JPH1167253A - 燃料電池出力変動補償方法及びシステム - Google Patents
燃料電池出力変動補償方法及びシステムInfo
- Publication number
- JPH1167253A JPH1167253A JP9229584A JP22958497A JPH1167253A JP H1167253 A JPH1167253 A JP H1167253A JP 9229584 A JP9229584 A JP 9229584A JP 22958497 A JP22958497 A JP 22958497A JP H1167253 A JPH1167253 A JP H1167253A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- current
- output
- power
- inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、蓄電池容量を低減できる燃料
電池出力変動補償方法及びシステムを提供することにあ
る。 【解決手段】本発明は、燃料電池１から出力される直流
電力をインバータ３を通して交流電力に変換して交流負
荷４に電力供給し、負荷変化時の燃料電池出力電流の変
動を、双方向コンバータ６を通して燃料電池１に接続さ
れた蓄電池５の放電もしくは充電により補償する燃料電
池出力変動補償方法において、前記インバータ３の入力
電流が前記燃料電池１の出力電流よりも大きいときには
前記燃料電池１の出力電流が前記燃料電池１の許容する
最大の増加率で一定に増加するように前記双方向コンバ
ータ６から前記燃料電池１の出力ラインに出力される電
流の基準を作成することを特徴とする。
電池出力変動補償方法及びシステムを提供することにあ
る。 【解決手段】本発明は、燃料電池１から出力される直流
電力をインバータ３を通して交流電力に変換して交流負
荷４に電力供給し、負荷変化時の燃料電池出力電流の変
動を、双方向コンバータ６を通して燃料電池１に接続さ
れた蓄電池５の放電もしくは充電により補償する燃料電
池出力変動補償方法において、前記インバータ３の入力
電流が前記燃料電池１の出力電流よりも大きいときには
前記燃料電池１の出力電流が前記燃料電池１の許容する
最大の増加率で一定に増加するように前記双方向コンバ
ータ６から前記燃料電池１の出力ラインに出力される電
流の基準を作成することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池単独で負
荷に電力を供給する場合に負荷急変時の燃料電池出力電
流変動を抑制するための燃料電池出力変動補償方法及び
システムに関するものである。
荷に電力を供給する場合に負荷急変時の燃料電池出力電
流変動を抑制するための燃料電池出力変動補償方法及び
システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】「燃料電池給電システム」（特開平７−
１２３６０９）や「燃料電池発電システム用瞬時負荷補
償装置」（電気学会半導体電力変換研究会資料ＳＰＣ−
９３−８５）として提案されている従来の燃料電池出力
変動補償システムの構成を図５に示す。
１２３６０９）や「燃料電池発電システム用瞬時負荷補
償装置」（電気学会半導体電力変換研究会資料ＳＰＣ−
９３−８５）として提案されている従来の燃料電池出力
変動補償システムの構成を図５に示す。
【０００３】図中、１は燃料電池、２は平滑用コンデン
サ、３はインバータ、４は交流負荷、５は蓄電池、６は
双方向コンバータ、７及び８は電流検出器、９は電圧検
出器、１０２はリミッタ、１０３はＰＷＭ回路、２００
は制御回路、２０１は遅れフィルタ、２０２はＶ′B 調
節回路である。
サ、３はインバータ、４は交流負荷、５は蓄電池、６は
双方向コンバータ、７及び８は電流検出器、９は電圧検
出器、１０２はリミッタ、１０３はＰＷＭ回路、２００
は制御回路、２０１は遅れフィルタ、２０２はＶ′B 調
節回路である。
【０００４】従来の燃料電池出力変動補償システムの動
作を、図面を参照しながら以下に説明する。Ｖ′B 調節
回路２０２は図５の結線上の点９における蓄電池５の出
力電圧Ｖ′B と蓄電池５の出力電圧指令値Ｖ′B * との
偏差を入力とし、Ｖ′B 調節信号Ｖ′B1を出力する。
作を、図面を参照しながら以下に説明する。Ｖ′B 調節
回路２０２は図５の結線上の点９における蓄電池５の出
力電圧Ｖ′B と蓄電池５の出力電圧指令値Ｖ′B * との
偏差を入力とし、Ｖ′B 調節信号Ｖ′B1を出力する。
【０００５】電流検出器８はインバータ３の入力電流Ｉ
O を検出する。インバータ入力電流ＩO は遅れフィルタ
２０１に入力され遅延電流ＩO1を得る。遅延電流ＩO1は
インバータ入力電流ＩO と比較減算され、減算結果はさ
らにＶ′B 調節信号Ｖ′B1と比較減算されて、補償電流
基準Ｉ′COが作られる。補償電流基準Ｉ′COはリミッタ
１０２を介して補償電流指令値Ｉ′C * となり、補償電
流指令値Ｉ′C * と電流検出器７により検出された補償
電流Ｉ′C が一致するようにＰＷＭ回路１０３により双
方向コンバータ６内のスイッチをオンオフさせる。
O を検出する。インバータ入力電流ＩO は遅れフィルタ
２０１に入力され遅延電流ＩO1を得る。遅延電流ＩO1は
インバータ入力電流ＩO と比較減算され、減算結果はさ
らにＶ′B 調節信号Ｖ′B1と比較減算されて、補償電流
基準Ｉ′COが作られる。補償電流基準Ｉ′COはリミッタ
１０２を介して補償電流指令値Ｉ′C * となり、補償電
流指令値Ｉ′C * と電流検出器７により検出された補償
電流Ｉ′C が一致するようにＰＷＭ回路１０３により双
方向コンバータ６内のスイッチをオンオフさせる。
【０００６】従来の燃料電池出力変動補償システムにお
ける負荷急変時の各部の電流波形を図６に示す。図６は
時刻ｔ1 において交流負荷４の急増にともなってインバ
ータ入力電流ＩO が０からＩ1 に急激に増加した場合を
示している。図中、Ｉ1 は想定される最大の負荷変動が
生じたときのインバータ入力電流ＩO の変動量である。
時刻ｔ1 における燃料電池出力電流Ｉ′FCの増加率が許
容最大増加率となるように遅れフィルタ２０１やＶ′B
調節回路２０２を調整している。図６に示すように、イ
ンバータ入力電流ＩO の急増にともなって燃料電池出力
電流Ｉ′FCは除々に増加し、時刻ｔ2 で燃料電池出力電
流Ｉ′FCとインバータ入力電流ＩO が一致する。時刻ｔ
1 から時刻ｔ2 までは燃料電池出力電流Ｉ′FCとインバ
ータ入力電流ＩO の差の電流が双方向コンバータ６を介
して蓄電池５から放電され、時刻ｔ2 以降は燃料電池出
力電流Ｉ′FCとインバータ入力電流ＩO の差の電流によ
り蓄電池５を充電する。
ける負荷急変時の各部の電流波形を図６に示す。図６は
時刻ｔ1 において交流負荷４の急増にともなってインバ
ータ入力電流ＩO が０からＩ1 に急激に増加した場合を
示している。図中、Ｉ1 は想定される最大の負荷変動が
生じたときのインバータ入力電流ＩO の変動量である。
時刻ｔ1 における燃料電池出力電流Ｉ′FCの増加率が許
容最大増加率となるように遅れフィルタ２０１やＶ′B
調節回路２０２を調整している。図６に示すように、イ
ンバータ入力電流ＩO の急増にともなって燃料電池出力
電流Ｉ′FCは除々に増加し、時刻ｔ2 で燃料電池出力電
流Ｉ′FCとインバータ入力電流ＩO が一致する。時刻ｔ
1 から時刻ｔ2 までは燃料電池出力電流Ｉ′FCとインバ
ータ入力電流ＩO の差の電流が双方向コンバータ６を介
して蓄電池５から放電され、時刻ｔ2 以降は燃料電池出
力電流Ｉ′FCとインバータ入力電流ＩO の差の電流によ
り蓄電池５を充電する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池出力変
動補償システムでは補償電流Ｉ′C の指令値Ｉ′C * を
遅れフィルタを用いて作成しているため、図６に示すよ
うに、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 において燃料電池出力電流
Ｉ′FCの増加率が除々に減少する。したがって、燃料電
池１は許容最大増加率で燃料電池出力電流Ｉ′FCを増加
させることができるにも関わらず許容最大増加率よりも
小さな増加率で燃料電池出力電流Ｉ′FCを増加させるこ
ととなり、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 において燃料電池１か
ら供給可能な電荷よりも小さな電荷が燃料電池１から供
給される。燃料電池１から供給可能な電荷と実際に燃料
電池１から供給される電荷との差は蓄電池５から供給さ
れることとなり、その差の分だけ蓄電池容量を大きく設
計しなければならず、蓄電池の価格が増加するという問
題があった。本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、蓄電装置容量を低減できる燃料電池出力変動補償方
法及びシステムを提供することを目的とする。
動補償システムでは補償電流Ｉ′C の指令値Ｉ′C * を
遅れフィルタを用いて作成しているため、図６に示すよ
うに、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 において燃料電池出力電流
Ｉ′FCの増加率が除々に減少する。したがって、燃料電
池１は許容最大増加率で燃料電池出力電流Ｉ′FCを増加
させることができるにも関わらず許容最大増加率よりも
小さな増加率で燃料電池出力電流Ｉ′FCを増加させるこ
ととなり、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 において燃料電池１か
ら供給可能な電荷よりも小さな電荷が燃料電池１から供
給される。燃料電池１から供給可能な電荷と実際に燃料
電池１から供給される電荷との差は蓄電池５から供給さ
れることとなり、その差の分だけ蓄電池容量を大きく設
計しなければならず、蓄電池の価格が増加するという問
題があった。本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、蓄電装置容量を低減できる燃料電池出力変動補償方
法及びシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、燃料電池から出力される直流電力をインバ
ータを通して交流電力に変換して交流負荷に電力供給
し、負荷変化時の燃料電池出力電流の変動を、双方向コ
ンバータを通して燃料電池に接続された蓄電装置の放電
もしくは充電により補償する燃料電池出力変動補償方法
において、前記インバータの入力電流が前記燃料電池の
出力電流よりも大きいときには前記燃料電池の出力電流
が前記燃料電池の許容する最大の増加率で一定に増加す
るように前記双方向コンバータから前記燃料電池の出力
ラインに出力される電流の基準を作成することを特徴と
する。
に本発明は、燃料電池から出力される直流電力をインバ
ータを通して交流電力に変換して交流負荷に電力供給
し、負荷変化時の燃料電池出力電流の変動を、双方向コ
ンバータを通して燃料電池に接続された蓄電装置の放電
もしくは充電により補償する燃料電池出力変動補償方法
において、前記インバータの入力電流が前記燃料電池の
出力電流よりも大きいときには前記燃料電池の出力電流
が前記燃料電池の許容する最大の増加率で一定に増加す
るように前記双方向コンバータから前記燃料電池の出力
ラインに出力される電流の基準を作成することを特徴と
する。
【０００９】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を通して交流電力に変換して交流負
荷に電力供給し、負荷変化時の燃料電池出力電流の変動
を、双方向コンバータを通して燃料電池に接続された蓄
電装置の放電もしくは充電により補償する燃料電池出力
変動補償方法において、前記インバータの入力電流が前
記燃料電池の出力電流以下でありなおかつ前記蓄電装置
の出力電圧が前記蓄電装置の出力電圧指令値よりも小さ
いときには前記燃料電池の出力電流が前記燃料電池の許
容する最大の増加率で一定に増加するように前記燃料電
池の出力ラインから前記双方向コンバータに入力される
電流の基準を作成し、また、前記インバータの入力電流
が前記燃料電池の出力電流以下でありなおかつ前記蓄電
装置の出力電圧が前記蓄電装置の出力電圧指令値以上で
あるときには前記燃料電池の出力電流と前記インバータ
の入力電流が一致するように前記双方向コンバータから
前記燃料電池の出力ラインに出力される電流の基準を作
成することを特徴とする。
流電力をインバータを通して交流電力に変換して交流負
荷に電力供給し、負荷変化時の燃料電池出力電流の変動
を、双方向コンバータを通して燃料電池に接続された蓄
電装置の放電もしくは充電により補償する燃料電池出力
変動補償方法において、前記インバータの入力電流が前
記燃料電池の出力電流以下でありなおかつ前記蓄電装置
の出力電圧が前記蓄電装置の出力電圧指令値よりも小さ
いときには前記燃料電池の出力電流が前記燃料電池の許
容する最大の増加率で一定に増加するように前記燃料電
池の出力ラインから前記双方向コンバータに入力される
電流の基準を作成し、また、前記インバータの入力電流
が前記燃料電池の出力電流以下でありなおかつ前記蓄電
装置の出力電圧が前記蓄電装置の出力電圧指令値以上で
あるときには前記燃料電池の出力電流と前記インバータ
の入力電流が一致するように前記双方向コンバータから
前記燃料電池の出力ラインに出力される電流の基準を作
成することを特徴とする。
【００１０】また本発明は、燃料電池と、当該燃料電池
から出力される直流電力を入力とし交流電力に変換して
交流負荷に電力供給するインバータと、充放電可能な蓄
電装置と、前記燃料電池の出力ラインに並列に接続され
前記蓄電装置と前記燃料電池の出力ラインとの間で電力
授受を行う双方向コンバータと、当該双方向コンバータ
から前記燃料電池の出力ラインに出力される電流を制御
する制御回路とから構成される燃料電池出力変動補償シ
ステムにおいて、前記制御回路に、前記インバータの入
力電流と前記燃料電池の出力電流を検出して比較し前記
インバータの入力電流が前記燃料電池の出力電流よりも
大きいときには前記燃料電池の出力電流が前記燃料電池
の許容する最大の増加率で一定に増加するように前記双
方向コンバータから前記燃料電池の出力ラインに出力さ
れる電流の基準を作成する補償電流演算回路を備えたこ
とを特徴とするものである。
から出力される直流電力を入力とし交流電力に変換して
交流負荷に電力供給するインバータと、充放電可能な蓄
電装置と、前記燃料電池の出力ラインに並列に接続され
前記蓄電装置と前記燃料電池の出力ラインとの間で電力
授受を行う双方向コンバータと、当該双方向コンバータ
から前記燃料電池の出力ラインに出力される電流を制御
する制御回路とから構成される燃料電池出力変動補償シ
ステムにおいて、前記制御回路に、前記インバータの入
力電流と前記燃料電池の出力電流を検出して比較し前記
インバータの入力電流が前記燃料電池の出力電流よりも
大きいときには前記燃料電池の出力電流が前記燃料電池
の許容する最大の増加率で一定に増加するように前記双
方向コンバータから前記燃料電池の出力ラインに出力さ
れる電流の基準を作成する補償電流演算回路を備えたこ
とを特徴とするものである。
【００１１】また本発明は、燃料電池と、当該燃料電池
から出力される直流電力を入力とし交流電力に変換して
交流負荷に電力供給するインバータと、充放電可能な蓄
電装置と、前記燃料電池の出力ラインに並列に接続され
前記蓄電装置と前記燃料電池の出力ラインとの間で電力
授受を行う双方向コンバータと、当該双方向コンバータ
から前記燃料電池の出力ラインに出力される電流を制御
する制御回路とから構成される燃料電池出力変動補償シ
ステムにおいて、前記インバータの入力電流と前記燃料
電池の出力電流と前記蓄電装置の出力電圧を検出し、前
記インバータの入力電流が前記燃料電池の出力電流以下
でありなおかつ前記蓄電装置の出力電圧が前記蓄電装置
の出力電圧指令値よりも小さいときには前記燃料電池の
出力電流が前記燃料電池の許容する最大の増加率で一定
に増加するように前記燃料電池の出力ラインから前記双
方向コンバータに入力される電流の基準を作成し、ま
た、前記インバータの入力電流が前記燃料電池の出力電
流以下でありなおかつ前記蓄電装置の出力電圧が前記蓄
電装置の出力電圧指令値以上であるときには前記燃料電
池の出力電流と前記インバータの入力電流が一致するよ
うに前記双方向コンバータから前記燃料電池の出力ライ
ンに出力される電流の基準を作成する補償電流演算回路
を備えたことを特徴とするものである。
から出力される直流電力を入力とし交流電力に変換して
交流負荷に電力供給するインバータと、充放電可能な蓄
電装置と、前記燃料電池の出力ラインに並列に接続され
前記蓄電装置と前記燃料電池の出力ラインとの間で電力
授受を行う双方向コンバータと、当該双方向コンバータ
から前記燃料電池の出力ラインに出力される電流を制御
する制御回路とから構成される燃料電池出力変動補償シ
ステムにおいて、前記インバータの入力電流と前記燃料
電池の出力電流と前記蓄電装置の出力電圧を検出し、前
記インバータの入力電流が前記燃料電池の出力電流以下
でありなおかつ前記蓄電装置の出力電圧が前記蓄電装置
の出力電圧指令値よりも小さいときには前記燃料電池の
出力電流が前記燃料電池の許容する最大の増加率で一定
に増加するように前記燃料電池の出力ラインから前記双
方向コンバータに入力される電流の基準を作成し、ま
た、前記インバータの入力電流が前記燃料電池の出力電
流以下でありなおかつ前記蓄電装置の出力電圧が前記蓄
電装置の出力電圧指令値以上であるときには前記燃料電
池の出力電流と前記インバータの入力電流が一致するよ
うに前記双方向コンバータから前記燃料電池の出力ライ
ンに出力される電流の基準を作成する補償電流演算回路
を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】本発明は上記手段により、燃料電池から供
給可能な最大の電荷を燃料電池から取り出すことができ
る。また、蓄電装置の放電後、次の放電に備えて蓄電装
置を急速に充電することができる。
給可能な最大の電荷を燃料電池から取り出すことができ
る。また、蓄電装置の放電後、次の放電に備えて蓄電装
置を急速に充電することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態
例を示す構成説明図である。図において、１０は電流検
出器、１００は制御回路、１０１は補償電流演算回路で
ある。図中、図５と同一部分には、同一の符号を付して
その重複説明を省略する。
の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態
例を示す構成説明図である。図において、１０は電流検
出器、１００は制御回路、１０１は補償電流演算回路で
ある。図中、図５と同一部分には、同一の符号を付して
その重複説明を省略する。
【００１４】図２は図１の補償電流演算回路１０１の動
作を示すフローチャートである。図中、ΔＩは制御回路
１００の制御周期１周期の間に燃料電池１から増加させ
ることができる電流の最大値である。
作を示すフローチャートである。図中、ΔＩは制御回路
１００の制御周期１周期の間に燃料電池１から増加させ
ることができる電流の最大値である。
【００１５】本実施形態例の燃料電池出力変動補償シス
テムの動作を、図１及び図２を参照しながら以下に説明
する。補償電流演算回路１０１は、図１の結線上の点９
における蓄電池５の出力電圧ＶB を検出する。
テムの動作を、図１及び図２を参照しながら以下に説明
する。補償電流演算回路１０１は、図１の結線上の点９
における蓄電池５の出力電圧ＶB を検出する。
【００１６】電流検出器８はインバータ３の入力電流Ｉ
O を検出する。電流検出器１０は燃料電池１の出力電流
ＩFCを検出する。蓄電池出力電圧ＶB 、インバータ入力
電流ＩO 、および燃料電池出力電流ＩFCは補償電流演算
回路１０１に入力される。
O を検出する。電流検出器１０は燃料電池１の出力電流
ＩFCを検出する。蓄電池出力電圧ＶB 、インバータ入力
電流ＩO 、および燃料電池出力電流ＩFCは補償電流演算
回路１０１に入力される。
【００１７】補償電流演算回路１０１では、図２に示す
ように、まずインバータ入力電流ＩO と燃料電池出力電
流ＩFCを比較する（Ｓ１）。Ｓ１においてＩO ＞ＩFCで
あれば、燃料電池出力電流ＩFCと燃料電池１の許容増加
電流ΔＩとの和を燃料電池１の定格電流ＩFC0 と比較す
る（Ｓ２）。Ｓ２においてＩFC＋ΔＩ＜ＩFC0 であれ
ば、補償電流基準ＩCOをＩO −（ＩFC＋ΔＩ）とする
（Ｓ３）。Ｓ２においてＩFC＋ΔＩ≧ＩFC0 であれば、
補償電流基準ＩCOをＩO −ＩFCとする（Ｓ４）。Ｓ１に
おいてＩO ≦ＩFCであれば、蓄電池電圧ＶB と蓄電池電
圧指令値ＶB * を比較する（Ｓ５）。Ｓ５においてＶB
＜ＶB * であれば、燃料電池出力電流ＩFCと燃料電池１
の許容増加電流ΔＩとの和を燃料電池１の定格電流Ｉ
FC0 と比較する（Ｓ６）。Ｓ６においてＩFC＋ΔＩ＜Ｉ
FC0 であれば、補償電流基準ＩCOをＩO−（ＩFC＋Δ
Ｉ）とする（Ｓ７）。Ｓ６においてＩFC＋ΔＩ≧ＩFC0
であれば、補償電流基準ＩCOをＩO −ＩFCとする（Ｓ
８）。Ｓ５においてＶB ≧ＶB * であれば、補償電流基
準ＩCOを０とする（Ｓ９）。
ように、まずインバータ入力電流ＩO と燃料電池出力電
流ＩFCを比較する（Ｓ１）。Ｓ１においてＩO ＞ＩFCで
あれば、燃料電池出力電流ＩFCと燃料電池１の許容増加
電流ΔＩとの和を燃料電池１の定格電流ＩFC0 と比較す
る（Ｓ２）。Ｓ２においてＩFC＋ΔＩ＜ＩFC0 であれ
ば、補償電流基準ＩCOをＩO −（ＩFC＋ΔＩ）とする
（Ｓ３）。Ｓ２においてＩFC＋ΔＩ≧ＩFC0 であれば、
補償電流基準ＩCOをＩO −ＩFCとする（Ｓ４）。Ｓ１に
おいてＩO ≦ＩFCであれば、蓄電池電圧ＶB と蓄電池電
圧指令値ＶB * を比較する（Ｓ５）。Ｓ５においてＶB
＜ＶB * であれば、燃料電池出力電流ＩFCと燃料電池１
の許容増加電流ΔＩとの和を燃料電池１の定格電流Ｉ
FC0 と比較する（Ｓ６）。Ｓ６においてＩFC＋ΔＩ＜Ｉ
FC0 であれば、補償電流基準ＩCOをＩO−（ＩFC＋Δ
Ｉ）とする（Ｓ７）。Ｓ６においてＩFC＋ΔＩ≧ＩFC0
であれば、補償電流基準ＩCOをＩO −ＩFCとする（Ｓ
８）。Ｓ５においてＶB ≧ＶB * であれば、補償電流基
準ＩCOを０とする（Ｓ９）。
【００１８】補償電流基準ＩCOはリミッタ１０２を介し
て補償電流指令値ＩC * となり、補償電流指令値ＩC *
と電流検出器７により検出された補償電流ＩC が一致す
るようにＰＷＭ回路１０３により双方向コンバータ６内
のスイッチをオンオフさせる。
て補償電流指令値ＩC * となり、補償電流指令値ＩC *
と電流検出器７により検出された補償電流ＩC が一致す
るようにＰＷＭ回路１０３により双方向コンバータ６内
のスイッチをオンオフさせる。
【００１９】負荷急変時の本実施形態例における各部の
電流波形と従来例における各部の電流波形を比較した特
性図を図３に示す。図３は図６と同様に時刻ｔ1 におい
て交流負荷４の急増にともなってインバータ３の入力電
流ＩO が０からＩ1 に急激に増加した場合を示してい
る。その他、図６と同一部分には、同一の符号を使用し
重複説明を省略する。図３に示すように、インバータ入
力電流ＩO の急増にともなって燃料電池出力電流ＩFCは
燃料電池１が許容する最大の増加率で一定に増加し、時
刻ｔ3 で燃料電池出力電流ＩFCとインバータ入力電流Ｉ
O が一致する。時刻ｔ1 から時刻ｔ3 までは燃料電池出
力電流ＩFCとインバータ入力電流ＩO の差の電流が双方
向コンバータ６を介して蓄電池５から放電され、時刻ｔ
3 以降は燃料電池出力電流ＩFCとインバータ入力電流Ｉ
O の差の電流により蓄電池５を充電する。燃料電池出力
電流ＩFCは時刻ｔ3 以降も増加するが、時刻ｔ4 で燃料
電池出力電流ＩFCが燃料電池定格電流ＩFC0 に達するた
め、時刻ｔ4 以降はＩFC0 −Ｉ1 で蓄電池５を充電す
る。時刻ｔ5 には蓄電池電圧ＶB と蓄電池電圧指令値Ｖ
B * が一致するため蓄電池５の充電が完了し、補償電流
ＩC は０となり、燃料電池出力電流ＩFCとインバータ入
力電流ＩO は等しくなる。
電流波形と従来例における各部の電流波形を比較した特
性図を図３に示す。図３は図６と同様に時刻ｔ1 におい
て交流負荷４の急増にともなってインバータ３の入力電
流ＩO が０からＩ1 に急激に増加した場合を示してい
る。その他、図６と同一部分には、同一の符号を使用し
重複説明を省略する。図３に示すように、インバータ入
力電流ＩO の急増にともなって燃料電池出力電流ＩFCは
燃料電池１が許容する最大の増加率で一定に増加し、時
刻ｔ3 で燃料電池出力電流ＩFCとインバータ入力電流Ｉ
O が一致する。時刻ｔ1 から時刻ｔ3 までは燃料電池出
力電流ＩFCとインバータ入力電流ＩO の差の電流が双方
向コンバータ６を介して蓄電池５から放電され、時刻ｔ
3 以降は燃料電池出力電流ＩFCとインバータ入力電流Ｉ
O の差の電流により蓄電池５を充電する。燃料電池出力
電流ＩFCは時刻ｔ3 以降も増加するが、時刻ｔ4 で燃料
電池出力電流ＩFCが燃料電池定格電流ＩFC0 に達するた
め、時刻ｔ4 以降はＩFC0 −Ｉ1 で蓄電池５を充電す
る。時刻ｔ5 には蓄電池電圧ＶB と蓄電池電圧指令値Ｖ
B * が一致するため蓄電池５の充電が完了し、補償電流
ＩC は０となり、燃料電池出力電流ＩFCとインバータ入
力電流ＩO は等しくなる。
【００２０】図３に示すように、本実施形態例では蓄電
池５から放電される電荷が従来例において放電される電
荷よりも斜線で示した部分だけ少ないため、その分の蓄
電池容量を低減することができる。
池５から放電される電荷が従来例において放電される電
荷よりも斜線で示した部分だけ少ないため、その分の蓄
電池容量を低減することができる。
【００２１】図４は「燃料電池発電システム用瞬時負荷
補償装置」（電気学会半導体電力変換研究会資料ＳＰＣ
−９３−８５）における実験例と本実施形態例とを比較
した特性図である。図４はインバータ入力電流ＩO が６
３Ａから燃料電池定格電流である１２６Ａに急激に増加
した場合を示している。その他、図３と同一部分には、
同一の符号を使用し重複説明を省略する。図４におい
て、斜線ａの部分の面積と斜線ｂの部分の面積の和に対
する斜線ａの部分の面積の比率は約２３％であった。す
なわち、本実施形態例により蓄電池容量を約２３％削減
できることがわかる。なお、本実施形態例で用いた蓄電
池５の代わりに電解コンデンサや電気２重層コンデンサ
を代用できることは言うまでもない。
補償装置」（電気学会半導体電力変換研究会資料ＳＰＣ
−９３−８５）における実験例と本実施形態例とを比較
した特性図である。図４はインバータ入力電流ＩO が６
３Ａから燃料電池定格電流である１２６Ａに急激に増加
した場合を示している。その他、図３と同一部分には、
同一の符号を使用し重複説明を省略する。図４におい
て、斜線ａの部分の面積と斜線ｂの部分の面積の和に対
する斜線ａの部分の面積の比率は約２３％であった。す
なわち、本実施形態例により蓄電池容量を約２３％削減
できることがわかる。なお、本実施形態例で用いた蓄電
池５の代わりに電解コンデンサや電気２重層コンデンサ
を代用できることは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、蓄電装
置容量を低減できる燃料電池出力変動補償方法及びシス
テムを提供することができる。
置容量を低減できる燃料電池出力変動補償方法及びシス
テムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例を示す構成説明図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る補償電流演算回路の動作の一例を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図３】負荷急変時の本発明の実施形態例における各部
の電流波形と従来例における各部の電流波形を比較した
特性図である。
の電流波形と従来例における各部の電流波形を比較した
特性図である。
【図４】従来の燃料電池出力変動補償システムにおける
実験例と本発明の実施形態例とを比較した特性図であ
る。
実験例と本発明の実施形態例とを比較した特性図であ
る。
【図５】従来例の燃料電池出力変動補償システムを示す
構成説明図である。
構成説明図である。
【図６】従来例における負荷急変時の各部の電流波形を
示す特性図である。
示す特性図である。
１ 燃料電池 ２ 平滑用コンデンサ ３ インバータ ４ 交流負荷 ５ 蓄電池 ６ 双方向コンバータ ７、８、１０ 電流検出器 ９ 電圧検出器 １００、２００ 制御回路 １０１ 補償電流演算回路 １０２ リミッタ １０３ ＰＷＭ回路 ２０１ 遅れフィルタ ２０２ Ｖ′B 調節回路
Claims (5)
- 【請求項１】 燃料電池から出力される直流電力をイン
バータを通して交流電力に変換して交流負荷に電力供給
し、負荷変化時の燃料電池出力電流の変動を、双方向コ
ンバータを通して燃料電池に接続された蓄電装置の放電
もしくは充電により補償する燃料電池出力変動補償方法
において、 前記インバータの入力電流が前記燃料電池の出力電流よ
りも大きいときには前記燃料電池の出力電流が前記燃料
電池の許容する最大の増加率で一定に増加するように前
記双方向コンバータから前記燃料電池の出力ラインに出
力される電流の基準を作成することを特徴とする燃料電
池出力変動補償方法。 - 【請求項２】 燃料電池から出力される直流電力をイン
バータを通して交流電力に変換して交流負荷に電力供給
し、負荷変化時の燃料電池出力電流の変動を、双方向コ
ンバータを通して燃料電池に接続された蓄電装置の放電
もしくは充電により補償する燃料電池出力変動補償方法
において、 前記インバータの入力電流が前記燃料電池の出力電流以
下でありなおかつ前記蓄電装置の出力電圧が前記蓄電装
置の出力電圧指令値よりも小さいときには前記燃料電池
の出力電流が前記燃料電池の許容する最大の増加率で一
定に増加するように前記燃料電池の出力ラインから前記
双方向コンバータに入力される電流の基準を作成し、ま
た、前記インバータの入力電流が前記燃料電池の出力電
流以下でありなおかつ前記蓄電装置の出力電圧が前記蓄
電装置の出力電圧指令値以上であるときには前記燃料電
池の出力電流と前記インバータの入力電流が一致するよ
うに前記双方向コンバータから前記燃料電池の出力ライ
ンに出力される電流の基準を作成することを特徴とする
燃料電池出力変動補償方法。 - 【請求項３】 燃料電池から出力される直流電力をイン
バータを通して交流電力に変換して交流負荷に電力供給
し、負荷変化時の燃料電池出力電流の変動を、双方向コ
ンバータを通して燃料電池に接続された蓄電池の放電も
しくは充電により補償する燃料電池出力変動補償方法に
おいて、 インバータ入力電流ＩO が燃料電池出力電流ＩFCよりも
大きいときには、燃料電池出力電流ＩFCと燃料電池許容
増加電流ΔＩとの和を燃料電池定格電流ＩFC0と比較
し、ＩFC＋ΔＩ＜ＩFC0 であれば、補償電流基準ＩCOを
ＩO −（ＩFC＋ΔＩ）とし、ＩFC＋ΔＩ≧ＩFC0 であれ
ば、補償電流基準ＩCOをＩO −ＩFCとし、 前記インバータ入力電流ＩO が前記燃料電池出力電流Ｉ
FCよりも小さいか等しいときには、蓄電池電圧ＶB と蓄
電池電圧指令値ＶB * を比較し、ＶB ＜ＶB *であれ
ば、燃料電池出力電流ＩFCと燃料電池許容増加電流ΔＩ
との和を燃料電池定格電流ＩFC0 と比較し、ＩFC＋ΔＩ
＜ＩFC0 であれば、補償電流基準ＩCOをＩO −（ＩFC＋
ΔＩ）とし、ＩFC＋ΔＩ≧ＩFC0 であれば、補償電流基
準ＩCOをＩO −ＩFCとし、前記蓄電池電圧ＶB と前記蓄
電池電圧指令値ＶB * を比較し、ＶB ≧ＶB * であれ
ば、補償電流基準ＩCOを０とし、 前記補償電流基準ＩCOをリミッタを介して補償電流指令
値ＩC * とし、この補償電流指令値ＩC * と双方向コン
バータ出力補償電流ＩC が一致するようにＰＷＭ回路に
より双方向コンバータ内のスイッチをオンオフさせるこ
とを特徴とする燃料電池出力変動補償方法。 - 【請求項４】 燃料電池と、当該燃料電池から出力され
る直流電力を入力とし交流電力に変換して交流負荷に電
力供給するインバータと、充放電可能な蓄電装置と、前
記燃料電池の出力ラインに並列に接続され前記蓄電装置
と前記燃料電池の出力ラインとの間で電力授受を行う双
方向コンバータと、当該双方向コンバータから前記燃料
電池の出力ラインに出力される電流を制御する制御回路
とから構成される燃料電池出力変動補償システムにおい
て、 前記制御回路に、前記インバータの入力電流と前記燃料
電池の出力電流を検出して比較し前記インバータの入力
電流が前記燃料電池の出力電流よりも大きいときには前
記燃料電池の出力電流が前記燃料電池の許容する最大の
増加率で一定に増加するように前記双方向コンバータか
ら前記燃料電池の出力ラインに出力される電流の基準を
作成する補償電流演算回路を備えたことを特徴とする燃
料電池出力変動補償システム。 - 【請求項５】 燃料電池と、当該燃料電池から出力され
る直流電力を入力とし交流電力に変換して交流負荷に電
力供給するインバータと、充放電可能な蓄電装置と、前
記燃料電池の出力ラインに並列に接続され前記蓄電装置
と前記燃料電池の出力ラインとの間で電力授受を行う双
方向コンバータと、当該双方向コンバータから前記燃料
電池の出力ラインに出力される電流を制御する制御回路
とから構成される燃料電池出力変動補償システムにおい
て、 前記インバータの入力電流と前記燃料電池の出力電流と
前記蓄電装置の出力電圧を検出し、前記インバータの入
力電流が前記燃料電池の出力電流以下でありなおかつ前
記蓄電装置の出力電圧が前記蓄電装置の出力電圧指令値
よりも小さいときには前記燃料電池の出力電流が前記燃
料電池の許容する最大の増加率で一定に増加するように
前記燃料電池の出力ラインから前記双方向コンバータに
入力される電流の基準を作成し、また、前記インバータ
の入力電流が前記燃料電池の出力電流以下でありなおか
つ前記蓄電装置の出力電圧が前記蓄電装置の出力電圧指
令値以上であるときには前記燃料電池の出力電流と前記
インバータの入力電流が一致するように前記双方向コン
バータから前記燃料電池の出力ラインに出力される電流
の基準を作成する補償電流演算回路を備えたことを特徴
とする燃料電池出力変動補償システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22958497A JP3428869B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 燃料電池出力変動補償方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22958497A JP3428869B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 燃料電池出力変動補償方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167253A true JPH1167253A (ja) | 1999-03-09 |
| JP3428869B2 JP3428869B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=16894481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22958497A Expired - Fee Related JP3428869B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 燃料電池出力変動補償方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3428869B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002063923A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-28 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池回路 |
| EP1195287A2 (en) * | 2000-10-04 | 2002-04-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | DC power supply using fuel cell |
| EP1209023A2 (en) * | 2000-11-28 | 2002-05-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell output characteristic estimation apparatus and method and vehicle using the same |
| EP1555741A2 (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-20 | Sony Corporation | Control circuit apparatus and power supply circuit control method |
| JP2006520084A (ja) * | 2003-03-05 | 2006-08-31 | ザ ジレット カンパニー | 燃料電池ハイブリッド電源装置 |
| JP2007043888A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子機器並びに該電子機器に用いられる電池パック及び負荷装置 |
| US7436148B2 (en) | 2004-06-03 | 2008-10-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Method of determining voltage condition of fuel cell vehicle |
| US7583050B2 (en) | 2000-10-04 | 2009-09-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | DC power source with fuel cell and electric power storage device |
| JP2012191757A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Osaka Gas Co Ltd | 電力供給システム及び蓄電システム |
| JP2013187108A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム、および燃料電池システムの制御装置 |
| KR101511580B1 (ko) * | 2008-12-26 | 2015-04-14 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연료전지 시스템의 백업을 위한 전력조절장치 및 전력조절방법 |
| KR20160064566A (ko) * | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 삼성중공업 주식회사 | 전원제어장치 |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP22958497A patent/JP3428869B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002063923A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-28 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池回路 |
| JP4731664B2 (ja) * | 2000-08-14 | 2011-07-27 | 株式会社エクォス・リサーチ | 燃料電池回路 |
| US7583050B2 (en) | 2000-10-04 | 2009-09-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | DC power source with fuel cell and electric power storage device |
| EP1195287A2 (en) * | 2000-10-04 | 2002-04-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | DC power supply using fuel cell |
| US8018196B2 (en) | 2000-10-04 | 2011-09-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | DC power source with fuel cell and electric power storage device |
| EP1195287A3 (en) * | 2000-10-04 | 2004-12-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | DC power supply using fuel cell |
| EP1209023A3 (en) * | 2000-11-28 | 2004-12-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell output characteristic estimation apparatus and method and vehicle using the same |
| EP1209023A2 (en) * | 2000-11-28 | 2002-05-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell output characteristic estimation apparatus and method and vehicle using the same |
| US8518590B2 (en) | 2000-11-28 | 2013-08-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell output characteristic estimation apparatus and output characteristic estimation method, fuel cell system and vehicle having the same, and fuel cell output control method and data storage medium |
| JP2006520084A (ja) * | 2003-03-05 | 2006-08-31 | ザ ジレット カンパニー | 燃料電池ハイブリッド電源装置 |
| EP1555741A3 (en) * | 2004-01-16 | 2008-05-14 | Sony Corporation | Control circuit apparatus and power supply circuit control method |
| EP1555741A2 (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-20 | Sony Corporation | Control circuit apparatus and power supply circuit control method |
| US7436148B2 (en) | 2004-06-03 | 2008-10-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Method of determining voltage condition of fuel cell vehicle |
| JP2007043888A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子機器並びに該電子機器に用いられる電池パック及び負荷装置 |
| JP4564940B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2010-10-20 | パナソニック株式会社 | 電子機器並びに該電子機器に用いられる電池パック及び負荷装置 |
| KR101511580B1 (ko) * | 2008-12-26 | 2015-04-14 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연료전지 시스템의 백업을 위한 전력조절장치 및 전력조절방법 |
| JP2012191757A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Osaka Gas Co Ltd | 電力供給システム及び蓄電システム |
| JP2013187108A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム、および燃料電池システムの制御装置 |
| KR20160064566A (ko) * | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 삼성중공업 주식회사 | 전원제어장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3428869B2 (ja) | 2003-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8058748B2 (en) | Power supply converter/s with controller/s responsive to voltage, current, and power | |
| JP2008131736A (ja) | 分散型電源システムと昇降圧チョッパ装置 | |
| JP3656694B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH1167253A (ja) | 燃料電池出力変動補償方法及びシステム | |
| TWI279961B (en) | Uninterruptible power supply system | |
| JPH07123609A (ja) | 燃料電池給電システム | |
| JP3722963B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| WO2003065560A1 (fr) | Alimentation electrique et procede de generation d'un signal de commutation pour mettre en/hors circuit un element de commutation d'une unite de convertisseur constituant l'alimentation electrique | |
| JP2004048938A (ja) | 電圧補償装置 | |
| JP2004112954A (ja) | 蓄電装置 | |
| JP4560657B2 (ja) | 無停電電源装置 | |
| JP4672093B2 (ja) | 電力品質補償装置 | |
| JP3933537B2 (ja) | 交流電源装置 | |
| JPH07170677A (ja) | 無停電電源装置の蓄電池充電回路 | |
| JPH0715888A (ja) | バッテリー・バックアップ電源装置 | |
| JP3623766B2 (ja) | 交流電源装置 | |
| JP2003224978A (ja) | 電源電圧変動補償装置およびその適用方法 | |
| JP2000152519A (ja) | 瞬時電圧低下補償装置の充電方法 | |
| JP2708246B2 (ja) | 自励式電力変換装置の制御装置 | |
| JP2004096831A (ja) | 常時商用給電式無停電電源装置 | |
| JP2792085B2 (ja) | 無効電力補償装置の制御方式 | |
| JP3041317B2 (ja) | 直流アーク炉電源装置 | |
| JPH0337388B2 (ja) | ||
| JP4147350B2 (ja) | 無停電電源装置 | |
| JP2004336888A (ja) | 電力補償装置及び方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |