JP2007242528A - Fuel cell cogeneration system - Google Patents
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Abstract
【課題】系統側が停電すると、連系運転を実行することができないため、燃料電池自体の劣化に繋がる。
【解決手段】燃料電池2Bと、第一系統3と、一般負荷4と、燃料電池からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を一般負荷に供給するパワコン装置2Cと、第一系統からの電力で燃料電池の稼動に必要な動作を実行する補機2Aとを有し、パワコン装置は、燃料電池及び第一系統間の連系運転を実行する燃料電池コージェネレーションシステム1であって、第二系統5と、第一系統側の停電を検出すると、第一系統から第二系統に切替えて、第二系統から補機に交流電力を供給し、補機への電力供給に応じて、燃料電池及び第二系統間の連系運転を開始することで余剰電力配分制御動作を実行可能にしたコントローラ6とを有している。
【選択図】図1
When a power failure occurs on the grid side, the interconnection operation cannot be executed, which leads to deterioration of the fuel cell itself.
A fuel cell 2B, a first system 3, a general load 4, a power converter device 2C for converting DC power from the fuel cell into AC power, and supplying the AC power to the general load, and a first system An auxiliary machine 2A that executes an operation necessary for the operation of the fuel cell with the electric power from the fuel cell, and the power control device is a fuel cell cogeneration system 1 that executes a linked operation between the fuel cell and the first system. When a power failure is detected on the second system 5 and the first system side, the first system is switched to the second system, AC power is supplied from the second system to the auxiliary machine, and the power supply to the auxiliary machine is performed. And a controller 6 that enables the surplus power distribution control operation to be executed by starting the interconnection operation between the fuel cell and the second system.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、例えば燃料電池の稼動に必要な改質器等の補機を使用する燃料電池コージェネレーションシステムに関する。 The present invention relates to a fuel cell cogeneration system using auxiliary equipment such as a reformer necessary for operation of a fuel cell, for example.
従来、このような燃料電池コージェネレーションシステムとしては、商用電源等の系統と、系統からの電力供給で、例えば天然ガスや灯油等の燃料を改質して水素を抽出する改質器等の補機と、この水素と空気中の酸素とを反応させることで直流電力を発電する燃料電池と、燃料電池及び系統間に配置された、例えば家電機器等の一般負荷と、燃料電池からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ装置(以下、単にパワコン装置と称する)とを有し、パワコン装置は、燃料電池及び系統間の連系運転を実行して、一般負荷に電力供給している。 Conventionally, such a fuel cell cogeneration system includes a system such as a commercial power supply and a power supply from the system, for example, a reformer such as a reformer that extracts hydrogen by reforming a fuel such as natural gas or kerosene. A fuel cell that generates direct-current power by reacting this hydrogen with oxygen in the air, a general load, such as a home appliance, disposed between the fuel cell and the system, and direct-current power from the fuel cell And a power conditioner device (hereinafter simply referred to as a power conditioner device) that converts the power into AC power, and the power conditioner device performs an interconnection operation between the fuel cell and the system to supply power to a general load. .
また、パワコン装置は、燃料電池及び系統間の連系運転中においては、一般負荷の負荷量が減少したとしても、燃料電池の出力量を変動させることなく、その余剰電力をダミー負荷に供給する余剰電力配分制御動作を実行することができ、この余剰電力配分制御動作を実行することで急激な出力変動に伴う燃料電池自体の劣化を確実に防止することができるものである。 Further, during the interconnection operation between the fuel cell and the system, the power conditioner device supplies the surplus power to the dummy load without changing the output amount of the fuel cell even if the load amount of the general load decreases. The surplus power distribution control operation can be executed. By executing this surplus power distribution control operation, it is possible to reliably prevent the fuel cell itself from being deteriorated due to a sudden output fluctuation.
しかしながら、このような燃料電池コージェネレーションシステムによれば、系統側で停電が発生すると、系統から補機への電力供給がなくなるため、補機の稼動が停止し、その結果、燃料電池の発電動作が停止してしまうことになる。 However, according to such a fuel cell cogeneration system, when a power failure occurs on the grid side, the power supply from the grid to the auxiliary equipment is lost, so the operation of the auxiliary equipment is stopped, and as a result, the power generation operation of the fuel cell Will stop.
そこで、従来の燃料電池コージェネレーションシステムにおいては、無停電電源を予め準備しておき、系統側の停電を検出すると、無停電電源から補機に電力を供給するようにしたので、系統側が停電したとしても、補機の稼動が停止することはなく、燃料電池の発電動作を継続することができるものである(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1の燃料電池コージェネレーションシステムによれば、系統側の停電を検出すると、無停電電源から補機に電力を供給するようにしたが、系統が停電状態であることから、パワコン装置では連系運転から自立運転に移行してしまうことになる。その結果、パワコン装置では、自立運転に移行すると、余剰電力配分制御動作を実行することができないことから、一般負荷の負荷量に追従した出力となり、このような急激な出力変動で燃料電池自体が劣化してしまうことが考えられる。 However, according to the fuel cell cogeneration system of Patent Document 1 described above, when a power failure on the system side is detected, power is supplied from the uninterruptible power supply to the auxiliary machine. In the device, the system shifts from the grid operation to the independent operation. As a result, when the power conditioner device shifts to the self-sustained operation, the surplus power distribution control operation cannot be executed, so that the output follows the load amount of the general load. It may be deteriorated.
そこで、本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、系統側で停電が発生したとしても、連系運転を行うことで余剰電力配分制御動作を実行可能にし、その結果、急激な出力変動を防止することで燃料電池自体の劣化を確実に防止することができる燃料電池コージェネレーションシステムを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and the purpose of the present invention is to enable the surplus power distribution control operation to be executed by performing the grid operation even if a power failure occurs on the system side, As a result, it is an object of the present invention to provide a fuel cell cogeneration system that can reliably prevent deterioration of the fuel cell itself by preventing sudden output fluctuations.
上記目的を達成するために本発明の燃料電池コージェネレーションシステムは、直流電力を発電する燃料電池と、商用電源で構成する第一系統と、前記燃料電池及び前記第一系統間に配置された一般負荷と、前記燃料電池からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を前記一般負荷に供給するパワーコンディショナ装置と、前記第一系統からの電力供給で前記燃料電池の稼動に必要な動作を実行する補機とを有し、前記パワーコンディショナ装置は、前記燃料電池及び前記第一系統間の連系運転を実行することで余剰電力配分制御動作を実行可能にする燃料電池コージェネレーションシステムであって、前記第一系統側の停電を検出する停電検出手段と、前記第一系統とは異なる電源で構成する第二系統と、前記停電検出手段にて前記第一系統側の停電を検出すると、前記第一系統から前記第二系統に切替えて、前記第二系統から前記補機に交流電力を供給し、前記補機への電力供給に応じて、前記燃料電池及び前記第二系統間の連系運転を開始することで前記余剰電力配分制御動作を実行可能にした制御手段とを有するようにした。 In order to achieve the above object, a fuel cell cogeneration system according to the present invention includes a fuel cell that generates direct-current power, a first system constituted by a commercial power source, and a general arrangement disposed between the fuel cell and the first system. A load and a power conditioner device that converts direct current power from the fuel cell into alternating current power and supplies the alternating current power to the general load, and power supply from the first system are necessary for operation of the fuel cell. An auxiliary machine that executes an operation, and the power conditioner device performs a surplus power distribution control operation by executing an interconnection operation between the fuel cell and the first system. In the system, the power failure detection means for detecting a power failure on the first system side, the second system configured by a power source different from the first system, and the power failure detection means When a power failure on one system side is detected, the first system is switched to the second system, AC power is supplied from the second system to the auxiliary machine, and the fuel is supplied according to the power supply to the auxiliary machine. And a control unit that enables the surplus power distribution control operation to be executed by starting the interconnection operation between the battery and the second system.
従って、本発明の燃料電池コージェネレーションシステムによれば、系統側の停電を検出すると、前記第一系統から前記第二系統に切替えて、前記第二系統から前記補機に電力を供給し、前記補機への電力供給に応じて、前記燃料電池及び前記第二系統間の連系運転を開始することで前記余剰電力配分制御動作を実行可能にしたので、系統側で停電が発生したとしても、連系運転を行うことで余剰電力配分制御動作を実行可能にし、その結果、急激な出力変動を防止することで燃料電池自体の劣化を確実に防止することができる。 Therefore, according to the fuel cell cogeneration system of the present invention, when a power failure on the system side is detected, the first system is switched to the second system, power is supplied from the second system to the auxiliary machine, Since the surplus power distribution control operation can be executed by starting the interconnection operation between the fuel cell and the second system according to the power supply to the auxiliary machine, even if a power failure occurs on the system side The surplus power distribution control operation can be executed by performing the grid operation, and as a result, it is possible to surely prevent the fuel cell itself from deteriorating by preventing a sudden output fluctuation.
また、本発明の燃料電池コージェネレーションシステムは、前記第二系統が、直流電力を蓄電した蓄電池と、前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第二系統側パワーコンディショナ装置とを有し、前記制御手段からの指示に基づき、前記蓄電池及び前記第二系統側パワーコンディショナ装置を起動して、前記第二系統側パワーコンディショナ装置から交流電力を前記補機に供給するようにした。 In the fuel cell cogeneration system of the present invention, the second system includes a storage battery that stores DC power, and a second system-side power conditioner device that converts DC power from the storage battery into AC power. Based on an instruction from the control means, the storage battery and the second system-side power conditioner device are activated, and AC power is supplied from the second system-side power conditioner device to the auxiliary machine.
従って、本発明の燃料電池コージェネレーションシステムによれば、第二系統側では、制御手段からの指示に基づき起動し、第二系統側パワーコンディショナ装置から交流電力を補機に供給するようにしたので、系統側で停電が発生したとしても、補機の稼動を継続し、その結果、燃料電池の発電動作を継続することができる。 Therefore, according to the fuel cell cogeneration system of the present invention, the second system side is started based on an instruction from the control means, and AC power is supplied to the auxiliary machine from the second system side power conditioner device. Therefore, even if a power failure occurs on the system side, the operation of the auxiliary machine can be continued, and as a result, the power generation operation of the fuel cell can be continued.
また、本発明の燃料電池コージェネレーションシステムは、前記第一系統側の停電復旧を検出する停電復旧検出手段を有し、前記制御手段は、前記停電復旧検出手段にて前記第一系統側の停電復旧を検出すると、前記第二系統から前記第一系統に切替えて、前記第一系統から前記補機に交流電力を供給し、前記補機への電力供給に応じて、前記燃料電池及び前記第一系統間の連系運転を再開することで前記余剰電力配分制御動作を実行可能にした。 Further, the fuel cell cogeneration system of the present invention has a power failure recovery detecting means for detecting power failure recovery on the first system side, and the control means is a power failure on the first system side by the power failure recovery detection means. When the recovery is detected, the second system is switched to the first system, AC power is supplied from the first system to the auxiliary equipment, and the fuel cell and the first power supply are supplied according to the power supply to the auxiliary equipment. The surplus power distribution control operation can be executed by restarting the interconnection operation between one system.
従って、本発明の燃料電池コージェネレーションシステムによれば、前記停電復旧検出手段にて前記第一系統側の停電復旧を検出すると、前記第二系統から前記第一系統に切替えて、前記第一系統から前記補機に交流電力を供給し、前記補機への電力供給に応じて、前記燃料電池及び前記第一系統間の連系運転を再開することで前記余剰電力配分制御動作を実行可能にしたので、第一系統側が停電復旧した場合、燃料電池及び第一系統間の連系運転を再開して余剰電力配分制御動作を実行可能にすることができる。 Therefore, according to the fuel cell cogeneration system of the present invention, when the power failure recovery on the first system side is detected by the power failure recovery detection means, the first system is switched from the second system to the first system. The surplus power distribution control operation can be executed by supplying AC power to the auxiliary machine and restarting the interconnection operation between the fuel cell and the first system according to the power supply to the auxiliary machine. Therefore, when the first system side recovers from the power failure, it is possible to resume the interconnection operation between the fuel cell and the first system and execute the surplus power distribution control operation.
また、本発明の燃料電池コージェネレーションシステムは、前記パワーコンディショナ装置及び前記第一系統間を電気的に接続する切替手段を配置し、前記制御手段は、前記停電検出手段にて前記第一系統側の停電を検出すると、前記パワーコンディショナ装置及び前記第一系統間の電気的接続を遮断すべく、前記切替手段を制御するようにした。 Further, the fuel cell cogeneration system of the present invention includes a switching means for electrically connecting the power conditioner device and the first system, and the control means is configured to detect the first system by the power failure detection means. When the power failure on the side is detected, the switching means is controlled to cut off the electrical connection between the power conditioner device and the first system.
従って、本発明の燃料電池コージェネレーションシステムによれば、前記停電検出手段にて前記第一系統側の停電を検出すると、前記パワーコンディショナ装置及び前記第一系統間の電気的接続を遮断すべく、前記切替手段を制御するようにしたので、第一系統側の停電復旧に伴う過電圧保護を図ることができる。 Therefore, according to the fuel cell cogeneration system of the present invention, when a power failure on the first system side is detected by the power failure detection means, the electrical connection between the power conditioner device and the first system should be interrupted. Since the switching means is controlled, it is possible to achieve overvoltage protection accompanying the restoration of the power failure on the first system side.
上記のように構成された本発明の燃料電池コージェネレーションシステムによれば、系統側の停電を検出すると、前記第一系統から前記第二系統に切替えて、前記第二系統から前記補機に電力を供給し、前記補機への電力供給に応じて、前記燃料電池及び前記第二系統間の連系運転を開始することで前記余剰電力配分制御動作を実行可能にしたので、系統側で停電が発生したとしても、連系運転を行うことで余剰電力配分制御動作を実行可能にし、その結果、急激な出力変動を防止することで燃料電池自体の劣化を確実に防止することができる。 According to the fuel cell cogeneration system of the present invention configured as described above, when a power failure on the system side is detected, the first system is switched to the second system, and power is supplied from the second system to the auxiliary machine. The surplus power distribution control operation can be executed by starting the interconnection operation between the fuel cell and the second system in response to the power supply to the auxiliary machine. Even if this occurs, it is possible to execute the surplus power distribution control operation by performing the interconnected operation, and as a result, it is possible to reliably prevent deterioration of the fuel cell itself by preventing sudden output fluctuations.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を示す燃料電池コージェネレーションシステムについて説明する。図1は本実施の形態を示す燃料電池コージェネレーションシステム内部の概略構成を示すブロック図である。 Hereinafter, a fuel cell cogeneration system showing an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration inside a fuel cell cogeneration system according to the present embodiment.
図1に示す燃料電池コージェネレーションシステム1は、燃料電池で電力を発電する燃料電池発電機2と、商用電源で構成する第一系統3と、燃料電池発電機2及び第一系統3間に配置された、例えば家電機器等の一般負荷4と、第一系統3の停電時に起動を開始する第二系統5と、燃料電池コージェネレーションシステム1全体を制御するコントローラ6とを有している。
A fuel cell cogeneration system 1 shown in FIG. 1 is arranged between a fuel cell generator 2 that generates electric power with a fuel cell, a first system 3 configured by a commercial power source, and the fuel cell generator 2 and the first system 3. For example, it has a
燃料電池発電機2は、第一系統3からの電力供給で、例えば天然ガスや灯油等の燃料を改質して水素を抽出する改質器等の補機2Aと、この水素と空気中の酸素とを反応させることで直流電力を発電する燃料電池2Bと、燃料電池2B及び第一系統3間に配置され、燃料電池2Bからの直流電力を交流電力に変換するパワコン装置2Cとを有し、パワコン装置2Cは、燃料電池2B及び第一系統3間の連系運転を実行して交流電力を一般負荷4に供給するものである。
The fuel cell generator 2 is supplied with electric power from the first system 3, and for example, an auxiliary device 2A such as a reformer for extracting hydrogen by reforming a fuel such as natural gas or kerosene, and the hydrogen and air
また、第二系統5は、直流電力を蓄積した第二系統側バッテリ5Aと、第二系統側バッテリ5Aからの直流電力を交流電力に変換出力する第二系統側パワコン装置5Bとを有している。
The
また、コントローラ6は、通信ライン6Aを通じて燃料電池発電機2及び第二系統5と通信し、これら燃料電池発電機2及び第二系統5を制御するものである。
The
また、燃料電池コージェネレーションシステム1では、パワコン装置2C及び一般負荷4間を電気的に接続する第1接点スイッチ7Aと、パワコン装置2C及び第二系統5間を電気的に接続する第2接点スイッチ7Bと、パワコン装置2C及び第一系統3間を電気的に接続する第3接点スイッチ7Cと、パワコン装置2C及びダミー負荷8間を電気的に接続する余剰電力配分制御用スイッチ9とを有し、コントローラ6は、第1接点スイッチ7A、第2接点スイッチ7B、第3接点スイッチ7C及び余剰電力配分制御用スイッチ9をON/OFF制御するものである。
In the fuel cell cogeneration system 1, the first contact switch 7 </ b> A that electrically connects the power converter device 2 </ b> C and the
また、コントローラ6は、例えば燃料電池2B及び第一系統3間の連系運転中においてパワコン装置2Cの出力電力が一般負荷4の消費電力を上回る場合、その余剰電力をダミー負荷8に電力供給すべく、余剰電力配分制御用スイッチ9をON制御するものである。
The
また、燃料電池発電機2内部のパワコン装置2Cは、燃料電池2B及び第一系統3間の連系運転中に第一系統3側の停電を監視する停電検出部21を備え、停電検出部21にて第一系統3側の停電を検出すると、通信ライン6Aを通じて停電検出信号をコントローラ6に通知するものである。
Moreover, the
さらに、コントローラ6は、停電検出信号を検出すると、第二系統5を起動させるべく、起動信号を第二系統5に出力すると共に、第一系統3の停電時に系統電圧を監視し、系統電圧を検知すると、第一系統3側の停電復旧であると判断して、通信ライン6Aを通じて第二系統5に停止信号を出力するものである。
Further, when detecting the power failure detection signal, the
尚、請求項記載の燃料電池コージェネレーションシステムは燃料電池コージェネレーションシステム1、燃料電池は燃料電池2B、第一系統は第一系統3、一般負荷は一般負荷4、パワーコンディショナ装置はパワコン装置2C、補機は補機2A、停電検出手段は停電検出部21及びコントローラ6、第二系統は第二系統5、制御手段はコントローラ6、蓄電池は第二系統側バッテリ5A、第二系統側パワーコンディショナ装置は第二系統側パワコン装置5B、停電復旧検出手段はコントローラ6、切替手段は第3接点スイッチ7Cに相当するものである。
The fuel cell cogeneration system is a fuel cell cogeneration system 1, a fuel cell is a
次に本実施の形態を示す燃料電池コージェネレーションシステム1の動作について説明する。図2は本実施の形態を示す燃料電池コージェネレーションシステム1の停電・復旧処理に関わるコントローラ6の処理動作を示すフローチャートである。
Next, operation | movement of the fuel cell cogeneration system 1 which shows this Embodiment is demonstrated. FIG. 2 is a flowchart showing the processing operation of the
図2に示す停電・復旧処理とは、燃料電池2B及び第一系統3間の連系運転中に第一系統3側の停電を検出すると、第二系統5から補機2Aに電力を供給して燃料電池2B及び第二系統5間の連系運転を開始すると共に、燃料電池2B及び第二系統5間の連系運転中に第一系統3側の停電復旧を検出すると、第一系統3から補機2Aへの電力供給を再開して燃料電池2B及び第一系統3間の連系運転を再開する処理である。
The power failure / recovery process shown in FIG. 2 is to supply power from the
図2においてコントローラ6は、第一系統3及び燃料電池2B間の連系運転中に、通信ライン6Aを通じてパワコン装置2Cから停電検出信号を検出したか否かを判定する(ステップS11)。尚、パワコン装置2C内部の停電検出部21は、第一系統3側の停電を検出すると、停電検出信号をコントローラ6に通知するものである。
In FIG. 2, the
コントローラ6は、停電検出信号を検出したと判定されると、通信ライン6Aを通じて第二系統5に対して起動開始を促す起動信号を出力する(ステップS12)。尚、第二系統5は、起動信号を検出すると、第二系統側バッテリ5A及び第二系統側パワコン装置5Bを起動して第二系統側パワコン装置5Bの自立運転を開始することになる。
If it determines with having detected the power failure detection signal, the
さらに、コントローラ6は、パワコン装置2C及び第一系統3間を電気的に遮断すべく、第3接点スイッチ7CをOFF制御する(ステップS13)。尚、第3接点スイッチ7CのOFF制御は、第一系統3側の停電復旧に伴う過電圧保護のためである。
Further, the
さらに、コントローラ6は、パワコン装置2C及び一般負荷4間を電気的に遮断すべく、第1接点スイッチ7AをOFF制御すると共に、パワコン装置2C及び第二系統5間を電気的に接続すべく、第2接点スイッチ7BをON制御する(ステップS14)。尚、第1接点スイッチ7AのOFF制御は、第二系統5に対する過負荷防止のためである。また、第2接点スイッチ7BのON制御は、第二系統側パワコン装置5Bからの交流電力を補機2Aに電力供給し、その結果、補機2Aの電力供給に応じて、燃料電池2Bは発電動作を再開することになる。
Further, the
そして、燃料電池発電機2内のパワコン装置2Cは、燃料電池2B及び第二系統5間の連系運転を開始することになる。
Then, the
そして、コントローラ6は、パワコン装置2Cによる燃料電池2B及び第二系統5間の連系運転を開始すると、パワコン装置2C及び一般負荷4間を電気的に接続すべく、第1接点スイッチ7AをON制御することになる(ステップS15)。この際、パワコン装置2Cは、燃料電池2B及び第二系統5間の連系運転中であるため、例えば一般負荷4の負荷量が減少したとしても、燃料電池2Bの出力を変動させることなく、余剰電力配分制御用スイッチ9をON制御することで、その余剰電力をダミー負荷8に供給する余剰電力配分制御動作を実行することができる。
Then, when the
また、コントローラ6は、第一系統3側が停電中であっても、第一系統3側の系統電圧を監視して、同系統電圧を検知したか否かを判定する(ステップS16)。
Further, the
コントローラ6は、第一系統3側の系統電圧を検知したと判定されると、第一系統3側の停電が復旧したものと判断し、パワコン装置2C及び一般負荷4間を電気的に遮断すべく、第1接点スイッチ7AをOFF制御、パワコン装置2C及び第二系統5間を電気的に遮断すべく、第2接点スイッチ7BをOFF制御、パワコン装置2C及び第一系統3間を電気的に接続すべく、第3接点スイッチ7CをON制御する (ステップS17)。尚、第1接点スイッチ7AのOFF制御は、第二系統5に対する過負荷防止のためである。第2接点スイッチ7BのOFF制御は、第二系統5から補機2Aに対する電力の供給を停止するためである。
When it is determined that the system voltage on the first system 3 side is detected, the
また、第3接点スイッチ7CのON制御は、停電復旧した第一系統3から補機2Aへの電力供給を再開し、その結果、補機2Aの電力供給に応じて、燃料電池2Bは発電動作を継続することになる。そして、燃料電池発電機2内のパワコン装置2Cは、燃料電池2B及び第一系統3間の連系運転を再開することになる。
In addition, the ON control of the
また、コントローラ6は、通信ライン6Aを通じて第二系統5に対して停止信号を出力する(ステップS18)。尚、第二系統5は、停止信号を検出すると、第二系統側バッテリ5A及び第二系統側パワコン装置5Bの運転を停止することになる。
In addition, the
さらに、コントローラ6は、パワコン装置2C及び一般負荷4間を電気的に接続すべく、第1接点スイッチ7AをON制御することで(ステップS19)、この処理動作を終了する。この際、パワコン装置2Cは、燃料電池2B及び第一系統3間の連系運転中であるため、例えば一般負荷4の負荷量が減少したとしても、燃料電池2Bの出力を変動させることなく、余剰電力配分制御用スイッチ9をON制御することで、その余剰電力をダミー負荷8に供給する余剰電力配分制御動作を実行することができる。
Further, the
また、コントローラ6は、ステップS11にて停電検出信号を検出したのでなければ、この処理動作を終了する。
Moreover, the
本実施の形態によれば、第一系統3側の停電を検出すると、第一系統3から第二系統5に切替えて、第二系統5から補機2Aに電力を供給し、補機2Aへの電力供給に応じて、燃料電池2B及び第二系統5間の連系運転を開始することで余剰電力配分制御動作を実行可能にしたので、第一系統3側で停電が発生したとしても、連系運転を行うことで余剰電力配分制御動作を実行可能にし、その結果、急激な出力変動を防止することで燃料電池2B自体の劣化を確実に防止することができる。
According to the present embodiment, when a power failure on the first system 3 side is detected, the first system 3 is switched to the
また、本実施の形態によれば、第二系統5側では、コントローラ6からの指示に基づき起動し、第二系統側パワコン装置5Bから交流電力を補機2Aに供給するようにしたので、第一系統3側で停電が発生したとしても、補機2Aの稼動を継続し、その結果、燃料電池2Bの発電動作を継続することができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、第一系統3側の停電復旧を検出すると、第二系統5から第一系統3に切替えて、第一系統3から補機2Aに交流電力を供給し、補機2Aへの電力供給に応じて、燃料電池2B及び第一系統3間の連系運転を再開することで余剰電力配分制御動作を実行可能にしたので、第一系統3側が停電復旧した場合、燃料電池2B及び第一系統3間の連系運転を再開して余剰電力配分制御動作を実行可能にすることができる。
Further, according to the present embodiment, when power failure recovery on the first system 3 side is detected, the
また、本実施の形態によれば、第一系統3側の停電を検出すると、パワコン装置2C及び第一系統3間の電気的接続を遮断すべく、第3接点スイッチ7CをOFF制御するようにしたので、第一系統3側の停電復旧に伴う過電圧保護を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, when a power failure on the first system 3 side is detected, the
尚、上記実施の形態においては、補機2Aとして改質器を例に挙げて説明したが、燃料電池2Bを稼動させるに必要な機器、例えば燃料電池2B内の水素と酸素との反応で生じる熱を回収する熱回収器や、ポンプ、ブロワ、弁類、センサや流量計等の補機であっても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
In the above-described embodiment, the reformer has been described as an example of the auxiliary machine 2A. However, it is generated by a reaction between equipment necessary for operating the
上記のように構成された本発明の燃料電池コージェネレーションシステムによれば、系統側で停電が発生したとしても、自立運転ではなく、連系運転を行うことで余剰電力配分制御動作を実行可能にし、その結果、急激な出力変動を防止することで燃料電池自体の劣化を確実に防止することができるため、例えば補機を使用する、天然ガスや灯油等の燃料電池コージェネレーションシステムに有用である。 According to the fuel cell cogeneration system of the present invention configured as described above, even if a power failure occurs on the grid side, the surplus power distribution control operation can be performed by performing the interconnected operation instead of the independent operation. As a result, it is possible to surely prevent deterioration of the fuel cell itself by preventing sudden fluctuations in output, which is useful for fuel cell cogeneration systems such as natural gas and kerosene that use auxiliary equipment, for example. .
1 燃料電池コージェネレーションシステム
2A 補機
2B 燃料電池
2C パワコン装置(パワーコンディショナ装置)
3 第一系統
4 一般負荷
5 第二系統
5A 第二系統側バッテリ(蓄電池)
5B 第二系統側パワコン装置(第二系統側パワーコンディショナ装置)
6 コントローラ(制御手段)
7C 第3接点スイッチ(切替手段)
21 停電検出部(停電検出手段、停電復旧検出手段)
1 Fuel cell cogeneration system
3
5B Second system power conditioner (second system power conditioner)
6 Controller (control means)
7C 3rd contact point switch (switching means)
21 Power failure detection unit (power failure detection means, power failure recovery detection means)
Claims (4)
前記第一系統側の停電を検出する停電検出手段と、
前記第一系統とは異なる電源で構成する第二系統と、
前記停電検出手段にて前記第一系統側の停電を検出すると、前記第一系統から前記第二系統に切替えて、前記第二系統から前記補機に交流電力を供給し、前記補機への電力供給に応じて、前記燃料電池及び前記第二系統間の連系運転を開始することで前記余剰電力配分制御動作を実行可能にした制御手段とを有することを特徴とする燃料電池コージェネレーションシステム。 A fuel cell that generates DC power, a first system configured with a commercial power source, a general load disposed between the fuel cell and the first system, and DC power from the fuel cell is converted into AC power, A power conditioner device that supplies the AC power to the general load; and an auxiliary device that performs an operation necessary for the operation of the fuel cell by supplying power from the first system, the power conditioner device comprising: , A fuel cell cogeneration system that enables a surplus power distribution control operation to be performed by executing an interconnection operation between the fuel cell and the first system,
A power failure detection means for detecting a power failure on the first system side;
A second system configured with a power source different from the first system;
When a power failure on the first system side is detected by the power failure detection means, switching from the first system to the second system, supplying AC power from the second system to the auxiliary machine, to the auxiliary machine A fuel cell cogeneration system comprising: control means capable of executing the surplus power distribution control operation by starting an interconnection operation between the fuel cell and the second system in response to power supply. .
直流電力を蓄電した蓄電池と、
前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換する第二系統側パワーコンディショナ装置とを有し、前記制御手段からの指示に基づき、前記蓄電池及び前記第二系統側パワーコンディショナ装置を起動して、前記第二系統側パワーコンディショナ装置から交流電力を前記補機に供給することを特徴とする請求項1記載の燃料電池コージェネレーションシステム。 The second system is
A storage battery storing DC power;
A second-system power conditioner device that converts direct-current power from the storage battery into alternating-current power, and activates the storage battery and the second-system power conditioner device based on an instruction from the control means. 2. The fuel cell cogeneration system according to claim 1, wherein AC power is supplied from the second system side power conditioner device to the auxiliary machine.
前記制御手段は、
前記停電復旧検出手段にて前記第一系統側の停電復旧を検出すると、前記第二系統から前記第一系統に切替えて、前記第一系統から前記補機に交流電力を供給し、前記補機への電力供給に応じて、前記燃料電池及び前記第一系統間の連系運転を再開することで前記余剰電力配分制御動作を実行可能にしたことを特徴とする請求項1又は2記載の燃料電池コージェネレーションシステム。 A power failure recovery detecting means for detecting power failure recovery on the first system side;
The control means includes
When power failure recovery on the first system side is detected by the power failure recovery detection means, the second system is switched to the first system, AC power is supplied from the first system to the auxiliary machine, and the auxiliary machine 3. The fuel according to claim 1, wherein the surplus power distribution control operation can be executed by restarting the interconnection operation between the fuel cell and the first system in response to power supply to the fuel cell. Battery cogeneration system.
前記制御手段は、
前記停電検出手段にて前記第一系統側の停電を検出すると、前記パワーコンディショナ装置及び前記第一系統間の電気的接続を遮断すべく、前記切替手段を制御することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一に記載の燃料電池コージェネレーションシステム。
A switching means for electrically connecting the power conditioner device and the first system is disposed,
The control means includes
The switching means is controlled to cut off the electrical connection between the power conditioner device and the first system when the power failure detection means detects a power failure on the first system side. The fuel cell cogeneration system according to any one of 1 to 3.
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