JPS6180762A - 燃料電池発電システムの負荷制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ターボ圧縮機を備えた燃料電池発電システム
の負荷制御方式に関するものである。

［従来の技術］ 燃料電池発電システムは１石油、石炭などを燃料とする
汽力発電システムに比べて高い熱効率を得ることが可能
であるうえに、環境保全性が良く、立地上の融通性を有
している。そのため、近時、宇宙開発などの特殊用途の
電源だけでなく、部用電力用電源としての使途が種々検
討されており、その実用化を１指して開発が活発化して
いる。

燃料電池発電システムは、空気極と水素極との間に電解
質層を介設してなる燃料電池と、天然ガス等の炭化水素
系燃料を改質して前記水素極に燃料となる水素ガスを供
給する改質器と、前記空気極および前記改質器に空気を
供給する空気供給手段とを備えている。そして、前記燃
料電池の性能は、各反応ガスの圧力の増大に伴って向上
する傾向を示す。このため前記各反応ガスの動作圧力は
１例えば４〜６Ｋｇ／ａｍ″１ｇ程度の値に設定される
。このとさ、空気の圧縮には多大の動力を必要とし、モ
の値は電池の発生エネルギーの約２０％にも達する。一
方、電池の燃料ガスを生成するための改質反応は約８０
０℃の高温で行なわれ、前記改質器からは高い温度の排
ガスが排出される。

したがって、空気を圧縮するための動力をシステムの排
ガスエネルギーに求めることができれば、システムの効
率向上に大きな効果がある。

このような事情から近時の燃料電池発電システムでは、
前記空気供給手段としてターボ圧縮機を使用する例が一
般化している。すなわち、ターボ圧’ＩＮ機は、燃料電
池の空気極出口の余剰空気および改質器の排ガスにより
駆動されるタービンと。

このタービンに直結され該タービンに付勢されて前記燃
料電池および前記改質器に必要な圧縮空気を供給するコ
ンプレッサとを具備してなるもので、前記排ガス等が有
しているエネルギーをタービンで回収して空気を圧縮す
る仕車に利用しシステム効率の向上を図るものである。

ところで、このような燃料電池発電システムにおいては
、いわゆる発電システムとして幅の広い且つ迅速な負荷
応答制御が要求される。しかして、燃料電池および改質
器に供給される空気の量は例えば２５〜１００％の範囲
で変動制御を要求される。一方、燃料電池へ供給する空
気の圧力は燃Ｐ４電池の特性維持の点から、および燃料
側の圧力との差圧を抑え両極間のガスのリークすなわち
クロスオーバ現象を防ぐため、負荷変動時においても一
定値に保つ制御が要求される。　　　　　　　　！この
具体的な方法とじて、特開昭５８−１２２６８号公報に
提案されている従来の例を、第１図に示す。図において
、１は燃料電池であり、１ａ、ｌｂ、１ｃはそれぞれ燃
料電池１の空気極。

燃料極および電解質部分を示す。２は炭化水素燃料を水
素リッチガスに変換するための改質器であり、２ａ、２
ｂは前記改質器２の八−す部と反応部を示す、３はター
ボ圧縮機であり、３　ａ　、　３　ｂ’はこのターボ圧
縮機３のタービン部分およびコンブし・ンサ部分を示す
、４．５，６はコンプレッサ吐出圧を制御する機構であ
り、４は圧力を１ＡＴ１するための大気開放弁、５は圧
力発信器、６は圧力コントローラを示す。７．８，９は
燃料電池へ供、給する空気の量をｊＡ節する流量調節機
構であり、７は流量調節弁、８は流量発信器、９は流量
コントローラである。ｌＯはコンプレッサ３ｂからの空
気を燃料電池１へ導く空気供給配管（コンブＩ／ツサ吐
出配管）、１１は燃料電池空気極１ａからの排空気をタ
ービン３ａに導く余剰空気配管、１２は改′Ｊ′ｊ鼻バ
ーナ部２ａからの燃焼排ガス配管、１３は前記余剰空気
配管１１と前記燃焼排カヌ配管１２が合流した後タービ
ン３ａに導入されるまでの間のシステム排ガス配管、１
４は大気開放配管である。また、１５．１６．１７は燃
料電池ｌの反応空気圧力を制御する機構であり、１５は
圧力調整弁、１６はコンプレッサ吐出圧と反応空気圧力
との差圧を検出する差圧発信器、１７は圧力コントロー
ラを示す、１８．１９．２０は燃料電池１の反応燃料ガ
ス圧力を制御する機構であり、１８は圧力ｊｍ！ｉ弁、
１９は反応空気圧力と反・応燃料ガス圧力との差圧を検
出する歴圧発信塁。

２０は圧力コントローラである。２１は改質反応部２ｂ
への燃料供給配管、２２は燃料電池燃料極１ｂへの改質
ガス供給配管、２３は燃料電池１からの余剰燃料を改質
器バーナ部２ａへ供給する余剰燃料供給配管である。２
４．２５．２６は改質器反応部２ｂへの燃料の量を調節
する機構であり、２４は流量調節弁、２５は流量発信器
、２６は流量コントローラを示す。なお、この特開昭５
８−１２２６８号の従来例では省略されているが、空気
供給配管１０より分岐して改質器バーナ部２ａへ燃焼用
として供給されるバーナ空気供給配管が第１図に追加さ
れる。

このような従来例で述へられている負荷変動時の動作に
ついて説明する。燃料電池１の負荷を減少させる過程に
おいてコンブレンナ３ｂの供給空気量の減少に伴ないコ
ンプレッサ吐出圧も減少するか、次の方法により反応空
気圧力または反応空気圧力と反応燃料ガス圧力との差圧
の維持を図っている。まず、定格負荷よりある負荷領域
までの範囲は、大気開放弁４の絞り調節によってコンプ
レッサ吐出圧力を一定に保ち反応空気圧力を維持する。

大気開放弁４の調節代がなくなる負荷領域以下の範囲で
は、コンプレッサ吐出圧の低下に反応空気圧力を連動さ
せるように、すなわち圧力調節弁１５によりコンプレッ
サ吐出圧に対する反応空気圧力の差圧を維持するように
、また、圧力調節弁１８により反応燃料ガス圧力と反応
空気圧力との差圧を一定に保つように制御調節する。こ
れにより、燃料電池に安定して空気を供給でき、さらに
反応空気と反応燃料ガスとの差圧を維持しクコ７オーパ
現象が生じるのを防止することができる。すなわち、こ
のシステムｊ±、基本的には大気開放弁４のｊＡ節によ
って定態圧を維持するが大気開放弁４の調節代がなくな
ればコンプレッサ吐出圧力が降下するのに連動して燃料
電池の反応ガスの圧力を下げようとするものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、このような従来構成のものは、次の理由で必
ずしも電池の特性が＃Ｉ持されないという欠点を有する
。すなわち、燃料電池は１通常、その電池本体に取り付
けられる各反応ガスのマニホールドのシール耐圧の問題
から、窒素ガスで加圧された筐体の中に設置され、窒素
ガス圧力が反応ガス圧力にほぼ等しくなるように維持さ
れるが、原体内の窒素ガスのバッファ容積が太きいため
５反応ガス圧力の変化速度に追従させて筐体窒素ガス圧
力を変化させるのは困難である。っまり、負荷変動時に
電池の反応ガス圧力を変化させｇ１５．□□ヵ、７．Ｅ
カ、＝ａｎｃヵ５．ヵ□　　　１生シ、マニホールドシ
ールが破れて反応ガス中にＶ素ガスが漏れ込んだり、逆
に反応ガスが筐体中に漏洩して燃料電池の特性を劣化さ
せるという問題がある。

また、第１図に水子従来技術のものは、一定範囲の負荷
領域においては、大気開放弁から高圧空気を常時棄てる
ことによってコンプレッサ吐出ＥＥを一定値に維持せざ
るを得ないため、エネルギが無駄に消費される傾向があ
り、負荷の変動幅が大こい場合には効率の高い運転が難
しという問題もある６ また、このものは、定格負荷付近で大気開放調整により
定態圧制御を行っており、コンプレッサ必要動力に対し
タービン動力が余る場合を想定しているが、実際のシス
テムにおいてはタービン動力はコンプレッサ必要動力に
対し同等かむしろ不足する場合があるので、大気開放弁
の調整代のみ先月用した制御は困難になることが予想さ
れる。

タービン動力不足は特に部分負荷において顕著であろう 本発明は、このような問題を一挙に解消することを目的
としてなされたものであり、あらゆる運転域においてタ
ービンの動力不足を招くことがない上に、エネルギの無
駄使いを最小限に抑えることができ、しかも、前述した
電池の特性劣化の心配がなく幅広い負荷変動に対して迅
速かつ的確に対応することができる燃料電池発電システ
ムの負荷制御方式を提供しようとするものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、以上のような目的を達成するために、前述し
たような大気開放弁を備えた燃料電池発電システムにお
いて、ターボ圧ＩＭ機のタービンへ至る排ガス配管途上
にタービンの不足動力を補う助燃炉を配置する（助燃炉
を導入するという考え方のみについては、例えば、特公
昭５８−５６２３１号公報に示されているとおり公知で
ある）とともに、前記ターボ圧縮機のタービンを可変ノ
ズル式のものにし、ざらに、システムの定常運転時は前
記大気開放弁を全閉または微開にした状態で助燃炉の燃
焼量制御をコンプレッサ吐出圧力一定のフィードバック
制御で行い、また、システム負荷変動時には助燃炉の燃
焼制御とタービンのノズル開度制御とをプログラムに基
くフィードフォワード制御で行なうとともに前記大気開
放弁によりコンプレッサ吐出圧一定のフィード／へンク
制御を行わせるようにしたことを特徴とする。

［作用］ このような構成によれば、定常運転時には、大気開放弁
は、全閉または微開の状態に維持され、助燃炉の燃焼制
御によって、コンプレッサ吐出圧力が一定になるように
制御され、タービン動力が不足しない範囲でエネルギ損
失が最小限に抑えられる。一方、システムの負荷が変動
する場合には、予め設定したプログラムに基いて助燃炉
の燃焼制御とタービンのノズル開度制御とがフィードフ
ォワード制御により行われる。そして、その場合には、
並行して、大気開放弁によりコンプレッサ吐出圧一定の
フィードバック制御が行われ、過渡期における一時的な
コンプレッサ吐出空気量の増加分は、大気に放出される
。しかして、このような制御の結果、コンプレッサの吐
出圧が常時一定の値に維持されることになり１反応ガス
圧力及び反応ガス圧力と原体窒素ガス圧力との差圧を常
に一定に保つことができる。

なお、タービンの動力は、入ロ圧力一定の場ユ 合、（入口絶対温度−ｒ）２．とノズル面積Ｓに比例す
るので、負荷変動時に助燃炉の燃焼量制御だけでなく、
ノズル面積をも制御するようにすれば。

タービンの入口温度（排ガス温度）を比較的抑制した状
態でタービンパワーを所望の値にまでアップできる。そ
のため、後に詳述するように、負荷変動時の燃料消費量
をも節約できるだけでなく、負荷を変動させるのに要す
る時間を短縮することができる。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例を第２図および第３図を参照し
て説明する。

なお、第１図に示すものと同一または相当する部分には
同一の記号を付して説明を省略する。また、第２図に示
す負荷３９は、第１図に示す燃料　　□電池ｌ、改質器
２および関連機器をまとめて示したものである。

第２図において、２７はターボ圧ｌｉｉ機３のタービン
動力の不足を補うためにシステム排ガス配管１３途上に
設置した助燃炉、２８はこの助燃炉２７に対する燃料供
給配管、２９はこの燃料供給配管２８に設置された燃料
流量制御弁、３０は燃料供給配管２８を流れる燃料流量
を検出して前記燃料流量制御弁２９を調節するための助
燃炉燃料流量コントローラである。ターボ圧縮機３は、
第１図に示すものとは異なり、タービン３ａに可変ノズ
ル３Ｃを備えたいわゆる可変ノズル式のものである。　
Ｉｊｆ変ノズル３Ｃは、例えば、特願昭５８−１０３１
６０号に示されるように、電気信号により作動するステ
ッピングモータ等のアクチュエータにより弁体等を駆動
し、その弁体等の動きによりノズルの開口面積を変化さ
せ得るように構成したものである。助燃炉２７は、前記
燃料供給配管２８から逐次供給される燃料を燃焼させて
前記システム排ガス配管１３を流通する排ガスに熱エネ
ルギを付与するようにしたものである。また、３１はタ
ーボ圧縮機３のコンプレッサ３ｂから吐出される空気を
案内するコンプレッサ吐出配管１０から分岐させて助燃
炉２７に接続した空気配管。

３２はこの空気配管３１に設置された助燃炉燃焼用空気
流量制御弁、３３は空気配管３１を流れる空気流量を検
出して空気流量制御弁３２を調節するための助燃炉燃焼
用空気流量コントローラ、３４はターボ圧縮機３のコン
プレッサ３ｂの出口に設置された圧力検出器５によって
検出されたコンプレッサ吐出圧力に応じて助燃炉燃料流
量コントローラ３０および助燃炉燃焼用空気流量コント
ローラ３３に対する制御信号を与えるための圧力コント
ローラ、３５は圧力コントローラ６から大気開放弁４に
与えられる操作信号をターボ圧１ｉ！機３の定常運転時
、過ｆｌＩ運転時に応じて調整するための演算器である
。また、３６は前記システム排ガス配管１３内の排ガス
圧力を検出する圧力発信器、３７は圧力コントローラ、
３８は異常時にのみ前記可変ノズル３Ｃを前記圧力コン
トローラ３７の制御支配下におく演算器である。すなわ
ち、この演算器３８は、前記圧力発信器３６により検出
される排ガスの圧力が正常な範囲の値を示している場合
には、後述するようなプログラムに基く負荷指令信号を
前記可変ノズル３ｃに伝え、この負荷指令信号によりノ
ズル開度制御を行わせる。

一方前記排ガスの圧力が正常な範囲から外れて例えば低
下したような場合には、前記負荷指令信号を一旦遮断し
、前記圧力コント０−ラ３７の働きによりその排ガス圧
力が正常な範囲に戻るようにノズル開度制御を行わせる
ようになっている。

次いで、このシステムの動作について説明する。

システムの定常運転時、すなわち、ターボ圧縮機３の定
常運転時には、演算器３５の働きによって大気開放弁４
は全閉あるいは一定の微小な開度に保持され、圧力コン
トローラ６は実際上機能しない、大気開放弁４を全閉あ
るいは微小な一定開度にするのは定常運転時のエネルギ
損失を最小とするためである。このとき、システムは、
定常運転であるから、本来システム内の全てのプロセス
量が一定値に維持されるはずであるが、運転中の外気温
、湿度の変化によるコンプレッサ吸込み条件の変化、シ
ステム放熱量の変化等により実際には温度、圧力等のプ
ロセス量が除々に変化する。

このような変化に対しても前に記述したとおり、コンプ
レッサ３ｂの吐出圧力を常に一定に保つことが重要であ
る。このときコンプレッサ３ｂの吐出圧力の制御は、圧
力コントローラ３４によって圧力検出器５から検出され
る圧力が目標の一定値になるよう助燃炉２７の燃焼量を
流量コントローラ３０．３３を通じて制御することによ
り行う。

すなわち、システム定常運転時には、助燃炉燃焼量の調
整により、コンプレッサ吐出圧力一定のフィードバック
制御を行う。

次に、負荷変動時の動作を述べる。まず、負荷指令の直
前に演算器３５内の制御回路を操作することにより、大
気開放弁４を圧力コントローラ６の制御支配下におく０
次に、負荷指令として、助燃炉燃料流量および燃焼用空
気流量の設定値を直　　　　！接流量コントローラ３０
．３３に対して与えてタービン動力を増加させる。この
結果、コンプレ、す３ｂの吐出圧力が上昇しようとする
が、コンプレッサ３ｂの吐出圧力は圧力コントローラ６
の働ぎによって大気開放弁４の調節、すなわち、大気開
放配管１４を経由する放出空気量の調節により一定制御
が行われる。このようにして負荷指令時には、タービン
動力を助燃炉燃焼量のフィードフォワード操作により増
加させ、これによるコンプレッサ３ｂの吐出空気流量の
堵加分の一部をコンプレッサ吐出圧力を一定に保つため
にコンプレッサ出口側で大気放出させるようになってお
り、その状態でターボコプレッサ３のパワーア・ンプが
計られてシステム要求空気量が満足される。

大気開放弁４からの放出量（大気開放弁の開度）が所要
の値に達した状態でシステム要求量に応じてシステム空
気流量調節弁７が開かれてターボ圧縮機からの空気がシ
ステムに対して供給される。

そして、この際に、予めプログラムされた負荷指令に基
いて、タービン３ａのノズル３Ｃの開度をフィードフォ
ワード制御により変更して、排ガス流部−の変化に対処
する。すなわち、タービン３ａを通過する排ガス流量Ｗ
は、ノズル開口面積をＳ、ノズル入口圧力をＰ、ノズル
入口絶対温度をＴとすると、Ｓ−Ｐ／ｎに比例する。し
かして、前記ノズル３ｃの制御パターンは、システム排
ガス流量の変化に伴なって前記ノズル入口圧力Ｐが変動
したり、ノズル入口絶対温度Ｔを変更する必要が生じた
り、あるいは、タービン３ｃの上流側の排ガスの一部を
大気に直接放出する必要が生じたりすることがないよう
にプログラムしておく、このとき、圧力コントローラ６
の制御動作により大気開放弁４の調整すなわち大気への
開放風量の制御が行われ、コンプレッサ吐出圧が常に一
定に維持される。

負荷指令に対する状態変化が終了し、システムが整定す
れば、次に、吐出圧力の制御を圧力コントローラ３４に
移すとともに、演算器３５によって大気開放弁４の開度
を現在の開度から除々に絞り込み最終的に全閉させるか
、あるいは、微小な開度に保持させる。この動作は、前
に述べたとおりシステムのエネルギ損失を最小にするた
めのものであり、大気開放弁４の絞り込みはターボ圧縮
機３の制御バランスを崩さないよう微″ＪＲ整により行
う。この間、コンプレッサ吐出圧力は流量コントローラ
３０．３３を通じた助燃炉燃焼量の調整によって一定制
御が行なわれる。大気開放弁４を絞り込んだ後は負荷定
常時の状態に戻る。

第３図は、本実施例による負荷変動時のターボ圧１ｉ！
ｍのプロセス量の変化を表わしたものであり、時刻Ｌ１
に負荷指令が与えられると助燃炉焼ＵｔＬＷｋＦ＋が負
荷指令に応じたフィードフォワード制御操作によって増
加することによりシステム排ガスに助燃炉２７からの燃
焼排ガスが加わってタービン動力が増大し、ターボ圧縮
機３の回転数が増加する。この時システム空気ｍ、　Ｊ
ｔ　Ｆ　４はまだ負荷指令前の値を維持継続させている
ため、コンプレッサ吐出圧力Ｐ１が１昇しようとする。

これに対して圧力コントローラ６による圧力一定制御が
働き過剰空気量をコンプレッサ吐出大気開放空気量Ｆ１
として大気に放出させることによってコンプレッサ吐出
圧力Ｐ１が一定に維持される。助燃炉２７に対するフィ
ードフォワード操作が安定した時点で、流量調節弁７を
開成させてシステム空気流量Ｆ４を負荷指令に基く目標
値まで増加させるとともに、ターボ圧縮機３のタービン
３ａのノズル開度Ｓをフィードフォワード操作により増
加させると、この過程でＰｌの一定制御動作によリコン
プレッサ出口大気開放弁４の開度が調整されＦｌが変化
するｅＦ４が目標値に達した時点（時刻Ｌ１）が負荷変
動に対する第１次整定点であり、この時点でコンプレッ
サ吐出圧力Ｐ１の制御がコンプレッサ出口大気開放弁４
からの放風量調整による制御から助燃炉２７の燃焼量５
１１節による制御に切り替えられる。この後、演算器３
５からの指令で大気開放弁４の漸開動作が行われ、大気
開放弁４が完全に絞り込まれた時点（時刻しゴ）が第２
次（最終）整定時点となる。ｔｉからｔｌに至る過程で
はＰｌの一定制御動作を介して助燃炉燃料流量Ｆ１を絞
り込む方向での制御が行　　　□ｊ′われる。

なお、前記実施例では、タービンの入口側に圧力発信器
と圧力コントローラを設けておき、排ガス圧力が不当な
値にまで変化したときにだけ例外的にタービン３ａのノ
ズル開度を負荷指令から切離して制御するようにした場
合について説明したが、このような安全装置を省略した
ものも本発明に含まれる。また、ノズル開度のフィード
フォワード操作を、システム空気流１＃−Ｆ　４の増加
開始時点（１）に於て開始した例を述べたが、負荷指令
時（時刻１＋）に同操作を開始しても良い、このとさ助
燃炉燃焼増加による一時的なシステム背圧の増加を抑え
る様にノズル制御を行う。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから１次のような効
果が得られる。

（ａ）まず、排ガス配管途上に助燃炉を設けているので
、あらゆる負荷運転域においてタービンの動力不足を招
くことがない。

（ｂ）そして、コンプレッサ吐出圧力を常時一定の値に
保つことができるので、燃料電池のマニホールド内の反
応ガスの圧力と筐体内の窒素ガスの圧力との差圧を一定
に維持しておくことが可能となり、前述したようなガス
漏洩による電池の特性劣化等を招くことがない。

（Ｃ）また、負荷が一定している際には、大気開放弁を
全開または微開状態に維持することができるので、エネ
ルギの無駄使いを最小限に抑えることが可能であり、効
率の高い運転が出来る。

（ｄ）しかも、この方式では、タービンを可変ノズル式
のものにし、負荷変動時に助燃炉の燃焼制御のみならず
、ノズル開度をフィードフォワード制御により変化させ
てタービン動力を積極的に負荷変動に合せて変更するよ
うにしている。そのため、優れた応答性が期待でき、燃
料電池の負荷、換言すれば、システム流量を迅速に変化
させることが可能となる。

これを前記実施例に基いて具体的に説明すれば次のよう
になる。、まず、タービン動力は、入口圧力Ｐ１が一定
とすると、（入口絶対温度ＴＹとノズル面積Ｓに比例す
る。そのため、ノズル面積を変更しないでタービ入口温
度のみを変更して負荷変動に対処しようとする場合には
、第３図に想像線で示すように、助燃炉２７の燃焼量を
かなり大きくすることによって大気開放弁４の放出風量
Ｆ１を十分に多くしておき、しかる後に、システム空気
流Ｆｉｔ　Ｆ　４を目標値にまで変更しないと、放出風
量の余裕Ａを残して負荷を変化させることができない、
それに対して、この発明によれば、システム空気流ｉｔ
　Ｆ　４を目標値にまで変化させる際に、それとほぼ同
時にノズル面積Ｓをフィードフォワード制御により変化
させてタービン３ａのパワーアンプを計ることができる
ので、大気開放弁４の放出風量Ｆゴが比較的少ない状態
からシステム空気流ｔ　Ｆ　４を変化させ始めても第１
次整定時ｔ２には放出流量の余裕Ａを無理なく確保する
ことができる。そのため、可変ノズル機能を有さないシ
ステムに比べて、負荷変動時における助燃炉の燃焼量を
少なくすることが可能となり、燃料の節約だけでなく、
システム排ガスを昇温させるのに要する時間（１＋〜ｔ
）、および、システム空気流量を変化させるのに要する
時間（１−１１）を共に短くすることが可能となって、
迅速で的確な負荷制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すシステム説明図、第２図は本発明
の一実施例を示すシステム説明図、第３図は同実施例に
おけるプロセスの挙動を示した図である。 ｌ・・拳燃料電池 １ａ・・・空気極 １ｂ會拳・燃料極 ２働・・改質器 ３・拳・ターボ圧縮機 ３ａ１・タービン ３ｂ−−・コンプレッサ ３ｃ１１◆１ノズル ４・・会大気開放弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料電池と、炭化水素系燃料を改質して前記燃料電池に
   水素ガスを供給するための改質器と、この改質器の排ガ
   ス、または、前記燃料電池の空気極出口の余剰空気およ
   び改質器の排ガスの両方により駆動される可変ノズル式
   のタービンを用いてコンプレッサを作動させ該コンプレ
   ッサから前記燃料電池および改質器に必要な圧縮空気を
   供給するターボ圧縮機と、このターボ圧縮機のタービン
   へ至る排ガス配管途上に配置されタービンの不足動力を
   補う助燃炉と、前記ターボ圧縮機のコンプレッサ吐出配
   管から分岐させた大気開放配管上に設けられ該配管を通
   して大気に放出される風量を調節する大気開放弁とを具
   備してなる燃料電池発電システムにおいて、システムの
   定常運転時は前記大気開放弁を全閉または微開にした状
   態で助燃炉の燃焼量制御をコンプレッサ吐出圧力一定の
   フィードバック制御で行い、また、システム負荷変動時
   には助燃炉の燃焼制御とタービンのノズル開度制御とを
   プログラムに基くフィードフォワード制御で行なうとと
   もに前記大気開放弁によりコンプレッサ吐出圧一定のフ
   ィードバック制御を行わせることを特徴とする燃料電池
   発電システムの負荷制御方式。