(57)【要約】  燃料電池システム１２は、複数の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃと外部管理装置１８とを含む。複数の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃは、自装置を、マスターモードとスレーブモードとを含む何れかの動作モードで制御する制御部２４を有し、外部管理装置１８は、負荷１５の消費電力を取得し、この消費電力に基づいて、複数の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの稼働状態を制御するための制御情報を生成してマスターモードで動作する燃料電池装置１６ａに送信する。この装置１６ａは、受信した制御情報に基づいて自装置及び他の燃料電池装置１６ｂ、１６ｃの稼働状態を制御する。
2016208205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力を供給する複数の燃料電池装置と、
外部管理装置と
を備え、
前記複数の燃料電池装置および前記外部管理装置は、ネットワークに接続され相互に通信可能であり、
前記複数の燃料電池装置は、自装置を、自装置及び他の燃料電池装置の稼働状態を制御するマスターモードと、他の燃料電池装置により稼働状態の制御を受けるスレーブモードとを含む何れかの動作モードで制御する制御部を有し、
前記外部管理装置は、前記負荷の消費電力を取得する取得部と、前記消費電力に基づいて、前記複数の燃料電池装置の稼働状態を制御するための制御情報を生成する情報生成部と、前記マスターモードで動作する燃料電池装置に対して前記制御情報を出力する出力部とを有し、
前記マスターモードで動作する燃料電池装置は、前記外部管理装置から出力された前記制御情報に基づいて、自装置及び他の燃料電池装置の前記稼働状態を制御する燃料電池システム。
【請求項２】
前記マスターモードで動作する燃料電池装置は、前記消費電力を監視するエネルギー管理装置から前記消費電力を取得し、前記取得部に送信する請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記複数の燃料電池装置の前記稼働状態は、発電状態および待機状態を含み、前記情報生成部は、前記消費電力に基づき、前記スレーブモードで動作する燃料電池装置の少なくとも一つを前記発電状態と前記待機状態との間での切り替える制御情報を生成する請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記複数の燃料電池装置は、それぞれ自装置の積算稼働時間を計時する計時部、及び、自装置の定格出力値を記憶する記憶部の少なくとも一方を備え、
前記制御部は、
自装置の前記積算稼働時間及び前記定格出力値の少なくとも何れかを、判別情報として取得し、
前記スレーブモードで動作するとき、前記判別情報をマスターモードで動作する燃料電池装置に送信し、
前記マスターモードで動作するとき、自装置から取得した前記判別情報および他の燃料電池装置から受信した前記判別情報を、前記取得部に送信するように構成され、
前記情報生成部は、所定の条件が満たされたとき、前記マスターモードで動作する燃料電池装置から受信した前記複数の燃料電池装置の前記判別情報に基づいて、前記スレーブモードで動作する燃料電池装置の一つを変更後のマスターモードで動作する燃料電池装置として選定し、マスターモードで動作する燃料電池装置を変更するマスター変更指示を生成する請求項１から３の何れか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記情報生成部は、前記判別情報が前記積算稼働時間を含み、前記マスターモードで動作する燃料電池装置の前記積算稼働時間が所定時間を超過したとき、または、前記マスターモードで動作する燃料電池装置に対する停止状態への変更の指示を受けたときを、前記所定の条件が満たされたときとし、前記マスター変更指示を生成する請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記外部管理装置の前記情報生成部は、前記変更後のマスターモードで動作する燃料電池装置として、前記積算稼働時間が最も短い燃料電池装置を選定する請求項４または５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記情報生成部は、前記変更後のマスターモードで動作する燃料電池装置として、前記定格出力値が最大である燃料電池装置を選定する請求項４または５に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記情報生成部は、前記変更後のマスターモードで動作する燃料電池装置として、前記消費電力よりも大きく、かつ、該消費電力に最も近い定格出力値を有する燃料電地装置を選定する請求項４または５に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
負荷の消費電力を取得する取得部と、
前記消費電力に基づいて、複数の燃料電池装置の稼働状態を制御するための制御情報を生成する情報生成部と、
出力部と
を備え、
前記複数の燃料電池装置のそれぞれは、ネットワークに接続され相互に通信可能であり、自装置及び他の燃料電池装置の稼働状態を制御するマスターモード、および、他の燃料電池装置により稼働状態の制御を受けるスレーブモードを含む何れかの動作モードで動作し、且つ、前記負荷に電力を供給し、
前記出力部は前記マスターモードで動作する前記燃料電池装置に対して前記制御情報を出力する外部管理装置。
【請求項１０】
電力を出力する発電部と、
自装置の積算稼働時間を計時する計時部と、
自装置の定格出力値を記憶する記憶部と、
自装置を、自装置及び他の燃料電池装置の稼働状態を制御するマスターモードと、他の燃料電池装置により稼働状態の制御を受けるスレーブモードとを含む、何れかの動作モードで制御する制御部と、
前記スレーブモードで動作するとき、自装置の前記積算稼働時間および自装置の前記定格出力値の少なくとも一方を判別情報として送信する送信部と、
前記マスターモードで動作するとき、他の燃料電池装置から前記判別情報を受信する受信部と
を備え、
前記マスターモードで動作するとき、前記送信部は、外部管理装置に自装置および他の燃料電池装置の判別情報を送信し、前記受信部は、前記外部管理装置から自装置および他の燃料電池装置に対する稼働状態を制御するための制御情報を受信する燃料電池装置。
【請求項１１】
前記マスターモードで動作するとき、前記受信部は、負荷の消費電力を監視するエネルギー管理装置から前記消費電力を取得し、前記送信部は、前記外部管理装置に送信する請求項１０に記載の燃料電池装置。
【請求項１２】
前記自装置および前記他の燃料電池装置の前記稼働状態は、発電状態および待機状態を含み、前記制御情報は、負荷の消費電力に基づき、前記スレーブモードで動作する前記他の燃料電池装置の少なくとも一つを前記発電状態と前記待機状態との間での切り替える制御をするための制御情報である請求項１０または１１に記載の燃料電池装置。
【請求項１３】
負荷の消費電力を取得するステップと、
前記消費電力に基づいて、複数の燃料電池装置の稼働状態を制御するための制御情報を生成するステップと、
マスターモードで動作する燃料電池装置に対して前記制御情報を出力するステップと、
前記マスターモードで動作する燃料電池装置が、前記制御情報に基づいて自装置及び他の燃料電池装置の前記稼働状態を制御するステップと
を含み、
前記複数の燃料電池装置は、ネットワークに接続され相互に通信可能であり、前記負荷に電力を供給し、
前記複数の燃料電池装置は、自装置及び他の燃料電池装置の稼働状態を制御する前記マスターモードと、他の燃料電池装置により稼働状態の制御を受けるスレーブモードとを含む複数の動作モードの何れかで動作する燃料電池装置の制御方法。
【請求項１４】
前記負荷の消費電力を取得するステップは、前記マスターモードで動作する燃料電池装置が、前記負荷の消費電力を監視するエネルギー管理装置から取得した前記消費電力を、該マスターモードで動作する燃料電池装置から受信することを含む請求項１３に記載の燃料電池装置の制御方法。
【請求項１５】
前記複数の燃料電池装置の前記稼働状態は、発電状態および待機状態を含み、前記制御情報を出力するステップは、前記負荷の消費電力に基づき、前記スレーブモードで動作する燃料電池装置の少なくとも一つを前記発電状態と前記待機状態との間での切り替える制御情報を出力することを含む請求項１３または１４に記載の燃料電池装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年６月２６日に出願された日本国特許出願２０１５−１２９１６２号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、複数の燃料電池装置を含む燃料電池システム、外部管理装置、燃料電池装置及び燃料電池装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
需要家施設内の負荷に電力を供給する手段として、例えば、燃料電池装置などの出力を調整可能な発電装置が用いられている。発電装置は出力の向上が求められている。１つ方法としては、複数の発電装置を並列運転させる場合がある。【０００４】
発電装置はそれぞれ対応する制御装置を備えていることが一般的であり、それぞれの制御装置が独自に各発電装置の制御を行なうことが考えられる。しかし、発電装置毎に自装置の制御を行なうことは、複数の発電装置全体の稼働率の向上および各発電装置の寿命の長期化には必ずしも適切ではない。そこで、例えば、特許文献１には、単一の運転制御装置により複数の発電装置の出力を調整することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４７７６５号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示の燃料電池システムは、負荷に電力を供給する複数の燃料電池装置と、外部管理装置とを含む。前記複数の燃料電池装置および前記外部管理装置は、ネットワークに接続され相互に通信可能である。前記複数の燃料電池装置は、自装置を、自装置及び他の燃料電池装置の稼働状態を制御するマスターモードと、他の燃料電池装置により稼働状態の制御を受けるスレーブモードとを含む何れかの動作モードで制御する制御部を有する。前記外部管理装置は、取得部と、情報生成部と、出力部とを含む。前記取得部は、前記負荷の消費電力を取得する。前記情報生成部は、前記消費電力に基づいて、前記複数の燃料電池装置の稼働状態を制御するための制御情報を生成する。前記出力部は、前記マスターモードで動作する燃料電池装置に対して前記制御情報を出力する。前記マスターモードで動作する燃料電池装置は、前記外部管理装置から出力された前記制御情報に基づいて、自装置及び他の燃料電池装置の前記稼働状態を制御する。
【０００７】
また、本開示の外部管理装置は、取得部と情報生成部と出力部とを含む。前記取得部は、負荷の消費電力を取得する。前記情報生成部は、前記消費電力に基づいて、複数の燃料電池装置の稼働状態を制御するための制御情報を生成する。前記複数の燃料電池装置のそれぞれは、ネットワークに接続され相互に通信可能に構成される。前記複数の燃料電池装置のそれぞれは、自装置及び他の燃料電池装置の稼働状態を制御するマスターモード、および、他の燃料電池装置により稼働状態の制御を受けるスレーブモードを含む何れかの動作モードで動作する。前記複数の燃料電池装置のそれぞれは、前記負荷に電力を供給する。前記出力部は前記マスターモードで動作する前記燃料電池装置に対して前記制御情報を出力する。
【０００８】
本開示の燃料電池装置は、発電部と、計時部と、記憶部と、制御部と、送信部と、受信部とを含む。前記発電部は、電力を出力する。前記計時部は、自装置の積算稼働時間を計時する。前記記憶部は、自装置の定格出力値を記憶する。前記制御部は、自装置を、自装置及び他の燃料電池装置の稼働状態を制御するマスターモードと、他の燃料電池装置により稼働状態の制御を受けるスレーブモードとを含む、何れかの動作モードで制御する。前記送信部は、前記スレーブモードで動作するとき、自装置の前記積算稼働時間および自装置の前記定格出力値の少なくとも一方を判別情報として送信する。前記受信部は、前記マスターモードで動作するとき、他の燃料電池装置から前記判別情報を受信する。前記マスターモードで動作するとき、前記送信部は、外部管理装置に自装置および他の燃料電池装置の判別情報を送信する。前記マスターモードで動作するとき、前記受信部は、前記外部管理装置から自装置および他の燃料電池装置に対する稼働状態を制御するための制御情報を受信する。
【０００９】
また、本開示の燃料電池の制御方法は、負荷の消費電力を取得するステップを含む。前記制御方法は、前記消費電力に基づいて、複数の燃料電池装置の稼働状態を制御するための制御情報を生成するステップを含む。前記制御方法は、マスターモードで動作する燃料電池装置に対して前記制御情報を出力するステップを含む。前記制御方法は、前記マスターモードで動作する燃料電池装置が、前記制御情報に基づいて自装置及び他の燃料電池装置の前記稼働状態を制御するステップを含む。前記複数の燃料電池装置は、ネットワークに接続され相互に通信可能に構成される。前記複数の燃料電池装置は、前記負荷に電力を供給する。前記複数の燃料電池装置は、自装置及び他の燃料電池装置の稼働状態を制御する前記マスターモードと、他の燃料電池装置により稼働状態の制御を受けるスレーブモードとを含む複数の動作モードの何れかで動作する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態に係る燃料電池システムを含む電力供給システムの概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、図１の第１〜第３の燃料電池装置の概略的な構成を示す機能ブロック図である
【図３】図３は、図１の外部管理装置の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、外部管理装置の制御部が実行する制御をマスターモードで動作する燃料電池装置及びスレーブモードで動作する燃料電池装置における処理とともに示すフローチャートである。
【図５】図５は、マスターモードで動作する燃料電池装置の処理のフローチャートである。
【図６】図６は、スレーブモードで動作する燃料電池装置の処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は、電力の流れを表す。また、図１において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号または通信される情報の流れを表す。当該破線による制御信号または通信される情報の流れは、有線および無線の何れによるものでもよい。制御信号または情報の通信には、例えば赤外線通信、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離通信方式および電力線搬送通信（ＰＬＣ；Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの種々の方式を用いることができる。
【００１３】
電力供給システム１０は、分電盤１１、燃料電池システム１２及びエネルギー管理装置１３等を含む。
【００１４】
分電盤１１は、燃料電池システム１２および系統１４から供給される電力を複数の支幹に分岐させて負荷１５に分配する。負荷１５とは、電力を消費する電力負荷であり、例えば、同一の需要家施設内で使用される空調機器、照明器具、冷蔵機器などの電力を消費する設備である。負荷１５は、電力センサを有し、自身の消費電力を示す情報（以下、「消費電力」と呼ぶ）を他の構成機器に送信することができる。
【００１５】
燃料電池システム１２は、複数の燃料電池装置、例えば、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの３つの燃料電池装置と外部管理装置１８を含む。以下で、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃを、適宜、燃料電池装置１６ａ〜１６ｃと記載する。これら燃料電池装置１６ａ〜１６ｃは、並列して分電盤１１に電力を出力する。燃料電池装置１６ａ〜１６ｃは相互に通信可能であり、また、負荷１５との通信およびインターネットなどのネットワーク１７を介した外部管理装置１８との通信も可能である。燃料電池システム内の燃料電池装置は、３台に限られず、２台または４台以上の燃料電池装置を含んでもよい。
【００１６】
以下の説明において、適宜第１の燃料電池装置１６ａは、後述するマスターモードで動作し、第２の燃料電池装置１６ｂおよび第３の燃料電池装置１６ｃは、後述するスレーブモードで動作しているものとして説明する。また、適宜前者を「マスター装置１６ａ」と表記し、後者を「スレーブ装置１６ｂ、１６ｃ」等と表記する。しかし、後述するように、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの間で、動作モードは切替え可能である。第１の燃料電池装置１６ａが、スレーブモードで動作し、第２および第３の燃料電池装置１６ｂ、１６ｃの何れか一方が、マスターモードで動作することもある。ここで、本願において「動作モード」とは、燃料電池装置の制御方法の違いにより区別される動作の態様を意味する。
【００１７】
外部管理装置１８は燃料電池システム１２を制御する機器であり、例えば、パソコン、ワークステーション等の汎用のコンピュータに専用の処理プログラムを実装したものでもよく、専用のコンピュータ装置でもよい。また、外部管理装置１８は、ネットワーク１７を介して燃料電池装置１６ａ〜１６ｃとは離れた場所に配置することができ、燃料電池装置１６ａ〜１６ｃを管理対象とするが、同時に、他の複数の施設内の燃料電池装置を管理することもできる。外部管理装置１８は、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの積算稼働時間等の情報を、マスター装置１６ａから受信し、特定の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの状態変更指示などを、マスター装置１６ａに対して送信する。
【００１８】
エネルギー管理装置１３は、施設内のエネルギーを管理する装置である。エネルギー管理装置１３は、例えば、ＥＣＨＯＮＥＴ  Ｌｉｔｅ（登録商標）、ＳＥＰ２．０（Smart Energy Profile 2.0）等の通信規格に基づき、負荷１５を構成する設備から消費電力を収集することができる。エネルギー管理装置１３は、負荷の消費電力を監視する。また、エネルギー管理装置１３は、インテリジェント機能を有する分電盤１１から消費電力を収集するようにしてもよい。
【００１９】
第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの構成について、図２を用いて以下に説明する。図２および以下の説明において、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃのうち任意の燃料電池装置を、適宜燃料電池１６として表記する。燃料電池装置１６は、例えば、固体酸化物形燃料電池装置とすることができるが、常時運転を可能な他の種類の燃料電池装置であってもよい。燃料電池装置１６は、停止状態、待機状態、および発電状態のいずれかの稼働状態に切替え可能である。
【００２０】
本願において「稼働状態」は、燃料電池装置の発電に関する状態を意味する。燃料電池装置１６の稼働状態の中で、発電状態とは、発電を行っている状態を意味する。また、停止状態とは、発電を停止するとともに発電に関連する周辺機器（補機）までも停止し、外部からの電力もほぼ使用しない状態である。停止状態から発電状態へ移行するには、７００°〜１０００°まで電池を昇温するための時間を要する。停止状態の場合、燃料電池装置１６の外部との通信および装置の制御を行う部分は動作している。待機状態は、発電状態へ停止状態の場合よりも短時間で移行可能なように、一部の周辺機器を動作させた状態である。この場合、燃料電池装置１６は、待機状態を維持するために、外部の系統１４から電力の供給を受ける。
【００２１】
燃料電池装置１６は、発電部１９、補機２０、通信部２１、計時部２２、記憶部２３、制御部２４などを含む。通信部２１は、送信部、受信部を含む。
【００２２】
発電部１９は、例えば、リフォーマ、セルスタック、インバータを含む。リフォーマは燃料ガスを改質して水素を生成する。セルスタックは水素を用いて直流電力を発電する。インバータは直流電力を交流電力に変換する。発電部１９は、インバータにおいて変換した交流電力を分電盤１１に出力する。
【００２３】
補機２０は、発電部１９を動かすために必要な周辺機器であって、空気ブロワ、ヒーター等を含む。補機２０には、燃料電池装置１６の発電状態のときのみ動作するもの、待機状態と発電状態の双方で動作するもの、待機状態でのみ動作するもの等がある。燃料電池装置１６の待機状態においては、燃料電池装置１６は補機２０を動作させるための電力を必要とする。燃料電池装置１６の待機状態において、補機２０は、負荷１５の一部として作用する。
【００２４】
通信部２１は、第１の燃料電池装置１６ａと外部機器との間で多様な情報の通信、すなわち送信及び受信を行う。例えば、自装置がマスター装置１６ａの場合、通信部２１は、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃの通信部２１から、積算稼働時間を受信する。また、通信部２１は、エネルギー管理装置１３から、負荷１５の消費電力を受信することができる。さらに、通信部２１は、外部管理装置１８に対して、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの積算稼働時間および／または負荷１５の消費電力を送信することができる。積算稼働時間は、後述する計時部２２により計時される時間である。積算稼働時間は、判別情報の一つである。
【００２５】
一方、自装置がスレーブ装置１６ｂ、１６ｃであるとき、通信部２１は、マスター装置である燃料電池装置１６ａに対して、積算稼働時間を送信する。
【００２６】
さらに、通信部２１は、自装置がマスター装置１６ａであるときには、外部管理装置１８から制御情報を受信し、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃを制御する制御情報を、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃに送信する。また、通信部２１は、自装置がスレーブ装置１６ｂ、１６ｃであるときには、マスター装置１６ａから、自装置の制御情報を受信する。
【００２７】
計時部２２は、例えば、タイマであり、後述する制御部２４の制御のもと、自装置すなわち燃料電池装置１６が稼働を開始した後、発電状態にある時間を積算した積算稼働時間を計時する。この積算稼働時間は、燃料電池装置１６の運用開始後の累積の発電時間を計時するものである。また、計時部２２は、燃料電池装置１６内の複数の構成要素の稼働時間を、それぞれ個別に管理してもよい。以下の例では、燃料電池装置１６ごとに、一つの積算稼働時間が計時されるものとする。
【００２８】
記憶部２３は、フラッシュメモリ等の任意の記憶資源を用いて構成される。記憶部２３は、自装置の定格出力値などの自装置の特性、スレーブモードで動作するときの同じ燃料電池システム１２内のマスター装置の識別情報、マスターモードで動作するときの同じ燃料電池システム１２内のスレーブ装置の識別情報、制御部２４で実行させるプログラムなどを記憶する。
【００２９】
制御部２４は、一つ以上の専用のマイクロプロセッサ、または、特定の機能を実行させるプログラムを読み込んだ汎用のプロセッサを含む。制御部２４は、自装置を構成する各部位、および、マスター装置１６ａにおいては他の燃料電池装置（スレーブ装置１６ｂ、１６ｃ）を制御する。
【００３０】
制御部２４は、自装置を、自装置及び他の燃料電池装置の稼働状態を制御するマスターモードと、他の燃料電池装置により稼働状態の制御を受けるスレーブモードとを含む何れかの動作モードで制御する。例えば、自装置がマスター装置１６ａのとき、制御部２４は、スレーブ装置１６ｂおよび１６ｃの双方または何れかに対して状態変更を指示することができる。また、自装置がスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃのとき、制御部２４は、マスター装置１６ａからの状態変更の指示を受けて、自装置の状態変更を行う。
【００３１】
マスターモードおよびスレーブモードの動作モードは、所定の手続きにより切換えが可能であり、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃは、何れも、マスター装置にもスレーブ装置にも成り得る。ただし、マスターモードで動作する燃料電池装置１６の切換えのときを除き、マスターモードの処理を行うのは、常に燃料電池システム１２内の１台の燃料電池装置とすることができる。ここで、状態変更とは、前述の停止状態、待機状態、および発電状態の間での変更を行うことである。マスターモードの処理を行うとき、制御部２４は自装置である燃料電池装置（マスター装置１６ａ）を、常に発電状態に制御する。
【００３２】
マスターモードの処理を行うマスター装置１６ａの制御部２４は、定期的にスレーブモードで動作する他の燃料電池装置（スレーブ装置１６ｂ，１６ｃ）から、積算稼働時間等の判別情報を取得する。これらの情報の取得は、マスター装置１６ａの制御部２４から通信部２１を介して、スレーブ装置１６ｂ，１６ｃに対し、順次定期的に情報の送信を要求し、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃがこれに応答することにより行うことができる。あるいは、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃが、それぞれ定期的にマスター装置１６ａに対して、自動的に情報送信を行うようにしてもよい。また、マスター装置１６ａの制御部２４は、定期的にエネルギー管理装置１３から負荷１５の消費電力を取得する。
【００３３】
さらにマスターモードの制御を行うとき、マスター装置１６ａの制御部２４は、自装置の計時部２２から取得した積算稼働時間と、スレーブ装置１６ｂおよび１６ｃから取得したそれぞれの装置の積算稼働時間を、通信部２１から外部管理装置１８に送信する。制御部２４は、これらの積算稼働時間を負荷１５の消費電力の情報とともに、外部管理装置１８に送信する。
【００３４】
また、制御部２４は、外部管理装置１８から、「スレーブ状態変更指示」、「マスター変更指示」、及び、「スレーブ停止指示」等の制御情報を受信する。
【００３５】
「スレーブ状態変更指示」を受信したとき、マスター装置１６ａの制御部２４は、外部管理装置１８により指定されたスレーブ装置１６ｂ、１６ｃに対して、外部管理装置１８により指定された状態変更を指示する。
【００３６】
また、「マスター変更指示」を受けたとき、マスター装置１６ａの制御部２４は、外部管理装置１８により変更後のマスター装置として指定されたスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃに対してマスター交代指示を送信する。その後、マスター装置１６ａの制御部２４は、当該スレーブ装置１６ｂまたは１６ｃによるマスター交代処理の完了を待つ。マスター装置１６ａの制御部２４は、指定されたスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃから、マスターモードへの変更が完了した旨を示す「動作モード変更完了通知」を受けると、自らのモードをスレーブモードに変更する。制御部２４は、マスター装置の変更指示を受ける際に、自装置への停止指示を併せて受け得る。その場合は、スレーブモードに変更後に、停止状態へ移行する。
【００３７】
「スレーブ停止指示」を受信したとき、マスター装置１６ａの制御部２４は、外部管理装置１８により指定されたスレーブ装置１６ｂ、１６ｃに対して停止を指示する。
【００３８】
一方、スレーブモードの処理を行うとき、制御部２４は、定期的に自装置、例えば、スレーブ装置１６ｂまたは１６ｃの計時部２２から積算稼働時間（判別情報）を取得する。制御部２４は、これを通信部２１からマスター装置１６ａに送信する。積算稼働時間の送信方法としては、マスター装置１６ａからの要求を受けて応答する方式と、スレーブモードの処理を行う制御部２４から自動的にマスター装置１６ａに対して情報送信イベントを発生する方式の何れであってもよい。
【００３９】
さらに、スレーブモードの処理を行うとき、制御部２４は、マスター装置１６ａへの定期的な情報送信時以外は、マスター装置１６ａからの指示を示す制御情報を待ち受ける。マスター装置１６ａから状態変更指示を受けたときは、指定された状態へ状態を変更する。また、マスター装置１６ａから、マスター交代指示を受けたときは、スレーブモードからマスターモードへ動作モードの変更を行い、動作モードの変更が完了したら、マスター装置１６ａに対して動作モード変更完了通知を、通信部２１を介して送信する。
【００４０】
次に、外部管理装置１８の構成について、図３を用いて以下に説明する。外部管理装置１８は、通信部２５、制御情報生成部２６（以下、情報生成部２６）および入力部２７を含む。通信部２５は、取得部および出力部を兼ねる。
【００４１】
通信部２５は、他の機器との間で情報の送受信を行う。例えば、通信部２５は、燃料電池システム１２のマスター装置１６ａから第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの積算稼働時間および負荷１５の消費電力等の情報を受信する。また、マスター装置１６ａに対し、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃの「状態変更指示」、「マスター変更指示」および「スレーブ停止指示」などの制御情報を送信することができる。さらに、通信部２５は、必要に応じてエネルギー管理装置１３から、マスター装置１６ａを介さず直接消費電力の情報を取得するようにしてもよい。
【００４２】
情報生成部２６は、マスター装置１６ａから受信した、負荷１５の消費電力および第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの積算稼働時間の情報に基づいて、スレーブ装置１６ｂおよび１６ｃの状態の切替えを制御する。
【００４３】
例えば、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの何れも定格出力値が１ｋＷの場合を想定する。第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの全てが発電状態にあり、消費電力が２ｋＷ未満に変化したとき、情報生成部２６はスレーブ装置１６ｂ、１６ｃのうち積算稼働時間の長い燃料電池装置（例えば、第３の燃料電池装置１６ｃとする）を選定する。そして、選定された第３の燃料電池装置１６ｃに対して、待機状態への状態変更を指示する制御情報を生成し、通信部２５からマスター装置１６ａに対してスレーブ状態変更指示として送信させる。ここで、第３の燃料電池装置１６ｃは、待機状態のときも一部の補機２０が稼働して電力を消費するため、負荷１５の消費電力には待機状態の燃料電池装置１６ｃの消費電力が考慮されるべきである。
【００４４】
また、マスター装置１６ａおよびスレーブ装置１６ｂが発電状態であり、スレーブ装置１６ｃが待機状態にあり、消費電力が２ｋＷ以上に上昇したときを想定する。このような場合、情報生成部２６は、待機状態のスレーブ装置１６ｃに対して発電状態への状態変更を指示する制御情報を生成し、通信部２５からマスター装置１６ａに対してスレーブ状態変更指示として送信させる。
【００４５】
マスター装置１６ａの積算稼働時間が、予め定められた閾値（所定時間）を超えた場合、情報生成部２６は、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃから、積算稼働時間が短い方の燃料電池（例えば、燃料電池装置１６ｂとする）を新たなマスター装置として選定する。情報生成部２６は、新たなマスター装置１６ｂの識別子を含むマスター変更指示を、マスター装置１６ａに送信する。ここで、各燃料電池装置１６の積算稼働時間に対して、複数の閾値が設けられており、積算稼働時間がこれらの閾値を超過する度に、マスター装置を、積算稼働時間が最も短い燃料電池装置と交代する。このようにして、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの積算稼働時間が極端に偏らないようにすることができる。
【００４６】
マスター装置１６ａの積算稼働時間が予め定められた閾値を超えない場合でも、マスター停止指示を受けたとき、情報生成部２６は、閾値を超えた場合と同様に、新たなマスター装置１６ｂを選定する。情報生成部２６は、新たなマスター装置１６ｂの識別子を含むマスター変更指示を、マスター装置１６ａに送信する。マスター停止指示は、例えば、外部管理装置１８において、キーボード、タッチパネルなどの入力部２７から入力される。または、マスター停止指示は、マスター装置１６ａが、自己診断を行った結果停止を決定する場合、マスター装置１６ａの停止用のボタンが操作された場合等、種々の場合に、マスター装置１６ａから外部管理装置１８に対して送信することもできる。
【００４７】
さらに、スレーブ装置（例えば、燃料電池装置１６ｂとする）について、スレーブ停止指示を受けたとき、情報生成部２６は、消費電力を満たすため、他のスレーブ装置（例えば、燃料電池装置１６ｃとする）を、待機状態から発電状態に変更すべきか判断する。情報生成部２６は、スレーブ停止指示を受けた燃料電池装置１６ｂについてのスレーブ停止指示を含む制御情報を、マスター装置１６ａに送信する。情報生成部２６は、必要ならば、他のスレーブモードで動作する燃料電池１６ｃについての発電状態への状態変更を示すスレーブ状態変更指示とともに、上記制御情報をマスター装置１６ａに送信する。情報生成部２６に対するスレーブ停止指示も、外部管理装置１８の入力部２７から入力される場合、または、マスター装置１６ａから、外部管理装置１８に対して送信される場合等があり得る。
【００４８】
次に、外部管理装置１８が実行する燃料電池システム１２の稼働制御の例について図４〜図６のフローチャートを用いて説明する。図４〜図６に示したフローチャートは一例であり、処理の順序および内容を変更することができる。図４のフローチャートにおいて、マスター装置１６ａの処理およびスレーブ装置１６ｂ、１６ｃの処理は、外部管理装置１８と関連する処理を中心に抜き出して記載している。図５及び図６において、同一の処理ステップには、図４のフローチャートに示した処理ステップの番号と同じ番号を用いて処理内容を示している。
【００４９】
［情報収集］
情報生成部２６は、所定の周期、例えば１分毎に、負荷１５の消費電力および第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの積算稼働時間（判別情報）を受信する（ステップＳ１０１）。この消費電力は、ステップＳ１０１よりも前にマスター装置１６ａが、エネルギー管理装置１３から取得する（ステップＳ２０１）。
【００５０】
また、積算稼働時間については、ステップＳ１０１より前に、まず、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃが、それぞれの計時部２２が保持する積算稼働時間を取得して、マスター装置１６ａに対して送信する（ステップＳ３０１）。マスター装置１６ａは、この積算稼働時間を受信するとともに、自装置の積算稼働時間も計時部２２から取得する（ステップＳ２０２）。マスター装置１６ａは、ステップＳ２０１で取得した消費電力およびステップＳ２０２で取得した各燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの積算稼働時間を、外部管理装置１８に対して送信する（ステップＳ２０３）。
【００５１】
このとき、マスター装置１６ａは、各燃料電池装置１６ａ〜１６ｃのその時点における稼働状態の情報、すなわち、発電状態、待機状態、停止状態の何れであるかの情報、発電状態の場合の出力、待機状態の場合の消費電力等を取得してよい。マスター装置１６ａは、これらの取得した情報を併せて外部管理装置１８に通知するようにしてもよい。
【００５２】
図５のマスター装置１６ａの処理のフローチャートにおいて、ステップＳ２０１からステップＳ２０３の処理は、外部管理装置１８の情報生成部２６がステップＳ１０１で消費電力および積算稼働時間を収集する所定の周期に同期して、繰り返し実行される。ステップＳ２０３の完了後、次のステップＳ２０１の処理を行うまで、マスター装置１６ａは、外部管理装置１８からの指示を待って待機する（ステップＳ２０４）。外部管理装置１８からの指示を受信した場合は、その内容に従って各処理を実行する（ステップＳ２０５）。
【００５３】
また、図６のスレーブ装置１６ｂ、１６ｃの処理を示すフローチャートにおいても、ステップＳ３０１の処理は、所定の周期で繰り返し実行される。ステップＳ３０１の完了後、次にステップＳ３０１の処理を行うまで、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃは、マスター装置１６ａからの指示を待って待機する（ステップＳ３０２）。マスター装置１６ａからの指示を受信した場合は、その内容に従って各処理を実行する（ステップＳ３０３）。
【００５４】
マスター装置１６ａは、消費電力と積算稼働時間との両情報を、同時に外部管理装置１８に送信するのではなく、個別に送信してもよい。また、これらの情報を個別に受信する場合、消費電力を受信したとき、外部管理装置１８は後述するステップＳ１０２〜Ｓ１０３の処理を実行することができる。積算稼働時間を受信したとき、外部管理装置１８は、後述するステップＳ１０４〜Ｓ１０６を実行するようにすることができる。
【００５５】
［スレーブ状態変更］
図４に戻り、外部管理装置１８の情報生成部２６は、負荷１５の消費電力に基づいてスレーブ装置１６ｂ、１６ｃの稼働状態の状態変更が必要か判断する（ステップＳ１０２）。状態変更が必要と判断すれば、情報生成部２６は、状態の変更を指示する制御情報を生成し、通信部２５からマスター装置１６ａに送信する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０２で状態変更が必要ではないと判断すれば、ステップＳ１０４に進む。
【００５６】
稼働している燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの発電量に比べ、負荷１５の消費電力が小さく、且つ、発電状態の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの数が多いと判断される場合、情報生成部２６は状態変更の指示を出す。状態変更の指示は、何れかのスレーブ装置１６ｂ、１６ｃを、発電状態から待機状態へ変更する指示を含む。その逆の場合は、待機状態から発電状態へ変更する指示を出す。発電状態から待機状態へ変更するスレーブ装置１６ｂ、１６ｃは、積算稼働時間がより長いものを選定する。また、待機状態から発電状態へ変更するスレーブ装置１６ｂ、１６ｃが複数の燃料電池から選択できるときは、積算稼働時間が短いものを選定する。そのようにすることによって、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃ間の積算稼働時間を平準化することができる。
【００５７】
図４および図５に示すように、外部管理装置１８から送信されたスレーブ装置１６ｂ、１６ｃの状態変更指示は、マスター装置１６ａにより受信される（ステップＳ２０６）。マスター装置１６ａは、受信した制御情報に含まれる、状態変更の対象となるスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃに対して、外部管理装置１８からの指示に従い状態変更指示を送信する（ステップＳ２０６）。
【００５８】
図４および図６に示すように、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃは、マスター装置１６ａから状態変更指示を受信すると（ステップＳ３０４）、その指示に従い、発電状態から待機状態へ、または、待機状態から発電状態へ状態変更を実行する（ステップＳ３０５）。また、図４〜図６のフローチャートには記載していないが、状態変更が完了すると、スレーブ装置１６ｂ、１６ｃは、マスター装置１６ａに対して変更完了を通知することができる。変更完了の通知を受けたマスター装置１６ａは、さらに、外部管理装置１８に対してスレーブ状態変更指示の完了を通知するようにしてもよい。これにより、外部管理装置１８は、常に、各燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの最新の稼働状態を更新して保持することができる。
【００５９】
［マスター変更］
次に、外部管理装置１８の情報生成部２６は、ステップＳ１０１で取得したマスター装置１６ａの積算稼働時間を所定の稼働時間の閾値と比較する。積算稼働時間が閾値を超えるときは、マスター変更指示の送信（ステップＳ１０６）に進む。積算稼働時間が閾値以下の場合は、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、情報生成部２６は、マスター停止指示を受信しているか否かを判断する。マスター停止指示を受信していれば、マスター変更指示の送信（ステップＳ１０６）に進む。マスター停止指示を受信していなければ、ステップＳ１０７に進む。
【００６０】
ステップＳ１０６において、外部管理装置１８の情報生成部２６は、マスターの変更を指示する制御情報を生成し、マスター装置１６ａに送信する。マスター変更指示の制御情報には、変更後の新たなマスター装置および現在のマスター装置の変更後の稼働状態を含む。マスター装置１６ａの停止を指示するステップＳ１０５を経てステップＳ１０６を実行する場合、変更後の燃料電池装置１６ａの稼働状態は停止状態となる。情報生成部２６は、変更後の新たなマスター装置として、ステップＳ１０１で受信した各燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの積算稼働時間から、最も積算稼働時間の短い燃料電池装置１６ｂまたは１６ｃを選定する。
【００６１】
外部管理装置１８から送信されたマスター変更指示の制御情報は、マスター装置１６ａにより受信される（ステップＳ２０８）。マスター装置１６ａは、受信した制御情報に含まれる、変更後の新たなマスター装置となるスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃに対して、マスター交代指示の制御情報を送信する（ステップＳ２０９）。その後、マスター装置１６ａは、マスター交代指示を受けたスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃからの動作モード変更完了の通知を待つ待機状態となる（ステップＳ２１０）。
【００６２】
変更後の新たなマスター装置となるスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃ（以下、「変更後のマスター装置」とする）は、マスター交代指示の制御情報を受信すると（ステップＳ３０６）、以下のように自装置をマスター装置に変更する。まず、変更後のマスター装置となるスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃは、稼働状態が発電状態にあることを確認し、稼働状態が停止状態または待機状態のときは、発電状態に状態を変更する。稼働状態が発電状態にあることが確認されると、変更後のマスター装置となるスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃは、制御部２４の動作モードをマスターモードに切り替える（ステップＳ３０７）。その後、変更後のマスター装置は、動作モードの変更が完了したことを示す動作モード変更完了通知を、マスター交代指示を出したマスター装置１６ａ（以下、「変更前のマスター装置」とする）および他のスレーブ装置に送信する（ステップＳ３０８）。他のスレーブ装置への通知は、動作モード変更完了通知を受けた、変更前のマスター装置１６ａが行ってもよい。
【００６３】
変更前のマスター装置は、動作モード変更完了通知を受信すると（ステップＳ２１１）、自装置の制御部２４の動作モードをスレーブモードに切り替え、マスター変更指示に含まれる変更後の稼働状態の情報に従い、稼働状態を変更する（ステップＳ２１２）。図４、５には記載していないが、変更前のマスター装置または変更後のマスター装置は、マスター装置の変更が完了したことを外部管理装置１８に通知してもよい。
【００６４】
ステップＳ２１２およびステップＳ３０７で、マスター装置が変更された場合、第１の燃料電池装置１６ａはマスターではなくなる。以下の説明では、簡単のために引き続き第１の燃料電池装置１６ａをマスター装置１８ａとし、第２および第３の燃料電池装置１６ｂ、１６ｃをスレーブ装置１６ｂ、１６ｃとして説明する。
【００６５】
［スレーブ停止］
次に、外部管理装置１８に対するスレーブ停止指示がある場合（ステップＳ１０７）、情報生成部２６は、スレーブ停止指示の制御情報を生成しマスター装置１６ａに送信する（ステップＳ１０８）。スレーブ停止指示の制御情報には、停止の対象となるスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃの識別情報を含む。
【００６６】
マスター装置１６ａは、スレーブ停止指示を受信すると（ステップＳ２１３）、停止の対象となるスレーブ装置１６ｂまたは１６ｃに対して、停止指示の制御情報を送信する（ステップＳ２１４）。
【００６７】
スレーブ装置１６ｂまたは１６ｃは停止指示を受信すると（ステップＳ３０９）、稼働状態を発電状態または待機状態から、停止状態へと変更し停止する（ステップＳ３１０）。図４〜図６に記載していないが、スレーブ装置１６ｂまたは１６ｃは、停止が完了すると、マスター装置１６ａに対して、停止完了を通知することができる。また、これを受けてマスター装置１６ａは、外部管理装置１８に対して、スレーブ停止指示が完了したことを通知することができる。
【００６８】
ステップＳ１０７でマスター停止指示が無いとき、または、ステップＳ１０８の処理が終了した後、外部管理装置１８の停止が指示されていない限り（ステップＳ１０９）、外部管理装置１８は、上記の各処理ステップＳ１０１からＳ１０８を繰り返し実行する。
【００６９】
複数の発電装置のうち常に同一の発電装置をマスター装置とし、他の発電装置をスレーブ装置として運転した場合、マスター装置が待機状態となっているときに停電が発生すると、燃料電池システム全体が動作できなくなるおそれがある。一方、以上のような構成により、本開示の燃料電池装置システムによれば、並列に設けられた複数台の燃料電池装置載の制御部は、マスターモードとスレーブモードとの何れの動作モードでも動作することができる。これにより、複数の燃料電池装置間でマスター装置を切り替えることができ、マスター装置を常に発電状態としているので、停電の際にマスター装置が動作しなくなることはない。また、マスター装置に障害が発生した時には、マスター装置を他の燃料電池装置に切り替えることができる。外部管理装置がマスター装置とスレーブ装置を切り替えることにより、一台の燃料電池装置のみが常時発電を続けることがなく、燃料電池システム全体の寿命が短くなりにくくなる。また、外部管理装置の制御により、負荷の消費電力に応じて燃料電池装置の稼働状態を制御するので、必要な電力を効率的に発電可能である。
【００７０】
また、マスター装置のメンテナンスのために制御部も含めて停止するときに、マスター装置を変更することにより、他の燃料電池装置を停止する必要が無いので、複数の燃料電池装置全体の稼働率が向上する。さらに、マスター装置として用いられている燃料電池装置は、常時発電状態となっている。このため、仮に系統に停電が発生した場合でも、本燃料電池システムの発電は維持される。
【００７１】
また、マスター装置を介して外部管理装置により各燃料電池装置を制御するので、マスター装置が変更されたり、各燃料電池装置の稼働状態が変更されたりしても、常に同じ外部管理装置を用いて燃料電池システムを安定的に制御することができる。さらに、外部管理装置は、ネットワークを介して遠隔地に配置することもできるので、燃料電池システムの遠隔監視が可能である。また、外部管理装置はマスター装置を介して各燃料電池装置を制御するので、各燃料電池装置と外部管理装置とが、それぞれ個別に通信を行うよりも、通信量を削減することが可能になる。
【００７２】
さらに、本実施形態の燃料電池装置の制御方法によれば、積算稼働時間の最も短い燃料電池装置がマスター装置に選定される。これにより、複数の燃料電池装置それぞれが平均的にマスター装置に選定されることになるので、さらなる稼働率の向上、および寿命縮小の抑制が達成され得る。
【００７３】
さらに、本実施形態の燃料電池装置の制御方法によれば、マスター装置に選定された燃料電池装置の積算稼働時間が閾値を超えるときに、新規なマスター装置の選定を行うので、マスター装置の交替時期が適切化され得る。したがって、マスター装置の急停止などによる稼働率の低下および当該マスター装置の寿命縮小を低減可能である。
【００７４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。
上記第１実施形態では、外部管理装置１８がステップＳ１０６において、変更後の新たなマスター装置となる燃料電池装置を決定するために使用する判別情報として、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの積算稼働時間を使用した。本実施形態では、判別情報として、各燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの定格出力値を使用する。本実施形態は、第１実施の形態と、図１〜図３に示した装置およびシステムの構成、並びに、図４〜６に示した処理のフローチャートに示される処理の範囲では、第１実施形態と共通する。以下では、これらの図を参照しながら、第１実施形態との違いについてのみ説明する。また、同一または対応する構成要素は第１実施形態と同じ構成要素の参照符号を用いる。
【００７５】
第１実施形態において、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの定格出力値は互いに等しく１ｋＷであった。これに対して、本実施形態では、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの定格出力値は、表１に示すように異なる。
【００７６】
【表１】
2016208205.tif 000003
【００７７】
これらの定格出力値は、第１〜第３の燃料電池装置１６ａ〜１６ｃの記憶部２３に予め記憶される。第２および第３の燃料電池装置（スレーブ装置）１６ｂ、１６ｃは、ステップＳ３０１の判別情報を送信するステップで、判別情報を第１の燃料電池装置（マスター装置）１６ａに送信する。判別情報は、計時部２２から取得した積算稼働時間とともに、記憶部２３から取得した定格出力値を含む。
【００７８】
マスター装置１６ａは、ステップＳ２０２でこの判別情報を受信し、ステップＳ２０３で、負荷１５の消費電力とともに、この判別情報を外部管理装置１８に送信する。これにより、外部管理装置１８は、ステップＳ１０１で定格出力値を含む判別情報を取得する。
【００７９】
外部管理装置１８は、定格出力値を以下のように使用する。まず、ステップＳ１０２、Ｓ１０３において、負荷１５の消費電力および第２および第３の燃料電池装置（スレーブ装置）１６ｂ、１６ｃの状態変更が必要か否かを、定格出力値に基づいて判断する。例えば、第１の燃料電池装置（マスター装置）１６ａと第３の燃料電池装置１６ｃが発電状態で、第２の燃料電池装置１６ｂが、待機状態の場合を仮定する。外部管理装置１８は、ステップＳ１０１で取得する負荷１５の消費電力が、２３００Ｗを超えた場合、あるいは、超えることが予測される場合、ステップＳ１０３で第２の燃料電池装置１６ｂについては稼働状態を発電状態に変更する。また、外部管理装置１８は、第３の燃料電池装置１６ｃについては稼働状態を待機状態に変更する指示を送信する。このようにすることによって、燃料電池システム１２の出力を、負荷１５の消費電力に合わせて適切な値に設定することが可能になる。
【００８０】
また、定格出力値の情報は、マスター装置を変更する際の変更後のマスター装置を選定する処理にも使用できる。ステップＳ１０６のマスター変更指示の送信ステップにおいて、外部管理装置１８は、第２および第３の燃料電池装置（スレーブ装置）１６ｂ、１６ｃのうち、定格出力値が最大のものを変更後のマスター装置に選定することができる。このようにすることで、使用可能な燃料電池装置のうち、最大の定格出力値を有するものを、常にマスター装置として使用することができる。
【００８１】
あるいは、外部管理装置１８は、変更後のマスター装置として、ステップＳ１０１で取得した消費電力よりも大きく、かつ、消費電力に最も近い定格出力値を有する燃料電地装置を選定することもできる。例えば、消費電力が６００Ｗであれば、第２の燃料電池装置１６ｂをマスター装置として選択する。
【００８２】
また、外部管理装置１８は、負荷１５の消費電力の変動パターンを蓄積して、これを変更後のマスター装置の選定に利用できる。変動のパターンとは、例えば１日間、１週間、１カ月間等の消費電力の変動パターンなどである。ステップＳ１０６の変更指示の送信ステップにおいては、変動パターンに対して燃料電池システムの仕様効率が最適になるように、変更後のマスター装置を選定する。例えば、一日の中で消費電力が最低となる時間帯があれば、変更後のマスター装置は、その時間帯の消費電力より大きく、かつ、その消費電力に近い定格出力値を有する燃料電池装置を選択することができる。
【００８３】
このように、本実施の形態によれば、燃料電池装置の定格出力値の違いに応じて、燃料電池システム１２の最適な出力が得られるように、稼働状態の状態変更および／または動作モードの変更を行うことができる。
【００８４】
本開示は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、負荷を構成する装置は、自身の消費電力をエネルギー管理装置に送信し、この消費電力をエネルギー管理装置がマスター装置に送信するものとしたが、これには限られない。例えば、マスター装置が、直接負荷から消費電力を取得してもよい。エネルギー管理装置が取得した消費電力の情報は、マスター装置を介して、外部管理装置に送信されるものとした。複数の実施形態の一つにおいて、外部管理装置は、消費電力の情報を直接エネルギー管理装置から取得するようにしてもよい。
【００８５】
外部管理装置の情報生成部が行うステップＳ１０２におけるスレーブ装置の状態変更は、発電状態と待機状態との間のみで行うものではなく、停止状態と、発電状態または待機状態との間で行うこともできる。例えば、外部管理装置は時計を有し、電力需要の小さい深夜から早朝の時間帯にかけて、待機状態のスレーブ装置を停止状態となるように状態変更することもできる。
【００８６】
燃料電池装置の動作モードとしては、マスターモードとスレーブモードとを挙げたが、動作モードはこれだけに限られない。例えば、燃料電池装置を始めて起動する時は、それぞれの燃料電池装置が、外部管理装置と通信を行うことにより判別情報を送信し、これによって外部管理装置がマスターとなる燃料電池装置を決定するようにすることができる。このように、燃料電池装置は、起動時専用の動作モードを有することができる。また、何らかの理由でマスター装置とスレーブ装置との通信が不通になった場合等に、それぞれの燃料電池装置を独立して動作させることもあり得る。したがって、燃料電池装置はそのようなエラー発生時の単独運転モードを有することができる。
【００８７】
外部管理装置がマスター変更指示を出すのは、マスターモードで動作する燃料電池装置の積算稼働時間が所定時間を超過したとき、および、マスターモードで動作する燃料電池装置に対する停止状態への変更の指示を受けたときに限られない。例えば、燃料電池装置ごとに定格出力値に差異がある場合、外部管理装置は、負荷の消費電力を一定期間継続して監視する。その後、外部管理装置は、常時発電を行うマスターモードで動作する燃料電池装置を、消費電力に対して最適な定格出力値を有するものに変更するため、変更指示を出すようにすることもできる。
【００８８】
外部管理装置は、施設外に配置されネットワークを介して接続された外部管理装置を用いるものとした。複数の実施形態の一つにおいて、外部管理装置はこのような施設外部ではなく、同一の施設内に配置することもできる。
【００８９】
さらに、外部管理装置の上位システムを設けてもよい。上位システムに対して、外部管理システムは、マスター装置から取得した積算稼働時間や消費電力の情報を送信し、上位システムにおいて、各燃料電池装置の稼働時間等を集計し、監視する。これにより、上位システムは、稼働状態の変更指示、マスター装置とスレーブ装置との変更、燃料電池装置の停止等の指示の生成を行う。外部管理装置はこの上位システムから通信部を介してこれらの指示の実行を受付ける。このようにすることによって、上位システムから、複数の燃料電池システムを集中管理することが可能になる。
【符号の説明】
【００９０】
１０    電力供給システム
１１    分電盤
１２    燃料電池システム
１３    エネルギー管理装置
１４    系統
１５    負荷
１６    燃料電池装置
１６ａ    第１の燃料電池装置（マスター装置）
１６ｂ    第２の燃料電池装置（スレーブ装置）
１６ｃ    第３の燃料電池装置（スレーブ装置）
１７    ネットワーク
１８    外部管理装置
１９    発電部
２０    補機
２１    通信部（受信部、送信部）
２２    計時部
２３    記憶部
２４    制御部
２５    通信部（取得部、出力部）
２６    情報生成部
２７    入力部
【図１】
2016208205.tif 000004
【図２】
2016208205.tif 000005
【図３】
2016208205.tif 000006
【図４】
2016208205.tif 000007
【図５】
2016208205.tif 000008
【図６】
2016208205.tif 000009
【国際調査報告】
2016208205.tif 000010
2016208205.tif 000011
2016208205.tif 000012
2016208205.tif 000013