JPH0449752B2 - - Google Patents
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- JPH0449752B2 JPH0449752B2 JP58223292A JP22329283A JPH0449752B2 JP H0449752 B2 JPH0449752 B2 JP H0449752B2 JP 58223292 A JP58223292 A JP 58223292A JP 22329283 A JP22329283 A JP 22329283A JP H0449752 B2 JPH0449752 B2 JP H0449752B2
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、燃料電池発電プラントの制御方
法、特に外部負荷の急激な変動に対して安全かつ
安定にプラント停止をさせるようにした燃料電池
発電プラントの制御方法に関するものである。
法、特に外部負荷の急激な変動に対して安全かつ
安定にプラント停止をさせるようにした燃料電池
発電プラントの制御方法に関するものである。
燃料電池は、燃料のもつ化学エネルギーを直接
電気エネルギーに変換するので、熱効率が高く、
かつ騒音や電気的ノイズ、有害ガスの排出が少な
いなどの利点のために、新しい発電装置として注
目されている。
電気エネルギーに変換するので、熱効率が高く、
かつ騒音や電気的ノイズ、有害ガスの排出が少な
いなどの利点のために、新しい発電装置として注
目されている。
しかしながら、この燃料電池を用いた発電プラ
ントには、以下に述べる従来方式の説明により明
らかなように、負荷の急激な変動に際し、安全か
つ安定にプラント停止をなし得ないという欠点が
あつた。
ントには、以下に述べる従来方式の説明により明
らかなように、負荷の急激な変動に際し、安全か
つ安定にプラント停止をなし得ないという欠点が
あつた。
すなわち、従来方式による燃料電池発電プラン
トは、第１図に示すように、燃料改質装置１、こ
の燃料改質装置１に配管接続された燃料ガス切換
弁２、この燃料ガス切換弁２に配管接続された燃
料電池本体３、この燃料電池本体３の出力端に接
続された直流しや断器４、この直流しや断器４に
接続された直交変換装置５、この直交変換装置５
の出力側と負荷（図示しない）の間に接続された
しや断器６、および燃料ガス切換弁２に配管接続
された排気燃焼塔７より構成される。
トは、第１図に示すように、燃料改質装置１、こ
の燃料改質装置１に配管接続された燃料ガス切換
弁２、この燃料ガス切換弁２に配管接続された燃
料電池本体３、この燃料電池本体３の出力端に接
続された直流しや断器４、この直流しや断器４に
接続された直交変換装置５、この直交変換装置５
の出力側と負荷（図示しない）の間に接続された
しや断器６、および燃料ガス切換弁２に配管接続
された排気燃焼塔７より構成される。
外部より供給される燃料（例えば、天然ガス、
ナフサ、メタノールなど）は燃料改質装置１によ
つて水蒸気改質法などで水素リツチガスに組成変
換され、この水素リツチガスは燃料ガス切換弁２
を通り、定常運転状態においては燃料電池本体３
に供給される。燃料電池本体３においては、所定
の量の水素リツチガスと外部より供給される空気
によつて一定の動作条件のもとで直流電力が発生
され、この発生された直流電力は直流しや断器４
を通過して直交変換装置５に供給され、ここで所
定の交流電力に変換された後、しや断器６を介し
て負荷に供給される。このような燃料電池発電プ
ラントにおいては、プラントを構成する主要機器
である燃料改質装置１、燃料電池本体３、および
直交変換装置５の動作速度が異なるため、負荷に
急激な変動が生じた場合に、プラントの動作がこ
の変動に追従するような運転対策を行う必要があ
る。例えば、負荷側の事故などのために、直流し
や断器４或いはしや断器６が開路状態となつたと
き、燃料電池本体３と直交変換装置５との出力は
十分追従して減少しても、燃料改質装置１の変化
は遅いので、そこで発生する余剰の水素リツチガ
スを燃料ガス切換弁２によつて排気燃焼塔７へ導
いて燃焼処理するようにしている。また、このよ
うな場合には、燃料電池本体３の直流出力が瞬時
に変化するので、燃料と空気の消費量が急激に変
化することゝなり、燃料電池本体３の動作圧力の
うち水素リツチガスと空気の差圧に大きな変動が
生ずる。
ナフサ、メタノールなど）は燃料改質装置１によ
つて水蒸気改質法などで水素リツチガスに組成変
換され、この水素リツチガスは燃料ガス切換弁２
を通り、定常運転状態においては燃料電池本体３
に供給される。燃料電池本体３においては、所定
の量の水素リツチガスと外部より供給される空気
によつて一定の動作条件のもとで直流電力が発生
され、この発生された直流電力は直流しや断器４
を通過して直交変換装置５に供給され、ここで所
定の交流電力に変換された後、しや断器６を介し
て負荷に供給される。このような燃料電池発電プ
ラントにおいては、プラントを構成する主要機器
である燃料改質装置１、燃料電池本体３、および
直交変換装置５の動作速度が異なるため、負荷に
急激な変動が生じた場合に、プラントの動作がこ
の変動に追従するような運転対策を行う必要があ
る。例えば、負荷側の事故などのために、直流し
や断器４或いはしや断器６が開路状態となつたと
き、燃料電池本体３と直交変換装置５との出力は
十分追従して減少しても、燃料改質装置１の変化
は遅いので、そこで発生する余剰の水素リツチガ
スを燃料ガス切換弁２によつて排気燃焼塔７へ導
いて燃焼処理するようにしている。また、このよ
うな場合には、燃料電池本体３の直流出力が瞬時
に変化するので、燃料と空気の消費量が急激に変
化することゝなり、燃料電池本体３の動作圧力の
うち水素リツチガスと空気の差圧に大きな変動が
生ずる。
従つて、従来方式による燃料電池発電プラント
においては、負荷の急変時に余剰な燃料ガスを排
気燃焼しなければならず、しかも、燃料電池本体
の動作圧力を高速・安定な差圧制御するなどして
燃料電池本体を損傷より保護する必要があつた。
においては、負荷の急変時に余剰な燃料ガスを排
気燃焼しなければならず、しかも、燃料電池本体
の動作圧力を高速・安定な差圧制御するなどして
燃料電池本体を損傷より保護する必要があつた。
この発明は、上述した従来方式による燃料電池
発電プラントの欠点を解決しようとするもので、
直交変換装置の出力端に緊急負荷接続器を介して
緊急負荷装置を接続することにより、負荷の急変
時に燃料電池の発生電力を緊急負荷装置に消費さ
せ、もつて燃料電池本体に何らの影響も与えるこ
となく安全・安定な運転の可能な燃料電池発電プ
ラントの制御方法を提供することを目的としてい
る。
発電プラントの欠点を解決しようとするもので、
直交変換装置の出力端に緊急負荷接続器を介して
緊急負荷装置を接続することにより、負荷の急変
時に燃料電池の発生電力を緊急負荷装置に消費さ
せ、もつて燃料電池本体に何らの影響も与えるこ
となく安全・安定な運転の可能な燃料電池発電プ
ラントの制御方法を提供することを目的としてい
る。
以下、この発明を実施例により詳述する。第２
図は、この発明の制御方法が実施される燃料電池
発電プラントのブロツク図であり、第１図と同一
の参照数字は同一の装置或いは機器を示すので重
複説明を避けるが、この発明の要点は、直交変換
装置５の出力端にしや断器６と並列に接続された
緊急負荷接続器８と、この緊急負荷接続器８に接
続されて余剰の交流電力を消費するための緊急負
荷装置９とを設けたことであり、このように構成
された燃料電池発電プラントの制御方法は以下の
通りである。
図は、この発明の制御方法が実施される燃料電池
発電プラントのブロツク図であり、第１図と同一
の参照数字は同一の装置或いは機器を示すので重
複説明を避けるが、この発明の要点は、直交変換
装置５の出力端にしや断器６と並列に接続された
緊急負荷接続器８と、この緊急負荷接続器８に接
続されて余剰の交流電力を消費するための緊急負
荷装置９とを設けたことであり、このように構成
された燃料電池発電プラントの制御方法は以下の
通りである。
定常運転状態における燃料改質装置１、燃料電
池本体３、直流しや断器４、直交変換装置５、お
よびしや断器６の動作は、第１図の従来方式によ
るプラントについて説明したのと同様である。し
かしながら、発電プラント或いは負荷の事故等に
よりしや断器６が開路状態、すなわち、負荷しや
断状態となると、第３図のタイム・チヤートに示
すように、時点T1において負荷への交流電力は
瞬時に０となるが、これと同時に緊急負荷接続器
８が動作し、このときの交流電力と同量の電力を
緊急負荷装置９に供給して消費させる。つまり、
燃料電池本体３の直流出力は時点T1の前後にお
いて変化しない。次いで、一定の時間が経過した
時点T2から、直交変換装置５によつて緊急負荷
装置９の消費電力を徐々に減少させ、すなわち、
燃料電池本体３の直流出力を徐々に減少させ、こ
れに応じて燃料改質装置１の発生ガス量を減少さ
せ、時点T3において発電プラントを停止状態に
させる。この場合、動作時間の一例として、時点
T1とT2の時間間隔は１秒程度、時点T2とT3の
時間間隔は10秒程度である。このような時間間隔
を設定することにより、燃料改質装置１の負荷追
従制御と燃料電池本体３の差圧制御が負荷の急変
に十分対応できることになる。なお、緊急負荷装
置９は固定抵抗、ヒータ、水抵抗などにより、発
電プラントの定格容量と同程度の電力を５秒間程
度消費できるもので構成すればよい。また、負荷
しや断後、すぐ再投入する場合、再投入は通常、
１秒以内が殆んどであるので、時点T1とT2の時
間間隔を１秒程度とすることにより、第３図の点
線で示すように、定常運転に安定かつ迅速に復帰
できる。
池本体３、直流しや断器４、直交変換装置５、お
よびしや断器６の動作は、第１図の従来方式によ
るプラントについて説明したのと同様である。し
かしながら、発電プラント或いは負荷の事故等に
よりしや断器６が開路状態、すなわち、負荷しや
断状態となると、第３図のタイム・チヤートに示
すように、時点T1において負荷への交流電力は
瞬時に０となるが、これと同時に緊急負荷接続器
８が動作し、このときの交流電力と同量の電力を
緊急負荷装置９に供給して消費させる。つまり、
燃料電池本体３の直流出力は時点T1の前後にお
いて変化しない。次いで、一定の時間が経過した
時点T2から、直交変換装置５によつて緊急負荷
装置９の消費電力を徐々に減少させ、すなわち、
燃料電池本体３の直流出力を徐々に減少させ、こ
れに応じて燃料改質装置１の発生ガス量を減少さ
せ、時点T3において発電プラントを停止状態に
させる。この場合、動作時間の一例として、時点
T1とT2の時間間隔は１秒程度、時点T2とT3の
時間間隔は10秒程度である。このような時間間隔
を設定することにより、燃料改質装置１の負荷追
従制御と燃料電池本体３の差圧制御が負荷の急変
に十分対応できることになる。なお、緊急負荷装
置９は固定抵抗、ヒータ、水抵抗などにより、発
電プラントの定格容量と同程度の電力を５秒間程
度消費できるもので構成すればよい。また、負荷
しや断後、すぐ再投入する場合、再投入は通常、
１秒以内が殆んどであるので、時点T1とT2の時
間間隔を１秒程度とすることにより、第３図の点
線で示すように、定常運転に安定かつ迅速に復帰
できる。
なお、上記実施例においては、燃料改質装置１
と燃料電池本体３を直結した例を示したが、従来
方式による発電プラントと同様に、燃料改質装置
１の出口側に燃料ガス切換弁と排気燃焼塔をもう
けて、緊急負荷装置９と併用してもよいことは勿
論であり、また、上記実施例においては、負荷し
や断時について説明したが、発電プラントの起動
時や負荷変動時にも動作させることが可能であ
り、同様の効果を奏することができる。
と燃料電池本体３を直結した例を示したが、従来
方式による発電プラントと同様に、燃料改質装置
１の出口側に燃料ガス切換弁と排気燃焼塔をもう
けて、緊急負荷装置９と併用してもよいことは勿
論であり、また、上記実施例においては、負荷し
や断時について説明したが、発電プラントの起動
時や負荷変動時にも動作させることが可能であ
り、同様の効果を奏することができる。
以上詳述したように、この発明は、直交変換装
置の交流出力側に緊急負荷装置を接続して燃料電
池出力を連続的に漸減または漸増できるようにし
たので、負荷の急変に対しても発電プラントは燃
料改質装置の負荷追従制御と燃料電池本体の差圧
制御とが十分に対応でき、ひいては発電プラント
全体が運転状態において瞬時の発電停止や、出力
再開等の動作を迅速かつ安定に行うことができ、
プラントの安全性・信頼性を向上させることがで
き、特に燃料改質装置のバーナ失火、燃料電池本
体の異常な圧力変動、可燃性ガスの放出等を減少
させ、また、緊急負荷装置が交流用なのでしや断
器や負荷が簡易で安価である等の効果を奏する。
置の交流出力側に緊急負荷装置を接続して燃料電
池出力を連続的に漸減または漸増できるようにし
たので、負荷の急変に対しても発電プラントは燃
料改質装置の負荷追従制御と燃料電池本体の差圧
制御とが十分に対応でき、ひいては発電プラント
全体が運転状態において瞬時の発電停止や、出力
再開等の動作を迅速かつ安定に行うことができ、
プラントの安全性・信頼性を向上させることがで
き、特に燃料改質装置のバーナ失火、燃料電池本
体の異常な圧力変動、可燃性ガスの放出等を減少
させ、また、緊急負荷装置が交流用なのでしや断
器や負荷が簡易で安価である等の効果を奏する。
第１図は従来方式による燃料電池発電プラント
のブロツク図、第２図はこの発明による燃料電池
発電プラントの一実施例を示すブロツク図、そし
て第３図は第２図の実施例の動作を示すタイミン
グ・チヤート図である。 なお、図中、１…燃料改質装置、２…燃料ガス
切換弁、３…燃料電池本体、４…直流しや断器、
５…直交変換装置、６…しや断器、７…排気燃焼
塔、８…緊急負荷接続器、９…緊急負荷装置。
のブロツク図、第２図はこの発明による燃料電池
発電プラントの一実施例を示すブロツク図、そし
て第３図は第２図の実施例の動作を示すタイミン
グ・チヤート図である。 なお、図中、１…燃料改質装置、２…燃料ガス
切換弁、３…燃料電池本体、４…直流しや断器、
５…直交変換装置、６…しや断器、７…排気燃焼
塔、８…緊急負荷接続器、９…緊急負荷装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃料改質装置と、この燃料改質装置に配管接
続された燃料電池本体と、この燃料電池本体の出
力端に接続された直流しや断器と、この直流しや
断器に接続された直交変換装置と、この直交変換
装置と外部負荷を接続するしや断器と、このしや
断器と並列に前記直交変換装置の出力端に接続さ
れた緊急負荷接続器と、この緊急負荷接続器に接
続されて前記直交変換装置からの余剰交流電力を
制御する緊急負荷装置とを備え、この緊急負荷装
置が前記燃料電池本体の定格発電容量と同程度の
電力を５秒程度で制御できる容量を有する燃料電
池発電プラントにおいて、 その起動時や定常運転中に前記外部負荷が急激
に変動して前記しや断器が開路されると、前記緊
急負荷接続器により前記緊急負荷装置を接続し、
負荷しや断後前記しや断器を１秒以内に再投入で
きる場合は前記緊急負荷装置を切り離し、１秒以
内に再投入できない場合は10秒程度でプラント停
止とすることを特徴とする制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58223292A JPS60117563A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | 燃料電池発電プラントの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58223292A JPS60117563A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | 燃料電池発電プラントの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117563A JPS60117563A (ja) | 1985-06-25 |
| JPH0449752B2 true JPH0449752B2 (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=16795850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58223292A Granted JPS60117563A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | 燃料電池発電プラントの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60117563A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6412465A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-17 | Fuji Electric Co Ltd | Starting circuit of fuel cell power generating system |
| JP2745838B2 (ja) * | 1991-02-28 | 1998-04-28 | 三菱電機株式会社 | 発電システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58107024A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-25 | 株式会社東芝 | 電力供給装置 |
| JPS58164163A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池発電装置の運転方法 |
-
1983
- 1983-11-29 JP JP58223292A patent/JPS60117563A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60117563A (ja) | 1985-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |