JPH08153532A - 燃料電池発電システムの運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料電池発電システムにおいて、負荷変化時
に、燃料利用率が設定上限以下で運転でき、燃料電池本
体を安定に動かすことができる制御方法を得ることを目
的とする。 【構成】 燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給さ
れ、これらの流量をもとに燃料電池本体１で発電し、発
電された電気出力を、交流出力指令値により逆変換装置
２０で交流出力に変換すると共に、上記交流出力指令値
による流量指令値に、燃料流量と酸化剤流量を制御し
て、発電された直流出力より所望の交流出力を得る燃料
電池発電システムの運転制御方法において、交流出力指
令値の増加率に対する流量指令値の増加率を、交流出力
指令値の増加率に見合う増加率より大きくするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は燃料電池発電システム
の交流出力変更に係わる運転制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、例えば特開昭６３−２６４８
７６号公報に記載された燃料電池発電システムを示す概
略線図であり、図において、１は電池本体で、燃料電極
１ａと酸化剤電極１ｂを有する単電池が複数個積層され
て形成されている。２は燃料ガス給排気系で、燃料供給
ライン２ａとガス排出ライン２ｂを有する。３は酸化剤
給排気系で、酸化剤供給ライン３ａと酸化剤排出ライン
３ｂを有する。４ａ，４ｂはこれらの給排気系ガス流量
を制御する調節弁、５ａ，５ｂはガス流量を測定する流
量発信器、６は電池本体１の出力電流を測定する電流検
出器、７は流量発信器５ａ，５ｂと電流検出器６の信号
により出力電流に見合うガス量を演算し、調節弁４ａ，
４ｂによりガス量を制御する流量制御器、８は直流出力
を制御する電力制御器、１０は直流電圧検出器１０ａ，
１０ｂと比較演算器１０ｃを有する電池本体１の電圧検
出装置、１１は電池本体１の直流出力を制限する直流電
流低減装置である。

【０００３】次に動作について説明する。燃料電池の発
電原理については一般に説明されているので省略する。
燃料電池の最大直流出力は、供給される燃料ガス流量及
び酸化剤流量により決まっており、そして燃料電池を安
定に運転させるための流量は、ある程度過剰な流量を供
給するのが普通である。この過剰率を利用率と呼び、次
式で表される。 利用率＝（燃料電池出力に電気化学的に当量のガス流量
÷供給されたガス流量）×１００ （％）

【０００４】一般にこの利用率は、電池出力により適切
な運転上の値が定められており、交流出力を取り出す場
合には、直流交流変換装置（逆変換装置）の設定により
運転時の値が定められる。電池本体１に供給する燃料ガ
ス流量，酸化剤（空気）流量は、このように負荷により
定められた利用率と電池の直流出力により求まる量によ
り決定される流量に制御され、燃料電池が一定の利用率
以上の運転にならないように制御される。利用率が一定
値以上になった場合には電池の出力を強制的に取り出そ
うとするため、電流が増加し電圧が低下する。このため
交流出力（負荷）を変化させる場合、利用率が一定値以
上になった時に、電池本体１の電圧検出装置１０の値に
より直流電流低減装置１１を作動させ、電池の負荷を制
限して電池の劣化を防いでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように燃料電池の
負荷増大変化に対して電流を制限しているが、実際の運
転では、交流負荷は直流交流変換装置の設定により直流
負荷が決定され、電流のみを制限することは交流出力電
圧を低下させることになる。また、電圧の低下が検出さ
れてから負荷を制御する事は一時的にも電池に対して悪
影響を及ぼし、利用率が一定値（電圧が低下しない値）
を超える以前に処置を行う必要がある。さらに、この制
限方法は電池に対してのみ保護がなされており、実運転
では電池本体１で消費されない燃料ガスは、燃料改質装
置（ここでは説明せず）の燃焼燃料として利用されるた
め、負荷変化時の燃料利用率の変化、特に低下（燃料ガ
スの余剰率大）も改質装置に悪影響を及ぼし、このた
め、利用率は一定の範囲内に制御する必要がある。

【０００６】このように従来の制御方法では、システム
として安定運転を行うための制御が行われず、制御動作
として不完全であった。この発明は上記のような課題を
解決するためになされたものであり、負荷変化時の燃料
電池発電システムを設定上限の利用率以下又は設定下限
の利用率以上で運転でき、電池本体、改質装置を安定に
動かすことができる制御方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる燃料電池発電システムの運転制御方法は、燃料流量
と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をも
とに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、
交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換す
る逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令
値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御する流量制御器
とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得
るものにおいて、上記交流出力指令値の増加率に対する
上記流量指令値の増加率を、上記交流出力指令値の増加
率に見合う増加率より大きくするものである。

【０００８】この発明の請求項２に係わる燃料電池発電
システムの運転制御方法は、交流出力指令値の変更に起
因する、逆変換装置に対する変更開始時点より流量制御
器の流量指令値の変更開始時点を早くして、電池本体の
燃料利用率が高くならないように制御するものである。
この発明の請求項３に係わる燃料電池発電システムの運
転制御方法は、交流出力増加（又は減少）の際に燃料利
用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、交流
出力指令値に基づく交流出力の増加（又は減少）を一旦
停止しその値を保持することにより、燃料利用率が設定
値以上（又は以下）にならないように制御するものであ
る。

【０００９】この発明の請求項４に係わる燃料電池発電
システムの運転制御方法は、原燃料流量と水蒸気流量が
制御されて供給され、これらを改質して燃料ガスを得る
改質装置を有し、上記燃料ガスが電池本体に供給され消
費され排出されるガスを上記改質装置の燃焼燃料として
利用するものである。この発明の請求項５に係わる燃料
電池発電システムの運転制御方法は、交流出力増加（又
は減少）の際に酸化剤利用率が設定値より高く（又は低
く）なった場合に、交流出力指令値に基づく交流出力の
増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することに
より、酸化剤利用率が設定値以上（又は以下）にならな
いように制御するものである。

【００１０】この発明の請求項６に係わる燃料電池発電
システムの運転制御方法は、原燃料流量と水蒸気流量が
制御されて供給され、これらを改質して燃料ガスを得る
改質装置、燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給さ
れ、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電
池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定さ
れた交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指
令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量
を制御すると共に、上記水蒸気流量と上記原燃料流量の
比（Ｓ／Ｃ）を測定算出する流量制御器とを備え、発電
された直流出力より所望の交流出力を得るものにおい
て、交流出力増加（又は減少）の際に、上記Ｓ／Ｃが設
定値より低くなった場合に、原燃料流量指令値の増加
（又は減少）を一旦停止しその値を保持することによ
り、上記Ｓ／Ｃが設定値以下にならないように制御する
ものである。

【００１１】

【作用】この発明の請求項１における燃料電池発電シス
テムの運転制御方法は、交流出力指令値の増加率に対す
る流量指令値の増加率を、上記交流出力指令値の増加率
に見合う増加率より大きくする。そのため、流量指令値
に対して遅れる流量変化を補うことになり、交流出力指
令値の増加率に相当し追随した流量変化になる。この発
明の請求項２における燃料電池発電システムの運転制御
方法は、交流出力指令値の変更に起因する、逆変換装置
に対する変更開始時点より流量制御器の流量指令値の変
更開始時点を早くして、電池本体の燃料利用率を高くな
らないように制御する。そのため、流量指令値に対して
遅れる流量変化を、逆変換装置に対する変更開始時点よ
り流量指令値の変更開始時点を早めることにより、補う
ことになり、結果として、交流出力指令値の増加率に相
当し追随した流量変化になる。

【００１２】この発明の請求項３における燃料電池発電
システムの運転制御方法は、交流出力増加（又は減少）
の際に上記燃料利用率が設定値より高く（又は低く）な
った場合に、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増
加（又は減少）を一旦停止しその値を保持する。そのた
め、本来であれば、燃料利用率が設定値上限以上（又は
設定値下限以下）になるところを、一旦停止し、回復を
待って、再び交流出力指令値の増加（又は減少）を開始
するので、燃料利用率が設定値以上（又は以下)になら
ない。この発明の請求項４における燃料電池発電システ
ムの運転制御方法は、原燃料流量と水蒸気流量が制御さ
れて供給され、これらを改質して燃料ガスを得る改質装
置を有し、上記燃料ガスが電池本体に供給され消費され
排出されるガスを上記改質装置の燃焼燃料として利用す
る。このとき、電池本体の燃料利用率を設定値上限以上
（又は設定値下限以下）にならないように制御しておけ
ば、電池本体から排出されるガス中の残った燃料分の含
有率が設定値以上（又は以下）になるので、改質装置の
燃焼が安定する。

【００１３】この発明の請求項５における燃料電池発電
システムの運転制御方法は、交流出力増加（又は減少）
の際に酸化剤利用率が設定値より高く（又は低く）なっ
た場合に、交流出力指令値に基づく交流出力の増加（又
は減少）を一旦停止しその値を保持する。そのため、本
来であれば、酸化剤利用率が設定値上限以上（又は設定
値下限以下）になるところを、一旦停止し、回復を待っ
て、再び交流出力指令値の増加（又は減少）を開始する
ので、酸化剤利用率が設定値以上（又は以下）にならな
い。この発明の請求項６における燃料電池発電システム
の運転制御方法は、交流出力増加（又は減少）の際に、
Ｓ／Ｃが設定値より低くなった場合に、原燃料流量指令
値の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持するこ
とにより、Ｓ／Ｃが設定値以下にならない。

【００１４】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１はこの発明の一実施例に用いる燃料電池発電
システムを示す概略線図である。図において、従来例と
同一叉は同様部分には同一符号を付している。１は電池
本体で、燃料電極１ａと酸化剤電極１ｂを有する単電池
が複数個積層されて形成されている。２は燃料ガス給排
気系で、燃料供給ライン２ａとガス排出ライン２ｂを有
する。３は酸化剤（空気）給排気系で、酸化剤供給ライ
ン３ａと酸化剤排出ライン３ｂを有する。４ｂは酸化剤
流量を制御する調節弁、５ｂは酸化剤流量を測定する流
量発信器、６は電池本体１の出力電流を測定する電流検
出器、９は改質装置で、原燃料と水蒸気から改質された
燃料ガスを製造し、これを電池本体１に供給する。この
燃料ガスは電池本体１で大部分が消費され排気される
が、残った燃料分を含有するガス２１は、改質装置９の
燃焼燃料として利用している。４ｃは原燃料流量を制御
する調節弁、４ｄは水蒸気流量を制御する調節弁、５ｃ
は原燃料流量を測定する流量発信器、５ｄは水蒸気流量
を測定する流量発信器、７は流量制御器で、流量発信器
５ｂ，５ｃ，５ｄと交流出力指令値の信号により、出力
に見合うガス量を演算し、調節弁４ｂ，４ｃ，４ｄによ
りガス量を制御する。２０は直流交流変換装置である逆
変換装置で、流量制御器７からの交流出力指令値の信号
により直流出力を設定された交流出力に変換する。

【００１５】次に動作について説明する。設定された交
流出力に基づく交流出力指令値が与えられると、交流出
力指令値は流量制御器７と、流量制御器７経由で逆変換
装置２０に加えられる。すると流量制御器７に加えられ
た交流出力指令値により、これに見合う各流量が算出さ
れて、原燃料と水蒸気流量が制御され、設定された流量
が改質装置９に供給され、改質装置９より必要量の燃料
ガスが出力される。これに合わせて酸化剤流量も制御さ
れ、設定された流量が上記燃料ガスと共に電池本体１に
加えられ、電池本体１から直流電力が出力される。一方
上記交流出力指令値は、逆変換装置２０にも同時に加え
れており、直流電力を交流出力指令値による設定された
交流出力に変換する。

【００１６】このように、負荷変化指令により逆変換装
置２０に交流出力指令値が与えられると、出力が一定の
増加・減少率で変化する。と同時に上記交流出力指令値
により流量制御器７から燃料流量指令値，水蒸気流量指
令値，酸化剤流量指令値が与えられ、各流量が一定の増
加・減少率で変化する。図２に示すように、ガス流量
（酸化剤流量も含む）は、一般に流量指令値に対して遅
れを生じ、また、実際に電池本体１に流入する量は測定
された流量より遅れを生じる。このため、ガス流量指令
値を交流出力指令値に見合う（同じ）傾きで変化させた
場合には、図２に示すように燃料利用率が一時的に高く
なる。

【００１７】このため、図３に示すように燃料流量指令
値の増加率より交流出力指令値の増加率を少なくするこ
とにより、燃料利用率を一定値以下に押さえることがで
きる。換言すれば、交流出力指令値の増加率に対する燃
料流量指令値の増加率は、上記交流出力指令値の増加率
に見合う増加率より大きくする。水蒸気流量指令値，酸
化剤流量指令値の増加率についても上記交流出力指令値
の増加率に見合う増加率より同様に大きくする。そのた
め、酸化剤利用率も一定値以下に押さえることができ
る。

【００１８】なお、燃料利用率，酸化剤利用率は、次式
で表される。 燃料利用率 ＝（燃料電池出力に電気化学的に当量の燃
料流量÷供給された燃料流量）×１００ （％） 酸化剤利用率＝（燃料電池出力に電気化学的に当量の酸
化剤流量÷供給された酸化剤流量）×１００ （％） 上記においては、燃料流量の制御は、原燃料流量の制御
で説明したが、改質装置９の後に燃料ガスの貯蔵容器を
設け、それより供給される燃料ガスの流量を、燃料流量
として、燃料流量指令値で制御しても良い。

【００１９】実施例２．また、上記においては、交流出
力指令値の増加率より流量指令値の増加率の方を大きく
したが、交流出力指令値の変更に起因する、上記逆変換
装置２０に対する変更開始時点より上記流量制御器７の
上記流量指令値の変更開始時点を早くして、電池本体１
の燃料利用率を高くならないように制御するようにして
も良い。これは、例えば、流量指令値の増加率を交流出
力指令値の増加率と同じにしても、流量指令値の変更開
始時点を逆変換装置２０に対する変更開始時点より早め
れば、結果的に交流出力指令値の増加率より流量指令値
の増加率の方を大きくしたことに相当する。交流出力指
令値の変更に起因する、逆変換装置２０に対する変更開
始時点を、流量指令値の変更開始時点より遅らせるため
には、交流出力指令値の信号を逆変換装置２０に入力す
るに当って、所望時間遅延させる遅延回路を介して入力
すれば良い。

【００２０】図４に燃料流量指令値の増加率を交流出力
指令値の増加率と同じに、燃料流量指令値の変更開始時
点を、逆変換装置２０に対する交流出力指令値の変更開
始時点より早めた場合のタイミングチャートを示す。燃
料利用率のタイミングチャートも合わせて示す。

【００２１】実施例３．図５に示すように、交流負荷を
増加させる場合には、交流出力指令値を増加させなが
ら、ガス流量指令値を増加させる。と同時に燃料流量発
信器５ｃと電流検出器６の信号入力により時々刻々の燃
料利用率を演算していく。このとき燃料利用率が規定値
より高くなった場合には、交流出力指令値の逆変換装置
２０への信号を遅延させて、一旦その時の現状値に保持
し、ガス流量指令値は継続して増加させる。すると燃料
利用率が回復するので、再度、交流出力指令値を増加さ
せる。この制御により、燃料利用率が高くなることを防
ぐことができる。

【００２２】図６にこの制御手順のフローチャートを示
す。燃料利用率が設定値Ｋ（例えばＫ＝８５％）を超え
ない場合には、現状の交流出力指令値にα（１回の演算
時間で増加させる値）を加算して、新たな交流出力指令
値出力とし、これを繰り返していき、燃料利用率が設定
値Ｋを超えた場合には、現状の交流出力指令値を新たな
交流出力指令値出力とし、増加を行う加算を行わないこ
とにより、現状値を保持する。この間、ガス流量指令値
は継続して増加させているので、燃料利用率が低下して
いき、やがて設定値Ｋ以下になったときに再び加算を開
始して、設定負荷まで交流出力指令値出力を上昇させ
る。

【００２３】実施例４．図７は、交流負荷を減少させる
場合である。交流出力指令値を減少させながら、流量指
令値を減少させる。と共に時々刻々の燃料利用率を演算
していく。このとき燃料利用率が規定値より低くなった
場合には、交流出力指令値の逆変換装置２０への信号を
遅延させて、一旦その時の現状値に保持し、ガス流量指
令値は継続して減少させる。すると燃料利用率が回復す
るので、再度、交流出力指令値を減少させる。この制御
により、燃料利用率が低くなり過ぎるのを防ぐことがで
きる。

【００２４】図８にこの制御手順のフローチャートを示
す。燃料利用率が設定値Ｋ（例えばＫ＝４０％）より下
回らない場合には、現状の交流出力指令値に−α（１回
の演算時間で減少させる値）を加算して、新たな交流出
力指令値出力とし、これを繰り返していき、燃料利用率
が設定値Ｋを下回った場合には、現状の交流出力指令値
を新たな交流出力指令値出力とし、減少を行う加算を行
わないことにより、現状値を保持する。この間、ガス流
量指令値は継続して減少させているので、燃料利用率が
増加していき、やがて設定値Ｋ以上になったときに再び
加算を開始して、設定負荷まで交流出力指令値出力を減
少させる。

【００２５】上記の各実施例では、電池本体１の燃料利
用率を設定値以上（又は以下）にならないように制御す
ることができる。燃料ガスは電池本体１で大部分が消費
され排気されるが、残った燃料分を含有する排気ガス２
１は、改質装置９の燃焼燃料として利用している。その
ため、ガス２１中の残った燃料分の含有率が所定の範囲
に入っていれば、改質装置９の燃焼が安定する。負荷変
化時の燃料利用率の変化、特に低下（燃料ガスの余剰率
大）が改質装置に悪影響を及ぼすが、上記の各実施例に
より、これを避けることができる。

【００２６】実施例５．図９に示すように、交流負荷を
増加させる場合には、交流出力指令値を増加させなが
ら、ガス流量指令値を増加させる。と同時に酸化剤流量
発信器５ｂと電流検出器６の信号入力により時々刻々の
酸化剤利用率を演算していく。このとき酸化剤利用率が
規定値より高くなった場合には、交流出力指令値の逆変
換装置２０への信号を遅延させて、一旦その時の現状値
に保持し、ガス流量指令値は継続して増加させる。する
と酸化剤利用率が回復するので、再度、交流出力指令値
を増加させる。この制御により、酸化剤利用率が高くな
ることを防ぐことができる。図１０には、交流負荷を減
少させる場合における、交流出力指令値の減少と酸化剤
流量指令値の減少との関係を示す。同様にして、酸化剤
利用率が低くなり過ぎるのを防ぐことができる。そのた
め、システムの運転圧力バランスを狂わせずに運転する
ことができる。

【００２７】実施例６．図１１に示すように、負荷変化
の時に、酸化剤利用率が設定値より一時的に高くなった
ときに、交流出力指令値に基づく燃料流量指令値の変化
を停止して現状値を保持し、継続して酸化剤量が増加し
て酸化剤利用率が回復した後、再度、燃料流量指令値を
変化させることにより利用率が高くなることを防ぐこと
ができる。そして、燃料流量指令値の変化を一旦停止し
ているときは、交流出力指令値に基づく逆変換装置２０
の交流出力変化を停止させることは必要である。逆に燃
料利用率が設定値より一時的に高くなったときに、交流
出力指令値に基づく酸化剤流量指令値の変化及び逆変換
装置２０の交流出力変化を、同様に一旦停止しても良
い。

【００２８】図１２にこの制御手順のフローチャートを
示す。酸化剤利用率が高くなった場合に、燃料流量指令
値の増加を行う加算を停止して現状値を保持し、酸化剤
利用率が回復して設定値以下になった時、再度、燃料流
量指令値の増加を行う加算を開始して、燃料流量指令値
を設定流量まで変化させる。

【００２９】実施例７．燃料改質には一般に水蒸気改質
が行われ、この時に水蒸気流量と炭化水素系原燃料流量
の比は一定の値に制御することが必要である。流量比が
一定範囲を超えた場合には、水素に改質する触媒にカー
ボン析出をおこし、寿命を低下させることになる。図１
３に示すように、負荷変化時に水蒸気流量と原燃料流量
の比（Ｓ／Ｃ）を演算して、Ｓ／Ｃが一定範囲内にない
場合は、燃料流量指令値を現状維持（増加を一旦停止）
し、水蒸気流量は増加を継続し、Ｓ／Ｃが設定値内に回
復した後、再度、燃料流量指令値を変化させて設定流量
にする。この制御により、改質触媒に悪影響を及ぼさな
いで負荷変化を行うことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１にお
ける燃料電池発電システムの運転制御方法によれば、交
流出力指令値の増加率に対する流量指令値の増加率を、
上記交流出力指令値の増加率に見合う増加率より大きく
するので、それだけ燃料利用率又は酸化剤利用率の上昇
を押さえることができる。この発明の請求項２における
燃料電池発電システムの運転制御方法によれば、交流出
力指令値の変更に起因する、逆変換装置に対する変更開
始時点より流量制御器の流量指令値の変更開始時点を早
くするので、電池本体の燃料利用率又は酸化剤利用率が
高くならないように制御することができる。

【００３１】この発明の請求項３における燃料電池発電
システムの運転制御方法によれば、交流出力増加（又は
減少）の際に燃料利用率が設定値より高く（又は低く）
なった場合に、交流出力指令値に基づく交流出力の増加
（又は減少）を一旦停止しその値を保持することによ
り、燃料利用率が設定値以上（又は以下）にならないよ
うに制御することができる。この発明の請求項４におけ
る燃料電池発電システムの運転制御方法によれば、原燃
料流量と水蒸気流量が制御されて供給され、これらを改
質して燃料ガスを得る改質装置を有し、上記燃料ガスが
電池本体に供給され消費され排出されるガスを上記改質
装置の燃焼燃料として利用するので、電池本体の燃料利
用率を設定値以上（又は以下）にならないように制御し
ておけば、改質装置の燃焼が安定し、改質装置への悪影
響を回避することができる。

【００３２】この発明の請求項５における燃料電池発電
システムの運転制御方法によれば、交流出力増加（又は
減少）の際に酸化剤利用率が設定値より高く（又は低
く）なった場合に、交流出力指令値に基づく交流出力の
増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することに
より、酸化剤利用率が設定値以上（又は以下）にならな
いように制御することができる。そのため、システムの
運転圧力バランスを狂わせずに運転することができる。
この発明の請求項６における燃料電池発電システムの運
転制御方法によれば、交流出力増加（又は減少）の際
に、Ｓ／Ｃが設定値より低くなった場合に、原燃料流量
指令値の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持す
ることにより、上記Ｓ／Ｃが設定値以下にならないよう
に制御するので、改質触媒に悪影響を及ぼさないで負荷
変化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に用いる燃料電池発電シ
ステムを示す概略線図である。

【図２】 ガス流量と流量指令値の変化を示すタイミン
グチャート、並びに利用率の変化を示すタイミングチャ
ートである。

【図３】 この発明の実施例１における指令値と実燃料
流量の変化を示すタイミングチャート、並びに燃料利用
率の変化を示すタイミングチャートである。

【図４】 この発明の実施例２における燃料流量指令値
と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャート、並
びに燃料利用率の変化を示すタイミングチャートであ
る。

【図５】 この発明の実施例３における燃料流量指令値
と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャート、並
びに燃料利用率の変化を示すタイミングチャートであ
る。

【図６】 この発明の実施例３の制御手順を示すフロー
チャートである。

【図７】 この発明の実施例４における燃料流量指令値
と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャート、並
びに燃料利用率の変化を示すタイミングチャートであ
る。

【図８】 この発明の実施例４の制御手順を示すフロー
チャートである。

【図９】 この発明の実施例５における酸化剤流量指令
値と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャート、
並びに酸化剤利用率の変化を示すタイミングチャートで
ある。

【図１０】 この発明の実施例５における酸化剤流量指
令値と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャー
ト、並びに酸化剤利用率の変化を示すタイミングチャー
トである。

【図１１】 この発明の実施例６における燃料流量指令
値と流量の変化を示すタイミングチャート、並びに酸化
剤利用率の変化を示すタイミングチャートである。

【図１２】 この発明の実施例６の制御手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１３】 この発明の実施例７における燃料流量指令
値と流量の変化を示すタイミングチャート、並びにＳ／
Ｃの変化を示すタイミングチャートである。

【図１４】 従来の燃料電池発電システムを示す概略線
図である。

【符号の説明】

１：電池本体 ２：燃料ガス給排気系 ３：
酸化剤給排気系 ７：流量制御器 ９：改質装置 ２０：
逆変換装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給
   され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この
   電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定
   された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力
   指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流
   量を制御する流量制御器とを備え、発電された直流出力
   より所望の交流出力を得るものにおいて、上記交流出力
   指令値の増加率に対する上記流量指令値の増加率を、上
   記交流出力指令値の増加率に見合う増加率より大きくす
   ることを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方
   法。
2. 【請求項２】 燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給
   され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この
   電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定
   された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力
   指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流
   量を制御する流量制御器とを備え、発電された直流出力
   より所望の交流出力を得るものにおいて、上記交流出力
   指令値の変更に起因する、上記逆変換装置に対する変更
   開始時点より上記流量制御器の上記流量指令値の変更開
   始時点を早くして、電池本体の燃料利用率が高くならな
   いように制御することを特徴とする燃料電池発電システ
   ムの運転制御方法。
3. 【請求項３】 燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給
   され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この
   電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定
   された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力
   指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流
   量を制御すると共に、これらの流量を測定し燃料利用率
   を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力よ
   り所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加
   （又は減少）の際に上記燃料利用率が設定値より高く
   （又は低く）なった場合に、上記交流出力指令値に基づ
   く交流出力の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保
   持することにより、燃料利用率が設定値以上（又は以
   下）にならないように制御することを特徴とする燃料電
   池発電システムの運転制御方法。
4. 【請求項４】 原燃料流量と水蒸気流量が制御されて供
   給され、これらを改質して燃料ガスを得る改質装置を有
   し、上記燃料ガスが電池本体に供給され消費され排出さ
   れるガスを上記改質装置の燃焼燃料として利用すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の
   燃料電池発電システムの運転制御方法。
5. 【請求項５】 燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給
   され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この
   電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定
   された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力
   指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流
   量を制御すると共に、これらの流量を測定し酸化剤利用
   率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力
   より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加
   （又は減少）の際に上記酸化剤利用率が設定値より高く
   （又は低く）なった場合に、上記交流出力指令値に基づ
   く交流出力の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保
   持することにより、酸化剤利用率が設定値以上（又は以
   下）にならないように制御することを特徴とする燃料電
   池発電システムの運転制御方法。
6. 【請求項６】 原燃料流量と水蒸気流量が制御されて供
   給され、これらを改質して燃料ガスを得る改質装置、燃
   料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流
   量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出
   力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に
   変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流
   量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共
   に、上記水蒸気流量と上記原燃料流量の比（Ｓ／Ｃ）を
   測定算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力
   より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加
   （又は減少）の際に、上記Ｓ／Ｃが設定値より低くなっ
   た場合に、原燃料流量指令値の増加（又は減少）を一旦
   停止しその値を保持することにより、上記Ｓ／Ｃが設定
   値以下にならないように制御することを特徴とする燃料
   電池発電システムの運転制御方法。