KR102603061B1 - Power generation control system and control method of fuel cell - Google Patents
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Abstract
전력을 발전하는 연료전지 스택 및 연료전지 스택과 연결되어 연료전지 스택의 전력을 외부로 공급하는 인버터를 포함한 복수의 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 기반으로 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계; 및 산출한 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 각각의 발전모듈을 제어하는 단계;를 포함하는 연료전지의 발전전력 제어방법이 소개된다.Each power generation module is based on the target power generation required during a preset standard time across multiple power generation modules, including a fuel cell stack that generates power and an inverter that is connected to the fuel cell stack and supplies power from the fuel cell stack to the outside. Calculating power required for generation; A method for controlling the generated power of a fuel cell is introduced, including the step of controlling each power generation module with the calculated power required to be generated from each power generation module.
Description
본 발명은 연료전지의 발전전력 제어시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 연료전지 스택을 포함한 복수의 발전모듈에서 발전하는 전력을 제어하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell power generation control system and control method, and to a technology for controlling power generated from a plurality of power generation modules including a fuel cell stack.
연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 에너지 변환장치로서, 산업용, 가정용 및 차량용 전력을 공급할 뿐만 아니라 소형의 전기/전자 제품, 휴대기기의 전력을 공급하는 데에도 이용될 수 있다.A fuel cell is an energy conversion device that converts the chemical energy of fuel into electrical energy by electrochemically reacting it rather than converting it to heat through combustion. It not only supplies power for industrial, household, and vehicle purposes, but also provides power for small electrical/electronic products and portable devices. It can also be used to supply power.
특히, 높은 전력밀도를 갖는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)에서는 가장 안쪽에 주요 구성부품인 막전극접합체(MEA:Membrane-Electrode Assembly)가 위치하고, 막전극접합체는 수소이온을 이동시켜 줄 수 있는 고체 고분자 전해질막과, 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 촉매가 도포된 전극층인 캐소드(Cathode) 및 애노드(Anode)로 구성된다.In particular, in a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) with high power density, the main component, the membrane-electrode assembly (MEA), is located at the innermost part, and the membrane electrode assembly absorbs hydrogen ions. It consists of a solid polymer electrolyte membrane that can be moved, and a cathode and anode, which are electrode layers coated with a catalyst to allow hydrogen and oxygen to react on both sides of the electrolyte membrane.
연료전지는 내부에서 전기화학반응을 통하여 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택과 연료전지 스택에 수소를 공급하는 수소공급계, 연료전지 스택에 산소를 포함한 공기를 공급하는 공기공급계 및 기타 연료전지 스택의 운전 온도를 제어하는 냉각계 등을 포함한다.A fuel cell consists of a fuel cell stack that generates electrical energy through an internal electrochemical reaction, a hydrogen supply system that supplies hydrogen to the fuel cell stack, an air supply system that supplies air containing oxygen to the fuel cell stack, and other fuel cell stacks. It includes a cooling system that controls the operating temperature.
연료전지는 건물 등에서 산업용 또는 가정용 전력을 공급하거나 차량에 탑재되어 구동용 전력을 공급할 수 있다. 특히, 건물 등에 설치되어 복수의 연료전지 스택을 포함하여 대용량의 전력을 발전하는 발전용 연료전지의 경우, 목표 발전량에 해당하는 전력을 발전하여야 하는데 일부의 연료전지 스택에 이상이 발생한 경우에 전체 연료전지의 발전을 정지하여야 하고, 또는 이상이 발생하지 않은 연료전지 스택에 과도한 전력 발전 부하가 가중되는 문제가 있었다.Fuel cells can supply industrial or household power in buildings, etc., or can be mounted on vehicles to supply driving power. In particular, in the case of fuel cells for power generation that are installed in buildings and generate large amounts of power including multiple fuel cell stacks, power corresponding to the target power generation must be generated, but if a problem occurs in some of the fuel cell stacks, the entire fuel cell is required to be used. There was a problem that the power generation of the battery had to be stopped or excessive power generation load was added to the fuel cell stack where no abnormality occurred.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as recognition that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 복수의 연료전지 스택을 인버터에 직렬로 연결하여 구성한 복수의 발전모듈을 포함하고, 발전모듈의 발전전력을 각각 제어하는 방법 및 시스템을 제공하고자 함이다.The present invention was proposed to solve this problem, and seeks to provide a method and system for controlling the generated power of each of the power generation modules, including a plurality of power generation modules configured by connecting a plurality of fuel cell stacks in series to an inverter. am.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료전지의 발전전력 제어시스템은 전력을 발전하는 연료전지 스택 및 연료전지 스택과 연결되어 연료전지 스택의 전력을 외부로 공급하는 인버터를 포함하는 복수의 발전모듈; 및 기설정된 기준시간 동안 복수의 발전모듈 전체에서 요구되는 목표 발전량을 기반으로 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하고, 각각의 발전모듈의 발전전력을 제어하는 제어기;를 포함한다.The power generation power control system of a fuel cell according to the present invention to achieve the above object is a plurality of power generation devices including a fuel cell stack that generates power and an inverter that is connected to the fuel cell stack and supplies power from the fuel cell stack to the outside. module; And a controller that calculates the power required to be generated in each power generation module based on the target power generation amount required by all of the plurality of power generation modules during a preset reference time and controls the generated power of each power generation module.
복수의 발전모듈에는, 복수의 연료전지 스택이 각각 포함되고, 복수의 연료전지 스택은 직렬로 인버터에 연결될 수 있다.The plurality of power generation modules each include a plurality of fuel cell stacks, and the plurality of fuel cell stacks may be connected to an inverter in series.
제어기는, 복수의 발전모듈 중 이상이 발생한 발전모듈을 감지하고, 이상이 발생한 발전모듈은 발전을 정지하도록 제어할 수 있다.The controller may detect a power generation module in which an abnormality has occurred among a plurality of power generation modules, and control the power generation module in which an abnormality has occurred to stop power generation.
제어기는, 복수의 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 이상이 발생하지 않은 발전모듈의 개수 및 기설정된 기준시간으로 제산함으로써 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 산출할 수 있다.The controller divides the target power generation required for a preset reference time across a plurality of power generation modules by the number of power generation modules without an abnormality and the preset reference time to determine the amount of power generation required from each power generation module without an abnormality. It can be calculated as electric power.
제어기는, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료될 때까지 이상이 발생한 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 이상이 발생한 발전모듈의 발전을 정지한 정지시간 동안 적분하여 필요 발전량을 산출하고, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료되면, 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 전체의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈의 전체 개수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출할 수 있다.The controller calculates the required amount of power generation by integrating the power required to be generated from the faulty power generation module during the stop time during which power generation of the faulty power generation module was stopped until recovery of the faulty power generation module is completed. When the recovery of the generated power generation module is completed, the required power generation calculated by adding the basic power generation amount calculated by integrating the power required to be generated from all power generation modules during the preset recovery time longer than the stop time is divided by the total number of power generation modules. By dividing the amount of power generation by the preset recovery time, the power required to be generated from each power generation module can be calculated.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력을 발전하는 연료전지 스택 및 연료전지 스택과 연결되어 연료전지 스택의 전력을 외부로 공급하는 인버터를 포함한 복수의 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 기반으로 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계; 및 산출한 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 각각의 발전모듈을 제어하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, a preset reference time is required from all of a plurality of power generation modules, including a fuel cell stack that generates power according to the present invention and an inverter that is connected to the fuel cell stack and supplies power from the fuel cell stack to the outside. Calculating the power required to be generated from each power generation module based on the target power generation amount; and controlling each power generation module with the calculated power required to be generated from each power generation module.
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계 이전에, 복수의 발전모듈 중 이상이 발생한 발전모듈을 감지하는 단계;를 더 포함하고, 각각의 발전모듈을 제어하는 단계에서는, 이상이 발생한 발전모듈은 발전을 정지하도록 제어할 수 있다.Before the step of calculating the power required for power generation in each power generation module, it further includes a step of detecting a power generation module in which an abnormality has occurred among the plurality of power generation modules, and in the step of controlling each power generation module, the power generation module in which an abnormality has occurred The power generation module can be controlled to stop power generation.
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계에서는, 복수의 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 이상이 발생하지 않은 발전모듈의 개수 및 기설정된 기준시간으로 제산함으로써 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 산출할 수 있다.In the step of calculating the power required to be generated in each power generation module, the target power generation required for a preset reference time across multiple power generation modules is divided by the number of power generation modules in which no abnormalities occur and the preset reference time to determine if an abnormality is occurring. This can be calculated as the power required to be generated from each power generation module that does not generate this power.
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계는, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료될 때까지 이상이 발생한 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 이상이 발생한 발전모듈의 발전을 정지한 정지시간 동안 적분하여 필요 발전량을 산출하는 단계; 및 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료되면, 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 전체의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈의 전체 개수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of calculating the power required to be generated from each power generation module is to stop the power generation required to be generated from the faulty power generation module until recovery of the faulty power generation module is completed. Calculating the required power generation by integrating during the stop time; And when the recovery of the faulty power generation module is completed, the required power generation calculated by adding the basic power generation amount calculated by integrating the power required to be generated from all power generation modules during the preset recovery time longer than the stop time is calculated as the total number of power generation modules. It may include calculating the power required to be generated by each power generation module by dividing the divided recovery power generation amount by the preset recovery time.
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계에서는, 이상이 발생한 발전모듈이 기설정된 개수 미만이면, 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 이상이 발생하지 않은 발전모듈의 개수 및 기설정된 기준시간으로 제산함으로써 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 산출하고, 이상이 발생한 발전모듈이 기설정된 개수 이상이면, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료될 때까지 이상이 발생한 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 이상이 발생한 발전모듈의 발전을 정지한 정지시간 동안 적분하여 필요 발전량을 산출하고, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료되면, 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈의 전체 개수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출할 수 있다.In the step of calculating the power required for generation from each power generation module, if the number of power generation modules in which an abnormality occurred is less than the preset number, the target power generation amount required for the preset reference time for all power generation modules is calculated from the power generation modules in which the abnormality did not occur. By dividing by the number and preset standard time, the power required to be generated from each power generation module without a problem is calculated. If the number of power generation modules with a problem is more than the preset number, recovery of the power generation module with a problem is completed. The required amount of power generation is calculated by integrating the power required for generation from the faulty power generation module during the stop time during which power generation of the faulty power generation module was stopped. Once the recovery of the faulty power generation module is complete, the power required to be generated is calculated for a period longer than the stop time. During the preset recovery time, the power required to be generated from each power generation module is integrated into the basic power generation amount, and the calculated required power generation amount is added to the total number of power generation modules. The power required to be generated from the module can be calculated.
본 발명의 연료전지의 발전전력 제어시스템 및 제어방법에 따르면, 복수의 발전모듈 전체에서 요구되는 목표 발전량을 만족시킬 수 있는 효과를 갖는다.According to the fuel cell power generation control system and control method of the present invention, it is possible to satisfy the target power generation required for all of the plurality of power generation modules.
또한, 발전모듈 중 일부에 이상이 발생하더라도, 특정 발전모듈에 과부하를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, even if a problem occurs in some of the power generation modules, it has the effect of preventing overload on a specific power generation module.
또한, 각각의 발전모듈에 이상이 발생한 경우, 즉시 회복을 유도하여 성능 관리 및 시스템 내구성이 향상되는 효과를 갖는다.In addition, when an error occurs in each power generation module, it induces immediate recovery, thereby improving performance management and system durability.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지의 발전전력 제어시스템의 순서도이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 연료전지의 발전전력 제어방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a fuel cell power generation control system according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 are flowcharts of a method for controlling generated power of a fuel cell according to various embodiments of the present invention.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. Specific structural and functional descriptions of the embodiments of the present invention disclosed in the present specification or application are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments according to the present invention, and the embodiments according to the present invention may be implemented in various forms. and should not be construed as limited to the embodiments described in this specification or application.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the embodiments according to the present invention can make various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first and/or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be named a second component, and similarly The second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly adjacent to" should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in this specification are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate the existence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or numbers. It should be understood that this does not preclude the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in this specification, should not be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning. .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing indicate the same member.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지의 발전전력 제어시스템의 순서도이다.1 is a flowchart of a fuel cell power generation control system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지의 발전전력 제어시스템은 전력을 발전하는 연료전지 스택(11) 및 연료전지 스택(11)과 연결되어 연료전지 스택(11)의 전력을 외부로 공급하는 인버터(12)를 포함하는 복수의 발전모듈(10); 및 기설정된 기준시간 동안 복수의 발전모듈(10) 전체에서 요구되는 목표 발전량을 기반으로 각각의 발전모듈(10)에서 발전이 요구되는 전력을 산출하고, 각각의 발전모듈(10)의 발전전력을 제어하는 제어기(20);를 포함한다.Referring to FIG. 1, the generated power control system of a fuel cell according to an embodiment of the present invention is connected to a
복수의 발전모듈(10)에는 연료전지 스택(11) 및 인버터(12)가 개별적으로 포함된다. 복수의 발전모듈(10)은 계통연계형(Grid Tie) 타입으로 연료전지 스택(11)과 연결된 인버터(12)가 수배전반(30)을 통하여 외부의 일반 전력계통 전원에 연결될 수 있다. 또는, 별도의 배터리를 포함하여 독립적인 시스템을 구성할 수도 있을 것이다.The plurality of
연료전지 스택(11)은 수소와 공기를 각각 공급받아 내부에서 수소와 산소의 화학반응에 의하여 전력을 발전한다. 개별의 발전모듈(10)에 포함된 연료전지 스택(11)에 공급하는 수소 및 공기의 공급은 개별적으로 제어될 수 있다. 특히, 공기블로워(미도시) 또는 공기공급밸브가 개별의 발전모듈(10)에 각각 포함될 수 있다.The
제어기(20)는, 기설정된 기준시간 동안 복수의 발전모듈(10) 전체에서 요구되는 목표 발전량을 기반으로 각각의 발전모듈(10)에서 발전이 요구되는 전력을 산출한다. 모든 발전모듈(10)이 정상인 상태를 가정한다면 일 실시예로 목표 발전량을 발전모듈(10)의 수 및 기설정된 기준시간으로 제산하여 각각의 발전모듈(10)에서 발전이 요구되는 전력을 산출할 수 있다.The controller 20 calculates the power required to be generated by each
또한, 제어기(20)는 각각의 발전모듈(10)의 발전전력을 각각의 발전모듈(10)에서 발전이 요구되는 전력으로 제어할 수 있다. 특히, 도 1에 도시한 것과 같이, 개별의 발전모듈(10)마다 공기블로워(미도시)를 포함할 수 있다.In addition, the controller 20 can control the generated power of each
다른 실시예로, 하나의 공기블로워(미도시)를 포함하고, 개별의 발전모듈(10)마다 공기공급밸브가 형성되어 제어기(20)는 공기공급밸브를 제어하여 각각의 발전모듈(10)의 발전전력을 제어할 수 있다. 또는, 각각의 발전모듈(10)로 공급하는 수소의 공급량을 제어하여 발전전력을 제어할 수도 있을 것이다. 이에 따라, 복수의 발전모듈(10) 전체에서 요구되는 목표 발전량을 만족시킬 수 있는 효과를 갖는다.In another embodiment, it includes one air blower (not shown), and an air supply valve is formed for each individual
복수의 발전모듈(10)에는, 복수의 연료전지 스택(11)이 각각 포함되고, 복수의 연료전지 스택(11)은 직렬로 인버터(12)에 연결될 수 있다. 하나의 발전모듈(10)에 1개의 연료전지 스택(11)만이 포함될 수도 있을 것이나, 개별 연료전지 스택(11)에 각각 인버터(12)를 연결시키도록 구성하는 경우에는 시스템 설비 구축에 큰 비용이 발생하는 점을 고려하여 하나의 발전모듈(10)에 하나의 인버터(12)가 마련되되 연료전지 스택(11)은 2개 이상으로 포함될 수 있다.The plurality of
복수의 발전모듈(10)에 포함된 연료전지 스택(11)의 수는 시스템 설비 구축 비용 및 각각의 인버터(12)를 제어하는 제어기(20)의 제어 가능 범위과 각각의 발전모듈(10)에서 발전이 요구되는 전압 범위를 고려하여 적정한 수로 기설정될 수 있다. 개별 발전모듈(10)은 전체로써 제어되는 점에서 많은 개수의 연료전지 스택(11)이 포함되지는 않는 것이 바람직할 것이다.The number of fuel cell stacks 11 included in the plurality of
제어기(20)는, 복수의 발전모듈(10) 중 이상이 발생한 발전모듈(10)을 감지하고, 이상이 발생한 발전모듈(10)은 발전을 정지하도록 제어할 수 있다.The controller 20 may detect a
또한, 일 실시예로, 제어기(20)는, 복수의 발전모듈(10) 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 이상이 발생하지 않은 발전모듈(10)의 수 및 기설정된 기준시간으로 제산함으로써 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈(10)에서 발전이 요구되는 전력으로 산출할 수 있다.In addition, in one embodiment, the controller 20 determines the target power generation amount required for a preset reference time in all of the plurality of
또한, 다른 실시예로, 제어기(20)는, 이상이 발생한 발전모듈(10)의 회복이 완료될 때까지 이상이 발생한 발전모듈(10)에서 발전이 요구되는 전력을 이상이 발생한 발전모듈(10)의 발전을 정지한 정지시간 동안 적분하여 필요 발전량을 산출하고, 이상이 발생한 발전모듈(10)의 회복이 완료되면 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 전체의 발전모듈(10)에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈(10) 전체의 수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈(10)에서 발전이 요구되는 전력을 산출할 수 있다.In addition, in another embodiment, the controller 20 transfers the power required to be generated from the
구체적인 제어기(20)의 제어는 아래의 제어방법에서 상세하게 설명한다.Control of the specific controller 20 is explained in detail in the control method below.
도 2 내지 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 연료전지의 발전전력 제어방법의 순서도이다.2 to 4 are flowcharts of a method for controlling generated power of a fuel cell according to various embodiments of the present invention.
도 2 내지 4를 참조하면, 연료전지의 발전전력 제어방법은 전력을 발전하는 연료전지 스택 및 연료전지 스택과 연결되어 연료전지 스택의 전력을 외부로 공급하는 인버터를 포함한 복수의 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 기반으로 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계(S300); 및 산출한 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 각각의 발전모듈을 제어하는 단계(S400);를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 4, the method of controlling the generated power of the fuel cell is based on all of the plurality of power generation modules, including the fuel cell stack that generates power and the inverter that is connected to the fuel cell stack and supplies the power of the fuel cell stack to the outside. Calculating the power required to be generated from each power generation module based on the target power generation amount required during a set reference time (S300); And it may include a step (S400) of controlling each power generation module with the calculated power required to be generated from each power generation module.
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계(S300)에서는, 복수의 발전모듈 전체에서 전력 발전이 가능한 경우에는 일 실시예로 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 기설정된 기준시간 및 발전모듈의 전체 개수로 제산할 수 있다(S310).In the step of calculating the power required for generation in each power generation module (S300), if power generation is possible in all of the plurality of power generation modules, in one embodiment, the target power generation amount required during the preset reference time is set to the preset reference time and It can be divided by the total number of power generation modules (S310).
예를 들어, 전체 10개의 발전모듈을 포함한 시스템의 경우 1일(24h) 동안 목표 발전량이 2400[kWh]라면, 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력은 10[kW]로 산출할 수 있다.For example, in the case of a system including a total of 10 power generation modules, if the target power generation amount for one day (24h) is 2400 [kWh], the power required to be generated from each power generation module can be calculated as 10 [kW].
각각의 발전모듈을 제어하는 단계(S400)에서는, 제어기가 공기블로워 또는 공기공급밸브 등을 제어함으로써 발전모듈에 포함된 연료전지 스택의 발전 전력을 제어할 수 있다.In the step of controlling each power generation module (S400), the controller can control the generated power of the fuel cell stack included in the power generation module by controlling the air blower or the air supply valve.
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계 이전에, 복수의 발전모듈 중 이상이 발생한 발전모듈을 감지하는 단계(S100);를 더 포함하고, 각각의 발전모듈을 제어하는 단계(S400)에서는, 이상이 발생한 발전모듈은 발전을 정지하도록 제어할 수 있다.Before the step of calculating the power required for power generation in each power generation module, it further includes a step of detecting a power generation module in which an abnormality occurs among the plurality of power generation modules (S100), and a step of controlling each power generation module (S400) ), the power generation module in which an error occurred can be controlled to stop power generation.
복수의 발전모듈 중 이상이 발생한 발전모듈을 감지하는 단계(S100)에서는, 복수의 발전모듈 중 이상이 발생한 발전모듈을 감지할 수 있다. 제어기는 이상이 발생한 발전모듈에 정비를 유도하도록 경고등 또는 사이렌을 발생시키거나 고장 데이터를 기록할 수 있다.In the step (S100) of detecting a power generation module in which an abnormality has occurred among the plurality of power generation modules, the power generation module in which an abnormality has occurred can be detected among the plurality of power generation modules. The controller can generate a warning light or siren or record failure data to encourage maintenance of a faulty power generation module.
예를 들어, 각각의 발전모듈에 포함된 인버터로 공급된 전력의 I-V 커브를 이용하여 연료전지 스택의 열화를 판단할 수 있다. 연료전지 스택의 열화는 플러딩 또는 드라이아웃을 포함한 가역적 열화 또는 비가역적 열화일 수 있다.For example, deterioration of the fuel cell stack can be determined using the I-V curve of the power supplied to the inverter included in each power generation module. Deterioration of the fuel cell stack may be reversible or irreversible, including flooding or dryout.
또한, 각각의 발전모듈에 수소 또는 공기를 공급하는 수소공급장치 또는 공기공급장치 등에 문제가 발생한 경우도 포함될 수 있다. 즉, 각각의 발전모듈이 정상적으로 전력을 발전하지 못하고, 정비가 요구되는 상황이 모두 포함될 수 있다.In addition, cases where a problem occurs in a hydrogen supply device or an air supply device that supplies hydrogen or air to each power generation module may also be included. In other words, situations in which each power generation module fails to generate power normally and maintenance is required may be included.
각각의 발전모듈을 제어하는 단계(S400)에서는, 이상이 발생한 발전모듈은 발전을 정지하도록 제어할 수 있다. 즉, 이상이 발생한 발전모듈은 정비를 위하여 연료전지 스택으로의 수소 공급 및 공기 공급을 차단하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 조기에 발전모듈을 정지시킴으로써 시스템의 내구성이 향상되는 효과를 갖는다.In the step of controlling each power generation module (S400), the power generation module in which an abnormality occurs can be controlled to stop power generation. In other words, a power generation module in which an abnormality has occurred can be controlled to block the supply of hydrogen and air to the fuel cell stack for maintenance. Accordingly, the durability of the system is improved by stopping the power generation module early.
도 2에 도시한 것과 같이, 일 실시예로 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계(S310)에서는, 복수의 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 이상이 발생하지 않은 발전모듈의 개수 및 기설정된 기준시간으로 제산함으로써 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 산출할 수 있다.As shown in FIG. 2, in one embodiment, in the step (S310) of calculating the power required to be generated in each power generation module, an abnormality occurs in the target power generation amount required for a preset reference time in all of the plurality of power generation modules. By dividing by the number of power generation modules that are not functioning and the preset standard time, the power required to be generated from each power generation module that does not have a problem can be calculated.
예를 들어, 전체 10개의 발전모듈을 포함한 시스템에서 3개의 발전모듈에 이상이 발생한 경우 1일(24h) 동안 목표 발전량이 2400[kWh]라면, 2400[kWh]를 10개에서 3개를 제외한 7개 및 24[h]으로 제산하여 약 14.3[kW]를 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 산출할 수 있다.For example, in a system containing a total of 10 power generation modules, if a problem occurs in 3 power generation modules, and the target power generation amount for 1 day (24h) is 2400 [kWh], 2400 [kWh] is divided from 10 to 7 excluding 3. By dividing by 24[h] and 24[h], approximately 14.3[kW] can be calculated as the power required to be generated from each power generation module without any abnormalities.
이에 따라, 이상이 발생한 발전모듈에서 발전해야 하는 전력을 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈들이 균등하게 분배함으로써 전체 발전모듈에서 발전하는 전력을 유지시키면서 특정한 발전모듈의 과부하를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.Accordingly, the power that should be generated from the power generation module in which a problem occurred is equally distributed to each power generation module that does not have a problem, thereby maintaining the power generated by all power generation modules and preventing overload of a specific power generation module. have
도 3에 도시한 것과 같이, 다른 실시예로 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계(S300)는, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료될 때까지 이상이 발생한 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 이상이 발생한 발전모듈의 발전을 정지한 정지시간 동안 적분하여 필요 발전량을 산출하는 단계(S320); 및 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료되면, 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈의 전체 개수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계(S330);를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, in another embodiment, the step (S300) of calculating the power required for power generation in each power generation module is to generate power in the power generation module in which the fault occurred until recovery of the power generation module in which the fault occurred is completed. Calculating the required amount of power generation by integrating this required power during the stop time when power generation of the power generation module in which an abnormality occurs is stopped (S320); And when the recovery of the faulty power generation module is completed, the required power generation amount calculated by integrating the power required to be generated from each power generation module during the preset recovery time longer than the stop time is added to the total number of power generation modules. It may include a step (S330) of calculating the power required to be generated by each power generation module by dividing the divided recovery power generation amount by the preset recovery time.
특히, 필요 발전량을 산출하는 단계(S320)에서, 이상이 발생한 발전모듈은 발전을 정지하되, 이상이 발생하지 않은 발전모듈은 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료될 때까지 발전모듈에 이상이 발생하기 전과 마찬가지로 목표 발전량에 따라 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 발전전력을 제어할 수 있다. In particular, in the step of calculating the required power generation amount (S320), the power generation module in which an abnormality occurred stops power generation, but in the power generation module in which an abnormality has not occurred, an abnormality occurs in the power generation module until recovery of the power generation module in which the abnormality has occurred is completed. As before, the generated power can be controlled to the power required to be generated from each power generation module according to the target power generation amount.
이후에, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료되면 이상이 발생하지 않은 발전모듈 및 회복이 완료된 발전모듈은 모두 기본 발전량에 필요 발전량을 합산한 회복 발전량에 따라 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 발전전력을 제어할 수 있다. Afterwards, when the recovery of the power generation module in which an abnormality occurred is completed, the power generation modules in which no abnormality occurred and the power generation modules for which recovery has been completed all recover the power required to be generated from each power generation module according to the recovery power generation amount obtained by adding the required power generation amount to the basic power generation amount. You can control the generated power.
구체적으로, 필요 발전량을 산출하는 단계(S320)에서는 이상을 감지한 시점부터 회복이 완료된 시점까지인 정지시간 동안 이상이 발생한 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분하여 필요 발전량을 산출할 수 있다.Specifically, in the step of calculating the required power generation (S320), the required power generation can be calculated by integrating the power required to be generated from the power generation module in which the abnormality occurred during the stop time from the time the abnormality was detected to the time recovery was completed.
예를 들어, 10[kW]를 발전해야 하는 발전모듈이 5일 동안 발전을 정지한 경우, 1200[kWh]의 발전량이 부족하고, 이상이 발생하여 발전을 정지한 발전모듈이 2개라면 2400[kWh]를 필요 발전량으로 산출할 수 있다.For example, if a power generation module that is supposed to generate 10 [kW] stopped generating power for 5 days, the power generation amount of 1200 [kWh] is insufficient, and if there are two power generation modules that stopped power generation due to an abnormality, the power generation amount is 2400 [kWh]. kWh] can be calculated as the required power generation.
또한, 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계(S330)에서는, 필요 발전량을 반영한 회복 발전량으로 회복시간 동안 필요 발전량을 보충할 수 있다. 구체적으로, 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 전체의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈의 전체 개수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출할 수 있다. 회복시간은 정지시간보다 긴 일주일 또는 1개월 등으로 기설정될 수 있다. Additionally, in the step of calculating the power required to be generated in each power generation module (S330), the required power generation amount can be supplemented during the recovery time with the recovery power generation amount reflecting the required power generation amount. Specifically, during the preset recovery time longer than the stop time, the recovery power generation amount calculated by adding the basic power generation amount calculated by integrating the power required to be generated from all power generation modules and dividing it by the total number of power generation modules is restored to the preset recovery power amount. By dividing by time, the power required to be generated from each power generation module can be calculated. The recovery time can be preset to be longer than the downtime, such as a week or a month.
예를 들어, 전체 10개의 발전모듈을 포함한 시스템의 1개월 목표 발전량이 72000[kWh]이고, 이 중에서 3개의 발전모듈에 이상이 발생하여 정지시간이 5일이었다면, 필요 발전량은 3600[kWh]로 산출될 수 있다.For example, if the monthly target power generation of a system including 10 power generation modules is 72,000 [kWh], and 3 of these power generation modules malfunctioned and the downtime was 5 days, the required power generation amount is 3,600 [kWh]. can be calculated.
또한, 회복시간은 1개월로 기설정된 경우, 전체의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량은 72000[kWh]이고, 필요 발전량인 3600[kWh]를 합산하여 발전모듈의 전체 개수인 10으로 제산하면 회복 발전량은 7560[kWh]가 되며, 이를 다시 기설정된 회복시간으로 제산하면, 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력은 10.5[kWh]로 산출된다. 이에 따라, 필요 발전량을 장시간 동안 회복하도록 제어하여 각각의 발전모듈에서 발전용량의 부하에 큰 부담없이 전력을 발전할 수 있어 내구성 확보 등의 효과를 갖는다.In addition, when the recovery time is preset to 1 month, the basic power generation amount that integrates the power required for power generation from all power generation modules is 72000 [kWh], and the required power generation amount of 3600 [kWh] is added to obtain the total number of power generation modules. If divided by 10, the recovery power generation amount becomes 7560 [kWh], and if this is divided again by the preset recovery time, the power required to be generated from each power generation module is calculated as 10.5 [kWh]. Accordingly, by controlling the necessary power generation amount to be recovered over a long period of time, each power generation module can generate power without a large burden on the power generation capacity load, thereby securing durability.
도 4에 도시한 것과 같이, 또 다른 실시예로 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계(S300)에서는, 이상이 발생한 발전모듈이 기설정된 개수(N) 미만이면(S200), 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 이상이 발생하지 않은 발전모듈의 개수 및 기설정된 기준시간으로 제산함으로써 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 산출하고(S310), 이상이 발생한 발전모듈이 기설정된 개수 이상이면(S200), 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료될 때까지 이상이 발생한 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 이상이 발생한 발전모듈의 발전을 정지한 정지시간 동안 적분하여 필요 발전량을 산출하고(S320), 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료되면, 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 전체의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈의 전체 개수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출할 수 있다(S330).As shown in FIG. 4, in another embodiment, in the step of calculating the power required for generation in each power generation module (S300), if the number of power generation modules in which an error occurred is less than the preset number (N) (S200), The target power generation required for the preset standard time across all power generation modules is divided by the number of power generation modules in which no abnormalities occur and the preset standard time to calculate the power required to be generated from each power generation module in which no abnormalities occur ( S310), if the number of power generation modules in which an error occurred is greater than the preset number (S200), the power required to be generated from the power generation module in which the problem occurred is stopped until recovery of the power generation module in which the problem occurred is completed. The required power generation amount is calculated by integrating during the stop time (S320), and when the recovery of the faulty power generation module is completed, the basic power required to be generated from all power generation modules is integrated during the preset recovery time longer than the stop time. The power required to be generated from each power generation module can be calculated by adding the required power generation amount calculated to the power generation amount and dividing the recovery power generation amount by the total number of power generation modules by the preset recovery time (S330).
발전모듈의 기설정된 개수(N)는 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량, 발전모듈의 전체 개수 및 발전모듈의 발전성능 등을 고려하여 기설정될 수 있다. 특히, 이상이 발생한 발전모듈이 증가함에 따라 이상이 발생하지 않은 발전모듈의 발전이 요구되는 전력이 발전모듈의 발전성능을 초과하지 않도록 적절하게 기설정될 수 있다.The preset number (N) of power generation modules may be preset in consideration of the target power generation required for a preset reference time across all power generation modules, the total number of power generation modules, and the power generation performance of the power generation modules. In particular, as the number of power generation modules in which a problem occurs increases, the power required to be generated by a power generation module in which a problem does not occur can be appropriately preset so as not to exceed the power generation performance of the power generation module.
이상이 발생한 발전모듈이 기설정된 개수(N) 이상이면, 이상이 발생하지 않은 발전모듈에서 바로 보충하기 어려운 정도로 판단하여 발전모듈의 회복이 완료된 이후에 회복 발전량을 기반으로 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출할 수 있다. 이에 따라, 이상이 발생한 발전모듈이 상대적으로 큰 비율을 차지하는 경우에는 이상이 발생하지 않은 발전 모듈에서 감당하기 어려운 큰 전력을 발전하도록 제어되는 상황을 방지하는 효과를 갖는다.If the number of power generation modules in which an abnormality occurred is more than the preset number (N), it is judged that it is difficult to immediately supplement from power generation modules in which no abnormality occurred, and after recovery of the power generation module is completed, power generation is resumed from each power generation module based on the recovery power generation amount. The required power can be calculated. Accordingly, in the case where a faulty power generation module occupies a relatively large proportion, it has the effect of preventing a situation in which power generation modules without a fault are controlled to generate a large amount of power that is difficult to handle.
추가로, 이상이 발생한 발전모듈이 기설정된 개수 이상이면, 여기서 이상이 발생하지 않은 발전모듈에서는 기설정된 최대 전력을 발전하도록 제어할 수 있고, 이를 회복 발전량 산출시 반영할 수 있다. 이에 따라, 회복 발전량을 감소시키고 회복 발전에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.Additionally, if the number of power generation modules in which an error occurred is more than a preset number, the power generation modules in which an error did not occur can be controlled to generate the preset maximum power, and this can be reflected when calculating the recovery power generation. Accordingly, it has the effect of reducing the amount of recovery power generation and reducing the time required for recovery power generation.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments, it is known in the art that various improvements and changes can be made to the present invention without departing from the technical spirit of the present invention as provided by the following claims. This will be self-evident to those with ordinary knowledge.
10 : 발전모듈 11 : 연료전지 스택
12 : 인버터 20 : 제어기
30 : 수배전반10: Power generation module 11: Fuel cell stack
12: inverter 20: controller
30: Distribution board
Claims (10)
기설정된 기준시간 동안 복수의 발전모듈 전체에서 요구되는 목표 발전량을 기반으로 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하고, 각각의 발전모듈의 발전전력을 제어하는 제어기;를 포함하며,
제어기는, 복수의 발전모듈 중 이상이 발생한 발전모듈을 감지하고, 이상이 발생한 발전모듈은 발전을 정지하도록 제어하고
제어기는, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료될 때까지 이상이 발생한 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 이상이 발생한 발전모듈의 발전을 정지한 정지시간 동안 적분하여 필요 발전량을 산출하고,
이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료되면, 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 전체의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈의 전체 개수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 발전전력 제어시스템.A plurality of power generation modules including a fuel cell stack that generates power and an inverter connected to the fuel cell stack to externally supply power from the fuel cell stack; and
It includes a controller that calculates the power required to be generated in each power generation module based on the target power generation amount required by all of the plurality of power generation modules during a preset reference time and controls the power generation of each power generation module,
The controller detects the power generation module in which an abnormality occurred among a plurality of power generation modules, and controls the power generation module in which the abnormality occurred to stop power generation.
The controller calculates the required amount of power generation by integrating the power required to be generated from the faulty power generation module during the stop time during which power generation of the faulty power generation module was stopped until recovery of the faulty power generation module is completed,
When the recovery of the faulty power generation module is completed, the required power generation calculated by adding the basic power generation amount calculated by integrating the power required to be generated from all power generation modules during the preset recovery time longer than the stop time is divided by the total number of power generation modules. A fuel cell power generation control system characterized by calculating the power required to be generated in each power generation module by dividing the recovered power generation amount by the preset recovery time.
복수의 발전모듈에는, 복수의 연료전지 스택이 각각 포함되고, 복수의 연료전지 스택은 직렬로 인버터에 연결된 것을 특징으로 하는 연료전지의 발전전력 제어시스템.In claim 1,
A power generation power control system for a fuel cell, wherein the plurality of power generation modules each include a plurality of fuel cell stacks, and the plurality of fuel cell stacks are connected in series to an inverter.
제어기는, 복수의 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 이상이 발생하지 않은 발전모듈의 개수 및 기설정된 기준시간으로 제산함으로써 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 산출하는 연료전지의 발전전력 제어시스템.In claim 1,
The controller divides the target power generation required for a preset reference time across a plurality of power generation modules by the number of power generation modules without an abnormality and the preset reference time to determine the amount of power generation required from each power generation module without an abnormality. A fuel cell power control system that calculates power.
산출한 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 각각의 발전모듈을 제어하는 단계;를 포함하며,
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계 이전에, 복수의 발전모듈 중 이상이 발생한 발전모듈을 감지하는 단계;를 더 포함하고,
각각의 발전모듈을 제어하는 단계에서는, 이상이 발생한 발전모듈은 발전을 정지하도록 제어하며,
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계는,
이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료될 때까지 이상이 발생한 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 이상이 발생한 발전모듈의 발전을 정지한 정지시간 동안 적분하여 필요 발전량을 산출하는 단계; 및
이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료되면, 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 전체의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈의 전체 개수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 발전전력 제어방법.Each power generation module is based on the target power generation required during a preset standard time across multiple power generation modules, including a fuel cell stack that generates power and an inverter that is connected to the fuel cell stack and supplies power from the fuel cell stack to the outside. Calculating power required for generation; and
It includes the step of controlling each power generation module with the power required to be generated from each power generation module calculated,
Before calculating the power required for power generation in each power generation module, it further includes the step of detecting a power generation module in which an abnormality has occurred among the plurality of power generation modules,
In the step of controlling each power generation module, the power generation module in which an abnormality occurs is controlled to stop power generation,
The step of calculating the power required for generation from each power generation module is:
Calculating the required amount of power generation by integrating the power required to be generated from the faulty power generation module during the stop time during which power generation of the faulty power generation module is stopped until recovery of the faulty power generation module is completed; and
When the recovery of the faulty power generation module is completed, the required power generation calculated by adding the basic power generation amount calculated by integrating the power required to be generated from all power generation modules during the preset recovery time longer than the stop time is divided by the total number of power generation modules. A method for controlling the generated power of a fuel cell, comprising calculating the power required to be generated by each power generation module by dividing the recovered power generation amount by the preset recovery time.
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계에서는,
복수의 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 이상이 발생하지 않은 발전모듈의 개수 및 기설정된 기준시간으로 제산함으로써 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 발전전력 제어방법.In claim 6,
In the step of calculating the power required for generation from each power generation module,
Calculate the power required to be generated from each power generation module without an abnormality by dividing the target power generation amount required during the preset standard time from all of the plurality of power generation modules by the number of power generation modules without an abnormality and the preset standard time. A method of controlling the generated power of a fuel cell, characterized in that.
각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 단계에서는,
이상이 발생한 발전모듈이 기설정된 개수 미만이면, 발전모듈 전체에서 기설정된 기준시간 동안 요구되는 목표 발전량을 이상이 발생하지 않은 발전모듈의 개수 및 기설정된 기준시간으로 제산함으로써 이상이 발생하지 않은 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력으로 산출하고,
이상이 발생한 발전모듈이 기설정된 개수 이상이면, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료될 때까지 이상이 발생한 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 이상이 발생한 발전모듈의 발전을 정지한 정지시간 동안 적분하여 필요 발전량을 산출하고, 이상이 발생한 발전모듈의 회복이 완료되면, 정지시간보다 길게 기설정된 회복시간 동안 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 적분한 기본 발전량에 산출한 필요 발전량을 합산하여 발전모듈의 전체 개수로 제산한 회복 발전량을 다시 기설정된 회복시간으로 제산하여 각각의 발전모듈에서 발전이 요구되는 전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 연료전지의 발전전력 제어방법.In claim 6,
In the step of calculating the power required for generation from each power generation module,
If the number of power generation modules in which an abnormality occurred is less than the preset number, the target power generation required for the preset standard time for all power generation modules is divided by the number of power generation modules in which an abnormality did not occur and the preset standard time, so that each power generation module in which an abnormality did not occur is divided by the preset standard time. Calculate the power required to be generated from the power generation module,
If the number of power generation modules in which an error occurred is more than the preset number, the power required to be generated by the power generation module in which the error occurred is integrated during the stop time when the power generation of the power generation module in which the error occurred was stopped until recovery of the power generation module in which the error occurred is completed. The required power generation amount is calculated, and when the recovery of the faulty power generation module is completed, the calculated required power generation amount is added to the basic power generation amount obtained by integrating the power required to be generated from each power generation module during the preset recovery time longer than the stop time. A method of controlling the generated power of a fuel cell, characterized in that the amount of recovered power divided by the total number of power generation modules is divided by a preset recovery time to calculate the power required to be generated by each power generation module.
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