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JP7194622B2 - Fuel cell system and their centralized control system - Google Patents
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Description

本発明は、燃料電池反応により発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システム及びこれらの集中制御システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system having a fuel cell that generates power through fuel cell reaction and a centralized control system for these.

燃料電池反応により発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムが実用に供されている。このような燃料電池システムでは、一般的に、外部系統への逆潮流が生じないように、定格発電出力の範囲内において電力需要に追従して発電を行い、定格発電出力を超える電力需要があれば外部系統から電力を買電する方法が採用されている(例えば、特許文献1参照)。この燃料電池システムにおいては、電力需要が定格発電出力内であるときには発電出力でまかなうことができ、従って、外部系統から電力を買電することがなく、システム利用の利益を享受することができる。 2. Description of the Related Art A fuel cell system having a fuel cell that generates power through a fuel cell reaction has been put into practical use. In such a fuel cell system, generally, power is generated following the power demand within the range of the rated power output so that reverse power flow to the external system does not occur. For example, a method of purchasing electric power from an external system is adopted (see Patent Document 1, for example). In this fuel cell system, when the power demand is within the rated power output, it can be covered by the power output. Therefore, it is possible to enjoy the benefits of using the system without purchasing power from an external system.

このような燃料電池システムでは、外部系統への逆潮流が可能であれば余剰の発電出力を外部系統に送給することができ、電力市場に供給することが可能となる。このようなことから、この燃料電池システムの発電電力の一部を電力の需給バランスの調整に用いようとする考えがある。近年、再生可能エネルギーとして太陽光発電の利用が増えており、このような太陽光発電では昼間と夜間の発電電力が大きく変動し、また昼間でも太陽が出ているときと雲に隠れている(又は雨が降っている)ときとで発電電力が大きく変動する。このような太陽光発電の発電電力の大きな変動を抑えるために燃料電池システムを利用しようとする考えがある。 In such a fuel cell system, if reverse power flow to the external system is possible, surplus power generation output can be sent to the external system and supplied to the power market. For this reason, there is an idea to use part of the power generated by the fuel cell system to adjust the power supply and demand balance. In recent years, the use of photovoltaic power generation as a renewable energy source has increased. In such photovoltaic power generation, the amount of power generated during the daytime and nighttime fluctuates greatly. or it is raining), the generated power fluctuates greatly. There is an idea to use a fuel cell system to suppress such large fluctuations in the power generated by photovoltaic power generation.

このような太陽光発電による発電電力の変動に限定されないが、夏場の天候に起因する急激な電力需要の変動、また大きなイベントなどによる電力需要の一時的な変動、災害などによる電力送給の一時的な変動などにも燃料電池システムの発電電力を利用しようとする考えがある。 Although it is not limited to fluctuations in power generated by photovoltaic power generation, sudden fluctuations in power demand due to summer weather, temporary fluctuations in power demand due to large events, etc., temporary power supply due to disasters, etc. There is an idea to use the power generated by the fuel cell system for such fluctuations.

特開2016-181510号公報JP 2016-181510 A

しかしながら、従来は、燃料電池システムから外部系統への逆潮流が生じないようにしていたために、燃料電池システムの発電電力の一部を電力の需給バランスの調整に用いようとする発想はなく、その利用は限られていた。 However, in the past, since reverse power flow from the fuel cell system to the external system was prevented, there was no idea of using part of the power generated by the fuel cell system to adjust the power supply and demand balance. Usage was limited.

本発明の第1の目的は、発電電力の一部を電力の需給バランスにおける電力不足の調整に用いることができる燃料電池システムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide a fuel cell system that can use part of the generated power to adjust power shortages in the power supply and demand balance.

また、本発明の第2の目的は、電力の需給バランスの調整のための電力調整市場に発電電力の一部を提供することができる燃料電池システムの集中制御システムを提供することである。 A second object of the present invention is to provide a centralized control system for a fuel cell system capable of supplying a portion of the generated power to the power adjustment market for adjusting the supply and demand balance of power.

また、本発明の第3の目的は、電力の需給バランスにおける電力余剰の調整に利用することができる燃料電池システムを提供することである。 A third object of the present invention is to provide a fuel cell system that can be used to adjust the surplus power in the power supply and demand balance.

更に、本発明の第4の目的は、電力の需給バランスの調整のための電力調整市場における電力余剰を解消することができる燃料電池システムの集中制御システムを提供することである。 A fourth object of the present invention is to provide a centralized control system for a fuel cell system capable of resolving surplus power in the power adjustment market for power supply and demand balance adjustment.

本発明の燃料電池システムは、上述した第1の目的に対応して、燃料電池反応により発電を行う燃料電池と、前記燃料電池を制御するための電池制御手段とを備えた燃料電池システムであって、
前記電池制御手段は、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力より低い低発電出力でもって運転する上げ調整発電モードに切り換えるための上げ調整信号と、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が生じるのを防止するために前記燃料電池の発電出力を上昇させるための発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が予測されると、前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記上げ調整発電モードに切り替え、前記上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足のおそれが生じると、前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高くなるように制御し、これにより、前記燃料電池の発電出力の一部が前記外部系統に供給されることを特徴とする。
A fuel cell system of the present invention is a fuel cell system provided with a fuel cell for generating power through a fuel cell reaction and cell control means for controlling the fuel cell, in response to the first object described above. hand,
The battery control means provides a boost adjustment signal for switching from a normal power generation mode in which the fuel cell is operated in a normal power generation state to a boost adjustment power generation mode in which the power generation output of the fuel cell is operated at a low power generation output lower than the rated power generation output, and an external power generation mode. The power generation output of the fuel cell is controlled based on a power generation increase signal for increasing the power generation output of the fuel cell in order to prevent an electric power shortage due to an unbalanced power supply and demand in the system. cage,
When the power supply and demand balance of the external system is disrupted and a power shortage is predicted, the battery control means switches the operation of the fuel cell from the normal power generation mode to the power adjustment power generation mode based on the power adjustment signal, In the operation in the increase adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled to be the low power generation output , and during the operation in the increase adjustment power generation mode, the electric power supply and demand balance of the external system may be disrupted and power shortage may occur. occurs, the battery control means controls the power generation output of the fuel cell based on the power generation increase signal so that the power generation output of the fuel cell becomes higher than the low power generation output. It is characterized in that it is supplied to the external system .

このような燃料電池システムでは、発電上昇信号は、定格発電上昇信号及び高発電上昇信号を含み、上げ調整発電モードの運転中に定格発電上昇信号が生成されると、この定格発電上昇信号に基づいて燃料電池の発電出力が定格発電出力となるように制御し、また上げ調整発電モードの運転中に高発電上昇信号が生成されると、この高発電上昇信号に基づいて燃料電池の発電出力が低発電出力よりも高く且つ定格発電出力よりも低い高発電出力となるように制御するのが好ましい。また、上げ調整信号は、第1上げ調整信号及び第2上げ調整信号を含み、第1上げ調整信号が生成されると、電池制御手段は、この第1上げ調整信号に基づいて燃料電池の運転を通常発電モードから第1上げ調整発電モードに切り替え、また第2上げ調整信号が生成されると、電池制御手段は、第2上げ調整信号に基づいて燃料電池の運転を通常発電モードから第2上げ調整発電モードに切り替えるのが好ましい。 In such a fuel cell system, the power generation increase signal includes a rated power generation increase signal and a high power generation increase signal, and when the rated power generation increase signal is generated during operation in the increase adjustment power generation mode, is controlled so that the power generation output of the fuel cell becomes the rated power output, and when a high power generation increase signal is generated during operation in the boost adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cell is increased based on this high power generation increase signal. It is preferable to control to a high power output that is higher than the low power output and lower than the rated power output. Further, the increase adjustment signal includes a first increase adjustment signal and a second increase adjustment signal, and when the first increase adjustment signal is generated, the battery control means operates the fuel cell based on this first increase adjustment signal. is switched from the normal power generation mode to the first adjustment power generation mode, and the second adjustment signal is generated, the battery control means switches the operation of the fuel cell from the normal power generation mode to the second adjustment power generation mode based on the second adjustment signal. It is preferable to switch to the up regulation power generation mode.

また、本発明の燃料電池システムの集中制御システムは、上述した第2の目的に対応して、燃料電池反応により発電を行う燃料電池及び前記燃料電池を制御するための電池制御手段を備えた燃料電池システムが多数集合した燃料電池システムの集中制御システムであって、
通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する上げ調整発電モードに切り換えるための上げ調整信号を生成する上げ調整信号生成手段と、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が生じるのを防止するために前記燃料電池の発電出力を上昇させるための発電上昇信号を生成する発電上昇信号生成手段とを更に含み、
多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号及び前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が予測されると、前記上げ調整信号生成手段は前記上げ調整信号を生成し、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記上げ調整発電モードに切り替え、前記上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足のおそれが生じると、前記発電上昇信号生成手段は前記発電上昇信号を生成し、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高くなるように制御し、これにより、前記燃料電池の発電出力の一部が前記外部系統に供給されることを特徴とする。
Further, in response to the above-described second object, a centralized control system for a fuel cell system according to the present invention provides a fuel cell that generates power through a fuel cell reaction and a fuel cell control means for controlling the fuel cell. A centralized control system for a fuel cell system in which a large number of battery systems are assembled,
Raise adjustment signal generating means for generating an increase adjustment signal for switching from a normal power generation mode in which the fuel cell operates in a normal power generation state to a raise adjustment power generation mode in which the power generation output of the fuel cell is operated at a low power generation output lower than the rated power generation output. and a power generation increase signal generating means for generating a power generation increase signal for increasing the power generation output of the fuel cell in order to prevent a power shortage from occurring due to the power supply and demand balance in an external system being disrupted,
The cell control means of the multiple fuel cell systems are configured to control the power generation output of the fuel cell based on the adjustment-up signal and the power generation increase signal,
When the power supply and demand balance of the external system is disrupted and power shortage is predicted, the boost adjustment signal generating means generates the boost adjustment signal, and the cell control means of the multiple fuel cell systems generate the boost adjustment signal. The operation of the fuel cell is switched from the normal power generation mode to the increased adjustment power generation mode based on, and in the operation in the increased adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled to be the low power generation output, and When the power supply and demand balance of the external system is disrupted during operation in the boost adjustment power generation mode and there is a risk of power shortage, the power generation increase signal generating means generates the power generation increase signal, and the batteries of the multiple fuel cell systems The control means controls the power generation output of the fuel cell based on the power generation increase signal so that the power generation output of the fuel cell becomes higher than the low power generation output , whereby a part of the power generation output of the fuel cell is supplied to the external system. characterized by

このような燃料電池システムの集中制御システムでは、多数の燃料電池システムは、燃料電池の発電出力を瞬時に上昇させる制御に対応した第1燃料電池グループの第1燃料電池システムと、燃料電池の発電出力を瞬時に上昇させる制御に対応しない第2燃料電池グループの第2燃料電池システムとを含み、上げ調整発電モードの運転中に発電上昇信号が生成されると、第1燃料電池システムの燃料電池の発電出力を瞬時に定格発電出力となるように制御し、第2燃料電池システムの燃料電池の発電出力を除々に定格発電出力となるように制御するのが好ましい。 In such a centralized control system for fuel cell systems, a large number of fuel cell systems are composed of a first fuel cell system of a first fuel cell group corresponding to control for instantaneously increasing the power generation output of the fuel cells, and power generation of the fuel cells. and a second fuel cell system of the second fuel cell group that does not correspond to control for instantaneously increasing the output, and the fuel cell of the first fuel cell system when the power generation increase signal is generated during operation in the ramp-up adjustment power generation mode. It is preferable that the power output of the second fuel cell system is controlled so as to reach the rated power output instantaneously, and the power output of the fuel cell of the second fuel cell system is controlled so as to gradually reach the rated power output.

また、第2燃料電池グループの第2燃料電池システムは、燃料電池の発電出力が比較的短い時間でもって定格発電出力に上昇する短時間上昇サブグループの第2燃料電池システムと、燃料電池の発電出力が比較的長い時間でもって定格発電出力に上昇する長時間上昇サブグループの第2燃料電池システムを含み、上げ調整発電モードの運転中に発電上昇信号が生成されると、短時間上昇サブグループの第2燃料電池システムの燃料電池の発電出力を比較的短時間で定格発電出力となるように制御し、また長時間上昇サブグループの第2燃料電池システムの燃料電池の発電出力を比較的長時間で定格発電出力となるように制御するのが好ましい。 The second fuel cell system of the second fuel cell group includes the second fuel cell system of the short-time rise subgroup in which the power generation output of the fuel cells rises to the rated power generation output in a relatively short time, and the power generation of the fuel cells. including a second fuel cell system of the long-time rise subgroup in which the output rises to the rated power output over a relatively long period of time, and a short-time rise subgroup when a power-up signal is generated during operation in the ramp-up regulation power mode; control the power output of the fuel cell of the second fuel cell system of the second fuel cell system to reach the rated power output in a relatively short period of time, and control the power output of the fuel cell of the second fuel cell system of the long-time rise subgroup for a relatively long time. It is preferable to control so as to achieve the rated power generation output in time.

更に、多数の燃料電池システムは、燃料電池の発電出力を定格発電出力の第1割合値まで下げる制御に対応した第1燃料電池グループの第1燃料電池システムと、燃料電池の発電出力を第1割合値よりも大きい第2割合値まで下げる制御に対応した第2燃料電池グループの第2燃料電池システムとを含み、上げ調整信号が生成されると、第1燃料電池グループの第1燃料電池システムの燃料電池の発電出力を定格発電出力の第1割合値となるように制御し、また第2燃料電池グループの第2燃料電池システムの燃料電池の発電出力を定格発電出力の第2割合値となるように制御するのが好ましい。 Furthermore, the multiple fuel cell systems include a first fuel cell system of the first fuel cell group that is capable of controlling the power generation output of the fuel cells to decrease to a first percentage value of the rated power generation output, and a fuel cell system that reduces the power generation output of the fuel cells to the first a second fuel cell system of the second fuel cell group responsive to control down to a second percentage value greater than the percentage value, wherein the first fuel cell system of the first fuel cell group is responsive to generation of the adjust up signal. and controlling the power output of the fuel cell of the second fuel cell group to the first percentage value of the rated power output, and the power output of the fuel cell of the second fuel cell system of the second fuel cell group to the second percentage value of the rated power output. It is preferable to control

また、本発明の他の燃料電池システムは、上述した第3目的に対応して、燃料電池反応により発電を行う燃料電池と、前記燃料電池を制御するための電池制御手段とを備えた燃料電池システムであって、
前記電池制御手段は、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が生じるのを回避するために、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する下げ調整発電モードに切り換え且つ前記燃料電池の発電出力を前記低発電出力に下げるための下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が発生するおそれが生じると、前記電池制御手段は、前記下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記下げ調整発電モードに切り替え、前記下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、これにより、前記外部系統の電力の一部が燃料電池システムの低下した発電電力をまかなうことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system that includes a fuel cell that generates power through a fuel cell reaction and cell control means that controls the fuel cell. a system,
The battery control means controls the power generation output of the fuel cell to be lower than the rated power generation output from the normal power generation mode in which the operation is performed in a normal power generation state, in order to avoid an electric power surplus due to the collapse of the electric power supply and demand balance of the external system. The power generation output of the fuel cell is controlled based on a down adjustment signal for switching to a down adjustment power generation mode for operating with a low power generation output and lowering the power generation output of the fuel cell to the low power generation output . ,
When there is a risk of an electric power surplus due to the collapse of the power supply and demand balance in the external system, the battery control means shifts the operation of the fuel cell from the normal power generation mode to the down adjustment power generation mode based on the down adjustment signal. In the operation of the switching and adjusting down power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled so as to be the low power generation output , so that part of the electric power of the external system covers the reduced electric power generated by the fuel cell system. It is characterized by

この燃料電池システムでは、下げ調整信号は、第1下げ調整信号及び第2下げ調整信号を含み、第1下げ調整信号が生成されると、電池制御手段は、第1下げ調整信号に基づいて燃料電池の運転を通常発電モードから第1下げ調整発電モードに切り替え、また第2下げ調整信号が生成されると、電池制御手段は、第2下げ調整信号に基づいて燃料電池の運転を通常発電モードから第2下げ調整発電モードに切り替えるのが好ましい。 In this fuel cell system, the downward adjustment signal includes a first downward adjustment signal and a second downward adjustment signal, and when the first downward adjustment signal is generated, the cell control means controls fuel injection based on the first downward adjustment signal. When the operation of the battery is switched from the normal power generation mode to the first adjustment-down power generation mode and the second adjustment-down signal is generated, the battery control means switches the operation of the fuel cell to the normal power generation mode based on the second adjustment-down signal. to the second down regulation power generation mode.

更に、本発明の他の燃料電池システムの集中制御システムは、上述した第4の目的に対応して、燃料電池反応により発電を行う燃料電池及び前記燃料電池を制御するための電池制御手段を備えた燃料電池システムが多数集合した燃料電池システムの集中制御システムであって、
多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が生じるのを回避するために、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する下げ調整発電モードに切り換え且つ前記燃料電池の発電出力を前記低発電出力に下げるための下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が発生するおそれが生じると、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記下げ調整発電モードに切り替え、前記下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、これにより、前記外部系統の電力の一部が前記多数の燃料電池システムの低下した発電出力をまかなうことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, a centralized control system for a fuel cell system comprises a fuel cell for generating power through a fuel cell reaction and a cell control means for controlling the fuel cell. A centralized control system for a fuel cell system in which a large number of fuel cell systems are assembled,
The cell control means of many fuel cell systems control the power generation output of the fuel cells from the normal power generation mode in which the fuel cells are operated in a normal power generation state in order to avoid an electric power surplus due to the collapse of the electric power supply and demand balance in the external system. The power generation output of the fuel cell is controlled based on a down adjustment signal for switching to a down adjustment power generation mode in which operation is performed with a low power generation output lower than the rated power generation output and for lowering the power generation output of the fuel cell to the low power generation output . is configured as
When the power supply and demand balance of the external system is disrupted and there is a risk of a power surplus, the cell control means of the multiple fuel cell systems shifts the operation of the fuel cells to the normal power generation mode based on the downward adjustment signal. to the downwardly adjusted power generation mode, and in operation in the downwardly adjusted power generation mode, control is performed so that the power generation output of the fuel cell is the low power generation output . It is characterized by covering the reduced power output of the fuel cell system .

本発明の燃料電池システムによれば、上げ調整信号が生成されると、燃料電池システムの電池制御手段は、この上げ調整信号に基づいて燃料電池の運転を通常発電モードから上げ調整発電モードに切り替え、上げ調整発電モードの運転では燃料電池の発電出力が定格発電出力よりも低い低発電出力となるように制御されるので、燃料電池は低発電出力で稼働され、この上げ調整発電モードの運転からの燃料電池の発電出力の上昇が許容される。そして、この上げ調整発電モードの運転中に発電上昇信号が生成されると、燃料電池の発電出力が低発電出力よりも大きくなるように制御されるので、燃料電池システムからの発電出力が増大し、この増大した発電出力が外部系統に相対的に流出するようになり、その結果、燃料電池システムを利用して電力の需給バランスにおける電力不足を回避することができる。 According to the fuel cell system of the present invention, when the adjustment-up signal is generated, the cell control means of the fuel cell system switches the operation of the fuel cell from the normal power generation mode to the adjustment-up power generation mode based on the adjustment signal. Since the power generation output of the fuel cell is controlled to be lower than the rated power generation output in the operation in the increase adjustment power generation mode, the fuel cell is operated at the low power generation output. is allowed to increase the power generation output of the fuel cell. When the power generation increase signal is generated during the operation in the boost adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled to be higher than the low power generation output, so the power generation output from the fuel cell system increases. As a result, the increased power output is relatively discharged to the external system, so that the fuel cell system can be used to avoid power shortages in the power supply and demand balance.

また、本発明の燃料電池システムの集中制御システムによれば、上げ調整信号が生成されると、多数の燃料電池のシステムの電池制御手段は、この上げ調整信号に基づいて燃料電池の運転を通常発電モードから上げ調整発電モードに切り替え、上げ調整発電モードの運転では燃料電池の発電出力が定格発電出力よりも低い低発電出力となるように制御されるので、多数の燃料電池システムの燃料電池は低発電出力で稼働され、この上げ調整発電モードの運転からの燃料電池の発電出力の上昇が許容される。そして、この上げ調整発電モードの運転中に発電上昇信号が生成されると、多数の燃料電池システムの燃料電池の発電出力が定格発電出力となるように制御されるので、多数の燃料電池システムからの発電出力が増大し、この増大した発電出力が外部系統に相対的に流出するようになり、その結果、多数の燃料電池システムの発電出力を外部系統としての電力調整市場に提供することができ、多数の燃料電池システムを利用して電力の需給バランスにおける電力不足を回避することができる。 In addition, according to the centralized control system of the fuel cell system of the present invention, when the adjustment signal is generated, the cell control means of the multiple fuel cell systems operate the fuel cells normally based on the adjustment signal. The power generation mode is switched to the adjustment power generation mode, and in the operation in the adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled to be lower than the rated power generation output. It is operated at a low power output, allowing an increase in fuel cell power output from this upregulation power mode of operation. When a power generation increase signal is generated during operation in this adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cells of the multiple fuel cell systems is controlled so as to reach the rated power generation output. As a result, the power output of many fuel cell systems can be provided to the power adjustment market as an external system. , multiple fuel cell systems can be used to avoid power shortages in the power supply and demand balance.

また、本発明の他の燃料電池システムによれば、下げ調整信号が生成されると、燃料電池システムの電池制御手段は、この下げ調整信号に基づいて燃料電池の運転を通常発電モードから下げ調整発電モードに切り替え、下げ調整発電モードの運転では燃料電池の発電出力が定格発電出力よりも低い低発電出力となるように制御されるので、燃料電池システムからの発電出力が低下し、この低下した発電出力をまかなうように、外部系統からの電力が相対的に流入するようになり、その結果、燃料電池システムを利用して電力の需給バランスにおける電力余剰を回避することができる。 Further, according to another fuel cell system of the present invention, when the adjustment-down signal is generated, the cell control means of the fuel cell system adjusts the operation of the fuel cell from the normal power generation mode down based on the adjustment-down signal. Switching to power generation mode and down adjustment In power generation mode operation, the power generation output of the fuel cell is controlled to be lower than the rated power generation output. Electric power from the external system will relatively flow in to cover the power output, and as a result, the fuel cell system can be used to avoid electric power surplus in the power supply and demand balance.

更に、本発明の他の燃料電池システムの集中制御システムによれば、下げ調整信号が生成されると、多数の燃料電池のシステムの電池制御手段は、この下げ調整信号に基づいて燃料電池の運転を通常発電モードから下げ調整発電モードに切り替え、多数の燃料電池システムの燃料電池の発電出力が定格発電出力よりも低い低発電出力となるように制御されるので、多数の燃料電池システムの発電出力が低下し、この低下した発電出力をまかなうように外部系統からの電力が相対的に流入するようになり、その結果、外部系統としての電力調整市場から電力を受電し、多数の燃料電池システムを利用して電力の需給バランスにおける電力余剰を回避することができる。 Furthermore, according to another centralized control system for a fuel cell system of the present invention, when the adjustment-down signal is generated, the cell control means of the multiple fuel cell systems operate the fuel cells based on this adjustment-down signal. is switched from the normal power generation mode to the downward adjustment power generation mode, and the power generation output of the fuel cells of many fuel cell systems is controlled to be lower than the rated power generation output, so the power generation output of many fuel cell systems As a result, the electric power from the external system is relatively inflowed to cover this reduced power generation output. It can be used to avoid power surplus in the power supply and demand balance.

本発明に従う燃料電池システムの集中制御システムの第1の実施形態を簡略的に示す簡略図。1 is a simplified diagram schematically showing a first embodiment of a centralized control system for a fuel cell system according to the present invention; FIG. 図1の集中制御システムの制御系を簡略的に示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram schematically showing a control system of the centralized control system of FIG. 1; 図1の集中制御システムを構成する燃料電池システムの一例を簡略的に示すブロック図。2 is a block diagram schematically showing an example of a fuel cell system that constitutes the centralized control system of FIG. 1; FIG. 図2の集中制御システムの制御系による制御の一例を示すフローチャート。3 is a flowchart showing an example of control by a control system of the centralized control system of FIG. 2; 図4のフローチャートに沿って制御したときの燃料電池システムの発電出力の変動を示す図であって、図5(a)は、第1燃料電池システムの発電出力の変動を示す図、図5(b)は、第2燃料電池システムの発電電力の変動を示す図。FIG. 5 is a diagram showing fluctuations in the power output of the fuel cell system when controlled according to the flowchart of FIG. 4, FIG. b) is a diagram showing fluctuations in power generated by the second fuel cell system; 図2の集中制御システムの制御系の他の例における燃料電池システムの発電出力の変動を示す図であって、図6(a)は、第1燃料電池システムの発電出力の変動を示す図、図6(b)は、第2燃料電池システムの発電電力の変動を示す図。FIG. 6A is a diagram showing fluctuations in the power output of the fuel cell system in another example of the control system of the centralized control system of FIG. 2, and FIG. FIG. 6B is a diagram showing fluctuations in power generated by the second fuel cell system; 本発明に従う燃料電池システムの集中制御システムの第2の実施形態における制御系による制御の流れを示すフローチャート。4 is a flow chart showing the flow of control by a control system in a second embodiment of a centralized control system for a fuel cell system according to the present invention; 図7のフローチャートに沿って制御したときの燃料電池システムの発電出力の変動を示す図。FIG. 8 is a diagram showing fluctuations in the power generation output of the fuel cell system when controlled according to the flowchart of FIG. 7; 本発明に従う燃料電池システムの集中制御システムの第3の実施形態における制御系を簡略的に示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram schematically showing a control system in a third embodiment of a centralized control system for a fuel cell system according to the present invention; 図9の集中制御システムの制御系による制御の流れを示すフローチャート。FIG. 10 is a flow chart showing the flow of control by the control system of the centralized control system of FIG. 9; FIG. 図10のフローチャートに沿って制御したときの燃料電池システムの発電出力の変動を示す図であって、図11(a)は、第1燃料電池システムの発電出力の変動を示す図、図11(b)は、第2燃料電池システムの発電電力の変動を示す図。FIG. 11 is a diagram showing fluctuations in the power output of the fuel cell system when controlled according to the flowchart of FIG. 10, FIG. b) is a diagram showing fluctuations in power generated by the second fuel cell system; 本発明に従う燃料電池システムの集中制御システムの第4の実施形態における制御系による制御の流れを示すフローチャート。FIG. 10 is a flow chart showing the flow of control by a control system in a fourth embodiment of a centralized control system for a fuel cell system according to the present invention; FIG. 図12のフローチャートに沿って制御したときの燃料電池システムの発電出力の変動を示す図。FIG. 13 is a diagram showing fluctuations in power generation output of the fuel cell system when controlled according to the flowchart of FIG. 12;

以下、添付図面を参照して、本発明に従う燃料電池システム(及びこれらの集中制御システム)の種々の実施形態について説明する。尚、以下の説明においては燃料電池システムの集中制御システムを中心に説明するが、その説明の中に燃料電池システム単独の発明が含まれていることは明らかである。 Various embodiments of a fuel cell system (and a centralized control system thereof) according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. In the following explanation, the centralized control system of the fuel cell system will be mainly explained, but it is clear that the invention of the fuel cell system alone is included in the explanation.

〈燃料電池システムの集中制御システムの第1の実施形態〉
まず、図1~図5を参照して、燃料電池システムの集中制御システムの第1の実施形態について説明する。図1において、システムの管理者(例えば、電力会社、ガス会社)側には、例えば燃料電池管理センター2が設けられ、この燃料電池管理センター2に例えば燃料電池管理システム4及び顧客情報管理システム6が設置される(図2参照)。この実施形態では、燃料電池管理システム4と顧客情報管理システム6とが同じ燃料電池管理センター2に設置されているが、これらを別々の場所に設置するようにしてもよく、或いはこれらを一つの管理システムとして構成するようにしてもよい。
<First Embodiment of Centralized Control System for Fuel Cell System>
First, a first embodiment of a centralized control system for a fuel cell system will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. In FIG. 1, for example, a fuel cell management center 2 is provided on the side of a system administrator (for example, an electric power company, a gas company). is installed (see FIG. 2). In this embodiment, the fuel cell management system 4 and the customer information management system 6 are installed in the same fuel cell management center 2, but they may be installed in separate locations, or they may be integrated into one. It may be configured as a management system.

また、電力の消費者(例えば、電力会社、ガス会社の顧客)側には、例えば一戸建て家屋8、マンションなどが設けられ、図1では一戸建て家屋8に燃料電池システム10が設置されており、この第1の実施形態では、燃料電池管理システム4、顧客情報管理システム6及び多数の燃料電池システム10により燃料電池システムの集中制御システムが構築される。 On the side of consumers of electric power (for example, customers of electric power companies and gas companies), for example, detached houses 8 and condominiums are provided, and in FIG. In the first embodiment, the fuel cell management system 4, customer information management system 6, and multiple fuel cell systems 10 constitute a centralized control system for the fuel cell system.

図2をも参照して、この実施形態では、多数の燃料電池システム10は、その制御特性によって二つのグループ、即ち第1燃料電池グループ12及び第2燃料電池グループ14のいずれかに含まれるよいうに構成される。更に説明すると、第1燃料電池グループ12の複数の第1燃料電池システム10Aは、燃料電池16の発電出力を瞬時(例えば、10秒以内)に定格発電出力に上昇させる制御に対応するものであり、また第2燃料電池グループ14の複数の第2燃料電池システム10Bは、燃料電池16の発電出力を瞬時に定格発電出力に上昇させる制御に対応していないものであり、例えば5~60分以内に定格発電出力に上昇させる制御に対応するものである。 Referring also to FIG. 2, in this embodiment, multiple fuel cell systems 10 may be included in one of two groups, first fuel cell group 12 and second fuel cell group 14, depending on their control characteristics. configured as To explain further, the plurality of first fuel cell systems 10A of the first fuel cell group 12 correspond to control for instantaneously (for example, within 10 seconds) increasing the power generation output of the fuel cells 16 to the rated power generation output. Also, the plurality of second fuel cell systems 10B of the second fuel cell group 14 do not support control for instantaneously increasing the power generation output of the fuel cells 16 to the rated power generation output, for example within 5 to 60 minutes. This corresponds to the control to raise the power output to the rated power output immediately.

また、この第2燃料電池グループ14の第2燃料電池システム10Bは、更に、比較的短い時間(例えば、3~10分以内)で定格発電出力に上昇する短時間上昇サブグループの第2燃料電池システム10BAと、比較的長い時間(例えば、15~60分以内)で定格発電出力に上昇する長時間上昇サブグループの燃料電池システム10BBとに分かれ、多数の燃料電池システム10は、第1燃料電池グループ12の第1燃料電池システム10Aと第2燃料電池グループ14の第2燃料電池システム10B(即ち、短時間上昇サブグループの第2燃料電池システム10BA及び長時間上昇サブグループの第2燃料電池システム10BB)から構成される。 In addition, the second fuel cell system 10B of the second fuel cell group 14 further includes a second fuel cell of the short-time rise subgroup that rises to the rated power generation output in a relatively short time (for example, within 3 to 10 minutes). Divided into systems 10BA and fuel cell systems 10BB of the long ramp-up subgroup that ramp up to rated power output in a relatively long time (eg, within 15-60 minutes), many fuel cell systems 10 comprise a first fuel cell. The first fuel cell system 10A of group 12 and the second fuel cell system 10B of second fuel cell group 14 (i.e., the second fuel cell system 10BA of the short rise subgroup and the second fuel cell system of the long rise subgroup) 10BB).

次に、図3を参照して、燃料電池システム10(10A,10B)の基本的構成の一例について説明する。図示の燃料電池システム10(10A,10B)は、発電を行う燃料電池16と、この燃料電池16を制御する電池制御手段18とから構成されている。燃料電池16は、例えば固体酸化物形燃料電池から構成され、セルスタック20、改質器22、気化器24及び燃焼器26を備えている。セルスタック20は、燃料電池反応によって発電を行うための複数の固体酸化物形のセルを積層状態に配列して構成され、このセルスタック20のセルは、酸素イオンを伝導する固体電解質28と、固体電解質28の片側に設けられた燃料極30と、固体電解質28の他側に設けられた酸素極32とを備えており、固体電解質28として例えばイットリアをドープしたジルコニアが用いられる。 Next, an example of the basic configuration of the fuel cell system 10 (10A, 10B) will be described with reference to FIG. The illustrated fuel cell system 10 (10A, 10B) comprises a fuel cell 16 for generating power and a cell control means 18 for controlling the fuel cell 16. FIG. The fuel cell 16 is composed of, for example, a solid oxide fuel cell, and includes a cell stack 20, a reformer 22, a vaporizer 24 and a combustor 26. The cell stack 20 is configured by arranging a plurality of solid oxide cells in a stacked state for generating electricity by fuel cell reaction. The cells of the cell stack 20 are composed of a solid electrolyte 28 that conducts oxygen ions, It has a fuel electrode 30 provided on one side of the solid electrolyte 28 and an oxygen electrode 32 provided on the other side of the solid electrolyte 28. As the solid electrolyte 28, for example, zirconia doped with yttria is used.

セルスタック20の燃料極30の導入側は、改質燃料ガス送給流路34を介して改質器22に接続され、この改質器22は、水蒸気混合ガス送給流路36を介して気化器24に接続され、この気化器24は、燃料ガス供給流路38を介して燃料ガス供給源(図示せず)(例えば、埋設管や貯蔵タンクなど)に接続される。この燃料ガス供給流路38には、燃料ガスを供給するための燃料ガスポンプ40及び燃料ガス中の硫黄成分を除去するための脱硫器42が配設される。また、この気化器24には、水供給流路44介して水供給源(図示せず)(例えば、水タンクなど)に接続され、この水供給流路44には水ポンプ46が配設される。更に、セルスタック20の酸素極32の導入側は、空気供給流路48を介して大気に連通され、この空気供給流路48に空気ブロア50が配設される。 The introduction side of the fuel electrode 30 of the cell stack 20 is connected to the reformer 22 via a reformed fuel gas feed passage 34, and the reformer 22 is connected to the reformer 22 via a steam mixed gas feed passage 36. Connected to the carburetor 24 , the carburetor 24 is connected via a fuel gas supply passage 38 to a fuel gas supply source (not shown) (eg, buried pipe, storage tank, etc.). A fuel gas pump 40 for supplying the fuel gas and a desulfurizer 42 for removing sulfur components in the fuel gas are arranged in the fuel gas supply passage 38 . The vaporizer 24 is also connected to a water supply source (not shown) (for example, a water tank) through a water supply channel 44, and a water pump 46 is provided in the water supply channel 44. be. Furthermore, the introduction side of the oxygen electrode 32 of the cell stack 20 is communicated with the atmosphere through an air supply channel 48, and an air blower 50 is arranged in the air supply channel 48. As shown in FIG.

セルスタック20の燃料極30の排出側は、燃料オフガス送給流路52を介して燃焼器26に接続され、またその空気極32の排出側は、空気オフガス送給流路54を介して燃焼器26に接続され、この燃焼器26は、燃焼ガス排出流路56を介して大気に開放されている。 The discharge side of the anode 30 of the cell stack 20 is connected to the combustor 26 via a fuel offgas feed passage 52, and the discharge side of the cathode 32 is connected via an air offgas feed passage 54 to combustion. The combustor 26 is open to the atmosphere via a combustion gas discharge passage 56 .

この燃料電池システム10(10A,10B)においては、燃料ガス供給源(図示せず)からの燃料ガスが燃料ガスポンプ40によって燃料ガス供給流路38を通して気化器24に供給され、かく供給される燃料ガス中の硫黄成分が脱硫器42にて除去される。また水供給源(図示せず)からの改質用水は水ポンプ46によって水供給流路44を通して気化器24に供給される。 In this fuel cell system 10 (10A, 10B), fuel gas from a fuel gas supply source (not shown) is supplied by a fuel gas pump 40 through a fuel gas supply passage 38 to the carburetor 24, and the supplied fuel is A sulfur component in the gas is removed by the desulfurizer 42 . Also, reforming water from a water supply source (not shown) is supplied to the vaporizer 24 through a water supply channel 44 by a water pump 46 .

気化器24では、改質用水が気化されて水蒸気となり、燃料ガス供給流路38からの燃料ガスにこの水蒸気が混合され、水蒸気混合燃料ガスが水蒸気混合ガス送給流路36を通して改質器22に送給される。改質器22では、燃料ガスの水蒸気改質が行われ、水蒸気改質された改質燃料ガスが改質燃料ガス送給流路34を通してセルスタック20の燃料極30側に送給される。 In the vaporizer 24, the reforming water is vaporized into steam, and this steam is mixed with the fuel gas from the fuel gas supply passage 38, and the steam mixed fuel gas passes through the steam mixed gas supply passage 36 to the reformer 22. sent to In the reformer 22 , steam reforming of the fuel gas is performed, and the steam-reformed reformed fuel gas is fed to the fuel electrode 30 side of the cell stack 20 through the reformed fuel gas feed channel 34 .

このセルスタック20の空気極32側には空気ブロア50によって空気供給流路48を通して空気が供給され、セルスタック20において、燃料極30側に送給された燃料ガス(改質燃料ガス)と空気極32側に送給された空気(酸素)との燃料電池反応によって発電出力が得られ、得られた発電出力が逆潮流することなく電力負荷で消費されたり、余剰の発電出力については外部系統に逆潮流されて外部系統にて消費される。 Air is supplied to the air electrode 32 side of the cell stack 20 through an air supply passage 48 by an air blower 50, and in the cell stack 20, the fuel gas (reformed fuel gas) supplied to the fuel electrode 30 side A power output is obtained by the fuel cell reaction with the air (oxygen) supplied to the pole 32 side, and the obtained power output is consumed by the power load without reverse power flow, and the surplus power output is sent to the external system. and is consumed in the external system.

また、セルスタック20の燃料極30からの燃料オフガスは燃料オフガス送給流路52を通して燃焼器26に送給され、その空気極32からの空気オフガスは空気オフガス送給流路54を通して燃焼器26に送給される。そして、この燃焼器26にて燃料オフガスが空気オフガスにより燃焼され、この排気ガスが燃焼ガス排出流路56を通して大気に排出される。 Further, the fuel off-gas from the fuel electrode 30 of the cell stack 20 is supplied to the combustor 26 through the fuel off-gas supply channel 52, and the air off-gas from the air electrode 32 is supplied to the combustor 26 through the air off-gas supply channel 54. sent to The fuel off-gas is combusted by the air off-gas in the combustor 26, and the exhaust gas is discharged to the atmosphere through the combustion gas discharge passage 56.

この燃料電池システム10(10A,10B)の燃料電池16(燃料ガスポンプ40、水ポンプ46及び空気ブロア50を含む)は、電池制御手段18により後述する如く作動制御される。電池制御手段18は、例えば、マイクロプロセッサなどから構成され、作動制御手段58、運転モード切替手段60、上げ調整処理手段62、発電上昇処理手段64、発電低下処理手段65及び上げ調整解除処理手段66を含んでいる。作動制御手段58は、燃料電池16の燃料ガスブロア40、水ポンプ46及び空気ブロア50を後述する如く作動制御し、運転モード切替手段60は、燃料電池16の運転を通常の運転状態で発電を行う通常発電モードと上げ調整の運転を行うことができる上げ調整発電モードとの切り替えを行い、発電上昇処理手段64は、後述する発電上昇信号に基づいて燃料電池16の発電出力の上昇処理を行い、発電低下処理手段65は、後述する発電低下信号に基づいて燃料電池16の発電出力の低下処理を行い、また上げ調整解除処理手段66は、上げ調整処理の解除を後述する如く行う。 The fuel cell 16 (including the fuel gas pump 40, the water pump 46 and the air blower 50) of the fuel cell system 10 (10A, 10B) is operated and controlled by cell control means 18 as will be described later. The battery control means 18 is composed of, for example, a microprocessor or the like, and includes an operation control means 58, an operation mode switching means 60, an increase adjustment processing means 62, a power generation increase processing means 64, a power generation decrease processing means 65, and an increase adjustment cancellation processing means 66. contains. The operation control means 58 controls the operation of the fuel gas blower 40, the water pump 46 and the air blower 50 of the fuel cell 16 as will be described later, and the operation mode switching means 60 operates the fuel cell 16 in a normal operating state to generate power. Switching between a normal power generation mode and an increase adjustment power generation mode in which operation can be adjusted for an increase is performed, and the power generation increase processing means 64 performs an increase processing of the power generation output of the fuel cell 16 based on a power generation increase signal described later, A power generation decrease processing means 65 performs a process of decreasing the power generation output of the fuel cell 16 based on a power generation decrease signal described later, and an increase adjustment cancellation processing means 66 cancels the increase adjustment processing as described later.

燃料電池システム10(10A,10B)の基本的構成は上述した通りであるが、第1燃料電池グループ12の第1燃料電池システム10Aについては、その燃料電池16の発電出力が瞬時(例えば、10秒以内)に定格発電出力まで上昇するように制御されるので、この瞬時の上昇によっても燃料電池16(セルスタック20)に悪影響が生じないように次のような公知の改良を採用するようにしてもよい。 The basic configuration of the fuel cell system 10 (10A, 10B) is as described above, but in the first fuel cell system 10A of the first fuel cell group 12, the power generation output of the fuel cell 16 is instantaneous (for example, 10 seconds), the fuel cell 16 (cell stack 20) is not adversely affected by this momentary rise, so that the following known improvements are adopted. may

例えば、燃料電池16の発電出力を瞬時に上昇させようとすると、燃料の供給遅れ、改質用水の気化遅れなどが生じるが、燃料の供給遅れに対しては、例えば特開2009-104886号公報などに開示された技術を採用することができ、また改質用水の気化遅れに対しては、特開2018-106954号公報、特開2018-106951号公報及び特開2018-77990号公報などに開示された技術を採用することができる。 For example, if an attempt is made to instantaneously increase the power generation output of the fuel cell 16, delays in fuel supply and vaporization of reforming water occur. etc., and for delay in vaporization of reforming water, see JP-A-2018-106954, JP-A-2018-106951 and JP-A-2018-77990. The disclosed technique can be adopted.

再び、図1及び図2に戻って燃料電池管理センター2側の構成について説明すると、燃料電池管理センター2の燃料電池管理システム4は、例えば、システムコンピュータなどから構成される。図示の燃料電池管理システム4は、種々の情報を入力するための入力手段72と、この入力手段72により入力された入力信号を処理するための入力信号処理手段74と、上げ調整信号を生成する上げ調整信号生成手段76と、発電上昇信号を生成する発電上昇信号生成手段78と、発電低下信号を生成する発電低下信号生成手段80と、上げ調整解除信号を生成する上げ調整解除信号生成手段82とを備えている。 Returning to FIGS. 1 and 2, the configuration of the fuel cell management center 2 will be described. The fuel cell management system 4 of the fuel cell management center 2 is composed of, for example, a system computer. The illustrated fuel cell management system 4 includes an input means 72 for inputting various information, an input signal processing means 74 for processing the input signal input by the input means 72, and an increase adjustment signal. An increase adjustment signal generation means 76, a power generation increase signal generation means 78 for generating a power generation increase signal, a power generation decrease signal generation means 80 for generating a power generation decrease signal, and an increase adjustment cancellation signal generation means 82 for generating an increase adjustment cancellation signal. and

このような燃料電池システムの集中管理システムを採用する場合、システムの管理者(例えば、電力会社、ガス会社)と電力の消費者(例えば、電力会社、ガス会社の顧客)との間で、例えば次のような取り決めを決めてこの集中管理システムを運用することになる。電力の需給バランスは一定ではなく、季節、時間帯、天候などにより、またイベントなどにより変動し、このような変動に対応しなければ大規模停電などが起こるおそれがある。このようなときに、消費者側に設置されている燃料電池システム10(10A,10B)を有効活用することにより、大型の発電所の発電出力を調整することなく電力の需給バランスの変動に対応することができ、社会的に大きな利益を享受することができる。一方、消費者側にとっては、自宅に設置した燃料電池システム10の発電出力の一部を外部系統としての電力調整市場に提供し、そのために上げ調整発電モードの運転においては、本来の発電出力(即ち、定格発電出力)よりも低い発電出力でもって運転し、電力不足が発生しそうなときに燃料電池システム10(10A,10B)の発電出力を上昇させて定格発電出力で運転し、この増大した発電出力を電力調整市場に提供し、これにより、電力の需給バランスにおける電力不足を解消することができる。 When adopting such a centralized management system for a fuel cell system, for example, This centralized management system will be operated by determining the following arrangements. The balance of power supply and demand is not constant, and fluctuates depending on the season, time of day, weather, and events. In such a case, by effectively utilizing the fuel cell system 10 (10A, 10B) installed on the consumer side, it is possible to cope with fluctuations in the power supply and demand balance without adjusting the power output of large power plants. and enjoy great social benefits. On the other hand, on the consumer side, a part of the power output of the fuel cell system 10 installed at home is provided to the power adjustment market as an external system, and for this reason, the original power output ( That is, the fuel cell system 10 (10A, 10B) is operated at a power output lower than the rated power output), and when power shortage is likely to occur, the power output of the fuel cell system 10 (10A, 10B) is increased to operate at the rated power output. The power generation output can be provided to the power regulating market, thereby resolving power shortages in the power supply and demand balance.

このような観点から、システムの管理者と電力の消費者、即ち燃料電池システム10の設置者との利益の調整を図るために、これら両者間で例えば次の条件の契約を締結することになる。第1に、上げ調整信号に基づき上げ調整発電モードの運転をする運転時間に対して、例えば1時間当たり○○円を設置者に支払う。第2に、発電上昇信号に基づき燃料電池システム10の発電電力を上昇させて電力調整市場に発電電力の一部を提供する運転時間に対して、例えば1時間当たり△△円を設置者に支払う。第3に、第1燃料電池グループ12の第1燃料電池システム10Aを設置した設置者に対しては、電力の需給バランスの電力不足に対し瞬時の発電出力の上昇でもって対応してもらうため、第2燃料電池グループ14の第2燃料電池システム10Bの設置者よりも例えば20%アップした金額、例えば上げ調整発電モードの運転1時間当たり(○○×1.2)円を支払い、燃料電池システム10の発電出力を上昇させた運転1時間当たり(△△×1.2)円を支払う。 From this point of view, in order to coordinate the interests of the system administrator and the consumer of the electric power, i.e., the installer of the fuel cell system 10, a contract with the following conditions is concluded between them. . First, for example, XX yen per hour is paid to the installer for the operation time in the increase adjustment power generation mode based on the increase adjustment signal. Secondly, for the operation time for increasing the generated power of the fuel cell system 10 based on the power generation increase signal and providing a part of the generated power to the power adjustment market, for example, △△ yen per hour is paid to the installer. . Third, for the installer who installed the first fuel cell system 10A of the first fuel cell group 12, in order to respond to the power shortage in the power supply and demand balance by instantaneously increasing the power generation output, Pay an amount that is, for example, 20% higher than the installer of the second fuel cell system 10B of the second fuel cell group 14, for example, (○○ × 1.2) yen per hour of operation in the increased adjustment power generation mode, and pay the fuel cell system Pay (△△ × 1.2) yen per hour of operation that increases the power generation output of 10.

例えば、上述したように取決めを管理者側と消費者側(設置者側)との間で行って運用することになる。この取決め内容については、ビジネスモデルに沿った内容となり、種々の内容のものが考えられ、このようなビジネスモデルを実行するために、例えば、更に次の通りに構成される。 For example, as described above, an agreement is made between the administrator side and the consumer side (installer side) for operation. The content of this agreement will be in line with the business model, and various content can be considered.

この実施形態では、燃料電池管理システム4は、上述した構成に加えて、更に、第1積算タイマ84、第2積算タイマ86、計時手段88及び通信手段90を含んでいる。第1積算タイマ84は、上げ調整発電モードの運転をした運転時間を積算し、また、第2積算タイマ86は、上げ調整モードの運転中において燃料電池システム10(10A,10B)の発電出力を上昇させて運転をした運転時間を積算する。また、計時手段88は、各種時間、例えば上げ調整信号を生成するまで時間、上げ調整解除信号を生成するまでの時間などを計時する。更に通信手段90は、多数の燃料電池システム10(10A,10B)の各々に設けられた通信手段92との間で各種信号の通信を行う。これら通信手段90、92は、例えば、両者間で各種信号のやりとりを行う双方向性のものを用いることができ、例えば無線通信を利用するでもよく、或いはインターネット通信を利用するものでもよい。尚、通信手段90,92として燃料電池管理システム4から多数の燃料電池システム10(10A,10B)に各種信号を送る単方向性ものを用いるようにしてもよい。 In this embodiment, the fuel cell management system 4 further includes a first integration timer 84, a second integration timer 86, a clock means 88, and a communication means 90 in addition to the configuration described above. The first accumulating timer 84 integrates the operation time during which the power generation mode is operated, and the second accumulating timer 86 increases the power generation output of the fuel cell system 10 (10A, 10B) during operation in the power adjustment mode. Accumulate the operating time for which the lifter is raised. In addition, the timer 88 measures various times, such as the time until the raise adjustment signal is generated, the time until the raise adjustment cancellation signal is generated, and the like. Further, the communication means 90 communicates various signals with communication means 92 provided in each of the large number of fuel cell systems 10 (10A, 10B). These communication means 90 and 92 may be, for example, bi-directional for exchanging various signals between them, and may use wireless communication or Internet communication. As the communication means 90, 92, unidirectional means for transmitting various signals from the fuel cell management system 4 to a large number of fuel cell systems 10 (10A, 10B) may be used.

この燃料電池管理システム4に関連して設けられる顧客情報管理システム6は、例えばシステムコンピュータなどから構成され、この実施形態では、データ処理手段91、料金演算手段94、顧客情報データベース96及び顧客料金情報データベース98を備えている。データ処理手段91は、例えば燃料電池管理システム4から送られてくる各種データ信号(例えば、第1積算タイマ84の積算時間情報、第2積算タイマ86の積算時間情報など)を所要の通りに処理し、また料金演算手段94は、第1及び第2タイマ84,86の積算時間情報に基づいて設置者に支払う金額を演算し、この料金演算手段94による演算は、例えば一ヶ月毎に行われ、この料金演算を行った後は、第1及び2積算タイマ84,86の積算時間はリセットされる。 The customer information management system 6 provided in association with the fuel cell management system 4 comprises, for example, a system computer. A database 98 is provided. The data processing means 91 processes various data signals sent from the fuel cell management system 4 (for example, the accumulated time information of the first accumulation timer 84, the accumulated time information of the second accumulation timer 86, etc.) as required. Further, the fee calculation means 94 calculates the amount to be paid to the installer based on the accumulated time information of the first and second timers 84 and 86, and the calculation by the fee calculation means 94 is performed, for example, once a month. After this fee calculation is performed, the accumulated times of the first and second accumulation timers 84 and 86 are reset.

また、顧客情報データベース96には、顧客に関する種々の情報、例えば顧客管理番号、住所、電話番号、契約形態(設置した燃料電池システム10が第1燃料電池グループ12に属する形態のものか第2燃料電池グループ14に属する形態のものか)などが登録される。更に、顧客料金情報データベース98には、各顧客の料金情報、即ち第1及び第2積算タイマ84,86の積算時間に基づいて演算された料金情報が顧客情報と関連付けて登録される。 In addition, the customer information database 96 stores various information about customers, such as customer management number, address, telephone number, contract type (the installed fuel cell system 10 belongs to the first fuel cell group 12 or the second fuel cell group 12). Whether the type belongs to the battery group 14) and the like are registered. Furthermore, in the customer charge information database 98, each customer's charge information, that is, charge information calculated based on the accumulated times of the first and second accumulation timers 84 and 86, is registered in association with the customer information.

次に、図2~図5を参照して、燃料電池システムの集中制御システムについて説明する。主として、図2及び図4を参照して、多数の燃料電池システム10(10A,10B)は、通常発電モードで運転され(ステップS1)、この運転状態においては、各燃料電池システム10(10A,10B)は、発電効率の良い運転状態、例えば定格発電状態で運転される。 Next, a centralized control system for the fuel cell system will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG. 2 and 4, a large number of fuel cell systems 10 (10A, 10B) are operated in normal power generation mode (step S1). 10B) is operated in an operating state with good power generation efficiency, for example, in a rated power generation state.

この通常発電モードの運転中に電力需要の大きな変動が予測されるときには、燃料電池管理センター2側において、燃料電池管理システム4の入力手段72により上げ調整の入力操作を行う。このように入力操作すると、ステップS2からステップS3に進み、入力信号処理手段74が入力手段72からの入力信号を所要の通りに処理し、この入力信号に基づいて上げ調整信号生成手段76が上げ調整信号を生成する。尚、この上げ調整信号は、例えば、計時手段88と組み合わせて設定時刻になると生成されるようにしてもよい。 When a large fluctuation in power demand is predicted during operation in the normal power generation mode, an input operation for increasing adjustment is performed by the input means 72 of the fuel cell management system 4 on the side of the fuel cell management center 2 . When such an input operation is performed, the process proceeds from step S2 to step S3, the input signal processing means 74 processes the input signal from the input means 72 as required, and the raising adjustment signal generating means 76 raises the signal based on this input signal. Generate the adjustment signal. This raise adjustment signal may be generated at a set time in combination with the timer 88, for example.

かくすると、この上げ調整信号が、燃料電池管理システム4から通信手段90,92を介して多数の燃料電池システム10(第1燃料電池グループ12の燃料電池システム10A及び第2燃料電池グループ14の第2燃料電池システム10B)に送給され、多数の燃料電池システム10(10A,10B)は、通常発電モードから上げ調整発電モードの運転に切り替えられる。 Thus, this adjustment signal is sent from the fuel cell management system 4 to a number of fuel cell systems 10 (the fuel cell system 10A of the first fuel cell group 12 and the fuel cell system 10A of the second fuel cell group 14) through the communication means 90 and 92. 2 fuel cell systems 10B), and multiple fuel cell systems 10 (10A, 10B) are switched from the normal power generation mode to the ramp-up power generation mode of operation.

この実施形態では、上げ調整信号が送給されると、各燃料電池システム10(10A,10B)において、この上げ調整信号に基づいて運転モード切替手段60が通常発電モードから上げ調整発電モードに切り替え、上げ調整処理手段62は、各燃料電池システム10(10A,10B)の発電出力が低発電出力(定格発電出力の例えば50%程度)に低下するように設定し、これにより、作動制御手段58は、発電出力が定格発電出力の例えば50%の低発電出力となるように燃料ガスポンプ40、水ポンプ46及び空気ブロア50を制御する(ステップS4)。 In this embodiment, when the increase adjustment signal is sent, in each fuel cell system 10 (10A, 10B), the operation mode switching means 60 switches from the normal power generation mode to the increase adjustment power generation mode based on the increase adjustment signal. , the increase adjustment processing means 62 sets the power generation output of each fuel cell system 10 (10A, 10B) to a low power output (for example, about 50% of the rated power generation output). controls the fuel gas pump 40, the water pump 46, and the air blower 50 so that the power output is a low power output, for example, 50% of the rated power output (step S4).

例えば、時刻T11において、燃料電池管理システム4にて上げ調整信号が生成されると、第1燃料電池グループ12の複数の第1燃料電池システム10Aの発電出力は、例えば図5(a)で示すように低発電出力(定格発電出力の50%程度)まで徐徐に低下し、また第2燃料電池グループ14の複数の燃料電池システム10Bの発電出力も、例えば図5(b)で示すように低発電出力(定格発電出力の50%程度)まで徐徐に低下する。 For example, at time T11, when the fuel cell management system 4 generates an increase adjustment signal, the power output of the plurality of first fuel cell systems 10A of the first fuel cell group 12 is, for example, shown in FIG. , the power generation output gradually decreases to a low power output (about 50% of the rated power generation output), and the power output of the plurality of fuel cell systems 10B of the second fuel cell group 14 also decreases, for example, as shown in FIG. It gradually decreases to the power output (about 50% of the rated power output).

そして、このような上げ調整発電モードの運転中に、電力の需給バランスが崩れて電力不足が生じるおそれがあるときには、燃料電池管理センター2側において、燃料電池管理システム4の入力手段72により発電上昇の入力操作を行う。このように発電上昇の入力操作すると、ステップS5からステップS6に進み、入力信号処理手段74が入力手段72からの入力信号を所要の通りに処理し、この入力信号に基づいて発電上昇信号生成手段78が発電上昇信号を生成する。尚、この発電上昇信号についても、例えば、計時手段88と組み合わせて設定時刻になると生成されるようにしてもよい。 If there is a risk of an electric power shortage due to an imbalance in the supply and demand of electric power during operation in the boost adjustment power generation mode, the input means 72 of the fuel cell management system 4 is used to increase power generation on the fuel cell management center 2 side. input operation. When the power generation increase input operation is performed in this way, the process proceeds from step S5 to step S6, the input signal processing means 74 processes the input signal from the input means 72 as required, and based on this input signal, the power generation increase signal generating means 78 generates a power generation rise signal. It should be noted that this power generation increase signal may also be generated at a set time in combination with the timer 88, for example.

このようにして発電上昇信号が生成されると、この発電上昇信号が、燃料電池管理システム4から通信手段90,92を介して多数の燃料電池システム10(第1燃料電池グループ12の燃料電池システム10A及び第2燃料電池グループ14の第2燃料電池システム10B)に送給される。かくすると、各燃料電池システム10(10A,10B)において、この発電上昇信号に基づいて発電上昇処理手段62は、各燃料電池システム10(10A,10B)の発電出力が定格発電出力(100%の発電出力)となるように設定し、これにより、作動制御手段58は、発電出力が定格発電出力となるように燃料ガスポンプ40、水ポンプ46及び空気ブロア50を制御する(ステップS6)。 When the power generation increase signal is generated in this manner, the power generation increase signal is sent from the fuel cell management system 4 to the many fuel cell systems 10 (the fuel cell systems of the first fuel cell group 12) via the communication means 90 and 92. 10A and the second fuel cell system 10B) of the second fuel cell group 14). Thus, in each fuel cell system 10 (10A, 10B), based on this power generation increase signal, the power generation increase processing means 62 controls that the power generation output of each fuel cell system 10 (10A, 10B) reaches the rated power generation output (100%). The operation control means 58 controls the fuel gas pump 40, the water pump 46 and the air blower 50 so that the power output becomes the rated power output (step S6).

例えば、時刻T12において、燃料電池管理システム4にて発電上昇信号が生成されると、第1燃料電池グループ12の複数の第1燃料電池システム10Aの発電出力は、例えば図5(a)で示すように定格発電出力まで瞬時(例えば、10秒以内)に上昇し、また第2燃料電池グループ14の複数の燃料電池システム10Bの発電出力は、例えば図5(b)で示すように徐徐に定格発電出力まで上昇する。この第2燃料電池グループ14の短時間上昇サブグループの第2燃料電池システム10BAは、例えば3~10分以内(例えば、5分以内)に定格発電出力に上昇し、長時間上昇サブグループの第2燃料電池システム10BBは、例えば5~60分以内(例えば、30分以内)に定格発電出力に上昇する。 For example, at time T12, when the power generation increase signal is generated by the fuel cell management system 4, the power generation output of the plurality of first fuel cell systems 10A of the first fuel cell group 12 is, for example, shown in FIG. , and the power output of the plurality of fuel cell systems 10B of the second fuel cell group 14 gradually increases to the rated power output, for example, as shown in FIG. 5(b). Increase to power generation output. The second fuel cell system 10BA in the short-time rise subgroup of the second fuel cell group 14 rises to the rated power generation output within, for example, 3 to 10 minutes (for example, within 5 minutes), and the second fuel cell system 10BA in the long-time rise subgroup The two fuel cell system 10BB rises to the rated power output within 5 to 60 minutes (for example, within 30 minutes).

このように発電上昇信号による定格発電出力状態の運転中に電力余剰となるおそれが生じると、燃料電池管理センター2側において、燃料電池管理システム4の入力手段72により発電低下の入力操作を行う。このように発電低下の入力操作すると、ステップS7からステップS8に進み、入力信号処理手段74が入力手段72からの入力信号を所要の通りに処理し、この入力信号に基づいて発電低下信号生成手段80が発電低下信号を生成する。尚、この発電低下信号についても、例えば、計時手段88と組み合わせて設定時刻になると生成されるようにしてもよい。 If there is a risk of power surplus during operation in the rated power output state due to the power generation increase signal, the input means 72 of the fuel cell management system 4 is used to input power generation decrease on the fuel cell management center 2 side. When the power generation decrease input operation is performed in this way, the process proceeds from step S7 to step S8, the input signal processing means 74 processes the input signal from the input means 72 as required, and the power generation decrease signal generating means is based on this input signal. 80 generates a power generation drop signal. This power generation drop signal may also be generated at a set time in combination with the timer 88, for example.

このようにして発電低下信号が生成されると、この発電低下信号が、燃料電池管理システム4から通信手段90,92を介して多数の燃料電池システム10(10A,10B)に送給され、各燃料電池システム10(10A,10B)において、この発電低下信号に基づいて発電低下処理手段65は、各燃料電池システム10(10A,10B)の発電出力が低発電出力(定格発電出力の50%程度)となるように設定し、これにより、作動制御手段58は、発電出力が低発電出力となるように燃料ガスポンプ40、水ポンプ46及び空気ブロア50を制御する(ステップS8)。 When the power generation decrease signal is generated in this manner, the power generation decrease signal is sent from the fuel cell management system 4 to the multiple fuel cell systems 10 (10A, 10B) via the communication means 90, 92, and the respective fuel cell systems 10 (10A, 10B) In the fuel cell system 10 (10A, 10B), based on this power generation drop signal, the power generation drop processing means 65 controls the power generation output of each fuel cell system 10 (10A, 10B) to be low (approximately 50% of the rated power generation output). ), whereby the operation control means 58 controls the fuel gas pump 40, the water pump 46 and the air blower 50 so that the power output is low (step S8).

例えば、時刻T14において、燃料電池管理システム4にて発電低下信号が生成されると、第1及び第2燃料電池グループ12,14の第1及び第2燃料電池システム10A,10B(10BA,10BB)の発電出力は、例えば図5(a)及び(b)で示すように低発電出力(定格発電出力の50%程度)まで除除に低下する。 For example, at time T14, when the power generation drop signal is generated by the fuel cell management system 4, the first and second fuel cell systems 10A, 10B (10BA, 10BB) of the first and second fuel cell groups 12, 14 The generated power output gradually decreases to a low generated output (about 50% of the rated generated output) as shown in FIGS. 5(a) and 5(b), for example.

その後、この上げ調整発電モードの運転を解除するときには、燃料電池管理センター2側において、燃料電池管理システム4の入力手段72により上げ調整解除の入力操作を行う。このように上げ上昇解除の入力操作すると、ステップS9からステップS10に進み、入力信号処理手段74が入力手段72からの入力信号を所要の通りに処理し、この入力信号に基づいて上げ調整解除信号生成手段82が上げ調整解除信号を生成し、上げ調整発電モードの運転が終了する。尚、この上げ調整解除信号についても、例えば、計時手段88と組み合わせて設定時刻になると生成されるようにしてもよい。 After that, when canceling the operation in the increase adjustment power generation mode, an input operation for canceling the increase adjustment is performed by the input means 72 of the fuel cell management system 4 on the fuel cell management center 2 side. When the input operation for canceling the raising/raising is performed in this manner, the process proceeds from step S9 to step S10, the input signal processing means 74 processes the input signal from the input means 72 as required, and based on this input signal, a raising adjustment cancellation signal is generated. The generating means 82 generates an increase adjustment cancellation signal, and the operation in the increase adjustment power generation mode ends. Note that this raise adjustment cancellation signal may also be generated at a set time in combination with the timer 88, for example.

このようにして上げ調整解除信号が生成されると、この上げ調整解除信号が、燃料電池管理システム4から通信手段90,92を介して多数の燃料電池システム10(10A,10B)に送給される。かくすると、各燃料電池システム10(10A,10B)において、この上げ調整解除信号に基づいて上げ調整解除処理手段65は、各燃料電池システム10(10A,10B)の発電出力が定格発電出力となるように設定し、これにより、作動制御手段58は、発電出力が定格発電出力となるように燃料ガスポンプ40、水ポンプ46及び空気ブロア50を制御し、燃料電池システム10(10A,10B)は通常発電モードの運転に戻り、ステップS11からステップS2に戻る。 When the adjustment-up cancellation signal is generated in this way, the adjustment-up cancellation signal is sent from the fuel cell management system 4 to the multiple fuel cell systems 10 (10A, 10B) through the communication means 90, 92. be. Thus, in each fuel cell system 10 (10A, 10B), the increase adjustment cancellation processing means 65 adjusts the power generation output of each fuel cell system 10 (10A, 10B) to the rated power generation output based on this increase adjustment cancellation signal. With this setting, the operation control means 58 controls the fuel gas pump 40, the water pump 46 and the air blower 50 so that the power generation output becomes the rated power generation output, and the fuel cell system 10 (10A, 10B) normally operates The operation returns to the power generation mode, and the process returns from step S11 to step S2.

例えば、時刻T15において、燃料電池管理システム4にて上げ調整解除信号が生成されると、第1燃料電池グループ12の複数の第1燃料電池システム10Aの発電出力は、例えば図5(a)で示すように定格発電出力まで除除に上昇し、また第2燃料電池グループ14の複数の燃料電池システム10Bの発電出力も、例えば図5(b)で示すように定格発電出力まで除除に上昇する。尚、第1燃料電池グループの12の第1燃料電池システム10Aについては、定格発電出力まで瞬時に上昇するようにしてもよいが、瞬時に上昇する必要がないときには、燃料電池16(セルスタック20)の寿命などを考慮し、実施形態のように除除に上昇するようにするのが望ましい。 For example, at time T15, when the fuel cell management system 4 generates an increase adjustment cancellation signal, the power output of the plurality of first fuel cell systems 10A of the first fuel cell group 12 is, for example, as shown in FIG. As shown, the power output of the fuel cell systems 10B of the second fuel cell group 14 also gradually increases to the rated power output as shown in FIG. 5B. do. The 12 first fuel cell systems 10A of the first fuel cell group may be configured to instantaneously increase to the rated power generation output. ), it is desirable to increase gradually as in the embodiment.

尚、上げ調整発電モードの運転中に再び上げ調整信号が生成されると、ステップS9からステップS2に戻り、上述したステップS2~ステップS9が繰り返し実行される。 Note that if the increase adjustment signal is generated again during operation in the increase adjustment power generation mode, the process returns from step S9 to step S2, and the above-described steps S2 to S9 are repeatedly executed.

この第1の実施形態の燃料電池システムの集中制御システムでは、多数の燃料電池システム10が第1燃料電池グループ12の第1燃料電池システム10A(瞬時に定格発電出力に上昇する形態のもの)と第2燃料電池グループ14の第2燃料電池システム10B(瞬時に定格発電出力に上昇しない形態のもの)から構成されているが、このような構成に代えて、これら燃料電池システム10を例えば第1燃料電池グループ12の第1燃料電池システム10Aのみから構成するようにしてもよく、或いは例えば第2燃料電池グループ14の第2燃料電池システム10Bのみから構成するようにしてもよい。 In the centralized control system for the fuel cell system of the first embodiment, a large number of fuel cell systems 10 are connected to the first fuel cell system 10A of the first fuel cell group 12 (the type that instantly increases to the rated power generation output). The second fuel cell system 10B of the second fuel cell group 14 (which does not instantaneously increase to the rated power generation output) is provided. It may consist of only the first fuel cell system 10A of the fuel cell group 12, or may consist of only the second fuel cell system 10B of the second fuel cell group 14, for example.

また、多数の燃料電池システム10を次の形態のグループのものから構成するようにしてもよい。即ち、図示していないが、第1燃料電池グループとして上げ調整発電モードの運転において第1低発電出力として定格発電電力の第1割合値(例えば、40%程度)に低下する形態のものから構成し、第2発電電池グループとして上げ調整発電モードの運転において第2低発電出力として定格発電電力の第2割合値(第1割合値より大きい値であって、例えば70%程度)に低下する形態のものから構成するようにしてもよい。 Also, a large number of fuel cell systems 10 may be configured from the following groups. In other words, although not shown, the first fuel cell group is configured so that the first low generated output is reduced to a first percentage value (for example, about 40%) of the rated generated power in the operation in the adjustment power generation mode. Then, in the operation of the second power generation battery group in the increase adjustment power generation mode, the second low power generation output is reduced to a second percentage value (a value larger than the first percentage value, for example, about 70%) of the rated power generation output. You may make it comprise from the thing of

この場合、第1燃料電池グループの第1燃料電池システムの発電出力は、例えば図6(a)で示すように変動し、また第2燃料電池グループの第2燃料電池システムの発電出力は、例えば図6(b)に示すように変動する。例えば、時刻T21において、燃料電池管理システム4(図1及び図2参照)にて上げ調整信号が生成されると、第1燃料電池グループの複数の第1燃料電池システムの発電出力は、図5(a)で示すように第1低発電出力(定格発電出力の40%程度)まで徐徐に低下し、また第2燃料電池グループの複数の燃料電池システムの発電出力は、図6(b)で示すように第2低発電出力(定格発電出力の70%程度)まで徐徐に低下する。 In this case, the power output of the first fuel cell system of the first fuel cell group fluctuates, for example, as shown in FIG. It fluctuates as shown in FIG. 6(b). For example, at time T21, when the fuel cell management system 4 (see FIGS. 1 and 2) generates an adjustment signal to increase, the power output of the plurality of first fuel cell systems in the first fuel cell group changes to that shown in FIG. As shown in (a), the power output gradually decreases to the first low power output (about 40% of the rated power output), and the power output of the plurality of fuel cell systems in the second fuel cell group is As shown, it gradually decreases to the second low power output (about 70% of the rated power output).

そして、このような上げ調整発電モードの運転中に、例えば時刻T22において燃料電池管理システム4にて発電上昇信号が生成されると、第1燃料電池グループの複数の第1燃料電池システムの発電出力は、図6(a)で示すように定格発電出力まで瞬時に上昇し、また第2燃料電池グループの複数の燃料電池システムの発電出力も、図6(b)で示すように瞬時に定格発電出力まで上昇する。 When the power generation increase signal is generated by the fuel cell management system 4 at time T22, for example, during the operation in the increase adjustment power generation mode, the power generation output of the plurality of first fuel cell systems of the first fuel cell group is increased. instantly rises to the rated power generation output as shown in FIG. rise to output.

また、この発電上昇信号による定格発電出力状態の運転中に、例えば時刻T23において燃料電池管理システム4にて発電低下信号が生成されると、第1燃料電池グループの第1燃料電池システムの発電出力は、図6(a)で示すように第1低発電出力(定格発電出力の第1割合値)まで除除に低下し、また第2燃料電池グループの第2燃料電池システムの発電出力は、図6(b)で示すように第2低発電出力(定格発電出力の第2割合値)まで除除に低下する。 Further, when a power generation decrease signal is generated by the fuel cell management system 4 at time T23, for example, during operation in the rated power generation output state by this power generation increase signal, the power generation output of the first fuel cell system of the first fuel cell group gradually decreases to the first low power output (first percentage value of the rated power output) as shown in FIG. 6(a), and the power output of the second fuel cell system of the second fuel cell group is As shown in FIG. 6(b), it gradually decreases to the second low power output (second percentage value of the rated power output).

その後、例えば時刻T24において、燃料電池管理システム4にて上げ調整解除信号が生成されると、第1燃料電池グループの第1燃料電池システムの発電出力は、図6(a)で示すように除除に定格発電出力に復帰し、また第2燃料電池グループの第2燃料電池システムの発電出力も、図6(b)で示すように除除に定格発電出力に復帰する。 After that, at time T24, for example, when the fuel cell management system 4 generates an increase adjustment cancellation signal, the power output of the first fuel cell system of the first fuel cell group is stopped as shown in FIG. 6(a). The power output of the second fuel cell system of the second fuel cell group gradually returns to the rated power output as shown in FIG. 6(b).

尚、この形態では、第1燃料電池グループとして瞬時に定格発電出力に上昇する形態の燃料電池システムのみから構成しているが、このような構成に代えて、瞬時に定格発電出力に上昇しない形態の燃料電池システムのみから構成するようにしてもよく、或いは上述した実施形態と同様に、瞬時に定格発電出力に上昇するものと瞬時に定格発電出力に上昇しないものから構成するようにしてもよい。 In this embodiment, the first fuel cell group is composed only of a fuel cell system that instantaneously increases to the rated power generation output. Alternatively, as in the above-described embodiment, the fuel cell system may be composed of a fuel cell system that instantaneously increases to the rated power generation output and a system that does not instantaneously increase to the rated power generation output. .

〈燃料電池システムの集中制御システムの第2の実施形態〉
この第2の実施形態では、多数の燃料電池システムは第1の実施形態における第1燃料電池グループ12の第1燃料電池システム10A(図2参照)から構成されるが、第2燃料電池グループ14の第2燃料電池システム10B(図2参照)から構成するようにしてもよい。また、この形態では、第1燃料電池システムの発電出力は、定格発電出力とこの定格発電出力よりも小さい高発電出力に上昇するように構成される。そして、このことに関連して、図示していないが、燃料電池管理システムの発電上昇信号生成手段は、定格発電出力に上昇させる定格発電上昇信号と、定格発電出力の例えば70%程度の高発電出力に上昇させる高発電出力上昇信号を生成するように構成される。この第2の実施形態におけるその他の構成は、上述した第1の実施形態と同様である。尚、第2の実施形態の集中制御システムの制御系の構成は、第1の実施形態のものとほぼ同様であるので、図2を参照して説明する。
<Second Embodiment of Centralized Control System for Fuel Cell System>
In this second embodiment, the multiple fuel cell systems consist of the first fuel cell system 10A (see FIG. 2) of the first fuel cell group 12 in the first embodiment, but the second fuel cell group 14 may be configured from the second fuel cell system 10B (see FIG. 2). Further, in this embodiment, the power output of the first fuel cell system is configured to rise to the rated power output and a high power output smaller than the rated power output. In relation to this, although not shown, the power generation increase signal generation means of the fuel cell management system includes a rated power generation increase signal for increasing the rated power generation output and a high power generation of, for example, about 70% of the rated power generation output. It is configured to generate a high power output boost signal that ramps up the output. Other configurations in the second embodiment are the same as those in the first embodiment described above. The configuration of the control system of the centralized control system of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, so it will be described with reference to FIG.

このような第2の実施形態の集中制御システムでは、多数の燃料電池システム10Aは、例えば図7及び図8で示すように制御される。図7及び図8において、通常発電モードの運転中(ステップS21)に、例えば時刻T31において燃料電池管理システム4の上げ調整信号生成手段76が上げ調整信号を生成すると、ステップS22からステップS23に進み、燃料電池システム10(10A)の運転が通常発電モードから上げ調整発電モードに切り替えられ、各燃料電池システム10の発電出力が低発電出力(例えば、定格発電出力の40%程度)に除除に低下する(ステップS24)。 In such a centralized control system of the second embodiment, many fuel cell systems 10A are controlled as shown in FIGS. 7 and 8, for example. In FIGS. 7 and 8, during operation in the normal power generation mode (step S21), for example, at time T31, when the increase adjustment signal generation means 76 of the fuel cell management system 4 generates an increase adjustment signal, the process proceeds from step S22 to step S23. , the operation of the fuel cell system 10 (10A) is switched from the normal power generation mode to the adjustment power generation mode, and the power output of each fuel cell system 10 is gradually reduced to a low power output (for example, about 40% of the rated power output). decrease (step S24).

そして、このような上げ調整発電モードの運転中に、例えば時刻T32において燃料電池管理システム4の発電上昇信号生成手段78が定格発電上昇信号を生成すると、ステップS25からステップS26を経てステップS27に進み、各燃料電池システム10(10A)の発電出力は、定格発電出力まで瞬時に上昇する。 When the power generation increase signal generating means 78 of the fuel cell management system 4 generates the rated power generation increase signal at time T32, for example, during operation in the increase adjustment power generation mode, the process proceeds from step S25 to step S27 via step S26. , the power generation output of each fuel cell system 10 (10A) instantaneously rises to the rated power generation output.

このように定格発電上昇信号による定格発電出力状態の運転中に、例えば時刻T33において発電低下信号生成手段80が発電低下信号を生成すると、ステップS28からステップS29に進み、各燃料電池システム10(10A)の発電出力は、定格発電出力の40%まで除除に低下する。 In this way, when the power generation decrease signal generating means 80 generates the power generation decrease signal at time T33, for example, during operation in the rated power generation output state by the rated power generation increase signal, the process proceeds from step S28 to step S29, and each fuel cell system 10 (10A ) gradually decreases to 40% of the rated power output.

このような運転状態中に、例えば時刻T34において燃料電池管理システム4の発電上昇信号生成手段78が高発電上昇信号を生成すると、ステップS30からステップS25に戻り、更にステップ26及びステップS31を経てステップS32に進み、各燃料電池システム10(10A)の発電出力は、定格発電出力の70%まで瞬時に上昇する。 During such an operating state, when the power generation increase signal generating means 78 of the fuel cell management system 4 generates a high power generation increase signal at time T34, for example, the process returns from step S30 to step S25, and further steps 26 and S31 are performed. Proceeding to S32, the power output of each fuel cell system 10 (10A) instantly increases to 70% of the rated power output.

その後、再び例えば時刻T35において発電低下信号生成手段80が発電低下信号を生成すると、ステップS28からステップS29に進み、各燃料電池システム10(10A)の発電出力は、定格発電出力の40%まで除除に低下する。 Thereafter, when the power generation reduction signal generation means 80 generates the power generation reduction signal again at time T35, the process proceeds from step S28 to step S29, and the power generation output of each fuel cell system 10 (10A) is reduced to 40% of the rated power generation output. decrease significantly.

しかる後、例えば時刻T38において燃料電池管理システム4の上げ調整解除信号生成手段82が上げ調整解除信号を生成すると、ステップS30からステップS33に進み、この上げ調整解除信号に基づいて燃料電池システム10(10A)の上げ調整発電モードの運転が終了した後、通常発電モードの運転が再開され(ステップS34)、ステップS22に戻る。 After that, when the adjustment-up cancellation signal generating means 82 of the fuel cell management system 4 generates an adjustment-up cancellation signal at, for example, time T38, the process proceeds from step S30 to step S33, and the fuel cell system 10 ( 10A), the operation in the normal power generation mode is resumed (step S34), and the process returns to step S22.

この第2の実施形態では、燃料電池管理システム4の発電上昇信号生成手段78は定格発電上昇信号及び高発電上昇信号を生成するので、電力の需給バランスにおいて大きな電力不足が生じるおそれがあるときには、発電上昇信号生成手段78が定格発電上昇信号を生成するようにすることにより、各燃料電池システム10(10A)が定格発電出力に上昇し、これにより、多くの発電電力を外部系統に供給することができ、また電力の需給バランスにおいてある程度大きな電力不足が生じるおそれがあるときには、発電上昇信号生成手段78が高発電上昇信号を生成するようにすることにより、各燃料電池システム10(10A)が高発電出力(定格発電出力の例えば70%程度)に上昇し、ある程度多くの発電電力を外部系統に供給することができ、かくして、多数の燃料電池システム10(10A)の発電出力を燃料電池管理システム4側の発電上昇信号(定格発電上昇信号、高発電上昇信号)でもって調整することにより、電力の需給バランスにおける電力不足を回避することができる。 In this second embodiment, the power generation increase signal generation means 78 of the fuel cell management system 4 generates the rated power generation increase signal and the high power generation increase signal. By causing the power generation increase signal generating means 78 to generate the rated power generation increase signal, each fuel cell system 10 (10A) is increased to the rated power generation output, thereby supplying a large amount of generated power to the external system. In addition, when there is a risk of a large power shortage in the supply and demand balance of power, the power generation increase signal generation means 78 generates a high power generation increase signal so that each fuel cell system 10 (10A) can operate at a high level. It is possible to increase the power generation output (for example, about 70% of the rated power generation output) and supply a certain amount of generated power to the external system. By adjusting with the power generation rise signal (rated power generation rise signal, high power generation rise signal) on the 4 side, it is possible to avoid a power shortage in the power supply and demand balance.

この第2の実施形態では、発電上昇信号生成手段78が定格発電上昇信号及び高発電上昇信号の2種類の発電上昇信号を生成しているが、このような構成に代えて、上げ調整信号生成手段76が2種類の上げ調整信号(定格発電出力の例えば40%程度まで低下させる上げ調整信号)及び第2上げ調整信号(定格発電出力の例えば70%まで低下させる上げ調整信号)を生成するように構成しても上述したと同様の作用効果を達成することができる。 In the second embodiment, the power generation increase signal generating means 78 generates two types of power generation increase signals, the rated power generation increase signal and the high power generation increase signal. Means 76 generates two types of raising adjustment signal (an raising adjustment signal that lowers to about 40% of the rated power generation output) and a second raising adjustment signal (that lowers to about 70% of the rated power generation output). Even if it constitutes, the effect similar to the above-mentioned can be achieved.

この場合、上げ調整信号生成手段76が第1上げ調整信号を生成すると、この第1上げ調整信号に基づいて燃料電池システム10が通常発電モードから第1上げ調整発電モードの運転に切り替えられ、その発電出力が第1低発電出力(定格発電出力の例えば40%の発電出力)でもって運転され、この第1上げ調整発電モードの運転中に発電上昇信号が生成されると、燃料電池システム10の発電出力が定格発電出力となり、多くの発電電力を外部系統に供給することができる。 In this case, when the increase adjustment signal generation means 76 generates the first increase adjustment signal, the fuel cell system 10 is switched from the normal power generation mode to the first increase adjustment power generation mode based on the first increase adjustment signal. When the power output is operated at a first low power output (for example, a power output of 40% of the rated power output) and a power generation increase signal is generated during operation in the first adjustment power generation mode, the fuel cell system 10 is operated. The power output becomes the rated power output, and a large amount of generated power can be supplied to the external system.

また、上げ調整信号生成手段76が第2上げ調整信号を生成すると、この第2上げ調整信号に基づいて燃料電池システム10が通常発電モードから第2上げ調整発電モードの運転に切り替えられ、その発電出力が第2低発電出力(定格発電出力の例えば70%の発電出力であって、定格発電出力よりも低く且つ第1低発電出力よりも高い発電出力)でもって運転され、この第2上げ調整発電モードの運転中に発電上昇信号が生成されると、燃料電池システム10の発電出力が定格発電出力となり、ある程度多くの発電電力を外部系統に供給することができる。 Further, when the increase adjustment signal generating means 76 generates the second increase adjustment signal, the fuel cell system 10 is switched from the normal power generation mode to the second increase adjustment power generation mode based on the second increase adjustment signal, and the power generation is performed. The output is operated at a second low power output (for example, a power output of 70% of the rated power output, which is lower than the rated power output and higher than the first low power output), and this second increase adjustment When the power generation increase signal is generated during operation in the power generation mode, the power generation output of the fuel cell system 10 becomes the rated power generation output, and a certain amount of generated power can be supplied to the external system.

このように、多数の燃料電池システム10の発電出力を燃料電池管理システム4側の上げ調整信号(第1上げ調整信号、第2上げ調整信号信号)でもって調整することによっても、燃料電池システム10から外部系統に供給する電力を2段階に調整することができ、電力の需給バランスにおける電力不足を上述したと同様にして回避することができる。 In this way, by adjusting the power generation output of many fuel cell systems 10 with the increase adjustment signals (first increase adjustment signal, second increase adjustment signal signal) of the fuel cell management system 4 side, the fuel cell system 10 It is possible to adjust the power to be supplied from the external system to the external system in two stages, and to avoid the power shortage in the power supply and demand balance in the same manner as described above.

例えば、第1及び第2の実施形態では、上げ調整発電モードの運転を終了させるのに上げ調整解除の操作を行って上げ調整解除信号を生成させているが、このような構成に代えて、例えば上げ調整発電モードの運転開始から設定時間経過後に、又は所定時間経過後に自動的に上げ調整解除信号を生成させ、この上げ調整解除信号に基づいて燃料電池システム10の運転を上げ調整発電モードから通常発電モードに切り替えるようにしてもよい。 For example, in the first and second embodiments, an increase adjustment cancellation signal is generated by performing an increase adjustment cancellation operation to end the operation in the increase adjustment power generation mode. For example, after a set time has elapsed from the start of operation in the increase adjustment power generation mode, or after a predetermined time has elapsed, an increase adjustment cancellation signal is automatically generated, and based on this increase adjustment cancellation signal, the operation of the fuel cell system 10 is changed from the increase adjustment power generation mode. You may make it switch to normal electric power generation mode.

〈燃料電池システムの集中制御システムの第3の実施形態〉
上述した第1及び第2実施形態では、電力の需要バランスにおける電力不足を多数の燃料電池システム10を利用して解消しているが、例えば、次のように構成して電力需要バランスにおける電力余剰を多数の燃料電池システム10を利用して解消することもでき、以下の実施形態において、第1の実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment of Centralized Control System for Fuel Cell System>
In the above-described first and second embodiments, the power shortage in the power demand balance is resolved by using a large number of fuel cell systems 10. can be solved by using a large number of fuel cell systems 10. In the following embodiments, members that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

図9~図11を参照して、この第3の実施形態では、第1の実施形態における上げ調整信号生成手段に代えて下げ調整信号生成手段102が設けられ、また第1の実施形態における上げ調整解除信号生成手段に代えて下げ調整解除信号生成手段104が設けられ、更に第1の実施形態における発電上昇信号生成手段及び発電低下信号生成手段が省略され、加えて第1の実施形態における第1及び第2積算タイマのいずれか一方が省略される。 9 to 11, in the third embodiment, lowering adjustment signal generating means 102 is provided in place of the raising adjustment signal generating means in the first embodiment, and raising adjustment signal generating means 102 is provided in the first embodiment. The adjustment cancellation signal generation means 104 is provided in place of the adjustment cancellation signal generation means, the power generation increase signal generation means and the power generation decrease signal generation means in the first embodiment are omitted, and in addition, the second Either one of the 1 and the second integration timer is omitted.

下げ調整信号生成手段102は、燃料電池システム10(10C,10D)を通常発電モードから下げ調整発電モードの運転に切り替えるための下げ調整信号を生成し、また下げ調整解除信号生成手段108は、燃料電池システム10を下げ調整発電モードから通常発電モードの運転に戻す下げ調整解除信号を生成する。更に、積算タイマ106(第1又は第2積算タイマ)は、下げ調整発電モードの運転時間を積算する。 The adjustment-down signal generating means 102 generates an adjustment-down signal for switching the operation of the fuel cell system 10 (10C, 10D) from the normal power generation mode to the adjustment-down power generation mode. A down regulation cancellation signal is generated for returning the battery system 10 from the down regulation power generation mode to the normal power generation mode of operation. Furthermore, the integration timer 106 (first or second integration timer) integrates the operation time in the downward adjustment power generation mode.

また、この第3の実施形態における多数の燃料電池システム10は、第1燃料電池グループ12C及び第2燃料電池グループ14Cに含まれるように構成される。更に説明すると、第1燃料電池グループ12Cの複数の第1燃料電池システム10Cは、下げ調整発電モードの運転中に発電出力が定格発電出力から第1低発電出力(定格発電出力の例えば40%程度)に低下するものであり、第2燃料電池グループ12Dの複数の第2燃料電池システム10Dは、下げ調整発電モードの運転中に発電出力が定格発電出力から第2低発電出力(定格発電出力よりも低く且つ第1低発電出力よりも高い発電出力であって、定格発電出力の例えば70%程度)に低下するものである。この第3の実施形態におけるその他の構成は、上述した第1の実施形態と実質上同一である。 Also, multiple fuel cell systems 10 in this third embodiment are configured to be included in a first fuel cell group 12C and a second fuel cell group 14C. To explain further, the plurality of first fuel cell systems 10C of the first fuel cell group 12C will decrease the power output from the rated power output to the first low power output (e.g., about 40% of the rated power output) during operation in the downward adjustment power generation mode. ), and the power generation output of the plurality of second fuel cell systems 10D of the second fuel cell group 12D decreases from the rated power generation output to a second low power generation output (below the rated power generation output) during operation in the downward adjustment power generation mode. is lower than the first low power output and lowers to about 70% of the rated power output). Other configurations in this third embodiment are substantially the same as those in the above-described first embodiment.

次に、第3の実施形態の燃料電池システムの集中制御システムの制御について説明すると、これらの燃料電池システム10(10C,10D)は、通常発電モードで運転され(ステップS41)、この運転状態においては、燃料電池システム10(10C,10D)は、発電効率の良い運転状態、例えば定格発電状態で運転される。 Next, the control of the centralized control system for the fuel cell system of the third embodiment will be described. These fuel cell systems 10 (10C, 10D) are operated in the normal power generation mode (step S41), and in this operating state , the fuel cell system 10 (10C, 10D) is operated in an operating state with good power generation efficiency, for example, in a rated power generation state.

この通常発電モードの運転中に電力の需給バランスが崩れて電力余剰になるおそれがあるときには、燃料電池管理センター2C側において、燃料電池管理システム4Cの入力手段72により下げ調整の入力操作を行う。このように入力操作すると、ステップS42からステップS43に進み、下げ調整信号生成手段102が下げ調整信号を生成し、この下げ調整信号が、燃料電池管理システム4Cから通信手段90,92を介して燃料電池システム10(第1燃料電池グループ12Cの第1燃料電池システム10C及び第2燃料電池グループ14Cの第2燃料電池システム10D)に送給され、多数の燃料電池システム10(10C,10D)は、通常発電モードから下げ調整発電モードの運転に切り替えられる。 When there is a risk of an electric power surplus due to an imbalance in the supply and demand of electric power during operation in the normal power generation mode, the input means 72 of the fuel cell management system 4C is used to perform a downward adjustment input operation on the side of the fuel cell management center 2C. When such an input operation is performed, the process proceeds from step S42 to step S43, where the adjustment-down signal generating means 102 generates an adjustment-down signal. The fuel cell system 10 (the first fuel cell system 10C of the first fuel cell group 12C and the second fuel cell system 10D of the second fuel cell group 14C) are fed to the multiple fuel cell systems 10 (10C, 10D), Operation is switched from the normal power generation mode to the down adjustment power generation mode.

この実施形態では、この下げ調整信号が送給されると、各燃料電池システム10(10C,10D)の運転状態が、この下げ調整信号に基づいて通常発電モードから下げ調整発電モードに切り替えられ、第1燃料電池グループ12Cの第1燃料電池システム10Cにおいては、その発電出力が第1低発電出力(定格発電出力の例えば40%程度)に低下するように制御され、第2燃料電池グループ12Dの第2燃料電池システム10Dにおいては、その発電出力が第2低発電出力(定格発電出力の例えば70%程度)に低下するように制御される。 In this embodiment, when this adjustment-down signal is sent, the operating state of each fuel cell system 10 (10C, 10D) is switched from the normal power generation mode to the adjustment-down power generation mode based on this adjustment-down signal, In the first fuel cell system 10C of the first fuel cell group 12C, the power generation output is controlled to decrease to a first low power output (for example, about 40% of the rated power generation output), and the second fuel cell group 12D The second fuel cell system 10D is controlled such that its power generation output is lowered to a second low power generation output (for example, about 70% of the rated power generation output).

例えば、時刻T41において、燃料電池管理システム4Cにて下げ調整信号が生成されると、第1燃料電池グループ12Cの複数の第1燃料電池システム10Cの発電出力は、例えば図11(a)で示すように第1低発電出力(定格発電出力の例えば40%程度)まで徐徐に低下し、また第2燃料電池グループ14Cの複数の燃料電池システム10Dの発電出力も、例えば図11(b)で示すように第2低発電出力(定格発電出力の例えば70%程度)まで瞬時に低下する(ステップS44)。 For example, at time T41, when the fuel cell management system 4C generates a downward adjustment signal, the power output of the plurality of first fuel cell systems 10C of the first fuel cell group 12C is, for example, shown in FIG. , and the power output of the plurality of fuel cell systems 10D of the second fuel cell group 14C is also shown in FIG. , the power generation output is instantaneously lowered to a second low power output (for example, about 70% of the rated power generation output) (step S44).

尚、この実施形態では、第1燃料電池グループ12Cの第1燃料電池システム10Cの発電出力を除除に第1低発電出力に低下させているが、第2燃料電池グループ14Cの第2燃料電池システム10Dと同様に、瞬時に第1低発電出力に低下させるようにしてもよい。また、第2燃料電池グループ14Cの第2燃料電池システム10Dの発電出力を第2低発電出力に瞬時に低下させているが、第1燃料電池グループ12Cの第1燃料電池システム10Cと同様に、除除に第2低発電出力に低下させるようにしてもよい。 In this embodiment, the power output of the first fuel cell system 10C of the first fuel cell group 12C is reduced to the first low power output except for the second fuel cell of the second fuel cell group 14C. As with system 10D, the power output may be reduced to the first low power output instantaneously. Also, the power output of the second fuel cell system 10D of the second fuel cell group 14C is instantaneously reduced to the second low power output. You may make it reduce to a 2nd low electric power generation output gradually.

この下げ調整発電モードの運転を解除するには、燃料電池管理センター2C側において、燃料電池管理システム4Cの入力手段72により下げ調整解除の入力操作を行う。このように下げ調整解除の入力操作すると、ステップS45からステップS46に進み、下げ調整解除信号生成手段104が下げ調整解除信号を生成し、下げ調整発電モードの運転が終了する。この上げ調整解除信号が生成されると、この上げ調整解除信号が、燃料電池管理システム4Cから通信手段90,92を介して多数の燃料電池システム10(第1及び第2燃料電池システム10C,10D)に送給される。かくすると、各燃料電池システム10(10A,10B)において、この下げ調整解除信号に基づいて各燃料電池システム10(10C,10D)の発電出力が上昇して定格発電出力に戻り、通常発電モードの運転が再開され(ステップS47)、その後ステップS42に戻る。 In order to cancel the operation in the downward adjustment power generation mode, an input operation for canceling the downward adjustment is performed through the input means 72 of the fuel cell management system 4C on the side of the fuel cell management center 2C. When the downward adjustment cancellation input operation is performed in this way, the process proceeds from step S45 to step S46, the downward adjustment cancellation signal generation means 104 generates the downward adjustment cancellation signal, and the operation in the downward adjustment power generation mode ends. When this adjustment-up cancellation signal is generated, this adjustment-up cancellation signal is sent from the fuel cell management system 4C to a number of fuel cell systems 10 (first and second fuel cell systems 10C, 10D) via communication means 90, 92. ). Thus, in each fuel cell system 10 (10A, 10B), based on this downward adjustment cancellation signal, the power generation output of each fuel cell system 10 (10C, 10D) increases to return to the rated power generation output, and the normal power generation mode is resumed. Operation is resumed (step S47), and then the process returns to step S42.

例えば、時刻T42において、燃料電池管理システム4Cにて下げ調整解除信号が生成されると、第1燃料電池グループ12Cの複数の第1燃料電池システム10Dの発電出力は、例えば図11(a)で示すように定格発電出力まで除除に上昇し、また第2燃料電池グループ14Cの複数の燃料電池システム10Dの発電出力は、例えば図11(b)で示すように定格発電出力まで除除に上昇する。 For example, at time T42, when the fuel cell management system 4C generates a downward adjustment cancellation signal, the power output of the plurality of first fuel cell systems 10D of the first fuel cell group 12C is, for example, as shown in FIG. 11(a). As shown in FIG. 11B, the power output of the fuel cell systems 10D of the second fuel cell group 14C gradually increases to the rated power output, and the power output of the fuel cell systems 10D of the second fuel cell group 14C gradually increases to the rated power output as shown in FIG. do.

この第3の実施形態では、電力の需給バランスにおいて電力余剰が生じるおそれがあるときには、燃料電池管理システム4Cが下げ調整信号を生成することにより、第1燃料電池グループ12Cの第1燃料電池システム10Cの発電出力が第1低発電出力(定格発電出力の例えば40%程度)に低下するととともに、第2燃料電池グループ14Cの第2燃料電池システム14Cの発電出力が第2低発電出力(定格発電出力の例えば70%程度)に低下し、これにより、外部系統から多くの電力を受電するようになり、かくして、多数の燃料電池システム10(10C,10D)の発電出力を燃料電池管理システム4C側の下げ調整信号でもって調整することにより、電力の需給バランスにおける電力余剰を回避することができる。 In this third embodiment, when there is a risk of a power surplus occurring in the power supply-demand balance, the fuel cell management system 4C generates a downward adjustment signal to reduce the first fuel cell system 10C of the first fuel cell group 12C. power output drops to a first low power output (for example, about 40% of the rated power output), and the power output of the second fuel cell system 14C of the second fuel cell group 14C drops to a second low power output (rated power output (for example, about 70%), and as a result, a large amount of power is received from the external system. By adjusting with the downward adjustment signal, power surplus in the power supply and demand balance can be avoided.

この第3の実施形態の多数の燃料電池システムの集中制御システムでは、多数の燃料電池システム10(10C,10D)が瞬時に定格発電出力に上昇しない形態のものから構成されているが、これら燃料電池システム10を例えば瞬時に定格発電出力に上昇する形態のものから構成するようにしてもよく、或いは第1及び第2燃料電池グループ12C,14Cの第1及び第2燃料電池システム10C,10Dを瞬時に定格発電出力に上昇する形態のもの及び瞬時に定格発電出力に上昇しない形態のものから構成するようにしてもよい。 In the centralized control system for multiple fuel cell systems of the third embodiment, the multiple fuel cell systems 10 (10C, 10D) are configured so as not to instantaneously rise to the rated power generation output. For example, the battery system 10 may be constructed in a form that instantaneously rises to the rated power generation output, or the first and second fuel cell systems 10C and 10D of the first and second fuel cell groups 12C and 14C may be It may be configured to have a configuration in which the output is instantaneously increased to the rated output and a configuration in which the output is not instantaneously increased to the rated output.

また、上述の第3の実施形態では、多数の燃料電池システム10として2種類のもの、即ち第1燃料電池グループ12Cの第1燃料電池システム10Cと第2燃料電池グループ14Cの第2燃料電池システム10Dとを採用しているが、このような構成に代えて、第1燃料電池グループ12Cの第1燃料電池システム10Cのみを採用する、又は第2燃料電池グループ14Cの第2燃料電池システム10Dのみを採用するようにしてもよい。 Further, in the third embodiment described above, there are two types of fuel cell systems 10, that is, the first fuel cell system 10C of the first fuel cell group 12C and the second fuel cell system of the second fuel cell group 14C. 10D is adopted, but instead of such a configuration, only the first fuel cell system 10C of the first fuel cell group 12C is adopted, or only the second fuel cell system 10D of the second fuel cell group 14C is adopted. may be adopted.

〈燃料電池システムの集中制御システムの第4の実施形態〉
この第4の実施形態では、多数の燃料電池システムは第3の実施形態における第1燃料電池グループ12Cの第1燃料電池システム10C(図9参照)(又は第2燃料電池グループ14Cの第2燃料電池システム10D(図2参照))から構成される。また、この形態では、燃料電池システム10(第1燃料電池システム10C)の発電出力は、第1低発電出力(定格発電出力の例えば40%程度は発電出力)と第2低発電出力(定格発電出力の例えば70%程度であって、定格発電出力よりも低く且つ第1低発電出力よりも高い発電出力)に低下するように構成される。そして、このことに関連して、図示していないが、燃料電池管理システムの下げ調整信号生成手段は、燃料電池システム10(10C)の発電出力を第1低発電出力に下げる第1下げ調整信号と、この発電出力を第2低発電出力に下げる第2下げ調整信号を生成するように構成される。この第4の実施形態におけるその他の構成は、上述した第3の実施形態と同様である。尚、第4の実施形態の集中制御システムの制御系の構成は、第3の実施形態のものとほぼ同様であるので、図9を参照して説明する。
<Fourth Embodiment of Centralized Control System for Fuel Cell System>
In this fourth embodiment, the multiple fuel cell systems are the first fuel cell system 10C (see FIG. 9) of the first fuel cell group 12C (or the second fuel cell system of the second fuel cell group 14C) in the third embodiment. battery system 10D (see FIG. 2)). In this embodiment, the power output of the fuel cell system 10 (first fuel cell system 10C) is a first low power output (for example, about 40% of the rated power output) and a second low power output (rated power output). (For example, about 70% of the output, which is lower than the rated power output and higher than the first low power output). In relation to this, although not shown, the adjustment-down signal generating means of the fuel cell management system generates a first adjustment signal to lower the power output of the fuel cell system 10 (10C) to the first low power output. and a second lowering adjustment signal for lowering the generated power output to a second lower generated power output. Other configurations of the fourth embodiment are similar to those of the above-described third embodiment. Since the configuration of the control system of the centralized control system of the fourth embodiment is substantially the same as that of the third embodiment, it will be described with reference to FIG.

このような第4の実施形態の集中制御システムでは、多数の燃料電池システム10(10C)は、例えば図12及び図13で示すように制御される。図12及び図13において、通常発電モードの運転中(ステップS51)に、例えば時刻T51において燃料電池管理システム4Cの下げ調整信号生成手段102が例えば第1下げ調整信号を生成すると、ステップS52からステップS53を経てステップS54に進み、燃料電池システム10(10C)の運転が通常発電モードから下げ調整発電モード、この場合第1下げ調整発電モードに切り替えられ、各燃料電池システム10の発電出力が第1低発電出力(例えば、定格発電出力の40%程度)に瞬時に低下する(ステップS54)。 In such a centralized control system of the fourth embodiment, many fuel cell systems 10 (10C) are controlled as shown in FIGS. 12 and 13, for example. 12 and 13, during operation in the normal power generation mode (step S51), for example, at time T51, when the lowering adjustment signal generating means 102 of the fuel cell management system 4C generates, for example, the first lowering adjustment signal, steps from step S52 to step Proceeding to step S54 via S53, the operation of the fuel cell system 10 (10C) is switched from the normal power generation mode to the downward adjustment power generation mode, in this case, the first downward adjustment power generation mode, and the power generation output of each fuel cell system 10 is reduced to the first level. The power generation output is instantaneously reduced to a low power output (for example, about 40% of the rated power generation output) (step S54).

そして、このような第1下げ調整発電モードの運転中に、例えば時刻T52において燃料電池管理システム4Cの下げ調整解除信号生成手段104が下げ調整解除信号を生成すると、ステップS55からステップS56に進み、この下げ調整解除信号に基づいて燃料電池システム10(10C)の第1下げ調整発電モードの運転が終了した後、通常発電モードの運転が再開され、燃料電池システム10(10C)は定格発電出力で運転され(ステップS57)、ステップS52に戻る。 Then, during the operation in the first adjustment-down adjustment power generation mode, when the adjustment-down cancellation signal generating means 104 of the fuel cell management system 4C generates the adjustment-down cancellation signal at time T52, the process proceeds from step S55 to step S56. After the operation of the fuel cell system 10 (10C) in the first downward adjustment power generation mode is completed based on this downward adjustment cancellation signal, the operation in the normal power generation mode is resumed, and the fuel cell system 10 (10C) operates at the rated power generation output. The vehicle is operated (step S57), and the process returns to step S52.

また、この通常発電モードの運転中に、例えば時刻T53において燃料電池管理システム4Cの下げ調整信号生成手段102が例えば第2下げ調整信号を生成すると、ステップS52からステップS53及びステップS58を経てステップS59に進み、燃料電池システム10(10C)の運転が通常発電モードから下げ調整発電モード、この場合第2下げ調整発電モードに切り替えられ、各燃料電池システム10の発電出力が第2低発電出力(例えば、定格発電出力の70%程度)に瞬時に低下する(ステップS54)。その後、例えば時刻T54において燃料電池管理システム4Cの下げ調整解除信号生成手段104が下げ調整解除信号を生成すると、上述したと同様に、ステップS55~ステップS57が遂行され、通常発電モードの運転に戻る。 Further, during operation in the normal power generation mode, when the adjustment-down signal generating means 102 of the fuel cell management system 4C generates, for example, the second adjustment signal at time T53, the process proceeds from step S52 through step S53 and step S58 to step S59. , the operation of the fuel cell system 10 (10C) is switched from the normal power generation mode to the downward adjustment power generation mode, in this case, the second downward adjustment power generation mode, and the power output of each fuel cell system 10 is switched to the second low power output (for example, , about 70% of the rated power output) (step S54). Thereafter, for example, at time T54, when the adjustment-down cancellation signal generating means 104 of the fuel cell management system 4C generates the adjustment-down cancellation signal, steps S55 to S57 are performed in the same manner as described above, and the operation returns to the normal power generation mode. .

この第4の実施形態では、燃料電池管理システム4Cの下げ調整信号生成手段102が第1及び第2下げ調整信号を生成するので、電力の需給バランスにおいて大きな電力余剰が生じるおそれがあるときには、下げ調整信号生成手段102が第1下げ調整信号を生成するようにすることにより、各燃料電池システム10(10A)が第1低発電出力(定格発電出力の例えば40%程度)に下がり、これにより、燃料電池システム10(10C)を設置した各家庭では外部系統から多くの電力を受電するようになり、また電力の需給バランスにおいてある程度大きな電力余剰が生じるおそれがあるときには、下げ調整信号生成手段78が第2下げ調整信号を生成するようにすることにより、各燃料電池システム10(10C)が第2低発電出力(定格発電出力の例えば70%程度)に下がり、これにより、各家庭では外部系統からある程度多くの電力を受電するようになり、かくして、多数の燃料電池システム10(10C)の発電出力を燃料電池管理システム4C側の下げ調整信号(第1及び第2下げ調整信号)でもって調整することにより、電力の需給バランスにおける電力余剰を回避することができる。 In the fourth embodiment, the adjustment-down signal generating means 102 of the fuel cell management system 4C generates the first and second adjustment-down signals. By causing the adjustment signal generating means 102 to generate the first lowering adjustment signal, each fuel cell system 10 (10A) is lowered to the first low power output (for example, about 40% of the rated power output). Each household in which the fuel cell system 10 (10C) is installed receives a large amount of power from the external system, and when there is a risk of a large power surplus in the power supply and demand balance, the downward adjustment signal generation means 78 is turned off. By generating the second lowering adjustment signal, each fuel cell system 10 (10C) drops to a second low power output (for example, about 70% of the rated power output). A certain amount of power is received, and thus the power output of many fuel cell systems 10 (10C) is adjusted by the downward adjustment signals (first and second downward adjustment signals) on the side of the fuel cell management system 4C. This makes it possible to avoid power surplus in the power supply and demand balance.

この第4の実施形態では、下げ調整信号生成手段102第1及び第2下げ調整信号の2種類の下げ調整信号を生成しているが、第3の実施形態と同様に、下げ調整信号生成手段102が1種類の下げ調整信号を生成するようにしてもよい。また、この実施形態では、第1及び第2下げ調整発電モードに切り替えるときに燃料電池システム10(10C)の発電出力を瞬時に第1及び第2低発電出力に低下させているが、この第1及び第2低発電出力に除除に低下させるようにしてもよい。 In the fourth embodiment, the downward adjustment signal generating means 102 generates two types of downward adjustment signals , the first and second downward adjustment signals . Means 102 may generate one type of down adjustment signal. Further, in this embodiment, the power generation output of the fuel cell system 10 (10C) is instantaneously lowered to the first and second low power generation outputs when switching to the first and second down adjustment power generation modes. You may make it reduce to 1st and 2nd low electric power generation output gradually.

更に、例えば、上述した第3及び第4実施形態では、下げ調整発電モード(第1及び第2下げ調整発電モード)の運転を終了させるのに下げ調整解除の操作を行って下げ調整解除信号を生成させているが、このような構成に代えて、例えば下げ調整発電モードの運転開始から設定時間経過後に、又は所定時間経過後に自動的に下げ調整解除信号を生成させ、この下げ調整解除信号に基づいて燃料電池システム10の運転を下げ調整発電モードから通常発電モードに切り替えるようにしてもよい。 Furthermore, for example, in the above-described third and fourth embodiments, a downward adjustment cancellation operation is performed to terminate the operation of the downward adjustment power generation mode (the first and second downward adjustment power generation modes), and the downward adjustment cancellation signal is issued. However, instead of such a configuration, for example, after a set time has elapsed from the start of operation in the downward adjustment power generation mode, or after a predetermined time has elapsed, a downward adjustment cancellation signal is automatically generated, and this downward adjustment cancellation signal is generated. Based on this, the operation of the fuel cell system 10 may be lowered to switch from the adjusted power generation mode to the normal power generation mode.

以上、本発明に従う燃料電池システム及びそれらの集中制御システムの実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。 Although the embodiments of the fuel cell system and their centralized control system according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention. is possible.

例えば、第1及び第2の実施形態では、通常発電モードの運転では燃料電池システムが定格発電出力で稼働され、この運転状態のときに上げ調整発電モードに切り替えているが、定格発電出力よりも低い発電出力状態のときに上げ調整発電モードに切り替えるようにしてもよい。また、第3及び第4の実施形態においても、通常発電モードの運転では燃料電池システムが定格発電出力で稼働され、この運転状態のときに下げ調整発電モードに切り替えているが、定格発電出力よりも低い発電出力状態のときに下げ調整発電モードに切り替えるようにしてもよい。 For example, in the first and second embodiments, in normal power generation mode operation, the fuel cell system is operated at the rated power generation output, and in this operating state, the fuel cell system is switched to the adjustment power generation mode. It is also possible to switch to the up regulation power generation mode when the power generation output is low. Also in the third and fourth embodiments, the fuel cell system is operated at the rated power generation output in the normal power generation mode operation, and is switched to the downward adjustment power generation mode in this operating state. It is also possible to switch to the down regulation power generation mode when the power generation output is low.

2 燃料電池管理センター
4,4C 燃料電池管理システム
6 顧客情報管理システム
10,10A,10B,10C,10D 燃料電池システム
12,12C 第1燃料電池グループ
14,14C 第2燃料電池グループ
16 燃料電池
18 電池制御手段
76 上げ調整信号生成手段
78 発電上昇信号生成手段
80 発電低下信号生成手段
82 上げ調整解除信号生成手段
102 下げ調整信号生成手段
104 下げ調整解除信号生成手段
2 fuel cell management center 4, 4C fuel cell management system 6 customer information management system 10, 10A, 10B, 10C, 10D fuel cell system 12, 12C first fuel cell group 14, 14C second fuel cell group 16 fuel cell 18 battery control means 76 increase adjustment signal generation means 78 power generation increase signal generation means 80 power generation decrease signal generation means 82 increase adjustment cancellation signal generation means 102 decrease adjustment signal generation means 104 decrease adjustment cancellation signal generation means

Claims (10)

燃料電池反応により発電を行う燃料電池と、前記燃料電池を制御するための電池制御手段とを備えた燃料電池システムであって、
前記電池制御手段は、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力より低い低発電出力でもって運転する上げ調整発電モードに切り換えるための上げ調整信号と、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が生じるのを防止するために前記燃料電池の発電出力を上昇させるための発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が予測されると、前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記上げ調整発電モードに切り替え、前記上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足のおそれが生じると、前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高くなるように制御し、これにより、前記燃料電池の発電出力の一部が前記外部系統に供給されることを特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell system comprising a fuel cell that generates power through a fuel cell reaction and cell control means for controlling the fuel cell,
The battery control means provides a boost adjustment signal for switching from a normal power generation mode in which the fuel cell is operated in a normal power generation state to a boost adjustment power generation mode in which the power generation output of the fuel cell is operated at a low power generation output lower than the rated power generation output, and an external power generation mode. The power generation output of the fuel cell is controlled based on a power generation increase signal for increasing the power generation output of the fuel cell in order to prevent an electric power shortage due to an unbalanced power supply and demand in the system. cage,
When the power supply and demand balance of the external system is disrupted and a power shortage is predicted, the battery control means switches the operation of the fuel cell from the normal power generation mode to the power adjustment power generation mode based on the power adjustment signal, In the operation in the increase adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled to be the low power generation output , and during the operation in the increase adjustment power generation mode, the electric power supply and demand balance of the external system may be disrupted and power shortage may occur. occurs, the battery control means controls the power generation output of the fuel cell based on the power generation increase signal so that the power generation output of the fuel cell becomes higher than the low power generation output. A fuel cell system supplied to the external system.
前記発電上昇信号は、定格発電上昇信号及び高発電上昇信号を含んでおり、前記上げ調整発電モードの運転中に前記定格発電上昇信号が生成されると、前記定格発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力となるように制御され、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記高発電上昇信号が生成されると、前記高発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高く且つ前記定格発電出力よりも低い高発電出力となるように制御されることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 The power generation increase signal includes a rated power generation increase signal and a high power generation increase signal. When the rated power generation increase signal is generated during operation in the increase adjustment power generation mode, the fuel is supplied based on the rated power generation increase signal. When the power generation output of the battery is controlled to be the rated power generation output, and the high power generation increase signal is generated during operation in the boost adjustment power generation mode, the fuel cell generates power based on the high power generation increase signal. 2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the output is controlled to be a high power output higher than the low power output and lower than the rated power output. 前記上げ調整信号は、第1上げ調整信号及び第2上げ調整信号を含んでおり、前記第1上げ調整信号が生成されると、前記電池制御手段は、前記第1上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから第1上げ調整発電モードに切り替え、前記第1上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力よりも低い第1低発電出力となるように制御され、また前記第2上げ調整信号が生成されると、前記電池制御手段は、前記第2上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから第2上げ調整発電モードに切り替え、前記第2上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力よりも低く且つ前記第1低発電出力よりも高い第2低発電出力となるように制御され、前記第1上げ調整発電モード及び前記第2上げ調整発電モードの運転において前記発電上昇信号が生成されると、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力となるように制御されることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。 The raise adjustment signal includes a first raise adjustment signal and a second raise adjustment signal, and when the first raise adjustment signal is generated, the battery control means, based on the first raise adjustment signal, controls the The operation of the fuel cell is switched from the normal power generation mode to the first adjusted power generation mode, and in the operation in the first adjusted power generation mode, the power output of the fuel cell becomes a first low power output lower than the rated power output. When the second increase adjustment signal is generated, the battery control means shifts the operation of the fuel cell from the normal power generation mode to the second increase adjustment power generation mode based on the second increase adjustment signal. , and in the operation in the second adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled to be a second low power generation output that is lower than the rated power generation output and higher than the first low power generation output, and When the power generation increase signal is generated during the operation in the first increase adjustment power generation mode and the second increase adjustment power generation mode, control is performed based on the power generation increase signal so that the power generation output of the fuel cell becomes the rated power generation output. 2. The fuel cell system according to claim 1, wherein: 燃料電池反応により発電を行う燃料電池及び前記燃料電池を制御するための電池制御手段を備えた燃料電池システムが多数集合した燃料電池システムの集中制御システムであって、
通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する上げ調整発電モードに切り換えるための上げ調整信号を生成する上げ調整信号生成手段と、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が生じるのを防止するために前記燃料電池の発電出力を上昇させるための発電上昇信号を生成する発電上昇信号生成手段とを更に含み、
多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号及び前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足が予測されると、前記上げ調整信号生成手段は前記上げ調整信号を生成し、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記上げ調整発電モードに切り替え、前記上げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、また前記上げ調整発電モードの運転中に前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力不足のおそれが生じると、前記発電上昇信号生成手段は前記発電上昇信号を生成し、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力よりも高くなるように制御し、これにより、前記燃料電池の発電出力の一部が前記外部系統に供給されることを特徴とする燃料電池システムの集中制御システム。
A centralized control system for a fuel cell system in which a large number of fuel cells for generating electric power by fuel cell reaction and fuel cell systems provided with cell control means for controlling the fuel cells are assembled,
Raise adjustment signal generating means for generating an increase adjustment signal for switching from a normal power generation mode in which the fuel cell operates in a normal power generation state to a raise adjustment power generation mode in which the power generation output of the fuel cell is operated at a low power generation output lower than the rated power generation output. and a power generation increase signal generating means for generating a power generation increase signal for increasing the power generation output of the fuel cell in order to prevent a power shortage from occurring due to the power supply and demand balance in an external system being disrupted,
The cell control means of the multiple fuel cell systems are configured to control the power generation output of the fuel cell based on the adjustment-up signal and the power generation increase signal,
When the power supply and demand balance of the external system is disrupted and power shortage is predicted, the boost adjustment signal generating means generates the boost adjustment signal, and the cell control means of the multiple fuel cell systems generate the boost adjustment signal. The operation of the fuel cell is switched from the normal power generation mode to the increased adjustment power generation mode based on, and in the operation in the increased adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled to be the low power generation output, and When the power supply and demand balance of the external system is disrupted during operation in the boost adjustment power generation mode and there is a risk of power shortage, the power generation increase signal generating means generates the power generation increase signal, and the batteries of the multiple fuel cell systems The control means controls the power generation output of the fuel cell based on the power generation increase signal so that the power generation output of the fuel cell becomes higher than the low power generation output , whereby a part of the power generation output of the fuel cell is supplied to the external system. A centralized control system for a fuel cell system, characterized by:
前記多数の燃料電池システムは、前記燃料電池の発電出力を瞬時に上昇させる制御に対応した第1燃料電池グループの第1燃料電池システムと、前記燃料電池の発電出力を瞬時に上昇させる制御に対応しない第2燃料電池グループの第2燃料電池システムとを含んでおり、前記上げ調整発電モードの運転中に前記発電上昇信号が生成されると、前記第1燃料電池グループの前記第1燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が瞬時に前記定格発電出力となるように制御し、また前記第2燃料電池グループの前記第2燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が除々に前記定格発電出力となるように制御することを特徴とする請求項4に記載の燃料電池システムの集中制御システム。 The plurality of fuel cell systems are the first fuel cell system of the first fuel cell group, which corresponds to control for instantaneously increasing the power generation output of the fuel cells, and the first fuel cell system, which corresponds to control for instantaneously increasing the power generation output of the fuel cells. and a second fuel cell system of a second fuel cell group that does not operate, when the power generation increase signal is generated during operation in the adjustment power generation mode, the first fuel cell system of the first fuel cell group The battery control means controls the power generation output of the fuel cell based on the power generation increase signal so that the power generation output of the fuel cell instantaneously reaches the rated power generation output, and the power generation output of the second fuel cell system of the second fuel cell group. 5. The centralized control system for a fuel cell system according to claim 4, wherein the battery control means controls the power generation output of the fuel cell based on the power generation increase signal so that the power generation output of the fuel cell gradually reaches the rated power generation output. 前記第2燃料電池グループの前記第2燃料電池システムは、前記燃料電池の発電出力が比較的短い時間でもって前記定格発電出力に上昇する短時間上昇サブグループの前記第2燃料電池システムと、前記燃料電池の発電出力が比較的長い時間でもって前記定格発電出力に上昇する長時間上昇サブグループの前記第2燃料電池システムを含んでおり、前記上げ調整発電モードの運転中に前記発電上昇信号が生成されると、前記短時間上昇サブグループの前記第2燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が比較的短時間で前記定格発電出力となるように制御し、また前記長時間上昇サブグループの前記第2燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記発電上昇信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が比較的長時間で前記定格発電出力となるように制御することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システムの集中制御システム。 The second fuel cell system of the second fuel cell group includes the second fuel cell system of the short-time rise subgroup in which the power output of the fuel cells rises to the rated power output in a relatively short time; including the second fuel cell system of the long rise sub-group in which the power output of the fuel cell rises to the rated power output in a relatively long time, and the power rise signal is generated during operation in the boost adjustment power generation mode. When generated, the cell control means of the second fuel cell system of the short time rise subgroup causes the power generation output of the fuel cell to reach the rated power generation output in a relatively short time based on the power generation rise signal. Also, the battery control means of the second fuel cell system in the long-time rise subgroup controls the power generation output of the fuel cell to exceed the rated power generation output for a relatively long time based on the power generation rise signal. 6. The centralized control system for a fuel cell system according to claim 5, wherein the control is performed so that 前記多数の燃料電池システムは、前記燃料電池の発電出力を前記定格発電出力の第1割合値まで下げる制御に対応した第1燃料電池グループの第1燃料電池システムと、前記燃料電池の発電出力を前記第1割合値よりも大きい第2割合値まで下げる制御に対応した第2燃料電池グループの第2燃料電池システムとを含んでおり、前記上げ調整信号が生成されると、前記第1燃料電池グループの前記第1燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力の前記第1割合値となるように制御し、また前記第2燃料電池グループの前記第2燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記上げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力の前記第2割合値となるように制御することを特徴とする請求項4に記載の燃料電池システムの集中制御システム。 The plurality of fuel cell systems include a first fuel cell system of a first fuel cell group, which is controlled to reduce the power output of the fuel cells to a first percentage value of the rated power output, and a first fuel cell system that reduces the power output of the fuel cells. and a second fuel cell system of a second fuel cell group responsive to control down to a second percentage value greater than the first percentage value, wherein the first fuel cell system is responsive to the generation of the up adjustment signal. The cell control means of the first fuel cell system of the group controls the power generation output of the fuel cell to become the first percentage value of the rated power generation output based on the increase adjustment signal, and the second The cell control means of the second fuel cell system of the fuel cell group controls the power generation output of the fuel cell based on the increase adjustment signal so that the power generation output of the fuel cell becomes the second percentage value of the rated power generation output. 5. The centralized control system for the fuel cell system according to claim 4. 燃料電池反応により発電を行う燃料電池と、前記燃料電池を制御するための電池制御手段とを備えた燃料電池システムであって、
前記電池制御手段は、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が生じるのを回避するために、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する下げ調整発電モードに切り換え且つ前記燃料電池の発電出力を前記低発電出力に下げるための下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が発生するおそれが生じると、前記電池制御手段は、前記下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記下げ調整発電モードに切り替え、前記下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、これにより、前記外部系統の電力の一部が燃料電池システムの低下した発電電力をまかなうことを特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell system comprising a fuel cell that generates power through a fuel cell reaction and cell control means for controlling the fuel cell,
The battery control means controls the power generation output of the fuel cell to be lower than the rated power generation output from the normal power generation mode in which the operation is performed in a normal power generation state, in order to avoid an electric power surplus due to the collapse of the electric power supply and demand balance of the external system. The power generation output of the fuel cell is controlled based on a down adjustment signal for switching to a down adjustment power generation mode for operating with a low power generation output and lowering the power generation output of the fuel cell to the low power generation output . ,
When there is a risk of an electric power surplus due to the collapse of the power supply and demand balance in the external system, the battery control means shifts the operation of the fuel cell from the normal power generation mode to the down adjustment power generation mode based on the down adjustment signal. In the operation of the switching and adjusting down power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled so as to be the low power generation output , so that part of the electric power of the external system covers the reduced electric power generated by the fuel cell system. A fuel cell system characterized by:
前記下げ調整信号は、第1下げ調整信号及び第2下げ調整信号を含んでおり、前記第1下げ調整信号が生成されると、前記電池制御手段は、前記第1下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから第1下げ調整発電モードに切り替え、前記第1下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力よりも低い第1低発電出力となるように制御され、また前記第2下げ調整信号が生成されると、前記電池制御手段は、前記第2下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから第2下げ調整発電モードに切り替え、前記第2下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記定格発電出力よりも低く且つ前記第1低発電出力よりも高い第2低発電出力となるように制御されることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池システム。 The downward adjustment signal includes a first downward adjustment signal and a second downward adjustment signal, and when the first downward adjustment signal is generated, the battery control means, based on the first downward adjustment signal, controls the The operation of the fuel cell is switched from the normal power generation mode to the first downwardly adjusted power generation mode, and in the operation in the first downwardly adjusted power generation mode, the power output of the fuel cell becomes a first low power output lower than the rated power output. When the second adjustment-down signal is generated, the battery control means changes the operation of the fuel cell from the normal power generation mode to the second adjustment-down power generation mode based on the second adjustment-down signal. and in the operation in the second down adjustment power generation mode, the power generation output of the fuel cell is controlled to be a second low power generation output that is lower than the rated power generation output and higher than the first low power generation output. 9. The fuel cell system according to claim 8, characterized by: 燃料電池反応により発電を行う燃料電池及び前記燃料電池を制御するための電池制御手段を備えた燃料電池システムが多数集合した燃料電池システムの集中制御システムであって、
多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が生じるのを回避するために、通常の発電状態で運転する通常発電モードから前記燃料電池の発電出力を定格発電出力よりも低い低発電出力でもって運転する下げ調整発電モードに切り換え且つ前記燃料電池の発電出力を前記低発電出力に下げるための下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の発電出力を制御するように構成されており、
前記外部系統の電力需給バランスが崩れて電力余剰が発生するおそれが生じると、前記多数の燃料電池システムの前記電池制御手段は、前記下げ調整信号に基づいて前記燃料電池の運転を前記通常発電モードから前記下げ調整発電モードに切り替え、前記下げ調整発電モードの運転では前記燃料電池の発電出力が前記低発電出力となるように制御し、これにより、前記外部系統の電力の一部が前記多数の燃料電池システムの低下した発電出力をまかなうことを特徴とする燃料電池システムの集中制御システム。
A centralized control system for a fuel cell system in which a large number of fuel cells for generating electric power by fuel cell reaction and fuel cell systems provided with cell control means for controlling the fuel cells are assembled,
The cell control means of many fuel cell systems control the power generation output of the fuel cells from the normal power generation mode in which the fuel cells are operated in a normal power generation state in order to avoid an electric power surplus due to the collapse of the electric power supply and demand balance in the external system. The power generation output of the fuel cell is controlled based on a down adjustment signal for switching to a down adjustment power generation mode in which operation is performed with a low power generation output lower than the rated power generation output and for lowering the power generation output of the fuel cell to the low power generation output . is configured as
When the power supply and demand balance of the external system is disrupted and there is a risk of a power surplus, the cell control means of the multiple fuel cell systems shifts the operation of the fuel cells to the normal power generation mode based on the downward adjustment signal. to the downwardly adjusted power generation mode, and in operation in the downwardly adjusted power generation mode, control is performed so that the power generation output of the fuel cell is the low power generation output . A centralized control system for a fuel cell system, characterized in that it covers a reduced power output of the fuel cell system.
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