該改質器に対応付設
した改質原料供給装置、前記改質器を通じて得た水素ガ
スを燃料とし酸化剤ガスとの電池反応により発電を行う
燃料電池、および該燃料電池の出力側に接続した補助電
池を組合わせて構成した燃料電池発電プラントにおい
て、前記改質原料供給装置より改質器へ送り込む改質原
料の供給量をプラントの負荷変動に応じてフィードフォ
ワード制御する制御系を備え、該制御系は燃料電池の出
力電流値に比例した信号と補助電池の出力電流値に比例
した信号との加算値を検出信号としてフィードフォワー
ド制御するものとすることにより、負荷変動に対する改
質器へ供給する改質原料供給量を時間的遅れ無しに迅速
に追随制御させることにより制御応答性の向上を図り、
特に負荷急増時における燃料電池の出力増加加速度を高
めて補助電池の電池容量を低減できるようにしたもので
ある。
質して水素ガスを生成する改質器、該改質器に対応付設
した改質原料供給装置、前記改質器を通じて得た水素ガ
スを燃料とし酸化剤ガスとの電池反応により発電を行う
燃料電池、および該燃料電池の出力側に接続した補助電
池を組合わせて構成した燃料電池発電プラントにおい
て、前記改質原料供給装置より改質器へ送り込む改質原
料の供給量をプラントの負荷変動に応じてフィードフォ
ワード制御する制御系を備え、該制御系は燃料電池の出
力電流値に比例した信号と補助電池の出力電流値に比例
した信号との加算値を検出信号としてフィードフォワー
ド制御するものとすることにより、負荷変動に対する改
質器へ供給する改質原料供給量を時間的遅れ無しに迅速
に追随制御させることにより制御応答性の向上を図り、
特に負荷急増時における燃料電池の出力増加加速度を高
めて補助電池の電池容量を低減できるようにしたもので
ある。
第１図はこの発明の実施例による燃料電池発電プラント
の負荷変動に対応する制御システムを示すものであり、
そのプラント構成は第２図と同一である。ここで改質原
料供給量の制御系14に付いては、第２図に示した燃料電
池の出力電流検出器10,該電流検出器10で検出した燃料
電池の出力電流Ifcに比例した信号を出力する制御器13
の他に、補助電池５の出力回路に介挿した補助電池の出
力電流検出器18,該電流検出器18で検出した補助電池の
出力電流Ibに比例した信号を出力する制御器19,および
信号加算器20を備え、前記各制御器13と19との出力信号
を加算し、これをフィードフォワード制御信号として改
質原料供給装置７の原料ポンプ7bに与えて改質原料供給
量を増減制御するようにした構成されている。 次に上記した制御系14の制御動作に付いて述べる。まず
DC/DCコンバータ3,インバータ４の損失を無視した条件
では負荷電流Io,DC/DCコンバータの出力電流Iconv,補助
電池出力電流Ibの間の関係式は、 VoIo−VbIconv＝VbIb（Voは負荷電圧,Vbは補助電池の端
子電圧） であり、また燃料電池の出力電流Ifcに対応するDC/DCコ
ンバータの出力電流Iconvは、 Iconv＝（Vfc/Vb）Ifc（Vfcは燃料電池の出力電圧） となる。 一方、改質原料の供給量Ｆは先記した制御系14によりＦ
＝K1Ifc＋K2Ibとなるようにフィードフォワード制御さ
れる。これにより負荷電流が増大すれば、燃料電池の出
力増加を待たずに補助電池からの出力に対応して直ちに
改質原料供給量Ｆが増加するようになる。 したがって発電プラントの運転中に負荷が急増し、これ
に対応してインバータ４の出力アップにより第３図のよ
うに負荷電流Ioが増加すると、改質原料供給量Ｆは燃料
電池の出力電流の上昇に先立ちフィードフォワード制御
により特性線（ヘ）で示すように直ちに増量制御される
ようになる。またこれにより改質器１から燃料電池２へ
の水素ガス供給量も応答遅れ無しに早期に増大するので
負荷急増に伴う燃料電池出力電流の立上がり特性も特性
線（ニ）で示すように従来（イ）と比べて大幅に改善さ
れ、かつ燃料電池の出力電流が立上がった定常状態の時
点ではVoIo＝VbIconvとなって負荷への給電が全て燃料
電池の出力で賄われるので、補助電池の出力電流Io＝０
となる。したがって補助電池からの出力は特性線（ホ）
で示すように極短い時間幅に限られ、かつその放電量も
少量で済み、これにより従来の特性（ロ）に比べて補助
電池５の電池容量を低減できる。また燃料電池の出力が
増加した定常運転状態になれば改質原料供給量ＦはＦ＝
K1Ifcとなり、以降は改質原料供給量が燃料電池２の出
力電流に比例して供給され、安定した発電が継続できる
ようになる。
の負荷変動に対応する制御システムを示すものであり、
そのプラント構成は第２図と同一である。ここで改質原
料供給量の制御系14に付いては、第２図に示した燃料電
池の出力電流検出器10,該電流検出器10で検出した燃料
電池の出力電流Ifcに比例した信号を出力する制御器13
の他に、補助電池５の出力回路に介挿した補助電池の出
力電流検出器18,該電流検出器18で検出した補助電池の
出力電流Ibに比例した信号を出力する制御器19,および
信号加算器20を備え、前記各制御器13と19との出力信号
を加算し、これをフィードフォワード制御信号として改
質原料供給装置７の原料ポンプ7bに与えて改質原料供給
量を増減制御するようにした構成されている。 次に上記した制御系14の制御動作に付いて述べる。まず
DC/DCコンバータ3,インバータ４の損失を無視した条件
では負荷電流Io,DC/DCコンバータの出力電流Iconv,補助
電池出力電流Ibの間の関係式は、 VoIo−VbIconv＝VbIb（Voは負荷電圧,Vbは補助電池の端
子電圧） であり、また燃料電池の出力電流Ifcに対応するDC/DCコ
ンバータの出力電流Iconvは、 Iconv＝（Vfc/Vb）Ifc（Vfcは燃料電池の出力電圧） となる。 一方、改質原料の供給量Ｆは先記した制御系14によりＦ
＝K1Ifc＋K2Ibとなるようにフィードフォワード制御さ
れる。これにより負荷電流が増大すれば、燃料電池の出
力増加を待たずに補助電池からの出力に対応して直ちに
改質原料供給量Ｆが増加するようになる。 したがって発電プラントの運転中に負荷が急増し、これ
に対応してインバータ４の出力アップにより第３図のよ
うに負荷電流Ioが増加すると、改質原料供給量Ｆは燃料
電池の出力電流の上昇に先立ちフィードフォワード制御
により特性線（ヘ）で示すように直ちに増量制御される
ようになる。またこれにより改質器１から燃料電池２へ
の水素ガス供給量も応答遅れ無しに早期に増大するので
負荷急増に伴う燃料電池出力電流の立上がり特性も特性
線（ニ）で示すように従来（イ）と比べて大幅に改善さ
れ、かつ燃料電池の出力電流が立上がった定常状態の時
点ではVoIo＝VbIconvとなって負荷への給電が全て燃料
電池の出力で賄われるので、補助電池の出力電流Io＝０
となる。したがって補助電池からの出力は特性線（ホ）
で示すように極短い時間幅に限られ、かつその放電量も
少量で済み、これにより従来の特性（ロ）に比べて補助
電池５の電池容量を低減できる。また燃料電池の出力が
増加した定常運転状態になれば改質原料供給量ＦはＦ＝
K1Ifcとなり、以降は改質原料供給量が燃料電池２の出
力電流に比例して供給され、安定した発電が継続できる
ようになる。
以上述べたようにこの発明によれば、改質原料を改質し
て水素ガスを生成する改質器、該改質器に対応付設した
改質原料供給装置、前記改質器を通じて得た水素ガスを
燃料とし酸化剤ガスとの電池反応により発電を行う燃料
電池、および該燃料電池の出力側に接続した補助電池を
組合わせて構成した燃料電池発電プラントにおいて、前
記改質原料供給装置より改質器へ送り込む改質原料の供
給量をプラントの負荷変動に応じてフィードフォワード
制御する制御系を備え、該制御系は燃料電池の出力電流
値に比例した信号と補助電池の出力電流値に比例した信
号との加算値を検出信号としてフィードフォワード制御
するものとすることにより、負荷が急激に増加変動した
際に、燃料電池の出力増加を待たずに改質原料供給量を
直ちに増量制御することができ、また経時的に燃料電池
の電流，電圧特性が変化しても、燃料ガスの不足をきた
すことのないフィードフォワード制御が可能となり、か
つこれにより燃料電池の過渡的な出力不足を補うように
燃料電池の出力側に接続した補助電池の電池容量の低減
化，およびこれに伴う発電プラントの軽量，コンパクト
化の促進が可能になる等、補助電池を装備したハイブリ
ッド方式の燃料電池発電プラントを対象に負荷変動に対
する制御応答性の高い運転制御装置を提供することがで
きる。
て水素ガスを生成する改質器、該改質器に対応付設した
改質原料供給装置、前記改質器を通じて得た水素ガスを
燃料とし酸化剤ガスとの電池反応により発電を行う燃料
電池、および該燃料電池の出力側に接続した補助電池を
組合わせて構成した燃料電池発電プラントにおいて、前
記改質原料供給装置より改質器へ送り込む改質原料の供
給量をプラントの負荷変動に応じてフィードフォワード
制御する制御系を備え、該制御系は燃料電池の出力電流
値に比例した信号と補助電池の出力電流値に比例した信
号との加算値を検出信号としてフィードフォワード制御
するものとすることにより、負荷が急激に増加変動した
際に、燃料電池の出力増加を待たずに改質原料供給量を
直ちに増量制御することができ、また経時的に燃料電池
の電流，電圧特性が変化しても、燃料ガスの不足をきた
すことのないフィードフォワード制御が可能となり、か
つこれにより燃料電池の過渡的な出力不足を補うように
燃料電池の出力側に接続した補助電池の電池容量の低減
化，およびこれに伴う発電プラントの軽量，コンパクト
化の促進が可能になる等、補助電池を装備したハイブリ
ッド方式の燃料電池発電プラントを対象に負荷変動に対
する制御応答性の高い運転制御装置を提供することがで
きる。
第１図，第２図はそれぞれ本発明の実施例および従来に
おける燃料電池発電プラントの制御系統図、第３図は負
荷変動に伴う第１図，第２図の制御応答特性図である。
各図において、 1:改質器、2:燃料電池、5:補助電池、6:負荷、7:改質原
料供給装置、10:燃料電池の出力電流検出器、14:改質原
料供給量の制御系、18:補助電池の出力電流検出器、20:
信号加算器、Io:負荷電流、Ifc:燃料電池の出力電流、I
b:補助電池の出力電流。
おける燃料電池発電プラントの制御系統図、第３図は負
荷変動に伴う第１図，第２図の制御応答特性図である。
各図において、 1:改質器、2:燃料電池、5:補助電池、6:負荷、7:改質原
料供給装置、10:燃料電池の出力電流検出器、14:改質原
料供給量の制御系、18:補助電池の出力電流検出器、20:
信号加算器、Io:負荷電流、Ifc:燃料電池の出力電流、I
b:補助電池の出力電流。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 崇 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 氏家 孝 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−49569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−128673（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】改質原料を改質して水素ガスを生成する改
質器、該改質器に対応付設した改質原料供給装置、前記
改質器を通じて得た水素ガスを燃料とし酸化剤ガスとの
電池反応により発電を行う燃料電池、および該燃料電池
の出力側に接続した補助電池を組合わせて構成した燃料
電池発電プラントにおいて、前記改質原料供給装置より
改質器へ送り込む改質原料の供給量をプラントの負荷変
動に応じてフィードフォワード制御する制御系を備え、
該制御系は燃料電池の出力電流値に比例した信号と補助
電池の出力電流値に比例した信号との加算値を検出信号
としてフィードフォワード制御するものであることを特
徴とする燃料電池発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189039A JPH079813B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189039A JPH079813B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 燃料電池発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345762A JPS6345762A (ja) | 1988-02-26 |
| JPH079813B2 true JPH079813B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=16234270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189039A Expired - Fee Related JPH079813B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079813B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6915185B2 (en) | 2000-03-24 | 2005-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power supply system |
| JP4972821B2 (ja) * | 2000-12-11 | 2012-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池装置 |
| DE102004019598B3 (de) | 2004-04-22 | 2005-12-29 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur fehlertoleranten Datenübertragung für eine CT-Anlage |
| JP2007328955A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源装置 |
| CN110661017B (zh) * | 2019-09-30 | 2020-10-30 | 潍柴动力股份有限公司 | 电池水泵控制方法、电池控制器和电池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58128673A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-08-01 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント制御システム |
| JPS6049569A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-18 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラント |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189039A patent/JPH079813B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6345762A (ja) | 1988-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |