(57)【要約】【課題】蓄電装置を適切に運用できる電力供給システムを提供する。【解決手段】電力線２に接続される電力消費装置３に対して、電力系統１及び燃料電池発電装置１０及び蓄電装置２０のうちの少なくとも一つから電力を供給できるように構成され、燃料電池発電装置１０は、電力系統１及び蓄電装置２０のうちの少なくとも一つから、起動時に要する電力の供給を受けることができるように構成されている電力供給システムであって、蓄電制御部２２は、所定の通常モードで充放電制御を行うことができ、電力系統１の次の予定停電時期と燃料電池発電装置１０の次の予定発電停止時期とが重なる場合、重なる時期の設定期間前から、通常モードで充放電制御を行った場合よりも蓄電部２１の蓄電残量の増加を促進することができる充電促進モードで充放電制御を行い、燃料電池発電装置１０の再起動が完了した後、通常モードで充放電制御を行う。【選択図】図１
2020021598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統から電力の供給を受けることができる電力線に接続される燃料電池発電装置及び蓄電装置を備え、当該電力線に接続される電力消費装置に対して、前記電力系統及び前記燃料電池発電装置及び前記蓄電装置のうちの少なくとも一つから電力を供給できるように構成され、
前記蓄電装置は、蓄電部と、前記蓄電部から放電する放電状態及び前記蓄電部へ充電する充電状態及び前記蓄電部からの放電及び前記蓄電部への充電を停止する充放電停止状態の何れかに前記蓄電部の動作状態を制御する充放電制御を行う蓄電制御部とを有し、
前記燃料電池発電装置は、前記電力系統及び前記蓄電装置のうちの少なくとも一つから、起動時に要する電力の供給を受けることができるように構成されている電力供給システムであって、
前記蓄電制御部は、
所定の通常モードで前記充放電制御を行うことができ、
前記電力系統の次の予定停電時期と前記燃料電池発電装置の次の予定発電停止時期とが重なる場合、重なる時期の設定期間前から、前記通常モードで前記充放電制御を行った場合よりも前記蓄電部の蓄電残量の増加を促進することができる充電促進モードで前記充放電制御を行い、
前記燃料電池発電装置の再起動が完了した後、前記通常モードで前記充放電制御を行う電力供給システム。
【請求項２】
前記蓄電制御部は、前記燃料電池発電装置が再起動に要する電力を前記蓄電部の放電電力で賄うとき、前記蓄電部から前記燃料電池発電装置への電力供給を、前記電力消費装置への電力供給よりも優先して行う優先給電処理を行う請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記優先給電処理が行われている場合、前記電力消費装置への電力供給が停止される請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
１日の中で、充電時間帯と放電時間帯とが予め設定されており、
前記蓄電制御部は、前記通常モードで前記充放電制御を行う場合、前記充電時間帯において前記充電状態又は前記充放電停止状態で前記蓄電部の動作状態を制御し、前記放電時間帯において前記放電状態又は前記充放電停止状態で前記蓄電部の動作状態を制御する請求項１〜３の何れか一項に記載の電力供給システム。
【請求項５】
１日の中で、充電時間帯と放電時間帯とが予め設定されており、
前記充電促進モードで前記充放電制御を行う場合、前記充電時間帯において前記充電状態又は前記充放電停止状態で前記蓄電部の動作状態を制御し、前記放電時間帯において前記充電状態又は前記充放電停止状態で前記蓄電部の動作状態を制御する請求項１〜４の何れか一項に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統から電力の供給を受けることができる電力線に接続される燃料電池発電装置及び蓄電装置を備え、電力線に接続される電力消費装置に対して、電力系統及び燃料電池発電装置及び蓄電装置のうちの少なくとも一つから電力を供給できるように構成される電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋や事業所などに設置される発電装置として、燃料電池発電装置がある。燃料電池発電装置を家屋や事業所などに設置すれば、そこで使用される電力消費装置の消費電力を、電力系統及び燃料電池発電装置のうちの少なくとも一つから供給される電力で賄うことができる。
【０００３】
また、電力系統で停電が発生しても、電力消費装置の消費電力を、燃料電池発電装置から供給される電力で賄うことができる場合もある。但し、燃料電池発電装置を、発電していない状態から起動するためには、燃料電池発電装置で用いられる電気機器を動作させるための電力が供給されていなければならない。例えば、燃料電池発電装置で用いられる弁、ポンプ、ファン等の各種補機等を動作させるための電力が必要になる。つまり、電力系統の停電によって電力供給を受けることができなければ、燃料電池発電装置は発電していない状態から起動することができない。
【０００４】
特許文献１（特開２０１５−１４４５６１号公報）のシステムでは、電力系統の停電時において燃料電池発電装置を起動するために必要な電力（起動電力）を、太陽光発電装置の発電電力及び蓄電装置の蓄電電力の合計で定められる停電開始時供給電力で賄おうとしている。そのために、特許文献１の段落００７９（図６のステップＳ１）に記載のように、このシステムでは、停電が発生していない場合であっても、停電開始時供給電力が起動電力に満たない場合には、蓄電電力を増加させる制御コマンドを生成し、常に停電開始時供給電力が起動電力以上になるようにしている。
【０００５】
燃料電池発電装置に関して説明すると、供給される都市ガス等の炭化水素ガスを改質して水素等の燃料ガスを生成し、その燃料ガスを用いて発電するように構成されたものがある。このような燃料電池発電装置に供給される都市ガスは、内蔵したマイクロコンピュータによりガス流量を監視し、それよりも下流側においてガス漏れが発生していないかを判定可能な、所謂マイコンメータを経由する。通常、マイコンメータは、一定期間の間、ガスが流れ続けている場合にガス漏れが発生したと判定するように構成されている。例えば、都市ガスの通流量が設定判定量以下となる状態が設定判定時間以上連続することを含む所定の判定条件を満たす燃料ガス非消費状態が漏洩判定用期間の間に生じなかった場合、マイコンメータは警報作動する又は燃料ガスの供給を遮断する。そのため、燃料電池発電装置が発電のために連続運転されてガスが流れ続けていると、実際にはガス漏れが発生していない場合でも、マイコンメータによりガス漏れが発生していると判定されることがある。
【０００６】
そのような問題に鑑みて、特許文献２（特開２００５−３５３２９２号公報）に記載の電力供給システムは、漏洩判定用期間（３０日）の２日前に相当する日（２８日）又は１日前に相当する日（２９日）に燃料電池発電装置の運転を停止させるように構成されている。つまり、上述した燃料ガス非消費状態が生じない期間が漏洩判定用期間に到達する前に、少なくとも燃料電池発電装置ではガスを消費させない期間を意図的に設けることで、燃料ガス非消費状態を発生させるように試みている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１４４５６１号公報
【特許文献２】特開２００５−３５３２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のシステムでは、太陽光発電装置の発電電力を利用することが前提になっており、太陽光発電装置を備えないシステムでは用いることができない。
加えて、特許文献１に記載のシステムでは、停電が発生しているか否かに関わらず、停電開始時供給電力が起動電力に満たない場合には、蓄電電力を増加させる制御コマンドを生成している。つまり、停電開始時供給電力を十分に確保するためには、太陽光発電装置の発電電力が小さい時間帯には、その分だけ蓄電装置の蓄電電力を大きくする必要がある。言い換えると、太陽光発電装置の発電電力が大きくなる昼間の時間帯には蓄電電力が小さくても構わないため、蓄電装置から電力を放電できるかも知れないが、太陽光発電装置の発電電力が小さくなる夕方から夜などの時間帯には蓄電電力を大きくしなければならないため、停電が発生しているか否かに関わらず、蓄電装置から電力を放電できなくなる可能性がある。
【０００９】
このように、特許文献１に記載のシステムでは、停電が発生しているか否かに関わらず、蓄電装置において大きな蓄電電力を残しておくことが求められる時間帯が１日の中で常に発生すると考えられる。つまり、特許文献１に記載のシステムでは、実際には利用されないかも知れない大きな電力を蓄電装置で保持し続けなければならず、蓄電装置を適切に運用しているとは言い難い。
【００１０】
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、蓄電装置を適切に運用できる電力供給システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る電力供給システムの特徴構成は、電力系統から電力の供給を受けることができる電力線に接続される燃料電池発電装置及び蓄電装置を備え、当該電力線に接続される電力消費装置に対して、前記電力系統及び前記燃料電池発電装置及び前記蓄電装置のうちの少なくとも一つから電力を供給できるように構成され、前記蓄電装置は、蓄電部と、前記蓄電部から放電する放電状態及び前記蓄電部へ充電する充電状態及び前記蓄電部からの放電及び前記蓄電部への充電を停止する充放電停止状態の何れかに前記蓄電部の動作状態を制御する充放電制御を行う蓄電制御部とを有し、前記燃料電池発電装置は、前記電力系統及び前記蓄電装置のうちの少なくとも一つから、起動時に要する電力の供給を受けることができるように構成されている電力供給システムであって、
前記蓄電制御部は、所定の通常モードで前記充放電制御を行うことができ、前記電力系統の次の予定停電時期と前記燃料電池発電装置の次の予定発電停止時期とが重なる場合、重なる時期の設定期間前から、前記通常モードで前記充放電制御を行った場合よりも前記蓄電部の蓄電残量の増加を促進することができる充電促進モードで前記充放電制御を行い、前記燃料電池発電装置の再起動が完了した後、前記通常モードで前記充放電制御を行う点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、燃料電池発電装置は、電力系統で停電が発生しても、起動時に要する電力の供給を蓄電装置から受けることができる。
加えて、蓄電装置では、電力系統の次の予定停電時期と燃料電池発電装置の次の予定発電停止時期とが重なる場合にのみ、その重なる時期の設定期間前から、蓄電部の蓄電残量の増加を促進することができる充電促進モードで充放電制御を行う。つまり、電力系統の次の予定停電時期と燃料電池発電装置の次の予定発電停止時期とが重ならない場合には、蓄電装置は通常モードで充放電制御を行うことができる。このように、蓄電装置は、過剰な電力を常時蓄えておくといった運用を行う必要がない。
従って、蓄電装置を適切に運用できる電力供給システムを提供できる。
【００１３】
本発明に係る電力供給システムの別の特徴構成は、前記蓄電制御部は、前記燃料電池発電装置が再起動に要する電力を前記蓄電部の放電電力で賄うとき、前記蓄電部から前記燃料電池発電装置への電力供給を、前記電力消費装置への電力供給よりも優先して行う優先給電処理を行う点にある。ここで、前記優先給電処理が行われている場合、前記電力消費装置への電力供給が停止されてもよい。
【００１４】
上記特徴構成によれば、燃料電池発電装置が再起動する場合、電力を燃料電池発電装置に対して確実に供給できる。
【００１５】
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、１日の中で、充電時間帯と放電時間帯とが予め設定されており、前記蓄電制御部は、前記通常モードで前記充放電制御を行う場合、前記充電時間帯において前記充電状態又は前記充放電停止状態で前記蓄電部の動作状態を制御し、前記放電時間帯において前記放電状態又は前記充放電停止状態で前記蓄電部の動作状態を制御する点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、蓄電装置において通常モードで充放電制御を行う場合、１日の中の予め設定された充電時間帯で蓄電部への充電を行うことで蓄電部での蓄電残量を増加させることができ、１日の中の予め設定された放電時間帯で蓄電部から電力線への放電を行うことで電力消費装置の消費電力を賄うことができる。
【００１７】
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、１日の中で、充電時間帯と放電時間帯とが予め設定されており、前記充電促進モードで前記充放電制御を行う場合、前記充電時間帯において前記充電状態又は前記充放電停止状態で前記蓄電部の動作状態を制御し、前記放電時間帯において前記充電状態又は前記充放電停止状態で前記蓄電部の動作状態を制御する点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、蓄電装置において充電促進モードで充放電制御を行う場合、１日の中の予め設定された充電時間帯で蓄電部への充電を行うことで蓄電部での蓄電残量を増加させることができ、１日の中の予め設定された放電時間帯で蓄電部から電力線の放電を行わずに蓄電部への充電を行うことで、蓄電部の蓄電残量の増加を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電力供給システムの構成を示す図である。
【図２】燃料電池制御部が行う処理の内容を説明するフローチャートである。
【図３】蓄電制御部が行う処理の内容を説明するフローチャートである。
【図４】電力供給システムの動作状態例を説明するタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を参照して本発明の実施形態に係る電力供給システムについて説明する。
図１は実施形態の電力供給システムの構成を示す図である。図１に示すように、電力供給システムは、電力系統１から電力の供給を受けることができる電力線２に接続される燃料電池発電装置１０及び蓄電装置２０を備え、電力線２に電力消費装置３が接続されている。その結果、電力線２に接続される電力消費装置３に対して、電力系統１及び燃料電池発電装置１０及び蓄電装置２０のうちの少なくとも一つから電力を供給できる。また、本実施形態では、電力線２に対する電力系統１の接続箇所から見て下流側に向かって第１接続箇所８と第２接続箇所９とがその並び順で設けられ、第１接続箇所８には蓄電装置２０が接続され、第２接続箇所９には燃料電池発電装置１０及び電力消費装置３が接続されている。本実施形態では、電力系統１から第１接続箇所８に向かう方向の電力を正の電力と見なし、第１接続箇所８から第２接続箇所９に向かう方向の電力を正の電力と見なす。
【００２１】
電力線２の途中の、第１接続箇所８よりも上流側（電力系統１側）には、第１リレー４が設けられている。電力線２の途中の、第２接続箇所９と電力消費装置３との間には、第２リレー５が設けられている。電力系統１から正常に電力供給が行われている場合、第１リレー４は閉状態に切り替えられ、第１リレー４よりも下流側の電力線２が電力系統１に接続されている。また、第２リレー５も閉状態に切り替えられて、電力消費装置３は電力線２に接続される。その結果、電力消費装置３に対して、電力系統１及び燃料電池発電装置１０及び蓄電装置２０のうちの少なくとも一つから電力を供給できる。第１リレー４及び第２リレー５の動作は、燃料電池発電装置１０又は蓄電装置２０、或いは、その他の制御装置（図示せず）が制御する。
【００２２】
第１リレー４よりも上流側には停電検出部３０が設けられている。例えば、停電検出部３０は、電力系統１での電力の電圧を検出できる電圧センサによって実現される。この場合、停電検出部３０は、電力系統１の電力の電圧値を参照して、又は、電圧波形のゼロクロス点の間隔を参照して、電力系統１が停電状態にあるか否かを判定する。一例を挙げると、停電検出部３０は、電力系統１の電力の電圧値が所定電圧未満になれば電力系統１が停電状態にあると判定し、電力系統１の電力の電圧値が上記所定電圧以上に上昇すれば復電した（即ち、停電状態から非停電状態になった）と判定する。
【００２３】
電力系統１が停電状態にあると停電検出部３０が判定した場合、第１リレー４が開状態に切り替えられて、第１リレー４よりも下流側の電力線２が電力系統１から切り離される。この場合、燃料電池発電装置１０及び蓄電装置２０の自立運転を行いながら、電力消費装置３に対して、燃料電池発電装置１０及び蓄電装置２０のうちの少なくとも一つから電力を供給できる。
その後、電力系統１が停電状態から復電したと停電検出部３０が判定した場合、第１リレー４が閉状態に切り替えられて、第１リレー４よりも下流側の電力線２が電力系統１に接続される。
【００２４】
〔燃料電池発電装置１０〕
燃料電池発電装置１０は、燃料電池部１１及び燃料電池部１１の動作を制御する燃料電池制御部１２を有する。図示は省略するが、燃料電池部１１は、発生した電力を、所望の電圧、周波数、位相の電力に変換して電力線２に出力するための電力変換部を有する。燃料電池部１１は、例えば固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を用いて実現できる。或いは、燃料電池部１１を、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）などの他のタイプの燃料電池を用いて実現してもよい。また、燃料電池発電装置１０は、燃料電池部１１に供給する燃料ガスとしての水素等を改質処理により生成する燃料改質部１３を有する、燃料改質部１３には、ガス供給路７を介して都市ガス等の炭化水素ガスが供給される。そして、燃料電池制御部１２は、燃料電池部１１及び燃料改質部１３の動作を制御する。
【００２５】
図示は省略するが、燃料電池発電装置１０には、燃料電池部１１及び燃料改質部１３を運転するために必要な弁、ポンプ、ファンなどの各種補機等が設けられる。燃料電池発電装置１０が発電運転を行っているとき、それらの各種補機等には、燃料電池発電装置１０の発電電力を供給することができる。尚、燃料電池発電装置１０が発電運転を行っていなくても、電力線２を介して電力系統１及び蓄電装置２０の少なくとも何れか一方から供給される電力を利用して、それらの各種補機等は動作できる。つまり、燃料電池発電装置１０は、電力系統１及び蓄電装置２０のうちの少なくとも一つから、起動時に要する電力の供給を受けることができるように構成されている。
【００２６】
燃料電池制御部１２には、電力計測器ＣＴ２で計測される電力についての情報が伝達される。電力計測器ＣＴ２は、電力線２の途中の、第１接続箇所８と第２接続箇所９との間に設けられ、第１接続箇所８から第２接続箇所９に向かう電力を計測する。電力計測器ＣＴ２は、例えば電力線２における電力の電流値を検出するために用いられるカレントトランス（計器用変流器）を用いて構成され、所定の電圧値（例えば１００Ｖ、２００Ｖ等）との積から、電力線２での電力値を導出できる。尚、電力計測器ＣＴ２は電力線２での電力の電流値のみを燃料電池制御部１２に伝達し、燃料電池制御部１２が電力値の導出を行ってもよい。
【００２７】
電力計測器ＣＴ２が計測する電力は、電力消費装置３が電力線２から受け取る消費電力から、燃料電池発電装置１０から電力線２への提供電力を減算した値に対応する。そして、燃料電池発電装置１０から電力消費装置３の消費電力に見合った電力を供給する負荷追従運転を行う場合、燃料電池発電装置１０の燃料電池制御部１２は、電力計測器ＣＴ２で計測される電力が設定電力値になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で、燃料電池発電装置１０から電力線２への提供電力を制御する。例えば、燃料電池制御部１２は、電力計測器ＣＴ２で計測される電力（第１接続箇所８から第２接続箇所９へ向かう電力）が好ましくは負の電力とはならず且つ出来るだけ小さい設定電力になるように（特に好ましくは、電力計測器ＣＴ２で計測される電力がゼロになるように）、燃料電池部１１から電力線２への提供電力を調節する。
【００２８】
燃料電池発電装置１０で消費される都市ガス（炭化水素ガス）が流れるガス供給路７の途中にはマイコンメータ６が設けられている。マイコンメータ６は、所定の判定条件を満たす燃料ガス非消費状態が漏洩判定用期間の間に生じないときには、即ち、ガスの漏洩の可能性がある場合には、警報作動する又は都市ガスの供給を遮断する機能を備えている。例えば、超音波式のマイコンメータ６の場合、マイコンメータ６の漏洩判定用期間において、燃料ガス非消費状態である（ガスの使用が停止された）と見なされるための判定条件は、ガスの通流量が設定判定量以下となる状態が設定判定時間以上である場合の継続時間の積算値が設定値以上となることである。一例を挙げると、もしも、マイコンメータ６の漏洩判定用期間（例えば３０日間）において、ガスの通流量が設定判定量（例えば、１．０Ｌ／ｈ）以下となる状態が設定判定時間以上（例えば、２分以上）である場合の継続時間の積算値が設定値以上（例えば、６０分）となれば、燃料ガス非消費状態が生じたと判定される。
【００２９】
尚、燃料電池発電装置１０の運転が連続して行われると、上記燃料ガス非消費状態が生じない期間が長くなり、上記漏洩判定用期間に達する恐れがある。そのため、本実施形態の燃料電池発電装置１０は、燃料電池部１１及び燃料改質部１３の運転を停止する、即ち、ガスの消費を停止させるための予定発電停止時期を予め設定して、メモリ（図示せず）などに記憶しておく。具体的には、上記漏洩判定用期間が３０日間である場合、２８日目が燃料電池発電装置１０の予定発電停止時期に設定される。つまり、燃料電池発電装置１０の燃料電池制御部１２は、予定発電停止時期に到達すると、起動禁止解除条件（例えば１日間経過すること）が満たされるまでの間、燃料電池部１１及び燃料改質部１３の運転を停止することで、ガスの消費を停止させる期間を強制的に設けることで、マイコンメータ６がその間に燃料ガス非消費状態が発生したと判定させようとしている。
【００３０】
〔蓄電装置２０〕
蓄電装置２０は、電力線２との間での電力の充放電を行う蓄電部２１及び蓄電部２１の動作を制御する蓄電制御部２２を有する。例えば、蓄電部２１は、リチウムイオン電池等の二次電池などを用いて構成される蓄電池を有する。加えて、蓄電部２１では、上記蓄電池は電力変換部を介して電力線２に接続される。その結果、蓄電部２１では、蓄電池に蓄えられている電力を、所望の電圧、周波数、位相の電力に変換して電力線２に出力できる。蓄電制御部２２は、電力変換部の動作を制御して、蓄電部２１から電力線２への出力電力（放電電力）の制御と、電力線２から蓄電部２１への入力電力（充電電力）の制御とを行う。蓄電制御部２２は、蓄電部２１から電力線２へ放電する放電状態及び電力線２から蓄電部２１へ充電する充電状態及び蓄電部２１からの放電及び蓄電部２１への充電を停止する充放電停止状態の何れかに蓄電部２１の動作状態を制御する充放電制御を行う。
【００３１】
蓄電制御部２２には、電力計測器ＣＴ１で計測される電力についての情報が伝達される。本実施形態では、電力計測器ＣＴ１は、電力線２の途中の、第１接続箇所８よりも上流側（電力系統１側）に設けられ、電力系統１側から第１接続箇所８に向かう電力を計測する。電力計測器ＣＴ１は、例えば電力線２における電力の電流値を検出するために用いられるカレントトランス（計器用変流器）を用いて構成され、所定の電圧値（例えば１００Ｖ、２００Ｖ等）との積から、電力線２での電力値を導出できる。尚、電力計測器ＣＴ１は電力線２での電力の電流値のみを蓄電制御部２２に伝達し、蓄電制御部２２が電力値の導出を行ってもよい。
【００３２】
次に、本実施形態の電力供給システムにおいて、燃料電池発電装置１０の燃料電池制御部１２が行う処理の内容、及び、蓄電装置２０の蓄電制御部２２が行う処理の内容について説明する。
本実施形態の電力供給システムにおいて、電力系統１で停電が発生する時期が予め知らされている場合がある。例えば、電力系統１を運用する電気事業者などが、特定の地域で停電を計画する場合、その予定停電時期を事前に公表する。よって、燃料電池発電装置１０がインターネットなどの情報通信網に接続されている場合、燃料電池発電装置１０の燃料電池制御部１２が、予定停電時期に関する情報を情報通信網を介して取得するように構成できる。或いは、燃料電池発電装置１０の燃料電池制御部１２が、使用者から予定停電時期に関する情報の入力を受け付けるように構成できる。
また、上述したように、燃料電池発電装置１０の燃料電池制御部１２は、自身の予定発電停止時期をメモリ（図示せず）等に記憶している。
【００３３】
蓄電制御部２２は、電力計測器ＣＴ１の計測結果を参照して、所定の通常モードで充放電制御を行うことができ、電力系統１の次の予定停電時期と燃料電池発電装置１０の次の予定発電停止時期とが重なる場合、重なる時期の設定期間前から、通常モードで充放電制御を行った場合よりも蓄電部２１の蓄電残量の増加を促進することができる充電促進モードで充放電制御を行い、燃料電池発電装置１０の再起動が完了した後、通常モードで充放電制御を行うように構成されている。
【００３４】
本実施形態では、１日の中で、充電時間帯と放電時間帯とが予め設定されている。例えば、充電時間帯は、時刻２３時から翌日の時刻７時までの間の８時間であり、放電時間帯は、時刻７時から時刻２３時の間の１６時間である。これら充電時間帯及び放電時間帯は、蓄電制御部２２が充放電制御を通常モード及び充電促進モードの何れで行うかに関わらず同じ時間帯に設定される。
【００３５】
〔通常モード（充電時間帯）〕
蓄電制御部２２は、通常モードで充放電制御を行う場合、充電時間帯において充電状態又は充放電停止状態で蓄電部２１の動作状態を制御する。具体的には、蓄電制御部２２は、充電時間帯において、単位時間当たりの充電電力が設定値になる状態で、電力線２から蓄電部２１への充電電力を調節する。この場合、電力系統１から電力線２へと供給される電力を蓄電部２１へと充電することができる。但し、蓄電制御部２２は、蓄電部２１の蓄電残量：ＳＯＣ（State of Charge）が所定の上限レベル（例えばＳＯＣ＝１００％など）になると、充放電停止状態で蓄電部２１の動作状態を制御する。つまり、例えば夜間（２３時〜７時）に設定された充電時間帯の間に蓄電部２１への充電が行われて、蓄電残量が上限レベルに達すると、充電が停止される。
【００３６】
〔通常モード（放電時間帯）〕
蓄電制御部２２は、通常モードで充放電制御を行う場合、放電時間帯において放電状態又は充放電停止状態で蓄電部２１の動作状態を制御する。具体的には、蓄電制御部２２は、放電状態で蓄電部２１の動作状態を制御する充放電制御を行う場合、電力計測器ＣＴ１（電力系統１側から第１接続箇所８へ向かう電力）で計測される電力が、電力消費装置３の消費電力から燃料電池発電装置１０の提供電力を減算した電力値に見合った値になるように、蓄電部２１から電力線２への放電電力を制御する。例えば、蓄電制御部２２は、電力計測器ＣＴ１で計測される電力が好ましくは負の電力とはならず且つ出来るだけ小さい設定電力になるように（特に好ましくは、電力計測器ＣＴ１で計測される電力がゼロになるように）、蓄電部２１から電力線２への放電電力を調節する。但し、蓄電制御部２２は、電力計測器ＣＴ１で計測される電力が、蓄電部２１から電力線２への放電を行わなくても例えばゼロになっている場合には、放電時間帯であっても蓄電部２１から電力線２への放電を行わない（充放電停止状態）。このように、電力消費装置３の消費電力のうち、燃料電池発電装置１０で賄うことができなかった分の不足電力の少なくとも一部が蓄電装置２０から供給される。
【００３７】
〔充電促進モード（充電時間帯）〕
蓄電制御部２２は、充電促進モードで充放電制御を行う場合、充電時間帯において充電状態又は充放電停止状態で蓄電部２１の動作状態を制御する。具体的には、蓄電制御部２２は、充電時間帯において、単位時間当たりの充電電力が設定値になる状態で、電力線２から蓄電部２１への充電電力を調節する。但し、蓄電制御部２２は、蓄電部２１の蓄電残量：ＳＯＣ（State of Charge）が所定の上限レベルになると、充放電停止状態で蓄電部２１の動作状態を制御する。
【００３８】
〔充電促進モード（放電時間帯）〕
蓄電制御部２２は、充電促進モードで充放電制御を行う場合、放電時間帯において充電状態又は充放電停止状態で蓄電部２１の動作状態を制御する。つまり、充電促進モードで充放電制御が行われる場合、放電時間帯であっても、蓄電部２１から電力線２への放電が行われない。但し、蓄電制御部２２は、充電促進モードで充放電制御を行う場合、放電時間帯において、電力線２から供給される電力を蓄電部２１に充電する充電状態で動作してもよい。
【００３９】
図２は、燃料電池発電装置１０の燃料電池制御部１２が行う処理の内容を説明するフローチャートである。図３は、蓄電装置２０の蓄電制御部２２が行う処理の内容を説明するフローチャートである。図４は、電力供給システムの動作状態例を説明するタイミング図である。
【００４０】
図２の工程＃１０において燃料電池制御部１２は、電力系統１の次の予定停電時期と、自身の燃料電池発電装置１０の次の予定発電停止時期とが重なっているか否かを判定し、時期が重なっている場合には図２の工程＃１１に移行する。それに対して、燃料電池制御部１２は、予定停電時期と予定発電停止時期とが重なっていない場合には、このフローチャートの最初にリターンする。例えば、燃料電池制御部１２は、電力系統１の次の予定停電時期の伝達を受けていない場合、即ち、予定停電時期が存在しない場合には、自身の予定発電停止時期と電力系統１の予定停電時期とが重なることはないため、図２の工程＃１０において「Ｎｏ」と判定する。
【００４１】
図２の工程＃１１において燃料電池制御部１２は、予定停電時期と予定発電停止時期とが重なる時期よりも前の設定タイミングになったか否かを判定する。具体的には、燃料電池制御部１２は、予定停電時期と予定発電停止時期とが重なる時期よりも設定期間前（例えば２日前など）のタイミングになったか否かを判定する。そして、燃料電池制御部１２は、予定停電時期と予定発電停止時期とが重なる時期の設定期間前（例えば２日前など）のタイミングになっている場合には図２の工程＃１２に移行し、そうなっていない場合にはこのフローチャートの最初にリターンする。
【００４２】
上記設定期間（予定停電時期と予定発電停止時期とが重なる時期よりも前に設定される期間）は、蓄電制御部２２が、その設定期間内に充電促進モードで充放電制御を行った場合に、燃料電池発電装置１０の起動に必要な電力量が充分に蓄電部２１に蓄えられる程度の期間に設定される。
【００４３】
例えば、図４に示す時刻ｔ１よりも前のタイミングでは、燃料電池制御部１２は、予定停電時期と予定発電停止時期とが重なる時期の２日前のタイミングには未だ至っていないため、図２の工程＃１１において「Ｎｏ」と判定する。蓄電装置２０の蓄電制御部２２は、この時刻ｔ１よりも前のタイミングでは、通常モードで充放電制御を行っている。
それに対して、図４に示す時刻ｔ１において燃料電池制御部１２は、予定停電時期と予定発電停止時期とが重なる時期の２日前のタイミングになっていると判定して（図２の工程＃１１において「Ｙｅｓ」と判定して）、図２の工程＃１２に移行する。
【００４４】
図２の工程＃１２において燃料電池制御部１２は、蓄電装置２０に対して、充電促進モードでの動作を指令する。例えば、燃料電池発電装置１０と蓄電装置２０とが有線又は無線の通信回線で通信可能になっている場合、その通信回線を介して、充電促進モードでの動作が指令される。
【００４５】
図３の工程＃２０において蓄電制御部２２は、通常モード及び充電促進モードの何れでの動作が、燃料電池発電装置１０から指令されているのかを判定する。そして、蓄電制御部２２は、充電促進モードが指令されている場合には図３の工程＃２２に移行して、図４に示すように充電促進モードでの充放電制御を行う。
蓄電装置２０が充電促進モードで充放電制御を行う場合（図３の工程＃２２）、図４に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２の間では、放電時間帯であっても放電を行わない。つまり、少なくとも蓄電部２１の蓄電残量が減少することはない。更に、充電時間帯には蓄電部２１への充電が行われる。その結果、充電促進モードでは、蓄電部２１への充電が促進される。
【００４６】
図４に示す例では、燃料電池制御部１２は、時刻ｔ２になると、予定発電停止時期の始期である予定運転停止日時に到達したと判定して、燃料電池部１１及び燃料改質部１３の運転停止を開始する。そして、所定期間、ガスの消費を行わない状態を維持する。その後、燃料電池制御部１２は、再起動を行うタイミングになると、各種補機類を動作させながら、燃料電池部１１及び燃料改質部１３を起動する。
【００４７】
このとき、燃料電池部１１及び燃料改質部１３には、電力消費装置３よりも優先して電力が供給される。具体的には、燃料電池制御部１２は、燃料電池及び燃料改質部１３を再起動する場合、蓄電装置２０に対して、再起動処理を開始することを通知する。そして、蓄電制御部２２は、燃料電池発電装置１０が再起動に要する電力を蓄電部２１の放電電力で賄うとき、蓄電部２１から燃料電池発電装置１０への電力供給を、電力消費装置３への電力供給よりも優先して行う優先給電処理を行う。例えば、蓄電装置２０の蓄電制御部２２は、優先給電処理において蓄電部２１から放電を行っている間、第２リレー５を開状態に切り替える。その結果、優先給電処理が行われている場合、電力消費装置３への電力供給が停止される。これにより、起動時に必要な電力を燃料電池発電装置１０に対して確実に供給できる。
【００４８】
次に、図２の工程＃１３において燃料電池制御部１２は、自身の燃料電池発電装置１０が予定発電停止時期に運転を停止した後、再起動が終了したか否かを判定する。図４の時刻ｔ３において再起動が終了した場合には、図２の工程＃１４に移行する。そして、図２の工程＃１４において燃料電池制御部１２は、蓄電装置２０に対して、通常モードでの動作を指令する。
【００４９】
図３の工程＃２０において蓄電制御部２２は、通常モード及び充電促進モードの何れでの動作が、燃料電池発電装置１０から指令されているのかを判定する。そして、蓄電制御部２２は、通常モードが指令されている場合には図３の工程＃２１に移行して、図４に示すように通常モードでの充放電制御を行う。
【００５０】
以上のように、燃料電池発電装置１０は、電力系統１で停電が発生しても、起動時に要する電力の供給を蓄電装置２０から受けることができる。加えて、蓄電装置２０では、電力系統１の次の予定停電時期と燃料電池発電装置１０の次の予定発電停止時期とが重なる場合にのみ、その重なる時期の設定期間前から、蓄電部２１の蓄電残量の増加を促進することができる充電促進モードで充放電制御を行う。つまり、電力系統１の次の予定停電時期と燃料電池発電装置１０の次の予定発電停止時期とが重ならない場合には、蓄電装置２０は通常モードで充放電制御を行うことができる。このように、蓄電装置２０は、過剰な電力を常時蓄えておくといった運用を行う必要がない。
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、電力供給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、電力線２に対する蓄電装置２０及び燃料電池発電装置１０の接続箇所は上記実施形態で説明した形態には限定されず、蓄電装置２０が第２接続箇所９に接続され、燃料電池発電装置１０が第１接続箇所８に接続されていてもよい。
また、蓄電装置２０が参照する電力を計測する電力計測器ＣＴ１の設置位置や、燃料電池発電装置１０が参照する電力を計測する電力計測器ＣＴ２の設置位置も上記実施形態で説明した形態には限定されず適宜変更可能である。
【００５１】
＜２＞
上記実施形態において、電力線２に対して、蓄電装置２０及び燃料電池発電装置１０及び電力消費装置３とは別の装置が接続されていてもよい。例えば、電力線２に対して、太陽光発電装置などの発電装置が追加で接続されていてもよい。そして、太陽光発電装置などの発電装置が電力線２に接続されている場合、その発電装置の発電電力の一部又は全部を蓄電装置２０の蓄電部２１に充電してもよい。
【００５２】
＜３＞
上記実施形態では、蓄電部２１のＳＯＣや、充電時間帯及び放電時間帯などについて具体的な数値を例示したが、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。
【００５３】
＜４＞
上記実施形態では、燃料電池発電装置１０が負荷追従運転を行う例を説明したが、例えば燃料電池発電装置１０が一定発電電力（定格発電電力など）で運転してもよい。その場合、燃料電池発電装置１０の発電電力が電力消費装置３の消費電力よりも大きくなると、その分だけ余剰電力が発生することがある。その余剰電力は、放電時間帯であっても蓄電装置２０に充電してもよい。
【００５４】
＜５＞
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でき、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できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、蓄電装置を適切に運用できる電力供給システムに利用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１  電力系統
２  電力線
３  電力消費装置
４  遮断器
５  遮断器
６  マイコンメータ
７  ガス供給路
８  第１接続箇所
９  第２接続箇所
１０  燃料電池発電装置
１１  燃料電池部
１２  燃料電池制御部
１３  燃料改質部
２０  蓄電装置
２１  蓄電部
２２  蓄電制御部
３０  停電検出部
【図１】
2020021598.tif 000003
【図２】
2020021598.tif 000004
【図３】
2020021598.tif 000005
【図４】
2020021598.tif 000006