(57)【要約】【課題】発電手段の発電出力を蓄電池の充電に利用する場合の誤動作を防止し、停電時、発電の継続性を高める。蓄電池を電圧源に用いるＦＣシステムを発電手段に含む場合にも停電時、発電の継続性の向上を図る。【解決手段】発電手段（ＦＣシステム４）と蓄電手段（蓄電システム６）とを備える給電システム（２）であって、系統電源（１０）の停電時、前記発電手段の発電出力により前記蓄電手段を充電する充電手段（連系充電回路８）を備え、前記発電手段が前記蓄電手段から供給される電力を用いて発電し、前記充電手段が、前記系統電源の停電検知から一定の待機時間の後、前記蓄電手段に前記発電出力を供給する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電手段と蓄電手段とを備える給電システムであって、
系統電源の停電時、前記発電手段の発電出力により前記蓄電手段を充電する充電手段を備え、
前記発電手段が前記蓄電手段から供給される電力を用いて発電し、
前記充電手段が、前記系統電源の停電検知から一定の待機時間の後、前記蓄電手段に前記発電出力を供給することを特徴とする給電システム。
【請求項２】
さらに、前記発電手段の発電出力を検出する発電検出手段と、
前記発電検出手段の検出出力により前記発電出力の有無を判定する判定手段と、
を含み、前記発電手段に発電出力が得られていれば、前記充電手段が前記蓄電手段の充電を行うことを特徴とする請求項１に記載の給電システム。
【請求項３】
前記判定手段が前記発電出力の有無を定期的に判断し、前記発電手段に発電出力が得られていれば、該発電出力で前記蓄電手段の充電を行うことを特徴とする請求項２に記載の給電システム。
【請求項４】
発電手段と蓄電手段とを備える給電システムに搭載されたコンピュータに実行させる給電プログラムであって、
系統電源の停電時、前記発電手段に発電出力を生成させ、
前記系統電源の停電検知から一定の待機時間の経過を監視し、
前記待機時間の経過の後、前記発電出力を前記蓄電手段に供給させる、
処理を前記コンピュータに実行させるための給電プログラム。
【請求項５】
前記発電出力の有無を定期的に判断し、
前記発電手段が発電出力を生成していれば、該発電出力で前記蓄電手段の充電を行う
処理を前記コンピュータに実行させるための請求項４に記載の給電プログラム。
【請求項６】
発電手段と蓄電手段とを備える給電システムに用いられる給電方法であって、
系統電源の停電時、前記発電手段に発電出力を生成させるステップと、
前記系統電源の停電検知から一定の待機時間の経過を監視するステップと、
前記待機時間の経過の後、充電手段が前記発電出力を前記蓄電手段に供給させるステップと、
を含むことを特徴とする給電方法。
【請求項７】
前記発電出力の有無を定期的に判断するステップと、
前記発電手段が発電出力を生成していれば、該発電出力で前記蓄電手段の充電を行うステップと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池コジェネレーションシステム（以下、単に「ＦＣシステム」と称する。）などの発電ユニットや蓄電ユニットを含む給電システム、給電プログラムおよび給電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＣシステムでは、家庭などの需要先の電力負荷量に応じて発電を行い、その発電出力が電力負荷に給電される。電力負荷量は、需要先に設置された電流センサで計測される。このＦＣシステムは系統電源を利用し発電電力を電力負荷へ供給する方式が主流となっている。系統電源は、電力会社から供給される商用電力である。
【０００３】
系統電源を利用する理由は第１に、逆潮防止にある。ＦＣシステムでは、電力負荷より数十Ｗ程度低い電力で発電を行い、常時、数十Ｗ程度の電力が系統電力で賄われる。このように数十Ｗ程度低い電力をＦＣシステムで発電すれば、電力負荷が増減しても、ＦＣシステムの発電電力を系統に逆潮することが防止できるのがその理由である。
【０００４】
第２に、ＦＣシステムでの電圧源の確保にある。ＦＣシステムは電流型インバータを備えている。この電流型インバータは、発電電流量の制御に有効であるが、電圧源を失うと発電できない。電流型インバータを用いたＦＣシステムには、電圧源は不可欠である。
【０００５】
このようなＦＣシステムに関し、発電装置を組み込み、停電時など系統電源がＦＣシステムから解列した場合にも、ＦＣシステムから負荷への電力供給を可能にすることが知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−０４４７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、系統電源が解列すると、ＦＣシステムから電圧源が消失し、ＦＣシステムが発電を停止する。そこで、このＦＣシステムの一次側に蓄電池を設置すれば、この蓄電池を電圧源に利用でき、系統電源が解列した場合にも、ＦＣシステムは発電を継続することができる。つまり、系統電源の停電時、ＦＣシステムの発電電力を電力負荷へ供給することが可能となる。
【０００８】
停電時、ＦＣシステムの発電出力により蓄電池を充電すれば、停電時の蓄電量を維持でき、電力負荷への電力供給を延長できる。その際、停電時、ＦＣシステムの発電を確認し、その発電出力で蓄電池の充電を行えば、電力損失を抑制できる。その際、ＦＣシステムの発電は、ＦＣシステムの出力電力（たとえば、電流）が閾値以上であることにより判断すればよい。
【０００９】
ところで、停電を検知した際に、ＦＣシステムの送電の有無を確認する。状況によっては発電しているにもかかわらず、ＦＣシステムが送電せず、発電を停止していると判断すると、ＦＣシステムの発電出力で蓄電池が充電できない場合がある。蓄電システムが停電を検知した際に、蓄電システムは蓄電池の給電に切り替わる。この切り替え動作により、給電電力の周波数や電圧が乱れる場合がある。斯かる場合には、ＦＣシステムは単独運転検知（受動、能動）となり、発電しているにもかかわらず、ＦＣシステムが発電電力の送出を停止してしまうという課題がある。
【００１０】
ＦＣシステムは電力負荷に応じて電力を送出するが、ＦＣシステムの電気的２次側に発電装置が接続されていると、この発電装置から電力負荷に給電されて負荷量が小さくなり、ＦＣシステムは発電出力を低下させる。その結果、ＦＣシステムの発電出力を計測する電流センサの計測値が小さくなる。この場合、発電しているにもかかわらず、ＦＣシステムからの電力供給が少なくなり、場合によっては給電出力が０〔Ｗ〕になるという課題がある。
【００１１】
ＦＣシステムの起動には時間を要する。このため、ＦＣシステムが一旦、停止していると判断すると、その後、ＦＣシステムが発電状態に移行しても、ＦＣシステムの発電出力で蓄電池が充電されないという課題がある。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、第１の目的は、発電手段の発電出力を蓄電池の充電に利用する場合の誤動作を防止し、停電時、発電の継続性を高めることにある。
【００１３】
また、第２の目的は、蓄電池を電圧源に用いるＦＣシステムを発電手段に含む場合にも停電時、発電の継続性の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の給電システムは、発電手段と蓄電手段とを備える給電システムであって、系統電源の停電時、前記発電手段の発電出力により前記蓄電手段を充電する充電手段を備え、前記発電手段が前記蓄電手段から供給される電力を用いて発電し、前記充電手段が、前記系統電源の停電検知から一定の待機時間の後、前記蓄電手段に前記発電出力を供給する。
【００１５】
上記給電システムにおいて、好ましくはさらに、前記発電手段の発電出力を検出する発電検出手段と、前記発電検出手段の検出出力により前記発電出力の有無を判定する判定手段とを含み、前記発電手段に発電出力が得られていれば、前記充電手段が前記蓄電手段の充電を行ってもよい。
【００１６】
上記給電システムにおいて、好ましくは前記判定手段が前記発電出力の有無を定期的に判断し、前記発電手段に発電出力が得られていれば、該発電出力で前記蓄電手段の充電を行ってもよい。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の給電プログラムは、発電手段と蓄電手段とを備える給電システムに搭載されたコンピュータに実行させる給電プログラムであって、系統電源の停電時、前記発電手段に発電出力を生成させ、前記系統電源の停電検知から一定の待機時間の経過を監視し、前記待機時間の経過の後、充電手段が前記発電出力を前記蓄電手段に供給させる処理を前記コンピュータに実行させる。
【００１８】
上記給電プログラムにおいて、好ましくは前記発電出力の有無を定期的に判断し、前記発電手段が発電出力を生成していれば、該発電出力で前記蓄電手段の充電を行う処理を前記コンピュータに実行させてもよい。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の給電方法は、発電手段と蓄電手段とを備える給電システムに用いられる給電方法であって、系統電源の停電時、前記発電手段に発電出力を生成させるステップと、前記系統電源の停電検知から一定の待機時間の経過を監視するステップと、前記待機時間の経過の後、充電手段が前記発電出力を前記蓄電手段に供給させるステップとを含んでいる。
【００２０】
上記給電方法において、好ましくは前記発電出力の有無を定期的に判断するステップと、  前記発電手段が発電出力を生成していれば、該発電出力で前記蓄電手段の充電を行うステップステップとを含んでもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００２２】
(1) 停電時、停電から一定時間後に発電手段が発電しているか否かを判断し、発電手段が発電していれば、その発電出力により蓄電手段の充電を行うので、誤動作を防止でき、経済性や効率性を高めることができる。
【００２３】
(2) 蓄電池を電圧源に用いるＦＣシステムを発電手段に含む場合であっても、停電時、発電手段の発電を確認した上で、発電手段から発電出力により蓄電手段に充電するので、発電の継続性の向上を図ることができる。
【００２４】
(3) 蓄電手段に発電手段の発電を維持するに必要な蓄電量を補填できるので、負荷に対する電力供給を長時間に亘って継続的に行うことができる。
【００２５】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態に係る給電システムおよびその停電時の動作を示す図である。
【図２】停電時の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】停電時の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る給電システムを示す図である。
【図５】制御部の構成例を示す図である。
【図６】他の実施の形態に係る給電システムの一部を示す図である。
【図７】他の実施の形態に係る給電システムの一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔第１の実施の形態〕
【００２８】
＜システム構成＞
【００２９】
図１のＡは、第１の実施の形態に係る給電システムを示している。図１のＡに示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されるものではない。
【００３０】
この給電システム２にはＦＣシステム（燃料電池コジェネレーションシステム）４、蓄電システム６および連系充電回路８が含まれる。
【００３１】
ＦＣシステム４は定置用発電機器であり、発電手段の一例である。このＦＣシステム４は太陽光発電システムなどでもよい。このＦＣシステム４は、系統電源１０の停電時、発電出力が配電系統１２により電力負荷１４に供給されるとともに、連系充電回路８により蓄電システム６に供給される。蓄電システム６は蓄電手段の一例である。連系充電回路８は充電手段の一例である。
【００３２】
配電系統１２には系統電源１０が接続されている。系統電源１０の連系時には、系統電源１０から系統電力が電力負荷１４に供給される。このとき、蓄電システム６は系統電源１０からの受電電力により充電される。この蓄電システム６には電圧センサ１５が含まれる。この電圧センサ１５は系統電源１０の状態を監視する手段であり、系統電源１０の停電を検出する停電検知手段の一例である。この電圧センサ１５は、配電系統１２の入力端に接続されており、配電系統１２から系統電源１０からの入力電圧を検出する。
【００３３】
配電系統１２には電流センサ１６−１が接続されている。この電流センサ１６−１はたとえば、カレントトランスである。この電流センサ１６−１はＦＣシステム４の発電制御に必要な制御情報を得るための検知手段の一例である。この電流センサ１６−１のセンサ出力である電流出力がＦＣシステム４の発電制御に用いられる。
【００３４】
このＦＣシステム４を配電系統１２に接続する連系回路１８には電流センサ１６−２が設置されている。この電流センサ１６−２もたとえば、カレントトランスである。この電流センサ１６−２にはＦＣシステム４の発電電力が計測される。つまり、系統電源１０の停電時、電流センサ１６−２の検出出力はＦＣシステム４の発電の有無を表す。この電流センサ１６−２の検出出力が蓄電システム６に加えられている。
【００３５】
この蓄電システム６には、蓄電池２０およびインバータ（以下「ＩＮＶ」と称する。）２２が含まれる。この蓄電池２０の直流出力はＩＮＶ２２により交流出力に変換される。この交流出力は配電系統１２に出力され、ＦＣシステム４に加えられる。
【００３６】
停電時、蓄電システム６から電力が供給されてＦＣシステム４は発電する。ＦＣシステム４の発電出力は連系充電回路８を介して蓄電池２０に加えられる。このＦＣシステム４では燃料電池により直流発電を行い、この直流出力を交流出力に変換している。この交流出力は連系充電回路８に加えられる。この連系充電回路８にはＡＣ−ＤＣコンバータ（Ａ／Ｄ）２４が含まれている。Ａ／Ｄ２４はＦＣシステム４の交流出力を直流に変換する。これにより、系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の発電出力が蓄電池２０に供給される。
【００３７】
＜停電時の動作＞
【００３８】
図１のＢは、系統電源１０の停電時の給電システム２の動作を示している。
【００３９】
蓄電システム６は、系統電源１０の停電時、電圧センサ１５で停電を検知すると系列運転から自立運転に移行する。この自立運転は系統電源１０の解列時、系統電源１０からＦＣシステム４および蓄電システム６を独立させた運転状態である。系統電源１０の停電時、自立運転に移行すると、蓄電池２０の出力がＩＮＶ２２により交流に変換される。この交流出力が配電系統１２に出力され、その電力によりＦＣシステム４が発電を行う。このＦＣシステム４の発電出力が電力負荷１４に供給されるとともに、連系充電回路８に供給される。このＦＣシステム４の発電出力が電流センサ１６−２に検出され、これを契機に蓄電池２０の充電動作が開始される。
【００４０】
系統電源１０が停電すると、蓄電システム６から電力が供給され、ＦＣシステム４は発電を行う。この場合、ＦＣシステム４は蓄電システム６から電力供給されるので、系統電源１０の停電はＦＣシステム４に検知させない。つまり、ＦＣシステム４は蓄電システム６からの電力供給により、系統電源１０の停電を感知することなく運転し、発電を行う。このＦＣシステム４の発電出力が電力負荷１４に供給されるとともに、連系充電回路８に供給される。
【００４１】
このＦＣシステム４の発電出力は電流センサ１６−２に検出される。この検出出力を受け、蓄電システム６は、系統電源１０の停電時、放電動作に移行するとともに、充電動作を開始する。つまり、系統電源１０の停電時、蓄電池２０の出力がＩＮＶ２２により交流に変換され、配電系統１２に出力される。
【００４２】
系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の発電出力の供給により、連系充電回路８ではＡ／Ｄ２４の交直変換により得られた直流出力を蓄電システム６の蓄電池２０に供給する。これにより、蓄電システム６の蓄電池２０はＦＣシステム４の発電出力により継続的に充電される。つまり、系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４に使用される蓄電システム６の蓄電量がＦＣシステム４の発電出力により補填される。これにより、ＦＣシステム４は継続的に発電を行うことが可能となる。
【００４３】
＜給電システム２の処理手順＞
【００４４】
図２は、停電時の時系列動作の処理手順を示している。この処理手順は本発明の給電プログラムまたは給電方法の一例である。
【００４５】
この処理手順では、系統電源１０の状態を監視する。系統電源１０に停電が発生し（Ｓ１１）、この停電を電圧センサ１５で検知する（Ｓ１２）。この停電検知を契機に蓄電システム６から蓄電池２０の電力を電力負荷１４およびＦＣシステム４に供給する（Ｓ１３）。
【００４６】
ＦＣシステム４は、蓄電池２０の電力を用いて発電する（Ｓ１４）。この場合、蓄電システム６が停止していれば、蓄電システム６の起動後に発電を開始する。
【００４７】
ＦＣシステム４が発電した電力が連系充電回路８を通じて蓄電システム６の蓄電池２０を充電する（Ｓ１５）。
【００４８】
図３は、給電システム２の給電方法の処理手順を示している。この処理手順は、本発明の給電方法または給電プログラムの一例である。この給電プログラムは、給電システム２のコンピュータに実行されせるためのプログラムである。
【００４９】
この処理手順には、停電検知後に一定の待機時間の経過を監視する処理、ＦＣシステム４の送電の有無を判断する処理、斯かる処理を充電動作を継続しながら実行する処理が含まれる。
【００５０】
この処理手順では、処理開始により系統電源１０の停電検知を行う（Ｓ２１）。この停電検知は配電系統１２にある電圧センサ１５の検出出力により行われる。
【００５１】
系統電源１０の停電を検知すると、この停電検知から第１の待機時間Ｔ１としてたとえば、Ｔ１＝１０〔秒〕の経過を待つ（Ｓ２２）。
【００５２】
この待機時間Ｔ１の後、ＦＣシステム４の発電出力Ｐを判断する（Ｓ２３）。この発電出力Ｐの判断では、その発電出力Ｐが所定値たとえば、５０〔Ｗ〕以上であるか否かを判断する（Ｓ２４）。
【００５３】
ＦＣシステム４の発電出力ＰがＰ≧５０〔Ｗ〕であれば（Ｓ２４のＹＥＳ）、充電を開始する（Ｓ２５）。この充電にはＦＣシステム４の発電出力が用いられ、連系充電回路８により蓄電池２０が充電される。
【００５４】
この充電中、復電検知を行う（Ｓ２６）。この復電検知は電圧センサ１５により行う。復電が検知されると、ＦＣシステム４の発電出力を用いる連系充電回路８による充電を停止し（Ｓ２７）、この処理を終了する。
【００５５】
Ｓ２４の判断において、ＦＣシステム４の発電出力ＰがＰ＜５０〔Ｗ〕であれば（Ｓ２４のＮＯ）、第２の待機時間Ｔ２としてたとえば、３１０〔秒〕の経過を待つ（Ｓ２８）。待機時間Ｔ２は、待機時間Ｔ１とは異なる時間に設定されている。この実施の形態では、Ｔ１＜Ｔ２に設定されているが、Ｔ１＝Ｔ２、Ｔ１≠Ｔ２に設定してもよい。
【００５６】
この待機時間Ｔ２の後、ＦＣシステム４の発電出力Ｐを判断する（Ｓ２９）。この発電出力の判断では、その発電出力Ｐが所定値たとえば、Ｐ≧５０〔Ｗ〕か否かを判断する（Ｓ３０）。
【００５７】
ＦＣシステム４の発電出力ＰがＰ≧５０〔Ｗ〕であれば（Ｓ３０のＹＥＳ）、充電に移行する（Ｓ２５）。この充電には同様に、ＦＣシステム４の発電出力が用いられ、連系充電回路８により蓄電池２０が充電される。
【００５８】
ＦＣシステム４の発電出力ＰがＰ＜５０〔Ｗ〕であれば（Ｓ３０のＮＯ）、充電を行う（Ｓ３１）。この充電にはＦＣシステム４が発電していればその発電出力が用いられ、またＦＣシステム４が発電していなければ蓄電システム６からの供給電力が用いられる。これら発電出力または蓄電システム６からの供給電力が連系充電回路８に供給され、蓄電池２０が充電される。
【００５９】
ＦＣシステム４の発電出力Ｐを判断する（Ｓ３２）。この発電出力Ｐの判断では、その発電出力Ｐが所定値たとえば、Ｐ≧５０〔Ｗ〕か否かを判断する（Ｓ３３）。
【００６０】
ＦＣシステム４の発電出力ＰがＰ≧５０〔Ｗ〕であれば（Ｓ３３のＹＥＳ）、充電に移行する（Ｓ２５）。これにより、ＦＣシステム４の発電出力で蓄電池２０が継続的に充電される。
【００６１】
ＦＣシステム４の発電出力ＰがＰ＜５０〔Ｗ〕であれば（Ｓ３３のＮＯ）、充電を停止する（Ｓ３４）。この充電停止から第３の待機時間Ｔ３としてたとえば３０〔分〕の経過（Ｓ２５）の後、充電に移行し（Ｓ３１）、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４およびＳ３５の処理を継続する。この実施の形態では、Ｔ２＜Ｔ３に設定されているが、Ｔ２＝Ｔ３、Ｔ２≠Ｔ３に設定してもよい。そして、ＦＣシステム４の発電出力ＰがＰ≧５０〔Ｗ〕に到達すれば、充電に移行する（Ｓ２５）。
【００６２】
この処理手順では、Ｓ２４において、ＦＣシステム４の発電出力ＰがＰ＜５０〔Ｗ〕であれば（Ｓ２４のＮＯ）、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ３０、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４およびＳ３５の処理と並行して復電検知が行われる（Ｓ３６）。この復電が検知されると、充電停止（Ｓ２７）に移行し、この処理を終了する。
【００６３】
＜第１の実施の形態の特徴および効果＞
【００６４】
(1) 既述のとおり、停電検知後に一定の待機時間Ｔ１の待機を行うので、ＦＣシステム４を含む給電システム２の誤動作を防止できる。
【００６５】
(2) 停電検知時点から待機時間Ｔ１の経過を待って発電出力Ｐを判断するので、ＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を確実に判断できる。これにより、動作の信頼性を確保することができる。つまり、ＦＣシステム４が単独運転検知（受動）を行うと、発電は継続しているものの、たとえば、５〔秒〕程度だけ出力送出がない。そこで、待機時間Ｔ１として５〔秒〕以上、好ましくは１０〔秒〕程度の待機の後、ＦＣシステム４の発電出力Ｐの判断を行う。ＦＣシステム４の発電が再開された時点で、ＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を判断するので、ＦＣシステム４の発電確認を適切に行うことができる。
【００６６】
(3) ＦＣシステム４が単独運転検知（能動）をすると、発電は継続しているものの、１５０〔秒〕ないし３００〔秒〕程度の時間の経過を待って発電出力Ｐが得られる。そこで、待機時間Ｔ２を介在させ、待機時間Ｔ２として好ましくは３００〔秒〕以上、ＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を判断する。ＦＣシステム４が発電を再開すれば、その時点でＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を判断するので、ＦＣシステム４の発電確認を適切に行うことができる。
【００６７】
(4) 上記(2) および(3) により、ＦＣシステム４に発電出力Ｐが得られているか否かを確実に判断でき、誤判断や誤動作を回避することができる。
【００６８】
(5) 上記実施の形態では、連系充電回路８を動作させながら、ＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を判断している。つまり、連系充電回路８により充電される蓄電システム６の出力により、電流センサ１６−１の検出出力（電流値）が上昇し、ＦＣシステム４が発電電力を増大させる。ＦＣシステム４の送出電力が増加した時点でＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を確認するので、ＦＣシステム４の発電確認を適切に行うことができる。
【００６９】
(6) ＦＣシステム４の停止を判断した後も、定期的にＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を確認するので、ＦＣシステム４の発電開始後、蓄電池２０の充電を行うことができる。
【００７０】
(7) このようにＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無が適切に判断され、斯かる判断により動作制御を行うので、連系充電回路８から蓄電池２０により多くの充電電力を供給することができる。したがって、停電時、蓄電池２０の蓄電量を維持でき、電力負荷１４に対する電力供給をより長時間に亘って継続することができる。
【００７１】
〔第２の実施の形態〕
【００７２】
＜システム構成＞
【００７３】
図４は、第２の実施の形態に係る給電システムを示している。図４において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００７４】
この実施の形態のＦＣシステム４では発電部２６および制御部２８が含まれる。発電部２６は、燃料電池、太陽光パネルなど、いずれの発電手段であってもよい。このＦＣシステム４の発電出力が配電系統１２から電力負荷１４に給電される。制御部２８はコンピュータで構成され、発電部２６の発電時などの発電動作を制御する。
【００７５】
この制御部２８には配電系統１２にある電流センサ１６−１の検出出力が制御入力として加えられている。したがって、制御部２８は電流センサ１６−１の出力を受け、発電部２６の発電量を制御する。
【００７６】
蓄電システム６には、蓄電池２０、ＩＮＶ２２および制御部３０が含まれる。蓄電池２０は充放電が可能な二次電池の一例である。ＩＮＶ２２は蓄電池２０の出力を交流出力に変換し、配電系統１２に出力する。制御部３０はコンピュータで構成され、連系回路１８にある電流センサ１６−２の出力が制御入力として加えられる。系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の出力によりＦＣシステム４が発電状態であることを検出する。ＦＣシステム４の発電時、蓄電システム６は蓄電池２０の充電を開始する。
【００７７】
この蓄電池２０の充電には、連系充電回路８が用いられる。この連系充電回路８にはＡ／Ｄ２４、充電経路３２、スイッチ回路３４および制御部３６が含まれる。充電経路３２はＦＣシステム４の出力をＡ／Ｄ２４に供給し、Ａ／Ｄ２４の変換出力を蓄電システム６の蓄電池２０に供給する。
【００７８】
スイッチ回路３４は制御部３６の出力によって制御される。この制御により、スイッチ回路３４が充電経路３２を開閉し、ＦＣシステム４の発電時に充電経路３２を導通させる。
【００７９】
制御部３６は電流センサ１６−２の検出出力を受けてスイッチ回路３４を開閉する制御出力を発生する。この制御部３６には、ＦＣシステム４の発電時、その発電を表す出力が得られる。
【００８０】
この制御部３６による処理手順には、系統電源１０の停電検知後に一定の待機時間の経過を監視する処理、ＦＣシステム４の送電有無を判断する処理、斯かる処理を充電動作の継続とともに実行する処理が含まれる。
【００８１】
斯かる構成によれば、制御部３６は電流センサ１６−２の出力を受け、スイッチ回路３４を導通させる。このスイッチ回路３４の導通時、系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の発電出力がＡ／Ｄ２４に加えられ、直流出力に変換される。この直流出力が蓄電システム６の蓄電池２０に供給され、蓄電池２０が充電される。これにより、系統電源１０の停電時、ＦＣシステム４の発電に使用される蓄電システム６の蓄電池２０の蓄電量がＦＣシステム４の発電出力により補填される。
【００８２】
この実施の形態においては、制御部３６の処理により、停電検知後に一定の待機時間Ｔ１だけ待機の後に、さらに待機時間Ｔ２を介在させ、この待機時間Ｔ２の経過の後、ＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を判断している。これにより、ＦＣシステム４に発電出力Ｐが得られているか否かを確実に判断でき、発電出力Ｐの誤判断やそれによる誤動作を回避できる。
【００８３】
また、連系充電回路８による蓄電池２０の充電動作を維持させながら、ＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を判断している。そこで、連系充電回路８により充電される蓄電システム６の出力により、電流センサ１６−１の検出出力（電流値）が上昇し、ＦＣシステム４が発電電力を増大させる。ＦＣシステム４の送出電力が増加した時点でＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を確認するので、ＦＣシステム４の発電確認が適切に行われる。
【００８４】
そして、ＦＣシステム４の停止を判断した後も、定期的にＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無を確認し、これにより、ＦＣシステム４の発電開始後、蓄電池２０の充電を行うことができる。ＦＣシステム４の発電出力Ｐの有無が適切に判断されるので、誤判断による誤動作を回避できる。
【００８５】
この実施の形態では、単一の電流センサ１６−２の出力により、制御部３０、３６に検出出力が加えられており、停電時つまり、ＦＣシステム４の発電による放電動作と、ＦＣシステム４の発電出力による蓄電池２０の充電動作が同時に実行される。つまり、蓄電システム６および連系充電回路８の動作を同期させているので、蓄電池２０の蓄電量の目減りを防止することができる。
【００８６】
図５は、既述の制御および処理を実行する制御部３６のハードウェアの一例を示している。制御部３６はマイクロコンピュータにより構成されている。この制御部３６にはプロセッサ３８、メモリ４０、ＲＡＭ（Random-Access Memory）４２および入出力部４４が含まれ、これらはバス４６で連系されている。
【００８７】
プロセッサ３８はメモリ４０に格納されているＯＳ（Operating System）などの各種のプログラムを実行する。このプロセッサ３８の処理には、入出力部４４に電流センサ１６−２の検出出力を受け、スイッチ回路３４をＦＣシステム４の発電時に導通させ、ＦＣシステム４の動作停止時にスイッチ回路３４を遮断する制御出力を発生するなどの制御が含まれる。
【００８８】
メモリ４０には既述のＯＳなどのプログラムが格納されている。ＲＡＭ４２は情報処理のワークエリアを構成する。入出力部４４は電流センサ１６−２の検出出力の入力や、制御出力の取出しに用いられる。
【００８９】
＜第２の実施の形態の効果＞
【００９０】
(1) ＦＣシステム４が発電出力を生成している場合にＦＣシステム４の停止などの誤判断を回避することができる。つまり、ＦＣシステム４に所定の発電出力が得られていれば、停電時、蓄電システム６の蓄電池２０の充電を確実に行うことでき、給電システム２から電力負荷１４への給電の継続時間を延長できる。
【００９１】
(2) ＦＣシステム４の起動には時間がかかっても、ＦＣシステム４が発電状態に移行すれば、蓄電システム６の蓄電池２０を充電させることできる。
【００９２】
(3) これにより、ＦＣシステム４から連系充電回路８を経て蓄電池２０により多くの充電電力を供給することができる。したがって、停電時、蓄電池２０の蓄電量を維持でき、電力負荷１４に対する電力供給をより長時間に亘って継続できる。
【００９３】
〔他の実施の形態〕
【００９４】
ａ）図６に示すように、表示部４８を備えてもよい。この表示部４８には制御部３６から表示出力を付与することにより、停電状態か給電状態か、ＦＣシステム４の動作状況、待機時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３による待機動作、蓄電池２０の蓄電量を表示してもよい。
【００９５】
ｂ）図７のＡに示すように、Ａ／Ｄ２４は、蓄電システム６側に設置してもよい。
【００９６】
ｃ）図７のＢに示すように、スイッチ回路３４の制御を蓄電システム６側の制御部３０の制御出力によって開閉するようにしてもよい。この場合、制御部３０は図５に示すように、制御部３６と同様の処理を実行するための構成を備えればよい。
【００９７】
ｄ）図７のＣに示すように、蓄電システム６側にＡ／Ｄ２４およびスイッチ回路３４を設置してもよい。
【００９８】
ｅ）図７のＤに示すように、図７のＢに示すシステムでＡ／Ｄ２４を蓄電システム６側に備えてもよい。
【００９９】
ｆ）図７のＥに示すように、図７のＤに示すシステムでスイッチ回路３４を蓄電システム６側に備えてもよい。
【０１００】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は既存のＦＣシステムなどの発電ユニットや、蓄電池システムなどの蓄電ユニットを利用し、発電ユニットの動作確認を確実に行って、その発電出力で蓄電池を充電するので、動作の信頼性が高められ、停電時、長時間の給電を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
２  給電システム
４  ＦＣシステム
６  蓄電システム
８  連系充電回路
１０  系統電源
１２  配電系統
１４  電力負荷
１５  電圧センサ
１６−１、１６−２  電流センサ
１８  連系回路
２０  蓄電池
２２  インバータ
２４  ＡＣ−ＤＣコンバータ
２６  発電部
２８  制御部
３０  制御部
３２  充電経路
３４  スイッチ回路
３６  制御部
３８  プロセッサ
４０  メモリ
４２  ＲＡＭ
４４  入出力部
４６  バス
４８  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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