KR101463437B1 - Power controlling apparatus of fuel cell system and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 연료 전지 시스템의 안정성 확보 및 피해를 최소화할 수 있는 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 명세서의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치는, 직류 전원을 발생하는 연료 전지와, 상기 연료 전지와 전력 계통 사이에 연결된 주변장치를 포함하는 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 연료 전지에 연결되고, 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 상기 전력 계통에 인가하는 전력 변환부와; 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부와의 연결을 차단하고, 상기 연료 전지에서 발생한 전력중 상기 연료 전지 시스템의 운전에 요구되는 전력을 제외한 잉여 전력을 상기 주변장치에 인가하는 제어부를 포함할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a power control apparatus and method for a fuel cell system capable of minimizing damage and securing stability of a fuel cell system, And a peripheral device connected between the fuel cell and a power system, the fuel cell system being connected to the fuel cell, converting the direct current power into an alternating current power, A power conversion unit for applying power to the system; The control unit interrupts the connection between the power system and the power conversion unit when an abnormality occurs in the power system, and supplies surplus power to the peripheral device excluding power required for operation of the fuel cell system among the power generated in the fuel cell And a control unit.

Description

연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법{POWER CONTROLLING APPARATUS OF FUEL CELL SYSTEM AND METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a power control apparatus for a fuel cell system,

본 명세서는 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an apparatus and a method for controlling power of a fuel cell system.

일반적으로, 연료전지는 수소와 산소를 이용하여 물과 전기를 생성하게 된다. 연료전지의 작동 원리는 애노드(Anode)에서 수소가 이온화되면서 전자를 발생하고, 그 발생한 전자는 중간의 전해질을 거쳐 캐소드(Cathode)로 이동하게 된다. 상기 전자가 이동하는 과정에서 전기 에너지가 발생한다. 수소와 공기가 반응해 물이 생성되는 이 반응은 발열 반응으로 전기에너지 외에도 열과 물을 얻을 수 있다.Generally, a fuel cell uses hydrogen and oxygen to produce water and electricity. The operating principle of a fuel cell is to generate electrons while hydrogen is ionized in the anode, and the generated electrons move to the cathode through the intermediate electrolyte. Electric energy is generated during the movement of the electrons. This reaction, in which hydrogen and air react with each other to produce water, is an exothermic reaction that can provide heat and water in addition to electrical energy.

반면, 연료전지의 연료로 쓰이는 수소는 그 자체로 얻기는 어렵기 때문에 수소화합물을 개질하여 이용한다. 즉, 연료전지의 연료로서 탄소와 수소의 화합물인 화석연료가 사용된다. 종래 기술에 따른 연료전지는 한국 특허 출원번호 10-2006-0117082에도 개시되어 있다.On the other hand, since hydrogen used as a fuel for a fuel cell is difficult to obtain by itself, a hydrogen compound is modified and used. That is, fossil fuel, which is a compound of carbon and hydrogen, is used as the fuel of the fuel cell. A conventional fuel cell is also disclosed in Korean Patent Application No. 10-2006-0117082.

본 명세서는 연료 전지 시스템의 안정성 확보 및 피해를 최소화할 수 있는 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power control apparatus and method for a fuel cell system capable of minimizing damage and minimizing the stability of the fuel cell system.

본 명세서의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치는, 직류 전원을 발생하는 연료 전지와, 상기 연료 전지와 전력 계통 사이에 연결된 주변장치를 포함하는 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 연료 전지에 연결되고, 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 상기 전력 계통에 인가하는 전력 변환부와; 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부와의 연결을 차단하고, 상기 연료 전지에서 발생한 전력중 상기 연료 전지 시스템의 운전에 요구되는 전력을 제외한 잉여 전력을 상기 주변장치에 인가하는 제어부를 포함할 수 있다. A power supply control apparatus for a fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell for generating a DC power supply and a peripheral device connected between the fuel cell and a power system, A power conversion unit that converts the direct current power into an alternating current power and applies the converted alternating power to the power system; The control unit interrupts the connection between the power system and the power conversion unit when an abnormality occurs in the power system, and supplies surplus power to the peripheral device excluding power required for operation of the fuel cell system among the power generated in the fuel cell And a control unit.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 잉여 전력을 상기 주변장치에 포함된 히터에 인가하며, 상기 히터는 상기 연료 전지의 애노드 라인에 연결된 제1 히터 및/또는 상기 연료 전지의 캐소드 라인에 연결된 제2 히터를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the control unit applies the surplus power to the heater included in the peripheral device when an abnormality occurs in the power system, the heater includes a first heater connected to the anode line of the fuel cell, And / or a second heater connected to the cathode line of the fuel cell.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 잉여 전력의 출력값이 상기 제1 히터의 최대 소비 전력 이하이면, 상기 잉여 전력을 상기 제1 히터에 인가할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the controller may apply the surplus power to the first heater when an output value of the surplus power is less than a maximum power consumption of the first heater when an abnormality occurs in the power system .

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 잉여 전력을 상기 제1 히터에 인가할 때 상기 연료 전지의 애노드측 온도가 미리 설정된 온도를 유지하도록, 연료 공급부에서 상기 연료 전지의 애노드에 인가되는 스팀량을 증가시킬 수 있다.As an example related to the present specification, the control unit controls the amount of fuel supplied to the anode of the fuel cell in the fuel supply unit so that the anode side temperature of the fuel cell is maintained at a predetermined temperature when the excess power is applied to the first heater The steam amount can be increased.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 잉여 전력의 출력값이 상기 제1 히터의 최대 소비 전력을 초과하면, 상기 잉여 전력을 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터에 인가할 수 있다.As an example related to the present specification, the control unit may control the surplus power to the first heater and the second heater when the output value of the surplus power exceeds the maximum power consumption of the first heater when an abnormality occurs in the power system, It can be applied to the heater.

본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 잉여 전력을 상기 제1 및 제2 히터에 인가할 때 상기 연료 전지의 캐소드측 온도가 상기 미리 설정된 온도를 유지하도록, 공기 공급부에서 상기 연료 전지의 캐소드측에 인가되는 공기 유량을 증가시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the control unit controls the air supply unit such that the cathode side temperature of the fuel cell is maintained at the predetermined temperature when the surplus electric power is applied to the first and second heaters. The air flow rate applied to the cathode side can be increased.

본 명세서의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 방법은, 직류 전원을 발생하는 연료 전지와, 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 전력 계통에 인가하는 전력 변환부와, 상기 전력 변환부에 연결된 주변장치를 포함하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 방법에 있어서, 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부와의 연결을 차단하는 단계와; 상기 연료 전지에서 발생한 전력중 상기 연료 전지 시스템의 운전에 요구되는 전력을 제외한 잉여 전력을 상기 주변장치에 포함된 히터에 인가하는 단계를 포함할 수 있다. A power control method of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell that generates a DC power source, a power conversion unit that converts the DC power source into an AC power source and applies the converted AC power source to the power system, And a peripheral device connected to the power conversion unit, the power control method comprising: blocking a connection between the power system and the power conversion unit when an abnormality occurs in the power system; And applying a surplus power to the heater included in the peripheral device, excluding power required for operation of the fuel cell system, among the power generated in the fuel cell.

본 명세서의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법은, 전력 계통에 이상이 발생할 때 연료 전지 시스템에서 발생한 전력을 주변 장치(BOP:Balance of Plant)를 통해 소비시킴으로써 연료 전지 시스템의 안정성 확보 및 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다. An apparatus and method for controlling a power supply of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention can reduce power consumption of a fuel cell system by consuming power generated in a fuel cell system through a balance unit (BOP) The stability and the damage can be minimized.

본 발명의 실시예들에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법은, 전력 계통에 이상이 발생할 때 연료 전지 시스템에서 발생한 전력을 주변 장치(BOP)에 포함된 히터를 통해 소비시킬 때, 그 히터로 인해 상승하는 온도를 제어함으로써 연료 전지 시스템(연료 전지 스택을 포함)을 보호하고 안정적으로 운영할 수 있는 효과도 있다.An apparatus and method for controlling a power supply of a fuel cell system according to embodiments of the present invention are characterized in that when an abnormality occurs in a power system, power consumed in a fuel cell system is consumed through a heater included in a peripheral device (BOP) There is an effect that the fuel cell system (including the fuel cell stack) can be protected and operated stably by controlling the temperature rising due to the heater.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a power supply control apparatus for a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention; FIG.
2 is a diagram illustrating a power supply control apparatus for a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a power control method of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. Further, when a technical term used herein is an erroneous technical term that does not accurately express the spirit of the present invention, it should be understood that technical terms that can be understood by a person skilled in the art are replaced. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or "comprising" or the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in this specification can be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.

이하에서는, 전력 계통에 이상이 발생할 때 연료 전지 시스템의 안정성 확보 및 피해를 최소화할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for controlling power of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention, which can minimize the damage and the stability of the fuel cell system when an abnormality occurs in the power system, will be described with reference to FIGS. 1 to 3 do.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a power supply control apparatus of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention; FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치(100)는, 연료(예를 들면, 산소 및 연료 가스(예를 들면, 천연가스, 수소, 탄화수소화합물 등))를 반응시켜 직류 전원(DC)을 발생하는 연료 전지(102)와, 상기 연료 전지(102)에 연결된 주변장치(BOP:Balance of Plant)를 포함하는 연료 전지 시스템에 있어서, 1, a power supply control apparatus 100 of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention includes a fuel cell (not shown) A fuel cell 102 for generating a direct current power (DC) by reacting a fuel cell (for example, a fuel cell, a fuel cell, a compound or the like) in a fuel cell 102, and a peripheral device (BOP: Balance of Plant)

상기 연료 전지(102)에 연결되고, 상기 직류 전원을 교류 전원(AC)으로 변환하고, 그 변환된 교류 전원을 상기 전력 계통에 인가하는 전력 변환부(PCS: Power Conditioning System)(103)와; A power conditioning unit (PCS) 103 connected to the fuel cell 102 for converting the direct current power into an alternating current power (AC) and applying the converted alternating current power to the power system;

상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단하고, 상기 연료 전지(102)에서 발생한 전력(또는 상기 연료 전지(102)에서 발생한 전력 중에서 상기 연료 전지 시스템의 운전에 요구되는 전력을 제외한 잉여 전력)을 상기 주변 장치(BOP:Balance of Plant)에 인가하는 제어부(104)를 포함한다. 상기 제어부(104)는 상기 전력 변환부(103) 내에 구성되거나 상기 전력 변환부(103)에 연결될 수도 있다. (Or the power generated by the fuel cell 102) from the power conversion unit 103 when an abnormality occurs in the power system, And a control unit 104 for applying a surplus power to the peripheral device (BOP: Balance of Plant). The control unit 104 may be configured in the power conversion unit 103 or may be connected to the power conversion unit 103.

상기 연료 전지(102)는 용융탄산염 연료전지 (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC), 고분자전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC), 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC), 직접메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC), 직접에탄올 연료전지(Direct Ethanol Fuel Cell, DEFC), 인산형 연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC) 중에서 어느 하나이거나 이들의 조합일 수 있다. The fuel cell 102 may be a fuel cell such as a Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), a Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) A direct methanol fuel cell (DMFC), a direct ethanol fuel cell (DEFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), or a combination thereof.

상기 전력 변환부(103)는 상기 연료 전지(102)에서 출력되는 직류 전원을 상기 전력 계통에서 사용할 수 있는 교류 전원으로 변환하는 DC-AC 인버터(도시되지 않음)를 포함한다. The power conversion unit 103 includes a DC-AC inverter (not shown) that converts the DC power output from the fuel cell 102 into an AC power that can be used in the power system.

상기 주변장치(BOP: Balance of Plant)는, 상기 연료 전지 시스템을 운전(구동)하는데 필요한 주변장치로서, 히터, 공기 공급부(Air blower), 연료 공급부, 각종 밸브 및 센서 등을 포함할 수 있다. 상기 주변장치(BOP: Balance of Plant)는 상기 전력 변환부(103)의 출력단에 연결된다.The peripheral device (BOP) is a peripheral device necessary for driving (driving) the fuel cell system. The peripheral device may include a heater, an air blower, a fuel supplier, various valves and sensors. The peripheral device (BOP: Balance of Plant) is connected to the output terminal of the power conversion unit 103.

상기 제어부(104)는, 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103) 사이에 연결된 스위치(SW1)를 개방함으로써, 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단하고, 상기 연료 전지(102)에서 발생한 직류 전원중 상기 연료 전지 시스템의 운전에 요구되는 직류 전원을 제외한 잉여 직류 전원을 상기 주변장치(BOP: Balance of Plant)에 인가함으로써 상기 잉여 직류 전원을 소비시킨다. 예를 들면, 상기 전력 계통에 이상이 생길 경우, 상기 전력 변환부(103)는 전력 계통과 차단이 되어 연료 전지 시스템의 독립 전력 계통이 형성이 된다. 이러한 경우 연료 전지 시스템에서 발전하는 모든 전력은 연료 전지 시스템이 소비를 해야만 연료 전지 시스템이 안정적인 운전을 할 수가 있다. The control unit 104 opens the switch SW1 connected between the power system and the power conversion unit 103 when an abnormality occurs in the power system so that the connection between the power system and the power conversion unit 103 And a surplus DC power source other than the DC power source required for the operation of the fuel cell system among the DC power sources generated in the fuel cell 102 is applied to the balance unit (BOP: Balance of Plant) Consumption. For example, when an abnormality occurs in the power system, the power conversion unit 103 is disconnected from the power system to form an independent power system of the fuel cell system. In this case, all the electric power generated in the fuel cell system must be consumed by the fuel cell system to enable stable operation of the fuel cell system.

따라서, 상기 제어부(104)는 상기 연료 전지(102)의 출력 전력을 상기 연료 전지 시스템의 주변장치(BOP: Balance of Plant)(예를 들면, 히터)에 인가함으로써 상기 연료 전지(102)의 출력 전력을 소비하게 된다. 이러한 전력 소비로 인해, 연료 전지 시스템은, 정지 혹은 부하 변동에 따른 시간 소모를 줄이고, 상기 전력 계통이 정상 상태로 돌아올 때까지 정격 운전 상태를 유지할 수 있다. Therefore, the control unit 104 applies the output power of the fuel cell 102 to a peripheral apparatus (BOP: Balance of Plant) (for example, a heater) of the fuel cell system, Power consumption. Due to this power consumption, the fuel cell system can maintain the rated operation state until the power system returns to the normal state, reducing the time consumption due to stoppage or load fluctuation.

반면, 상기 제어부(104)는 상기 전력 계통에 이상이 생길 경우, 상기 전력 변환부(103)를 통해 출력되는 전력을 상기 연료 전지 시스템의 주변장치(BOP: Balance of Plant)에 포함된 히터(예를 들면, 연료 전지의 애노드 라인에 연결된 히터 및/또는 연료 전지의 캐소드 라인에 연결된 히터)에 인가하면 그 히터에 의해 애노드극으로 공급되는 가스 및/또는 캐소드 극으로 공급되는 가스의 온도가 상승하여 상기 연료 전지 시스템의 온도가 상승하므로, 상기 연료 전지 시스템의 온도를 일정한 온도(설정 온도 또는 기준 온도)를 유지시킨다. 즉, 상기 제어부(104)는 연료 공급부(도2의 180)에서 애노드극으로 인가되는 스팀량을 증가시키거나, 또는 이와 함께 공기 공급부에서 연료 전지(102)의 캐소드 전단에 인가되는 공기 유량을 증가시킴으로써 상기 연료 전지 시스템의 온도를 상기 일정한 온도(설정 온도 또는 기준 온도)로 유지한다.On the other hand, when an abnormality occurs in the power system, the control unit 104 controls the power output from the power conversion unit 103 to be a heater included in a BOP (Balance of Plant) of the fuel cell system For example, a heater connected to the anode line of the fuel cell and / or a heater connected to the cathode line of the fuel cell), the temperature of the gas supplied to the anode electrode and / or the gas supplied to the cathode electrode by the heater rises As the temperature of the fuel cell system rises, the temperature of the fuel cell system is maintained at a constant temperature (set temperature or reference temperature). That is, the control unit 104 increases the amount of steam applied to the anode electrode in the fuel supply unit 180 (FIG. 2), or increases the air flow rate applied to the front of the cathode of the fuel cell 102 in the air supply unit The temperature of the fuel cell system is maintained at the predetermined temperature (set temperature or reference temperature).

상기 제어부(104)는 상기 전력 계통에 이상이 생길 경우, 상기 전력 변환부(103)를 통해 출력되는 전력(연료 전지의 출력 전력)을 상기 연료 전지 시스템의 주변장치(BOP: Balance of Plant)인 히터뿐만 아니라 전력을 소모하는 다양한 장치들(주변 장치에 포함된 전력 소비 장치들)에 인가함으로써 상기 전력 변환부(103)를 통해 출력되는 전력(연료 전지의 출력 전력)을 소비할 수도 있다. The control unit 104 controls the power (output power of the fuel cell) output through the power conversion unit 103 to be a peripheral apparatus (BOP: Balance of Plant) of the fuel cell system when an abnormality occurs in the power system (Output power of the fuel cell) output through the power conversion unit 103 by applying the power to the various devices (power consumption devices included in the peripheral device) consuming power as well as the heater.

이하에서는, 상기 전력 계통에 이상이 생길 경우, 상기 전력 변환부(103)를 통해 출력되는 전력(연료 전지의 출력 전력)을 상기 연료 전지 시스템의 주변장치(BOP: Balance of Plant)인 히터에 인가함으로써 상기 전력 변환부(103)를 통해 출력되는 전력(연료 전지의 출력 전력)을 소비할 수 있는 방법을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 즉, 상기 전력 계통에 이상이 생길 경우, 상기 전력 변환부(103)를 통해 출력되는 전력(연료 전지의 출력 전력)을 상기 연료 전지 시스템의 주변장치에 포함된 히터에 인가함으로써 연료 전지 시스템의 온도가 상승하는데, 이때 연료 전지 시스템의 온도를 제어함으로써 연료 전지 시스템(연료 전지 스택을 포함)을 보호하고 안정적으로 운영할 수 있는 장치 및 방법을 설명한다. Hereinafter, when an abnormality occurs in the power system, the power (output power of the fuel cell) output through the power conversion unit 103 is applied to a heater that is a peripheral device (BOP: Balance of Plant) of the fuel cell system (Output power of the fuel cell) output through the power conversion unit 103 will be described with reference to Figs. 1 to 3. Fig. That is, when an abnormality occurs in the power system, the power (output power of the fuel cell) output through the power conversion unit 103 is applied to the heater included in the peripheral device of the fuel cell system, The apparatus and method capable of protecting and operating the fuel cell system (including the fuel cell stack) stably by controlling the temperature of the fuel cell system will be described.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치를 나타낸 도이다.2 is a diagram illustrating a power supply control apparatus for a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치(100)는, 연료(예를 들면, 산소 및 연료 가스(예를 들면, 천연가스, 수소, 탄화수소화합물 등))를 반응시켜 직류 전원(DC)을 발생하는 연료 전지(102)와, 상기 연료 전지(102)와 전력 계통 사이에 연결된 주변장치(BOP:Balance of Plant)를 포함하는 연료 전지 시스템에 있어서, 2, a power supply control apparatus 100 of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention includes a fuel cell (not shown) A fuel cell 102 that generates a direct current (DC) power by reacting the fuel cell 102 and a power source As a result,

상기 연료 전지(102)에 연결되고, 상기 직류 전원을 교류 전원(AC)으로 변환하고, 그 변환된 교류 전원을 상기 전력 계통에 인가하는 전력 변환부(PCS: Power Conditioning System)(103)와; A power conditioning unit (PCS) 103 connected to the fuel cell 102 for converting the direct current power into an alternating current power (AC) and applying the converted alternating current power to the power system;

상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단하고, 상기 연료 전지(102)에서 발생한 전력 중 상기 연료 전지 시스템의 운전에 요구되는 전력을 제외한 잉여 전력을 상기 주변 장치(BOP:Balance of Plant)에 포함된 히터(예를 들면, 연료 전지의 애노드 히터(170), 또는 연료 전지의 애노드 히터(170) 및 연료 전지의 캐소드 히터(160))에 인가하는 제어부(104)를 포함한며, 상기 제어부(104)는 상기 히터에 인가된 전력에 의해 상승하는 상기 연료 전지 시스템의 온도를 제어하기 위해 상기 공기 공급부(130)의 공기 유량 및/또는 연료 공급부(180)의 스팀량을 제어한다.(102) is disconnected from the power system (103) when an abnormality occurs in the power system, and surplus power excluding power required for operation of the fuel cell system among the power generated in the fuel cell To the heater (for example, the anode heater 170 of the fuel cell or the anode heater 170 of the fuel cell and the cathode heater 160 of the fuel cell) included in the peripheral device (BOP: Balance of Plant) And a control unit 104. The control unit 104 controls the air flow rate of the air supply unit 130 and / or the air flow rate of the fuel supply unit 180 (or 180) to control the temperature of the fuel cell system that is raised by the electric power applied to the heater ) Of the steam.

상기 제어부(104)는, 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단했을 때의 상기 연료 전지(102)에서 발생한 전력(또는 잉여 전력)이 상기 애노드 히터(170)의 최대 출력값(최대 소비 전력) 이하이면, 상기 연료 전지(102)에서 발생한 전력(또는 잉여 전력)을 상기 애노드 히터(170)에 출력한다. 반면, 상기 제어부(104)는, 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단했을 때의 상기 연료 전지(102)에서 발생한 전력(또는 잉여 전력)이 상기 애노드 히터(170)의 최대 출력값(최대 소비 전력)을 초과하면, 상기 연료 전지(102)에서 발생한 전력(또는 잉여 전력)을 상기 애노드 히터(170) 및 캐소드 히터(160)에 출력한다. 여기서, 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단했을 때의 상기 연료 전지(102)에서 발생한 전력(또는 잉여 전력)의 최대값은 상기 애노드 히터(170) 및 캐소드 히터(160)의 최대 출력값(최대 소비 전력)의 합을 넘지 않도록 설계될 수 있다. The control unit 104 controls the amount of power (or surplus power) generated in the fuel cell 102 when the power system and the power conversion unit 103 are disconnected from the maximum output value of the anode heater 170 (Or the surplus electric power) generated by the fuel cell 102 to the anode heater 170 if the power consumption is equal to or less than the maximum power consumption. On the other hand, if the power (or surplus power) generated in the fuel cell 102 when the connection between the power system and the power conversion unit 103 is cut off is larger than the maximum power of the anode heater 170 (Or surplus power) generated in the fuel cell 102 to the anode heater 170 and the cathode heater 160 when the output value (maximum power consumption) is exceeded. Here, the maximum value of the electric power (or surplus electric power) generated in the fuel cell 102 when the connection between the power system and the power conversion unit 103 is cut off is larger than the maximum value of the power generated by the anode heater 170 and the cathode heater 160 The maximum output value (maximum power consumption).

상기 연료 전지 시스템은, 연료 전지 애노드(Anode)에 연결된 믹서(Mixer)(110)와; 상기 믹서(110)와 연료 전지 캐소드(Cathode) 사이에 연결된 촉매 연소기(120)와; 상기 촉매 연소기의 전단 및 후단의 온도를 검출하는 온도 검출부(150)와; 상기 공급된 공기의 유량을 상기 믹서 및 상기 촉매 연소기에 분배하는 공기 유량 분배기(140)를 포함한다. The fuel cell system includes: a mixer 110 connected to a fuel cell anode; A catalytic combustor 120 connected between the mixer 110 and a fuel cell cathode; A temperature detector 150 for detecting the temperatures of the upstream and downstream stages of the catalytic combustor; And an air flow distributor (140) for distributing the flow rate of the supplied air to the mixer and the catalytic combustor.

상기 제어부(104)는, 상기 검출된 온도를 근거로, 상기 믹서(110) 및 상기 촉매 연소기(120)에 인가될 공기 유량을 증가 또는 감소시키기 위한 상기 제어 신호를 발생하고, 그 발생한 제어 신호를 상기 공기 유량 분배기(140)에 출력한다.The control unit 104 generates the control signal for increasing or decreasing the air flow rate to be applied to the mixer 110 and the catalytic combustor 120 based on the detected temperature, To the air flow distributor (140).

상기 온도 검출부(150)는, 상기 촉매 연소기(120)의 전단(입구)의 온도를 검출하는 제1 온도 검출기(T1)와; 상기 촉매 연소기(120)의 후단(출구)의 온도를 검출하는 제2 온도 검출기(T2), 상기 연료 전지의 캐소드 측의 온도를 검출하는 제3 온도 검출기(T3), 상기 연료 전지의 애노드 측의 온도를 검출하는 제4 온도 검출기(도시 되지 않음)을 포함할 수 있다. The temperature detector 150 includes a first temperature detector T1 for detecting the temperature of the front end (inlet) of the catalytic combustor 120; A second temperature detector T2 for detecting the temperature of the rear end (outlet) of the catalytic combustor 120, a third temperature detector T3 for detecting the temperature of the cathode side of the fuel cell, And a fourth temperature detector (not shown) for detecting the temperature.

본 발명의 실시예들에 따른 연료 전지 시스템은, 상기 공기 공급부(130)에서 출력되는 메인 공기 유량을 검출하고, 그 메인 공기 유량에 대응하는 값을 상기 제어부(104)에 출력하는 제1 공기 유량계(Flow Transmitter, FT)(FT1)와; 상기 믹서(110)에 인가되는 제1 공기 유량을 검출하고, 그 제1 공기 유량에 대응하는 값을 상기 제어부(104)에 출력하는 제2 공기 유량계(Flow Transmitter, FT)(FT2)를 포함할 수 있다. 상기 공기 유량 자체를 제어하는 방법은 한국 특허 출원 번호 10-2012-0014987에도 개시되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The fuel cell system according to embodiments of the present invention may include a first air flow meter for detecting a main air flow rate output from the air supply unit 130 and outputting a value corresponding to the main air flow rate to the control unit 104, (Flow Transmitter, FT) FT1; And a second air flowmeter (FT2) FT2 for detecting a first air flow rate applied to the mixer 110 and outputting a value corresponding to the first air flow rate to the controller 104 . The method of controlling the air flow rate itself is disclosed in Korean Patent Application No. 10-2012-0014987, and a detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a power control method of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

먼저, 상기 제어부(104)는 상기 전력 계통에 이상이 발생했는지를 판단한다(S11).First, the control unit 104 determines whether an abnormality has occurred in the power system (S11).

상기 제어부(104)는 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단한다(S12). 상기 제어부(104)는 상기 전력 계통의 과전압 혹은 저전압 상태, 과전류 혹은 저전류 상태 외에도 선로의 단락, 선로 점검, 전력 품질 저하, 선로의 혼촉, 유도뢰, 직격뢰 등의 원인에 의해 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(104)는 상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103) 사이에 연결된 스위치(SW1)를 턴-오프(Turn-Off)함으로써 상기 전력 계통에 공급되는 전력을 차단한다. The control unit 104 disconnects the power system from the power conversion unit 103 when an abnormality occurs in the power system (S12). In addition to the overvoltage or undervoltage state, overcurrent or undercurrent state of the power system, the control unit 104 may control the power system in response to a cause such as a short circuit of a line, a line check, a deterioration of power quality, The connection between the power system and the power conversion unit 103 can be cut off. For example, the control unit 104 turns off the switch SW1 connected between the power system and the power conversion unit 103 when an abnormality occurs in the power system, Thereby shutting off the supplied power.

상기 제어부(104)는 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단한 후 상기 연료 전지의 출력 전력을 제1 히터(애노드 히터(170)), 또는 제1 히터(애노드 히터(170)) 및 제2 히터(캐소드 히터(160))에 인가한다(S13). 여기서, 상기 캐소드 히터(160)의 최대 소비 전력은 상기 애노드 히터(170)의 최대 소비 전력보다 크게 설계될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(104)는 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단한 후 상기 연료 전지의 출력 전력값을 검출하고, 그 출력 전력값이 상기 애노드 히터(170)의 최대 소비 전력 이하이면 상기 연료 전지의 출력 전력을 상기 애노드 히터(170)에 인가한다. The controller 104 cuts off the connection between the power system and the power converter 103 and outputs the output power of the fuel cell to the first heater (the anode heater 170) or the first heater (the anode heater 170 ) And the second heater (cathode heater 160) (S13). Here, the maximum power consumption of the cathode heater 160 may be designed to be greater than the maximum power consumption of the anode heater 170. For example, the control unit 104 detects the output power value of the fuel cell after cutting off the connection between the power system and the power conversion unit 103, and if the output power value of the fuel cell is greater than the output power value of the anode heater 170 If the maximum power consumption is not exceeded, the output power of the fuel cell is applied to the anode heater 170.

반면, 상기 제어부(104)는 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부(103)와의 연결을 차단한 후의 상기 연료 전지의 출력 전력값이 상기 애노드 히터(170)의 최대 소비 전력을 초과하면 상기 연료 전지의 출력 전력을 상기 애노드 히터(170) 및 상기 캐소드 히터(160)에 인가한다. On the other hand, when the output power value of the fuel cell after the connection between the power system and the power conversion unit 103 is cut off exceeds the maximum power consumption of the anode heater 170, And the output power is applied to the anode heater 170 and the cathode heater 160.

상기 제어부(104)는 상기 연료 전지(102)에서 발생한 전력 중 상기 연료 전지 시스템의 운전에 요구되는 전력을 제외한 잉여 전력을 상기 애노드 히터, 또는 애노드 히터 및 캐소드 히터에 인가함으로써 상기 잉여 전력을 상기 히터(애노드 히터, 또는 애노드 히터 및 캐소드 히터)를 통해 소비시킬 수도 있다.The control unit 104 applies the surplus power to the anode heater or the anode heater and the cathode heater excluding the power required for the operation of the fuel cell system among the electric power generated in the fuel cell 102, (An anode heater, or an anode heater and a cathode heater).

상기 제어부(104)는 상기 히터(애노드 히터, 또는 애노드 히터 및 캐소드 히터)에 의해 상승하는 연료 전지 시스템 온도를 제어한다(S14). The control unit 104 controls the fuel cell system temperature rising by the heater (the anode heater, the anode heater, and the cathode heater) (S14).

예를 들면, 상기 제어부(104)는, 애노드 히터(170)에 의해 상승하는 연료 전지 애노드측 온도를 검출하고, 상기 검출된 연료 전지 애노드측 온도가 미리 설정된 온도(설정 온도)를 초과하면, 상기 연료 공급부(180)를 통해 출력되는 스팀량(Steam)을 증가시킴으로써 상기 검출된 연료 전지 애노드측 온도를 상기 미리 설정된 온도(설정 온도)로 유지할 수 있다. 즉, 상기 제어부(104)는, S(스팀)/C(연료로 쓰이는 탄화수소화합물에 포함된 카본) 비율(Ratio)을 높임으로써 스팀량을 증가시켜 상기 검출된 연료 전지 애노드측 온도를 상기 미리 설정된 온도(설정 온도)로 유지할 수 있다. 여기서, 상기 연료 공급부(180)는 물을 공급하기 위한 워터 펌프(Water Pump)를 포함한다.For example, the control unit 104 detects the fuel cell anode side temperature rising by the anode heater 170, and when the detected temperature on the fuel cell anode side exceeds a predetermined temperature (set temperature) The detected temperature of the fuel cell anode side can be maintained at the predetermined temperature (set temperature) by increasing the steam output through the fuel supply unit 180. That is, the control unit 104 increases the steam amount by raising the ratio of S (steam) / C (carbon contained in the hydrocarbon compound used as fuel) to increase the detected fuel cell anode side temperature to the predetermined temperature (Set temperature). Here, the fuel supply unit 180 includes a water pump for supplying water.

상기 제어부(104)는, 캐소드 히터(160)에 의해 상승하는 연료 전지 캐소드측 온도를 검출하고, 상기 검출된 연료 전지 캐소드측 온도가 미리 설정된 온도(설정 온도)를 초과하면, 상기 공기 공급부(130)를 통해 출력되는 공기의 유량을 증가시킴으로써 상기 검출된 연료 전지 캐소드측 온도를 상기 미리 설정된 온도(설정 온도)로 유지할 수 있다. 즉, 상기 제어부(104)는, 상기 공기 공급부(130)에서 연료 전지 캐소드측에 인가되는 공기 유량(제1 공기 유량 및 제2 공기 유량)을 증가시킨다. 상기 공기 공급부(130)는 상기 제1 공기 유량 및 제2 공기 유량을 증가시키기 위해 다수의 공기 공급부를 포함할 수 있다. The control unit 104 detects the temperature of the fuel cell cathode that rises by the cathode heater 160. When the detected temperature of the fuel cell cathode side exceeds a preset temperature (set temperature), the air supply unit 130 The temperature of the fuel cell cathode side can be maintained at the predetermined temperature (set temperature) by increasing the flow rate of air output through the fuel cell. That is, the control unit 104 increases the air flow rates (the first air flow rate and the second air flow rate) applied to the fuel cell cathode side in the air supply unit 130. The air supply unit 130 may include a plurality of air supply units to increase the first air flow rate and the second air flow rate.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법은, 전력 계통에 이상이 발생할 때 연료 전지 시스템에서 발생한 전력을 주변 장치(BOP)를 통해 소비시킴으로써 연료 전지 시스템의 안정성 확보 및 피해를 최소화할 수 있다. 예를 들면, 전력 계통에 이상이 발생할 때 연료 전지 시스템과 전력 계통과의 연결을 차단하면 연료 전지 스택(Stack)이 많은 양의 미반응된 연료를 배출되게 되어 온도가 급격히 상승하고, 그 온도 상승에 의해 연료 전지 스택 및 연료 전지 시스템에 피해(Damage)를 주게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법은, 전력 계통에 이상이 발생할 때 연료 전지 시스템에서 발생한 전력을 주변 장치(예를 들면, 히터)를 통해 소비시킴으로써 연료 전지 시스템의 안정성 확보 및 피해를 최소화할 수 있다. As described above, the power supply control apparatus and method of the fuel cell system according to the embodiments of the present invention can reduce power consumption of the fuel cell system by consuming power generated in the fuel cell system through the peripheral device (BOP) The stability of the battery system and damage can be minimized. For example, when the connection between the fuel cell system and the power system is disconnected when an abnormality occurs in the power system, the fuel cell stack Stack discharges a large amount of unreacted fuel, the temperature rapidly rises, Thereby damaging the fuel cell stack and the fuel cell system. Therefore, an apparatus and a method for controlling a power supply of a fuel cell system according to embodiments of the present invention can reduce power generated in a fuel cell system through a peripheral device (for example, a heater) The stability of the battery system and damage can be minimized.

본 발명의 실시예들에 따른 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치 및 그 방법은, 전력 계통에 이상이 발생할 때 연료 전지 시스템에서 발생한 전력을 주변 장치(BOP)에 포함된 히터를 통해 소비시킬 때, 그 히터로 인해 상승하는 온도를 제어함으로써 연료 전지 시스템(연료 전지 스택을 포함)을 보호하고 안정적으로 운영할 수 있다.An apparatus and method for controlling a power supply of a fuel cell system according to embodiments of the present invention are characterized in that when an abnormality occurs in a power system, power consumed in a fuel cell system is consumed through a heater included in a peripheral device (BOP) By controlling the temperature rising due to the heater, the fuel cell system (including the fuel cell stack) can be protected and operated stably.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

102: 연료 전지 103: 전력 변환부
104: 제어부102: fuel cell 103: power conversion unit
104:

Claims (10)

직류 전원을 발생하는 연료 전지와, 상기 연료 전지와 전력 계통 사이에 연결된 주변장치를 포함하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치에 있어서,
상기 연료 전지에 연결되고, 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 상기 전력 계통에 인가하는 전력 변환부와;
상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부와의 연결을 차단하고, 상기 연료 전지에서 발생한 전력 중 상기 연료 전지 시스템의 운전에 요구되는 전력을 제외한 잉여 전력을 상기 주변장치에 인가하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 잉여 전력을 상기 연료 전지의 애노드 라인에 연결된 제1 히터에 인가할 때 상기 연료 전지의 애노드측 온도가 미리 설정된 온도를 유지하도록, 연료 공급부에서 상기 연료 전지의 애노드에 인가되는 스팀량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치. 1. A power control apparatus for a fuel cell system including a fuel cell for generating a DC power supply, and a peripheral device connected between the fuel cell and a power system,
A power converter connected to the fuel cell for converting the direct current power into an alternating current power and applying the converted alternating power to the power system;
The control unit interrupts the connection between the power system and the power conversion unit when an abnormality occurs in the power system, and supplies surplus power to the peripheral device excluding power required for operation of the fuel cell system among the power generated in the fuel cell And a control unit
Wherein the control unit controls the amount of steam supplied to the anode of the fuel cell at the fuel supply unit so that the anode side temperature of the fuel cell is maintained at a predetermined temperature when the surplus electric power is applied to the first heater connected to the anode line of the fuel cell. Of the fuel cell system. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 잉여 전력을 상기 주변장치에 포함된 히터에 인가하며, 상기 히터는 상기 제1 히터 및 상기 연료 전지의 캐소드 라인에 연결된 제2 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치. The apparatus of claim 1,
Wherein the heater applies a surplus power to a heater included in the peripheral device when an abnormality occurs in the power system, and the heater includes a second heater connected to the first heater and a cathode line of the fuel cell. Power control device of a battery system. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 잉여 전력의 출력값이 상기 제1 히터의 최대 소비 전력 이하이면, 상기 잉여 전력을 상기 제1 히터에 인가하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치. 3. The apparatus of claim 2,
And supplies the surplus power to the first heater when an output value of the surplus power is equal to or less than a maximum power consumption of the first heater when an abnormality occurs in the power system. 삭제delete 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 잉여 전력의 출력값이 상기 제1 히터의 최대 소비 전력을 초과하면, 상기 잉여 전력을 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터에 인가하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치. 3. The apparatus of claim 2,
Wherein the control unit applies the surplus power to the first heater and the second heater when the output value of the surplus power exceeds the maximum power consumption of the first heater when an abnormality occurs in the power system Power control device. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 잉여 전력을 상기 제1 및 제2 히터에 인가할 때 상기 연료 전지의 캐소드측 온도가 상기 미리 설정된 온도를 유지하도록, 공기 공급부에서 상기 연료 전지의 캐소드측에 인가되는 공기 유량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 장치. 6. The apparatus of claim 5,
The air flow rate applied to the cathode side of the fuel cell at the air supply unit is increased so that the cathode side temperature of the fuel cell maintains the predetermined temperature when the surplus electric power is applied to the first and second heaters Wherein the fuel cell system further comprises: 직류 전원을 발생하는 연료 전지와, 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 전력 계통에 인가하는 전력 변환부와, 상기 전력 변환부에 연결된 주변장치를 포함하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 방법에 있어서,
상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 전력 계통과 상기 전력 변환부와의 연결을 차단하는 단계와;
상기 연료 전지에서 발생한 전력중 상기 연료 전지 시스템의 운전에 요구되는 전력을 제외한 잉여 전력을 상기 주변장치에 포함된 히터에 인가하는 단계와;
상기 연료 전지의 애노드 라인에 연결된 제1 히터에 상기 잉여 전력이 인가되면, 상기 연료 전지의 애노드측 온도가 미리 설정된 온도로 유지되도록, 연료 공급부에서 상기 연료 전지의 애노드에 인가되는 스팀량을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 방법. A fuel cell system comprising: a fuel cell for generating a direct current power; a power conversion unit for converting the direct current power into an alternating current power and applying the converted alternating current power to the power system; and a peripheral device connected to the power conversion unit In the power supply control method,
Blocking a connection between the power system and the power conversion unit when an abnormality occurs in the power system;
Applying a surplus power to the heater included in the peripheral device, excluding power required for operation of the fuel cell system, among power generated in the fuel cell;
Increasing the amount of steam applied to the anode of the fuel cell in the fuel supply unit such that the anode side temperature of the fuel cell is maintained at a preset temperature when the surplus electric power is applied to the first heater connected to the anode line of the fuel cell Wherein the fuel cell system further comprises: 제7항에 있어서, 상기 잉여 전력을 상기 히터에 인가하는 단계는,
상기 전력 계통에 이상이 발생할 때 상기 제1 히터 및 상기 연료 전지의 캐소드 라인에 연결된 제2 히터에 상기 잉여 전력을 인가하는 단계인 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 방법. 8. The method of claim 7, wherein the step of applying the surplus power to the heater comprises:
And applying the surplus power to the first heater and the second heater connected to the cathode line of the fuel cell when an abnormality occurs in the power system. 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 연료 전지의 캐소드 라인에 연결된 제2 히터에 상기 잉여 전력이 인가되면, 상기 연료 전지의 캐소드측 온도가 상기 미리 설정된 온도로 유지되도록, 공기 공급부에서 상기 연료 전지의 캐소드측에 인가되는 공기 유량을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 전원 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein when the surplus electric power is applied to the second heater connected to the cathode line of the fuel cell, the air flow rate applied to the cathode side of the fuel cell at the air supply unit is adjusted so that the cathode side temperature of the fuel cell is maintained at the predetermined temperature Further comprising the step of increasing the power of the fuel cell system.
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