JP5481528B2 - Fuel cell control device - Google Patents
Fuel cell control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5481528B2 JP5481528B2 JP2012137017A JP2012137017A JP5481528B2 JP 5481528 B2 JP5481528 B2 JP 5481528B2 JP 2012137017 A JP2012137017 A JP 2012137017A JP 2012137017 A JP2012137017 A JP 2012137017A JP 5481528 B2 JP5481528 B2 JP 5481528B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- power
- voltage
- cell stack
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
本発明は、燃料電池を常に安定した状態で運転可能な燃料電池制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell control device capable of operating a fuel cell in a stable state at all times.
最近、天然ガスやプロパンガスなどの原燃料から得られる水素と空気中の酸素とを使って発電する燃料電池は、高効率で、環境性に優れ、電気エネルギーと熱エネルギーを同時に利用できることから、家庭への普及が広まってきている。 Recently, fuel cells that generate electricity using hydrogen obtained from raw fuel such as natural gas and propane gas and oxygen in the air are highly efficient, environmentally friendly, and can use both electric energy and thermal energy at the same time. The spread to the home is spreading.
この燃料電池を家庭に設置する場合は、ガス給湯器などと同様に高い信頼性が要求され、多少の外乱があってもシステムの停止に至らないようにすることが重要である。 When this fuel cell is installed in a home, high reliability is required as in a gas water heater, and it is important that the system does not stop even if there is some disturbance.
しかし、燃料電池は、水素と酸素との電気化学反応により直流電力を発生させるシステムであるため、水素の発生に必要な原燃料や水の供給、及び酸素、すなわち空気の供給が少しでも変動すると、燃料電池より発生する直流電圧が大きく低下する特性がある。 However, since a fuel cell is a system that generates DC power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, the supply of raw fuel and water necessary for generating hydrogen and the supply of oxygen, that is, air, may fluctuate even slightly. The direct current voltage generated from the fuel cell is greatly reduced.
従来、燃料電池の直流電圧が低下した場合の対応策として、燃料電池の直流電圧の低下に伴い発生する直流電流の増加を抑えるようにした燃料電池システムの制御装置が提案されている(特許文献1)。 Conventionally, as a countermeasure when the direct current voltage of the fuel cell decreases, a control device for a fuel cell system has been proposed which suppresses an increase in direct current generated with a decrease in the direct current voltage of the fuel cell (Patent Document). 1).
この燃料電池システムの制御装置は、燃料電池より発生する直流電力を交流電力に変換する変換器を燃料電池の直流電圧が低下し始めている段階で、直流電流値を抑え気味に制御することにより、燃料電池への負担を軽減し、耐久性を向上させるようにしたものである。 The control device of this fuel cell system suppresses the direct current value at the stage where the direct current voltage of the fuel cell is starting to decrease at the stage where the direct current power generated from the fuel cell is converted into alternating current power. This reduces the burden on the fuel cell and improves the durability.
しかし、かかる従来の燃料電池システムの制御装置では、燃料電池の経時劣化等による緩やかな電圧低下に対しては燃料電池への影響を低減し、システムの運転を継続することが可能であるが、急激な電圧低下の場合には直流電力を過度に取出すため、燃料電池の特性を劣化させたり、電圧低下により運転継続ができなくなったりして、システムが停止に至る可能性がある。 However, in such a conventional fuel cell system control device, it is possible to reduce the influence on the fuel cell against a gradual voltage drop due to deterioration of the fuel cell over time, etc., and to continue the operation of the system. In the case of a sudden voltage drop, DC power is excessively taken out, so that the characteristics of the fuel cell are deteriorated or the operation cannot be continued due to the voltage drop, and the system may be stopped.
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、燃料電池の急激な電圧低下に対する耐久性に優れ、経時劣化に対しても対応可能な安定した燃料電池制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a stable fuel cell control device that is excellent in durability against rapid voltage drop of a fuel cell and can cope with deterioration with time. With the goal.
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により燃料電池制御装置を構成する。 In order to achieve the above object, the present invention constitutes a fuel cell control device by the following means.
請求項1に対応する発明は、水素生成器と、この水素生成器により生成される水素リッチなガスと酸化剤ガスとを反応させて直流電力を発生させる燃料電池スタックと、この燃料電池スタックより発生する直流電力を交流電力に変換して系統へ連系出力する電力変換装置と、発電に必要なプロセス系及び前記電力変換装置を制御する制御手段と、前記燃料電池スタックの発電電圧を測定して前記制御手段に入力する直流電圧計測手段とを備え、前記制御手段は、発電電力指令値により前記電力変換装置を電力制御すると共に、前記直流電圧計測手段で測定された前記燃料電池スタックの発電電圧が設定値より低下すると、運転可能な最低値を発電電力指令値として前記電力変換装置を制御することで前記燃料電池スタックの発電電圧を上昇させる。
The invention corresponding to
請求項2に対応する発明は、請求項1に対応する発明の燃料電池制御装置において、前記制御手段は、回数記録手段を備え、この回数記録手段に直流電圧低下から定常運転状態への復帰の繰返し回数を記録し、その回数が所定回数を超過した場合は、前記電力変換装置に与える発電電力指令値を出力可能な最低値として運転を継続させる。 According to a second aspect of the present invention, in the fuel cell control apparatus according to the first aspect of the present invention, the control means includes a number of times recording means, and the number of times recording means is adapted to recover from a DC voltage drop to a steady operation state. When the number of repetitions is recorded and the number exceeds the predetermined number, the operation is continued with the generated power command value given to the power conversion device as the lowest outputable value.
本発明によれば、燃料電池の急激な電圧低下に対する耐久性に優れ、経時劣化に対しても対応可能な安定したものとなし得る。 According to the present invention, the fuel cell is excellent in durability against a rapid voltage drop, and can be stable so as to cope with deterioration over time.
以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は本発明による燃料電池制御装置の第1の実施形態を示すブロック構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a fuel cell control device according to the present invention.
図1において、1は天然ガスやプロパンガスなどの原燃料が供給され、原燃料を改質して水素リッチなガスを生成する水素生成器、2は空気を取込む送風機、3は水素生成器1で生成された水素リッチなガスと送風機2により取込んだ空気とが供給され、電気化学反応により電気エネルギーと熱エネルギーを発生する燃料電池スタックで、これらは燃料電池を構成する。
In FIG. 1,
また、4は燃料電池スタック3で発生した熱エネルギーを回収する温水ラインに接続された貯湯タンク、5は燃料電池スタック3で電気エネルギーとして発生した直流電力が入力され、この直流電力を交流電力に変換する電力変換装置である。
Also, 4 is a hot water storage tank connected to a hot water line that recovers thermal energy generated in the
一方、6は制御装置で、この制御装置6は燃料電池スタック3に対して、原燃料、空気、水素リッチなガスなどを供給・制御するために必要な機器類との間で信号の授受を行う機器類制御手段と電力変換装置5の間で信号の授受を行う電力制御手段から構成されているが、ここでは電力変換装置5の間で信号の授受を行う電力制御手段を中心に説明する。
On the other hand, 6 is a control device, and this
また、9はこの制御装置6に燃料電池スタック3と電力変換装置5との間を結ぶ直流ラインに設けられた直流電圧検出手段で、この直流電圧検出手段9により検出された直流電圧信号9aは電力変換装置5及び制御装置6にそれぞれ入力される。
ここで、上記電力変換装置5は、図2に示すように直流電力を交流電力に変換する電力変換部5a、この電力変換部5aを制御する制御部5b及び電力変換部5aの入力側に設けられたスイッチング回路5cから構成されている。
Here, as shown in FIG. 2, the
また、上記制御装置6は、電力変換装置5の制御部5bに発電電力指令値7を出力すると共に、電力変換装置5のスイッチング回路5cに直流電圧検出手段9により検出された直流電圧信号9aが設定値より低下すると、スイッチングゲートON/OFF信号8を出力する機能を備えている。
The
次に上記のように構成された燃料電池制御装置の作用について説明する。 Next, the operation of the fuel cell control device configured as described above will be described.
まず、通常時の作用を述べる。 First, the normal operation will be described.
図1において、天然ガスやプロパンガスなどの原燃料は、水素生成器1で水素リッチなガスに改質され、燃料電池スタック3に供給される。同時に、送風機2により空気が燃料電池スタック3に供給され、水素と空気中の酸素から電気化学反応により電気と熱が発生する。
In FIG. 1, raw fuel such as natural gas or propane gas is reformed into a hydrogen-rich gas by the
この燃料電池スタック3で発生した熱は温水循環ラインを通って回収され、貯湯タンク4に貯えられ、家庭の熱負荷として利用される。
The heat generated in the
一方、燃料電池スタック3で発生した直流電力は、電力変換装置5により交流電力に変換され、商用電力系統と連系運転し、家庭内の電力負荷で消費される。
On the other hand, the DC power generated in the
発電に際しては、制御装置6の機器類制御手段により適正な量の原燃料と空気の供給、水素生成器1の温度制御、排熱回収、電力変換装置5の出力電力変更など、各機器、プロセス量の制御を行う。
During power generation, each device and process, such as supply of an appropriate amount of raw fuel and air, temperature control of the
そして、通常運転時の電力変換装置5は、制御装置6より発電電力指令値7を受け取り、制御部5bによる電力変換部5aの制御により発電電力指令値通りの電力制御を行う。
The
このような制御が行われているとき、原燃料、空気、水素などの変動により急激に燃料電池スタック3より出力される直流電圧が低下すると、制御装置6から電力変換装置5のスイッチング回路5cに図3に示すようなスイッチングゲートON/OFF信号が入力され、間欠的に電力変換部5aへの直流電力の入力が停止する状態となる。
When such control is performed, if the direct-current voltage output from the
すると、燃料電池スタック3の出力電圧が徐々に上昇し、所定の電圧まで上昇した時点でスイッチングゲートON/OFF信号を常時ONにして通常の運転状態へ復活させる。
Then, the output voltage of the
なお、制御部5bより電力変換部5aを制御する電力変換のためのスイッチングゲートパルスは、数kHz〜数十kHzの高速なON/OFF信号であるが、ここでのスイッチングゲートON/OFF信号8は、制御部5bにより電力変換部5aを高速なスイッチングを行う時間をON、行わない時間をOFFとして表現している。
Note that the switching gate pulse for power conversion for controlling the
このように第1の実施形態によれば、燃料電池スタック3の直流電圧が急激に低下した場合、制御装置6よりスイッチングゲートON/OFF信号8を出力して電力変換装置5のスイッチング回路5cをスイッチング制御することにより、電力変換装置5の入力電流、すなわち燃料電池スタック3の出力電流を抑制することができるので、燃料電池スタック3の直流電圧が上昇する。例えば、スイッチングゲートON/OFFを1ミリ秒周期で実施した場合は、直流電流は1/2に低下し、直流電圧が安定運転可能な電圧まで上昇する。
As described above, according to the first embodiment, when the DC voltage of the
このとき、ON/OFF周期を短くしているため、燃料電池スタック3内部での局所的な電気化学反応の促進による水素欠乏、酸素欠乏などは発生せず、燃料電池スタック3の特性に影響を与えることはない。
At this time, since the ON / OFF cycle is shortened, hydrogen deficiency, oxygen deficiency, etc. due to promotion of local electrochemical reaction inside the
また、スイッチングゲートON/OFF信号8のON/OFF間隔、周期を変更することにより、あらゆるレベルに燃料電池スタック3の出力電流を変更することが可能である。例えば、1ミリ秒のOFFと3ミリ秒のONを繰返すことにより、燃料電池スタック3の出力電流は変更開始前の75%となる。
Further, the output current of the
以上は電力変換装置5の制御部5bにより制御される電力変換部5aの入力側にスイッチング回路5cを設ける場合について述べたが、電力変換部5aの出力側にスイッチング回路5cを設けて電力変換装置5の出力電力を制限するようにしても上記と同様の作用効果を得ることができる。
Although the above has described the case where the
また、スイッチングゲートON/OFF信号8は、電力変換装置5の制御部5bに入力し、制御部5b経由でスイッチング回路5cを動作させても同様の作用効果を得ることができる。
The switching gate ON /
さらに、直流電圧信号9aは、電力変換装置5の制御部5bに入力されていることから、制御装置6の代わりに制御部5bが判断を行い、スイッチング回路5cを動作させても同様の作用効果を得ることができる。
Further, since the
(第2の実施形態)
図4は本発明による燃料電池制御装置の第2の実施形態を説明するためのスイッチングゲートON/OFF信号を示す図である。なお、燃料電池制御装置の構成は図1と同様なので、ここではその説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a switching gate ON / OFF signal for explaining a second embodiment of the fuel cell control apparatus according to the present invention. Since the configuration of the fuel cell control device is the same as that in FIG. 1, the description thereof is omitted here.
第2の実施形態では、燃料電池スタック3より出力される直流電圧の低下時に制御装置6より電力変換装置5のスイッチング回路5cに出力されるスイッチングゲートON/OFF信号として、ON/OFFの間隔を例えば図4に示すように徐々に変化させて通常の運転状態に復活させるようにしたものである。
In the second embodiment, the ON / OFF interval is set as the switching gate ON / OFF signal output from the
すなわち、まず、制御装置6より電力変換装置5のスイッチング回路5cに与えるスイッチングゲートON/OFF信号として、図4(a)に示すように1ミリ秒のOFFと1ミリ秒のONを繰返すことにより、燃料電池スタック3の出力電流を変更開始前の50%とし、次に同図(b)に示すように1ミリ秒のOFFと2ミリ秒のONを繰返すことにより、燃料電池スタック3の出力電流を66%とし、その後同図(c)に示すように1ミリ秒のOFFと3ミリ秒のONを繰返すことにより、燃料電池スタック3の出力電流を75%とし、次いで同図(d)に示すように1ミリ秒のOFFと4ミリ秒のONを繰返すことにより、燃料電池スタック3の出力電流を80%とするという具合に変化させて、通常運転に復帰させる。
That is, first, the control device as a S w Tchingugeto ON / OFF signal given to the
このようにスイッチングゲートON/OFF信号のON/OFFの間隔を徐々に変化させることにより、通常運転状態に復帰するまでの燃料電池スタック3の発電電力変化が第1の実施形態よりも緩やかとなり、より耐久性を高くすることができる。
By gradually changing the ON / OFF interval of the switching gate ON / OFF signal in this way, the change in the generated power of the
上記実施形態では、スイッチングゲートON/OFF信号のON/OFFの間隔を変化させたが、ON/OFFの周期を徐々に変更しても同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the ON / OFF interval of the switching gate ON / OFF signal is changed, but the same effect can be obtained even if the ON / OFF cycle is gradually changed.
(第3の実施形態)
図5は本発明による燃料電池制御装置の第3の実施形態を示すブロック構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the fuel cell control device according to the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and different parts will be described here.
前述した第1の実施形態又は第2の実施形態において、所定時間内に燃料電池スタック3の直流電圧の低下が所定回数繰返した場合は、一時的ではない何らかの直流電圧低下の原因が発生していることが考えられる。
In the first embodiment or the second embodiment described above, if the decrease in the DC voltage of the
第3の実施形態では、図5に示すように制御装置6内に燃料電池スタック3の直流電圧の低下発生回数を記録する回数記録手段10を設け、この回数記録手段10に所定時間内に記録された直流電圧の低下発生回数が所定の回数を超えた場合にはスイッチングゲートON/OFF信号8のON/OFF動作を継続させ、燃料電池スタック3の発電出力を低下させた状態で運転を継続させるようにしたものである。
In the third embodiment, as shown in FIG. 5, the
このような構成の燃料電池制御装置において、急激に燃料電池スタック3の直流電圧が低下すると、第1の実施形態と同様に制御装置6より電力変換装置5のスイッチング回路5cに出力されるスイッチングゲートON/OFF信号により、燃料電池スタック3の直流電圧が設定電圧まで上昇した後は、スイッチングゲートON/OFF信号を常時ONとして、通常の運転状態に復活させる。
In the fuel cell control device having such a configuration, when the direct-current voltage of the
その後、再度燃料電池スタック3の直流電圧が設定電圧よりも低下すると、前述同様にスイッチングゲートON/OFF信号のON/OFFにより、燃料電池スタック3の直流電圧が設定電圧まで上昇するという動作を繰返した時点で回数記録手段10により直流電圧の低下回数を記録し、所定時間内に所定回数を超えた場合にスイッチングゲートON/OFF信号のON/OFF動作を継続させ、燃料電池スタック3の発電出力を低下させた状態で運転を継続する。
After that, when the DC voltage of the
このようにすれば、所定時間内に直流電圧の低下回数が所定回数を超えた場合にスイッチングゲートON/OFF信号のON/OFF動作を継続させ、燃料電池スタック3の発電出力を低下させた状態で運転を継続することにより無理な出力変動を無くすことが可能となり、燃料電池スタック3や、その他故障箇所への影響を最小限に抑えることができる。
In this way, the ON / OFF operation of the switching gate ON / OFF signal is continued and the power generation output of the
(第4の実施形態)
図6は本発明による燃料電池制御装置の第4の実施形態を示すブロック構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment of the fuel cell control apparatus according to the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted, and different parts will be described here.
第4の実施形態では、図6に示すように制御装置6内に燃料電池スタック3の直流電圧が設定値よりも低下し、スイッチングゲートON/OFF信号のON/OFFを開始した時点で時刻計測を開始する時刻計測手段11を設け、この時刻計測手段11による計測時間が所定時間以上経過しても燃料電池スタック3の直流電圧が設定電圧以上の電圧まで上昇しないとき、発電電力指令値7をスイッチングゲートON/OFF信号のON/OFF間隔又は周期から決まる出力低減割合に応じて低下させ、燃料電池スタック3の発電出力を低下させた状態で運転を継続させるようにしたものである。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, the time is measured when the DC voltage of the
このようにすれば、前述した第1の実施形態又は第2の実施形態の動作を継続させることなく、燃料電池スタック3が安定運転可能な出力で運転を継続することができる。また、燃料電池スタック3の直流電圧が経時的に低下してきた場合にも、燃料電池スタック3の出力を下げた状態で安定した運転を継続することができる。
In this way, the operation of the
(第5の実施形態)
図7は本発明による燃料電池制御装置の第5の実施形態を示すブロック構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
(Fifth embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a fifth embodiment of the fuel cell control apparatus according to the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and different parts will be described here.
第5の実施形態では、電力変換装置5にスイッチング回路を設けずに、制御装置6に運転可能な最低出力の発電電力指令値7aを設定し、燃料電池スタック3の直流電圧が設定値より低下すると、制御装置6より電力変換装置5の変換部に運転可能な最低出力とすべき発電電力指令値7aを制御部に与えるようにしたものである。
In the fifth embodiment, the
このような構成の燃料電池制御装置において、通常運転時は制御装置6より電力変換装置5の制御部に与えられる発電電力指令値7により指令値通りの電力制御が行われている。
In the fuel cell control device having such a configuration, during normal operation, power control according to the command value is performed by the generated
図8は、燃料電池スタック3の直流電流と直流電圧との関係を示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the direct current and direct current voltage of the
いま、電力変換装置5の電力制御により図8の(イ)点で運転を行っているとき、原燃料、空気、水素などの変動により急激に直流電圧が低下すると、運転点が図8の(イ)点から(ロ)点に移行し、直流電圧が低下すると同時に直流電流が増加する。
Now, when the operation is performed at the point (a) in FIG. 8 by the power control of the
すると、制御装置6は、図8に示す直流電流―直流電圧の特性において、制御可能な最低出力とする発電電力指令値7aを電力変換装置5に伝送すると、運転点が(ロ)点から(ハ)点に移行する。そして、電圧低下の原因が一時的なものであれば、(ハ)点の最低出力で一定時間運転している間に、運転点が(ハ)点から(ニ)点に移行する。
Then, when the
この運転点が(ニ)点に移行してから一定時間経過後、制御装置6から電力変換装置5に伝送される発電電力指令値7を元の値に戻し、(イ)点の運転状態に復活させる。
After a certain period of time has elapsed since this operating point shifted to point (d), the generated
本実施形態によれば、通常運転状態にあるとき、原燃料、空気、水素などの変動により急激に直流電圧が低下しても、発電電力を最低出力まで低下させることにより燃料電池スタック3の直流電圧が上昇するので、継続運転を行うことができる。
According to the present embodiment, when the DC voltage is suddenly reduced due to fluctuations in raw fuel, air, hydrogen, etc., during normal operation, the generated power is reduced to the minimum output to reduce the direct current of the
また、一時的な直流電圧の低下であれば、発電電力指令値7を元の値に戻した後も、前回の出力設定値のまま運転を継続することができる。
Further, if the DC voltage is temporarily decreased, the operation can be continued with the previous output set value even after the generated
なお、制御可能な最低出力としても、さらに直流電圧が低下する場合は、運転継続が不可能なため、停止することになるが、他の保護システムで検出できなくても自動的に停止に至ることから、安全性の高いシステムとすることができる。 Note that even if the DC voltage drops further, even if it is the lowest controllable output, it will stop because it cannot continue operation, but it will automatically stop even if it cannot be detected by other protection systems. Therefore, it can be set as a highly safe system.
(第6の実施形態)
図9は本発明による燃料電池制御装置の第6の実施形態を示すブロック構成図で、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
(Sixth embodiment)
FIG. 9 is a block diagram showing a sixth embodiment of the fuel cell control device according to the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and different parts will be described here.
第6の実施形態では、図9に示すように電力変換装置5にスイッチング回路を設けずに、制御装置6に運転可能な最低出力の発電電力指令値7aを設定し、且つ制御装置6内に設定値以下の直流電圧の低下と定常運転状態への復帰との繰返し回数を記録する回数記録手段10を設け、この回数記録手段10に所定時間内に記録された繰返し回数が所定の回数を超えた場合には、制御装置6より運転可能な最低出力となし得る発電電力指令値7aを電力変換装置5の制御部に与えて、燃料電池スタック3の発電出力を最低値として運転を継続させるようにしたものである。
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 9, the
このような構成の燃料電池制御装置において、電力変換装置5の電力制御により通常運転を行っているとき、原燃料、空気、水素などの変動により急激に直流電圧が低下すると、第5の実施形態と同様に発電電力指令値7を制御可能な最低出力として燃料電池スタック3の直流電圧を復活させる。そして、一定時間経過後に元の発電電力指令値7に戻した後、再度直流電圧が設定値以下に低下し、発電電力指令値を運転可能な最低出力まで低下させるという動作を繰返したときに、その発電電力指令値を運転可能な最低出力まで低下させた回数を回数記録手段10に記録し、所定の時間内に最低出力まで低下させた回数が所定の回数を超えたとき、発電電力指令値7aを電力変換装置5に与えて運転可能な最低出力での運転を継続させ、燃料電池スタック3の発電出力を低下させた状態で運転を継続する。
In the fuel cell control device having such a configuration, when the normal operation is performed by the power control of the
本実施形態によれば、第5の実施形態の動作が所定時間内に所定の回数以上繰返した場合は、一時的ではない何らかの直流電圧の低下原因が発生しているものとして、無理な出力変動を止めることにより、燃料電池スタック3や、その他故障箇所への影響を最小限に抑えることができる。さらに、燃料電池スタック3の経時変化により直流電圧が低下してきた場合にも、電力変換装置5の出力を下げて安定した運転を継続することができる。
According to the present embodiment, when the operation of the fifth embodiment is repeated a predetermined number of times within a predetermined time, it is assumed that some cause of a decrease in DC voltage that is not temporary has occurred, and an unreasonable output fluctuation By stopping the operation, the influence on the
1…水素生成器、2…送風機、3…燃料電池スタック、4…貯湯タンク、5…電力変換装置、6…制御装置、7,7a…発電電力指令値、8…スイッチングゲートON/OFF信号、9…直流電圧検出手段、9a…直流電圧検出信号、10…回数記録手段、11…時刻計測手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記制御手段は、発電電力指令値により前記電力変換装置を電力制御すると共に、前記直流電圧計測手段で測定された前記燃料電池スタックの発電電圧が設定値より低下すると、運転可能な最低値を発電電力指令値として前記電力変換装置を制御することで前記燃料電池スタックの発電電圧を上昇させることを特徴とする燃料電池制御装置。 A hydrogen generator, a fuel cell stack that generates direct-current power by reacting a hydrogen-rich gas generated by the hydrogen generator and an oxidant gas, and converts the direct-current power generated from the fuel cell stack into alternating current power A power converter that interconnects and outputs to the grid, a process system necessary for power generation and a control means that controls the power converter, and a DC voltage that measures the power generation voltage of the fuel cell stack and inputs it to the control means Measuring means,
It said control means generating as well as power controlling the power converter by power generation command value, when the generated voltage of the fuel cell stack measured at the DC voltage measuring means is lower than a set value, the operation lowest possible value A fuel cell control device that raises the power generation voltage of the fuel cell stack by controlling the power conversion device as a power command value .
前記制御手段は、回数記録手段を備え、この回数記録手段に直流電圧低下から定常運転状態への復帰の繰返し回数を記録し、その回数が所定回数を超過した場合は、前記電力変換装置に与える発電電力指令値を出力可能な最低値として運転を継続させることを特徴とする燃料電池制御装置。 The fuel cell control device according to claim 1, wherein
The control means includes a number of times recording means, and records the number of repetitions of the return from the DC voltage drop to the steady operation state in the number of times recording means, and when the number of times exceeds a predetermined number, gives the power converter A fuel cell control device characterized in that the operation is continued with the generated power command value as a minimum value that can be output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012137017A JP5481528B2 (en) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Fuel cell control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012137017A JP5481528B2 (en) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Fuel cell control device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007142258A Division JP2008300076A (en) | 2007-05-29 | 2007-05-29 | Fuel cell control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012199249A JP2012199249A (en) | 2012-10-18 |
| JP5481528B2 true JP5481528B2 (en) | 2014-04-23 |
Family
ID=47181224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012137017A Active JP5481528B2 (en) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Fuel cell control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5481528B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2014157319A1 (en) * | 2013-03-27 | 2017-02-16 | コニカミノルタ株式会社 | Secondary battery type fuel cell system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62259354A (en) * | 1986-05-02 | 1987-11-11 | Toshiba Corp | Fuel cell power generating system |
| JPS62278764A (en) * | 1986-05-28 | 1987-12-03 | Toshiba Corp | Fuel cell power generating plant |
| JP2004265671A (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Hitachi Ltd | Fuel cell operation control method and apparatus |
| JP4704690B2 (en) * | 2004-02-06 | 2011-06-15 | 株式会社日立製作所 | Fuel cell power generation system |
| JP2006147404A (en) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system |
-
2012
- 2012-06-18 JP JP2012137017A patent/JP5481528B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012199249A (en) | 2012-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4414474B2 (en) | Cogeneration system | |
| JP2020128576A (en) | Control device and control method of hydrogen production plant | |
| JP5969297B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP2014011057A (en) | Solid polymer type fuel cell system | |
| JP6574696B2 (en) | Power control apparatus, power control method, and fuel cell system | |
| JP2015186408A (en) | Operation method of fuel cell system and fuel cell system | |
| JP4201750B2 (en) | Power generation system | |
| JP6475945B2 (en) | Power supply device, power supply method, and power supply system | |
| KR20130003409A (en) | Power stabilizing system for renewable energy generation | |
| JP5481528B2 (en) | Fuel cell control device | |
| JP5809844B2 (en) | FUEL CELL POWER GENERATION SYSTEM AND METHOD FOR POWERING UP ELECTRIC HEATER IN FUEL CELL POWER GENERATION SYSTEM | |
| JP6503060B2 (en) | POWER GENERATOR, POWER GENERATING SYSTEM, AND CONTROL METHOD OF POWER GENERATING SYSTEM | |
| JP6439165B2 (en) | AC power supply output power control method and AC power supply | |
| JP6171169B2 (en) | Fuel cell cogeneration system | |
| JP5618816B2 (en) | Fuel cell power generation system | |
| JP2008300076A (en) | Fuel cell control device | |
| JP2016094328A (en) | Hydrogen generator and method for operating the same, and fuel cell system | |
| JP2004227876A (en) | Control device for fuel cell system | |
| JP5849186B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP2014116090A (en) | Fuel cell system | |
| JP2016201249A (en) | Fuel cell system | |
| JP2014116089A (en) | Fuel cell system | |
| JP6120727B2 (en) | Power control apparatus, power control method, and power control system | |
| JP2006280097A (en) | Power generation system | |
| JP2011049053A (en) | Power generation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130702 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130902 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20131219 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20131226 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20140109 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140121 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140217 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5481528 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |