JP7706313B2

JP7706313B2 - 電源管理システム、燃料電池装置及び充放電装置

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Publication number: JP7706313B2
Application number: JP2021147561A
Authority: JP
Inventors: 崚松崎; 壮哉白木
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2025-07-11
Anticipated expiration: 2041-09-10
Also published as: JP2023040525A

Description

本発明は、複数の施設のそれぞれに設置されて電力を出力可能な電源装置と、複数の電源装置との間で施設の外部の遠隔地から通信を行うことができる管理装置とを備える電源管理システム、その電源管理システムで用いられる電源装置としての燃料電池装置及び充放電装置に関する。

電力系統には、従来から有る大規模な発電所だけでなく、住宅や事業所などの施設に設置された発電装置や充放電装置等の電源装置も接続されている。また、施設に設置された電力負荷装置も電力系統に接続されている。そして、電源装置及び電力負荷装置を用いて施設の受電点電力を増減させることで、電力系統での電力の需給バランス調整に貢献することができる。近年では、バーチャルパワープラント(VPP:Virtual Power Plant)という概念の下で、需要家の施設に設置された上述のような電源装置及び電力負荷装置などの需要家側エネルギーリソースの動作を制御することで、発電所と同等の機能を提供することが試みられている。尚、施設の受電点電力という場合、電力系統から施設への受電電力及び施設から電力系統への逆潮流電力の両方が含まれる。

特許文献１（特開２０１４－２０４４０７号公報）には、施設外に設けられたサーバから、ネットワークを介して、施設に設けられる分散電源、蓄電装置及び蓄熱装置、負荷などの情報機器を遠隔操作するシステムが記載されている。施設に設けられているこれらの情報機器の遠隔操作を行うことができれば、施設の受電点電力を増減させることができる。

特許文献１に記載のシステムにおいて、施設に設けられる分散電源等の情報機器は、施設外に設けられたサーバによって行われた操作指示に従って動作している場合、ネットワークを介した情報通信が断絶すると、安全の観点から動作を停止させている。

特開２０１４－２０４４０７号公報

特許文献１に記載のように、施設に設けられる分散電源等を停止させると、その施設の利用者のメリットを損なうことになる。例えば、情報通信が断絶する度に分散型電源等の停止及び起動が繰り返し行われると、その寿命の低下につながる可能性がある。また、分散型電源等の停止及び起動に余分なエネルギー（燃料等）が消費される。更に、分散型電源等を一度停止させると、次に起動して電力の出力を開始するまでに時間がかかる。また更に、分散電源等を停止させると、動作させることで得られるはずであった光熱費メリットを享受できない。他にも、施設に設けられる分散電源等を停止させると、施設の受電点電力を増減させるためにその分散電源等を利用できなくなり、施設の買電電力が増加することにより電力系統の負荷が増加する。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源装置及び管理装置の間での情報通信を正常に行うことができなくなっても、電源装置の適切な運転を行うことができる電源管理システム、その電源管理システムで用いられる電源装置としての燃料電池装置及び充放電装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る電源管理システムの特徴構成は、複数の施設のそれぞれに設置されて電力を出力可能な電源装置と、複数の前記電源装置との間で前記施設の外部の遠隔地から通信を行うことができる管理装置とを備える電源管理システムであって、
前記電源装置は、電力系統に連系される電源部を備え、
前記施設に設置される電力負荷装置は、当該施設に設置される前記電源装置及び前記電力系統の少なくとも一つから電力供給を受けることができ、
前記管理装置は、複数の前記電源装置に対して、所定の制御対象期間での前記電源装置の出力電力を定める出力制御指令を送信でき、
前記電源装置は、
電力を出力でき、且つ、前記電力系統からの電力供給が正常に行われており、且つ、前記管理装置との間での情報通信を正常に行うことができる場合、通信可能時運転モードで動作し、
電力を出力でき、且つ、前記電力系統からの電力供給が正常に行われており、且つ、前記管理装置との間での情報通信を正常に行うことができない場合、前記電力系統と連系した通信不能時運転モードで動作する点にある。
ここで、前記電源装置は、前記電力系統からの電力供給が正常に行われていない場合、出力電力を前記施設に設置される前記電力負荷装置の負荷電力に追従させる運転を行ってもよい。

上記特徴構成によれば、電源装置は、管理装置との間での情報通信を正常に行うことができる場合には通信可能時運転モードで動作し、管理装置との間での情報通信を正常に行うことができない場合には電力系統と連系した通信不能時運転モードで動作する。つまり、電源装置は、管理装置との間での情報通信を正常に行うことができなくなってもその動作を停止せず、電力系統と連系した通信不能時運転モードで動作する。その結果、管理装置との間での情報通信を正常に行うことができなくなる度に電源装置の運転が停止されることは無くなる。
従って、電源装置及び管理装置の間での情報通信を正常に行うことができなくなっても、電源装置の適切な運転を行うことができる電源管理システムを提供できる。

本発明に係る電源管理システムの別の特徴構成は、前記電源装置は、前記通信不能時運転モードにおいて、出力電力を前記施設に設置される前記電力負荷装置の負荷電力に追従させる運転、又は、出力電力を所定の値に維持する運転、又は、出力電力を前記管理装置との間での情報通信が正常に行われていた間に前記管理装置から受信していた最新の前記出力制御指令に基づいて定まる電力にさせる運転を行う点にある。

上記特徴構成によれば、電源装置は、通信不能時運転モードとして、管理装置との間での情報通信を行うことができなくても問題無く実行できる運転、即ち、出力電力を施設に設置される電力負荷装置の負荷電力に追従させる運転、又は、出力電力を所定の値に維持する運転、又は、出力電力を管理装置との間での情報通信が正常に行われていた間に管理装置から受信していた最新の出力制御指令に基づいて定まる電力にさせる運転を行うことができる。

本発明に係る電源管理システムの更に別の特徴構成は、前記電源装置は、前記通信可能時運転モードにおいて、前記管理装置から受信した前記出力制御指令で定まる前記制御対象期間の間、出力電力が前記出力制御指令に基づいて定まる電力となるように動作する第１運転モードで動作し、前記制御対象期間から外れる非制御対象期間の間、第２運転モードで動作する点にある。

上記特徴構成によれば、電源装置は、制御対象期間では、出力制御指令に応じた運転を行うことができる。

上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池装置の特徴構成は、上記電源管理システムで用いられる前記電源装置の機能を備え、前記電源部が燃料電池を備える点にある。

上記特徴構成によれば、受電点電力を上昇させる調整力及び受電点電力を低下させる調整力の両方を提供できる電源管理システムで用いられる電源装置の機能を備える燃料電池装置を提供できる。

上記目的を達成するための本発明に係る充放電装置の特徴構成は、上記電源管理システムで用いられる前記電源装置の機能を備え、前記電源部が充放電部を備える点にある。

上記特徴構成によれば、受電点電力を上昇させる調整力及び受電点電力を低下させる調整力の両方を提供できる電源管理システムで用いられる電源装置の機能を備える充放電装置を提供できる。

施設と、管理装置と、アグリゲーションコーディネーターとの関係を示した図である。施設の構成例を示す図である。燃料電池装置が、電力出力停止の状態であることを示す情報を通信中継装置を介して管理装置に送信する動作を説明する図である。管理装置が、制御情報を通信中継装置を介して燃料電池装置に送信する動作を説明する図である。燃料電池装置が、電力情報等を通信中継装置を介して管理装置に送信する動作を説明する図である。燃料電池装置の運転モードを決定する運転モード決定処理を説明するフローチャートである。制御対象期間と非制御対象期間とを模式的に描いた図である。

図１は、燃料電池装置１０及び電力負荷装置４が設けられる施設２０と、管理装置３０と、アグリゲーションコーディネーター４０との関係を示した図である。図２は、施設２０の構成例を示す図である。電源管理システムは、複数の施設２０のそれぞれに設置されて電力を出力可能な燃料電池装置１０と、複数の燃料電池装置１０との間で施設２０の外部の遠隔地から通信を行うことができる管理装置３０とを備える。加えて、本実施形態の電源管理システムは、燃料電池装置１０と管理装置３０との間の通信を中継する通信中継装置としてのルーター６及びリモコン７を備える。
燃料電池装置１０は、本発明の「電源装置」に対応する。本実施形態において、１台の管理装置３０が管理する電源装置の台数は適宜設定可能である。

管理装置３０は、リソースアグリゲーター等とも呼ばれ、ＶＰＰ（ＶｉｒｔｕａｌＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ）サービス契約を締結した施設２０に対して需要家側エネルギーリソースとしての燃料電池装置１０及び電力負荷装置４への制御情報を伝達することで、その需要家側エネルギーリソースの制御を行う事業者である。アグリゲーションコーディネーター４０は、各管理装置３０が制御する電力量を束ね、電気の取引市場等において一般送配電事業者や小売電気事業者と電力取引を行う事業者である。

管理装置３０は、複数の施設２０から、燃料電池装置１０の出力電力、電力負荷装置４の負荷電力、施設２０での受電点電力などの電力情報を逐次収集して記憶している。尚、本実施形態で「電力負荷装置４の負荷電力」と記載する場合、施設２０に設けられている全ての電力負荷装置４の合計の負荷電力のことを意味する。そして、管理装置３０は、将来の所定の時間帯に各施設２０から供出可能な電力を予測し、アグリゲーションコーディネーター４０に伝達する。この供出可能電力は、施設２０の受電点電力を上げる能力又は下げる能力といった調整余力である。尚、本実施形態において「受電点電力を上げる」という場合、電力系統１から電力線２への受電電力を増加させる、又は、電力線２から電力系統１への逆潮流電力を減少させることを意味し、「受電点電力を下げる」という場合、電力系統１から電力線２への受電電力を減少させる、又は、電力線２から電力系統１への逆潮流電力を増加させることを意味する。

例えば、施設２０の受電点電力を上げるためには、燃料電池装置１０の出力電力を下げること、及び、電力負荷装置４の負荷電力を上げることの少なくとも一方を行えばよいため、施設２０の受電点電力を上げる場合の上げ側調整余力は、燃料電池装置１０の出力電力を下げる余力がどの程度あるかを示し、電力負荷装置４の負荷電力を上げる余力がどの程度あるかを示す。また、施設２０の受電点電力を下げるためには、燃料電池装置１０の出力電力を上げること、及び、電力負荷装置４の負荷電力を下げることの少なくとも一方を行えばよいため、施設２０の受電点電力を下げる場合の下げ側調整余力は、燃料電池装置１０の出力電力を上げる余力がどの程度あるかを示し、電力負荷装置４の負荷電力を下げる余力がどの程度あるかを示す。

また、管理装置３０は、自身が管理する複数の施設２０におけるベースライン受電点電力を決定する。このベースライン受電点電力は、各施設２０から調整力等（即ち、送配電事業者に提供する調整力及び小売事業者等に提供する供給力等を含む）を供出させない場合に予測される、各施設２０の受電点電力の合計に相当する。

アグリゲーションコーディネーター４０は、各管理装置３０から受け取った供出可能電力を集計し、需給調整市場、卸電力市場、容量市場などの電力の取引市場への入札を行うなどして、一般送配電事業者や小売電気事業者と電力取引を行う。そして、アグリゲーションコーディネーター４０は、取引を行った一般送配電事業者や小売電気事業者から、将来の所定の制御対象期間での調整力等の供出指令を受け取った場合、その供出指令で指定された調整力等を各管理装置３０に対して分配して伝達する。

管理装置３０は、アグリゲーションコーディネーター４０から供出指令を受け取った場合、その供給指令で指定された調整力等を各施設２０に対して分配して伝達する。例えば、管理装置３０は、複数の燃料電池装置１０に対して、所定の制御対象期間での燃料電池装置１０の出力電力を定める出力制御指令を送信できる。その結果、各施設２０では、将来の所定の制御対象期間において需要家側エネルギーリソースとしての燃料電池装置１０及び電力負荷装置４の制御が行われることで、その制御が行われなかった場合と比較して、施設２０の受電点電力が増減するという調整力等の供出が行われる。

施設２０には、電源装置としての燃料電池装置１０と、電力負荷装置４とが設けられている。燃料電池装置１０及び電力負荷装置４は、電力系統１に連系される電力線２に接続される。電力線２には、施設２０の受電点電力を測定する電力メーター３が設置されている。尚、図１及び図２には、電源装置としての燃料電池装置１０が１台設置されている例を示しているが、燃料電池装置１０の設置台数は適宜変更可能である。

電力メーター３で測定された受電点電力に関する情報は、ゲートウェイ５及びルーター６を介して管理装置３０に伝達される。例えば、受電点電力に関する情報は、１０秒毎などの所定のタイミングで管理装置３０に伝達される。

電力負荷装置４は、例えば照明装置、空調装置などの様々な装置であり、施設２０に設置される燃料電池装置１０及び電力系統１の少なくとも一方から電力供給を受けることができる。

燃料電池装置１０は、電力系統１に連系される電源部としての燃料電池部１２と、燃料電池部１２の発電電力を所定の電圧、周波数、位相に変換して電力線２に供給する電力変換部１１と、燃料電池部１２及び電力変換部１１の動作を制御する燃料電池制御部１３と、燃料電池装置１０で取り扱われる情報を記憶する記憶部１４とを備える。また、燃料電池装置１０は、燃料電池部１２の燃料ガスである水素を生成する燃料改質装置を備えていてもよい。

このように、電源管理システムで用いられる電源装置の機能を備え、電源部が燃料電池部１２を備える燃料電池装置１０を実現できる。

燃料電池制御部１３は、所定の上限出力電力と下限出力電力との間で、燃料電池装置１０から電力線２への出力電力を調節できる。例えば、燃料電池制御部１３は、燃料電池装置１０の出力電力を上限出力電力に維持して連続運転させることができる。また、燃料電池制御部１３は、燃料電池装置１０の出力電力を、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うこともできる。例えば、燃料電池制御部１３は、電力測定部８で計測される電力（即ち、電力系統１から供給される電力）がゼロ又はゼロに近い電力になるように燃料電池装置１０の出力電力を調節することで、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うことができる。尚、燃料電池制御部１３は、燃料電池装置１０で故障などが発生した場合、燃料電池部１２の運転を停止することにより、燃料電池装置１０からの電力出力を停止することもある。

燃料電池制御部１３は、電力変換部１１から電力線２に供給する出力電力についての情報及び電力測定部８での測定電力についての情報を有しているため、電力負荷装置４の負荷電力（＝出力電力＋測定電力）を導出できる。尚、電力測定部８での測定電力の符号がプラスの場合は負荷電力が燃料電池装置１０の出力電力よりも大きい状態であることを意味し、電力測定部８での測定電力の符号がマイナスの場合は燃料電池装置１０の出力電力が負荷電力よりも大きい状態であることを意味する。

燃料電池装置１０は、施設２０の利用者が燃料電池装置１０に対する指令を行う場合に操作するリモコン７と接続されている。そして、燃料電池装置１０が有する出力電力についての情報及び負荷電力についての情報などは、リモコン７及びルーター６を介して管理装置３０に伝達される。例えば、燃料電池装置１０が有する出力電力についての情報及び負荷電力についての情報などは、１分毎などの所定のタイミングで管理装置３０に伝達される。
リモコン７及びルーター６は、本発明の「通信中継装置」に対応する。

次に、燃料電池装置１０と管理装置３０との間で行われる情報通信の例について説明する。

〔燃料電池装置１０が、電力出力停止の状態であることを示す情報を管理装置３０に送信する場合の動作例〕
図３は、燃料電池装置１０が、電力出力停止の状態であることを示す情報を通信中継装置を介して管理装置３０に送信する動作を説明する図である。例えば、燃料電池装置１０は、自身が電力を出力できるか否かを判定する。そして、燃料電池装置１０は、故障などの理由により電力出力を停止している場合、電力出力停止の状態であることを示す情報を通信中継装置としてのリモコン７を介して管理装置３０に送信する（情報通信Ａ１）。そして、リモコン７は、電力出力停止の状態であることを示す情報（情報通信Ａ１）を受信したことへの返信（情報通信Ａ２）を燃料電池装置１０に対して行う。尚、燃料電池装置１０は、リモコン７から、電力出力停止の状態であることを示す情報（情報通信Ａ１）を受信したことへの返信（情報通信Ａ２）が無い場合、リモコン７が原因で、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができない状態にあると判定できる。

また、図３において、リモコン７は、燃料電池装置１０が電力出力停止の状態であることを示す情報を管理装置３０に送信する（情報通信Ａ３）。そして、管理装置３０は、燃料電池装置１０が電力出力停止の状態であることを示す情報（情報通信Ａ３）を受信したことへの返信（情報通信Ａ４）をリモコン７に対して行う。尚、リモコン７は、管理装置３０から、燃料電池装置１０が電力出力停止の状態であることを示す情報（情報通信Ａ３）を受信したことへの返信（情報通信Ａ４）が無い場合、管理装置３０又はルーター６が原因で、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができない状態にあると判定して、管理装置３０と通信不能であることを示す情報（情報通信Ａ５）を燃料電池装置１０に送信する。従って、燃料電池装置１０は、管理装置３０と通信不能であることを示す情報（情報通信Ａ５）を受信した場合には、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができないと判定し、管理装置３０と通信不能であることを示す情報（情報通信Ａ５）を受信しない場合には、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができると判定する。

〔管理装置３０が、制御情報を燃料電池装置１０に送信する場合の動作例〕
図４は、管理装置３０が、制御情報を通信中継装置を介して燃料電池装置１０に送信する動作を説明する図である。例えば、管理装置３０は、後述する出力制御指令等の制御情報（情報通信Ｂ１）を通信中継装置としてのリモコン７を介して燃料電池装置１０に送信する。そして、リモコン７は、制御情報（情報通信Ｂ１）を受信したことへの返信（情報通信Ｂ２）を管理装置３０に対して行う。尚、管理装置３０は、リモコン７から、制御情報（情報通信Ｂ１）を受信したことへの返信（情報通信Ｂ２）が無い場合、リモコン７又はルーター６が原因で、燃料電池装置１０の間での情報通信を正常に行うことができない状態にあると判定できる。

また、図４において、リモコン７は、管理装置３０から受信した制御情報を燃料電池装置１０に送信する（情報通信Ｂ３）。そして、燃料電池装置１０は、制御情報を受信したことへの返信（情報通信Ｂ４）をリモコン７に対して行う。尚、リモコン７は、燃料電池装置１０から、制御情報を受信したことへの返信（情報通信Ｂ４）が無い場合、燃料電池装置１０が原因で、燃料電池装置１０及び管理装置３０の間での情報通信を正常に行うことができない状態にあると判定して、燃料電池装置１０と通信不能であることを示す情報（情報通信Ｂ５）を管理装置３０に送信する。従って、管理装置３０は、燃料電池装置１０と通信不能であることを示す情報（情報通信Ｂ５）を受信した場合には、燃料電池装置１０との間での情報通信を正常に行うことができないと判定し、燃料電池装置１０と通信不能であることを示す情報（情報通信Ｂ５）を受信しない場合には、燃料電池装置１０との間での情報通信を正常に行うことができると判定する。

〔燃料電池装置１０が、電力情報を管理装置３０に送信する場合の動作例〕
図５は、燃料電池装置１０が、電力情報等を通信中継装置を介して管理装置３０に送信する動作を説明する図である。例えば、燃料電池装置１０は、上述した受電点電力などの電力情報を通信中継装置としてのリモコン７を介して管理装置３０に送信する（情報通信Ｃ１）。そして、リモコン７は、電力情報等（情報通信Ｃ１）を受信したことへの返信（情報通信Ｃ２）を燃料電池装置１０に対して行う。尚、燃料電池装置１０は、リモコン７から、電力情報等（情報通信Ｃ１）を受信したことへの返信（情報通信Ｃ２）が無い場合、リモコン７が原因で、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができない状態にあると判定できる。

また、図５において、リモコン７は、電力情報等を管理装置３０に送信する（情報通信Ｃ３）。そして、管理装置３０は、電力情報等（情報通信Ｃ３）を受信したことへの返信（情報通信Ｃ４）をリモコン７に対して行う。尚、リモコン７は、管理装置３０から、電力情報（情報通信Ｃ３）を受信したことへの返信（情報通信Ｃ４）が無い場合、管理装置３０又はルーター６が原因で、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができない状態にあると判定して、管理装置３０と通信不能であることを示す情報（情報通信Ｃ５）を燃料電池装置１０に送信する。従って、燃料電池装置１０は、管理装置３０と通信不能であることを示す情報（情報通信Ｃ５）を受信した場合には、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができないと判定し、管理装置３０と通信不能であることを示す情報（情報通信Ｃ５）を受信しない場合には、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができると判定する。

以上のような手法で、燃料電池装置１０は、自身と管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができるか否かを判定でき、管理装置３０は、自身と燃料電池装置１０との間での情報通信を正常に行うことができるか否かを判定できる。

次に、燃料電池装置１０の運転モードを決定する運転モード決定処理について説明する。
本実施形態では、燃料電池装置１０は、電力を出力でき、且つ、電力系統１からの電力供給が正常に行われており、且つ、管理装置３０と燃料電池装置１０との間での情報通信の状況に基づいて管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができると判定した場合、通信可能時運転モードで動作し、電力を出力でき、且つ、電力系統１からの電力供給が正常に行われており、且つ、管理装置３０と燃料電池装置１０との間での情報通信の状況に基づいて管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができないと判定した場合、通信不能時運転モードで動作する。

図６は、燃料電池装置１０の運転モードを決定する運転モード決定処理を説明するフローチャートである。
工程＃１０において燃料電池装置１０は、自身が電力を出力できるか否かを判定する。そして、燃料電池装置１０は、例えばエラーなどにより自身が電力を出力できない場合には工程＃１７に移行して動作を停止し、自身が電力を出力できる場合には工程＃１１に移行する。

工程＃１１において燃料電池装置１０は、電力系統１からの電力供給が正常に行われているか否かを判定する。そして、燃料電池装置１０は、電力系統１からの電力供給が正常に行われていない場合には工程＃１８に移行して自立運転し、電力系統１からの電力供給が正常に行われている場合には工程＃１２に移行する。例えば、工程＃１８において燃料電池装置１０は、電力系統１からの電力供給が正常に行われていない場合、自立運転として、出力電力を施設２０に設置される電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行う。

工程＃１２において燃料電池装置１０は、図３～図５を参照して説明したような手法で、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができるか否かを判定する。そして、燃料電池装置１０は、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができる場合には工程＃１３に移行し、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができない場合には工程＃１６に移行して、通信不能時運転モードで動作する。つまり、燃料電池装置１０は、電力を出力でき、且つ、電力系統１からの電力供給が正常に行われており、且つ、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができない場合、通信不能時運転モードで動作する。

燃料電池装置１０は、通信不能時運転モードにおいて、出力電力を施設２０に設置される所定の電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転、又は、出力電力を所定の値に維持する運転、又は、出力電力を管理装置３０との間での情報通信が正常に行われていた間に管理装置３０から受信していた最新の出力制御指令に基づいて定まる電力にさせる運転を行う。

ここで、燃料電池制御部１３は、上述した通信不能時運転モードの例のうち、どの運転を行うのかを時間帯に応じて決定してもよい。
例えば、燃料電池制御部１３は、管理装置３０から、過去の所定期間内に受電点電力を下げる方向への出力制御指令を受けた回数の方が受電点電力を上げる方向への出力制御指令を受けた回数よりも多い時間帯の場合、即ち、燃料電池装置１０の出力電力を大きくすることが好ましい時間帯の場合、燃料電池装置１０の出力電力を上限出力電力に維持して連続運転させることや、電力測定部８で計測される電力（即ち、電力系統１から供給される電力）が、－１００Ｗ等の設定値になるように（即ち、常に１００Ｗの逆潮流になるように）燃料電池装置１０の出力電力を調節することで、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うことができる。

それに対して、燃料電池制御部１３は、管理装置３０から、過去の所定期間内に受電点電力を上げる方向への出力制御指令を受けた回数の方が受電点電力を下げる方向への出力制御指令を受けた回数よりも多い時間帯の場合、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うことができる。例えば、燃料電池制御部１３は、電力測定部８で計測される電力（即ち、電力系統１から供給される電力）がゼロ又はゼロに近い電力になるように燃料電池装置１０の出力電力を調節すること、電力測定部８で計測される電力（即ち、電力系統１から供給される電力）が、＋１００Ｗ等の設定値になるように（即ち、常に１００Ｗの受電になるように）燃料電池装置１０の出力電力を調節することで、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うことができる。

工程＃１３において燃料電池装置１０は、受信した出力制御指令の制御対象期間であるか否かを判定し、制御対象期間である場合には工程＃１４に移行して通信可能時運転モードとしての第１運転モードで動作し、制御対象期間でない場合には工程＃１５に移行して通信可能時運転モードとしての第２運転モードで動作する。つまり、燃料電池装置１０は、電力を出力でき、且つ、電力系統１からの電力供給が正常に行われており、且つ、管理装置３０との間での情報通信を正常に行うことができる場合、通信可能時運転モード（第１運転モード又は第２運転モード）で動作する。具体的には、燃料電池装置１０は、通信可能時運転モードにおいて、管理装置３０から受信した出力制御指令で定まる制御対象期間の間、出力電力が出力制御指令に基づいて定まる電力となるように動作する第１運転モードで動作し、制御対象期間から外れる非制御対象期間の間、第２運転モードで動作する。或いは、燃料電池装置１０は、管理装置３０から出力制御指令を受け取っていない場合、即ち、制御対象期間の指定を受けていない場合も、非制御対象期間に該当するとして第２運転モードで動作する。

図７は、制御対象期間と非制御対象期間とを模式的に描いた図である。図７に示した例では、制御情報（出力制御指令）において、１２時～１５時の間が制御対象期間に指定されている。そのため、この燃料電池装置１０は、１２時～１５時の制御対象期間は、第１運転モードで動作し、それ以外の非制御対象期間は、第２運転モードで動作する。

第２運転モードは、複数の燃料電池装置１０において予め設定されている運転モードである。或いは、管理装置３０は、複数の燃料電池装置１０に対して、第２運転モードを定める運転モード制御指令を送信でき、燃料電池装置１０は、管理装置３０から受け取った運転モード制御指令に従って第２運転モードを決定する。

例えば、燃料電池制御部１３は、第２運転モードとして、燃料電池装置１０の出力電力を上限出力電力に維持して連続運転させることができる。また、燃料電池制御部１３は、第２運転モードとして、燃料電池装置１０の出力電力を、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うこともできる。例えば、燃料電池制御部１３は、電力測定部８で計測される電力（即ち、電力系統１から供給される電力）がゼロ又はゼロに近い電力になるように燃料電池装置１０の出力電力を調節することで、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うことができる。或いは、燃料電池制御部１３は、電力測定部８で計測される電力（即ち、電力系統１から供給される電力）が、＋１００Ｗや－１００Ｗ等の設定値になるように燃料電池装置１０の出力電力を調節することで、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うことができる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、本発明の電源管理システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、電源装置が備える電源部が燃料電池部１２を備える例を説明したが、電源部は電力を出力できる他の装置であってもよい。例えば、電源部が、蓄電池などの充放電部を備える装置であってもよい。その場合、電源管理システムで用いられる電源装置の機能を備え、電源部が充放電部を備える充放電装置が実現される。
或いは、電源部は、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備える装置などであってもよい。

＜２＞
上記実施形態では、出力電力、負荷電力、受電点電力、制御対象期間の長さなどについて具体的な数値を例示して説明したが、それらの数値は例示目的で記載したものであり、適宜変更可能である。

＜３＞
上記実施形態では、燃料電池装置１０が、通信中継装置としてのリモコン７及びルーター６を介して管理装置３０と情報通信する例を説明したが、他の装置を介して管理装置３０と通信してもよい。例えば、ＬＴＥ等の携帯電話の通信規格を利用した通信中継装置を用いて、燃料電池装置１０と管理装置３０との間の情報通信を行ってもよい。

＜４＞
上記実施形態では、燃料電池制御部１３が、過去の所定期間内での受電点電力を下げる方向への出力制御指令を受けた回数と受電点電力を上げる方向への出力制御指令を受けた回数との比較結果に応じて、通信不能時運転モードでの具体的な運転内容を決定する例を説明したが、他の判断基準に従って通信不能時運転モードでの具体的な運転内容を決定してもよい。

例えば、燃料電池制御部１３は、過去の所定期間における１日の中の各時間帯での、複数の施設２０の電力負荷装置４の合計の負荷電力についての情報と、複数の施設２０の燃料電池装置１０の合計の出力可能電力についての情報とを例えば管理装置３０から予め受信して記憶している。そして、燃料電池制御部１３は、その記憶している情報を参照して、現在時刻と同じ過去の時間帯での、複数の施設２０の電力負荷装置４の合計の負荷電力が、複数の施設２０の燃料電池装置１０の合計の出力可能電力の設定割合以上（例えば２／３以上など）である場合、即ち、自身の燃料電池装置１０の出力電力を大きくすることが好ましい時間帯の場合、燃料電池装置１０の出力電力を上限出力電力に維持して連続運転させることや、電力測定部８で計測される電力（即ち、電力系統１から供給される電力）が、－１００Ｗ等の設定値になるように（即ち、常に１００Ｗの逆潮流になるように）燃料電池装置１０の出力電力を調節することで、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うことができる。

それに対して、燃料電池制御部１３は、現在時刻と同じ過去の時間帯での、複数の施設２０の電力負荷装置４の合計の負荷電力が、複数の施設２０の燃料電池装置１０の合計の出力可能電力の設定割合未満（例えば２／３未満など）である場合、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うことができる。例えば、燃料電池制御部１３は、電力測定部８で計測される電力（即ち、電力系統１から供給される電力）がゼロ又はゼロに近い電力になるように燃料電池装置１０の出力電力を調節すること、電力測定部８で計測される電力（即ち、電力系統１から供給される電力）が、＋１００Ｗ等の設定値になるように（即ち、常に１００Ｗの受電になるように）燃料電池装置１０の出力電力を調節することで、電力負荷装置４の負荷電力に追従させる運転を行うことができる。

＜５＞
上記実施形態において、燃料電池装置１０と管理装置３０との間で行われる情報通信の例は、図３～図５を用いて説明したものに限定されない。例えば、燃料電池装置１０とリモコン７との間では、現在時刻等の情報を所定タイミングで送受信しており、その情報通信の過程で、情報通信を正常に行うことができるか否かを判定してもよい。

＜６＞
なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、電源装置及び管理装置の間での情報通信を正常に行うことができなくなっても、電源装置の適切な運転を行うことができる電源管理システム、その電源管理システムで用いられる電源装置としての燃料電池装置及び充放電装置に利用できる。

１：電力系統
２：電力線
３：電力メーター
４：電力負荷装置
５：ゲートウェイ
６：ルーター（通信中継装置）
７：リモコン（通信中継装置）
８：電力測定部
１０：燃料電池装置（電源装置）
１１：電力変換部
１２：燃料電池部（電源部）
１３：燃料電池制御部
１４：記憶部
２０：施設
３０：管理装置
４０：アグリゲーションコーディネーター

Claims

複数の施設のそれぞれに設置されて電力を出力可能な電源装置と、複数の前記電源装置との間で前記施設の外部の遠隔地から通信を行うことができる管理装置とを備える電源管理システムであって、
前記電源装置は、電力系統に連系される電源部を備え、
前記施設に設置される電力負荷装置は、当該施設に設置される前記電源装置及び前記電力系統の少なくとも一つから電力供給を受けることができ、
前記管理装置は、前記電源装置に対して、所定の制御対象期間での前記電源装置の出力電力を定める出力制御指令を送信でき、
前記電源装置は、
電力を出力でき、且つ、前記電力系統からの電力供給が正常に行われており、且つ、前記管理装置と前記電源装置との間での情報通信の状況に基づいて前記管理装置との間での情報通信を正常に行うことができると判定した場合、通信可能時運転モードで動作し、
電力を出力でき、且つ、前記電力系統からの電力供給が正常に行われており、且つ、前記管理装置と前記電源装置との間での情報通信の状況に基づいて前記管理装置との間での情報通信を正常に行うことができないと判定した場合、前記電力系統と連系した通信不能時運転モードで動作する電源管理システム。
前記電源装置は、前記通信不能時運転モードにおいて、出力電力を前記施設に設置される前記電力負荷装置の負荷電力に追従させる運転、又は、出力電力を所定の値に維持する運転、又は、出力電力を前記管理装置との間での情報通信が正常に行われていた間に前記管理装置から受信していた最新の前記出力制御指令に基づいて定まる電力にさせる運転を行う請求項１に記載の電源管理システム。
前記電源装置は、前記通信可能時運転モードにおいて、前記管理装置から受信した前記出力制御指令で定まる前記制御対象期間の間、出力電力が前記出力制御指令に基づいて定まる電力となるように動作する第１運転モードで動作し、前記制御対象期間から外れる非制御対象期間の間、第２運転モードで動作する請求項１又は２に記載の電源管理システム。
前記電源装置は、前記電力系統からの電力供給が正常に行われていない場合、出力電力を前記施設に設置される前記電力負荷装置の負荷電力に追従させる運転を行う請求項１～３の何れか一項に記載の電源管理システム。
請求項１～４の何れか一項に記載の電源管理システムで用いられる前記電源装置の機能を備え、前記電源部が燃料電池を備える燃料電池装置。
請求項１～４の何れか一項に記載の電源管理システムで用いられる前記電源装置の機能を備え、前記電源部が充放電部を備える充放電装置。