(57)【要約】  電力供給装置は、第１の発電ユニットおよび第２の発電ユニットを含む複数の発電ユニットが出力する電力の供給を制御する制御部を備え、制御部は、電力の供給を開始する際、第１の発電ユニットの動作を開始させて、第１の発電ユニットが発電する電力によって、第２の発電ユニットの動作を開始させるように制御する制御部を備える。
2016121389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発電ユニットおよび第２の発電ユニットを含む複数の発電ユニットが出力する電力の供給を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記電力の供給を開始する際、前記第１の発電ユニットの動作を開始させて、当該第１の発電ユニットが発電する電力によって、前記第２の発電ユニットの動作を開始させるように制御する、電力供給装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の発電ユニットが発電する電力によって、前記複数の発電ユニットのうち前記第１の発電ユニットおよび前記第２の発電ユニット以外のものの動作を開始させるように制御する、請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記制御部は、系統および蓄電池の少なくとも一方の電源からの電力によって、前記第１の発電ユニットの動作を開始させるように制御する、請求項１または２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電力の供給を停止する際、前記第１の発電ユニットおよび前記第２の発電ユニットのうち一方の発電ユニットが出力する電力を他方の発電ユニットに供給しつつ、当該他方の発電ユニットの出力を停止させるように制御する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記制御部は、系統および蓄電池の少なくとも一方の電源からの電力によって、前記一方の発電ユニットの出力を停止させるように制御する、請求項４に記載の電力供給装置。
【請求項６】
第１の発電ユニットおよび第２の発電ユニットを含む複数の発電ユニットと、
前記複数の発電ユニットが出力する電力を供給する電力供給装置と、を含む電力供給システムであって、
前記電力供給装置は、前記電力の供給を開始する際、前記第１の発電ユニットの動作を開始させて、当該第１の発電ユニットが発電する電力によって、前記第２の発電ユニットの動作を開始させるように制御する制御部を含む、電力供給システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１の発電ユニットが発電する電力によって、前記複数の発電ユニットのうち前記第１の発電ユニットおよび前記第２の発電ユニット以外のものの動作を開始させるように制御する、請求項６に記載の電力供給システム。
【請求項８】
前記制御部は、系統および蓄電池の少なくとも一方の電源からの電力によって、前記第１の発電ユニットの動作を開始させるように制御する、請求項６または７に記載の電力供給システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記電力の供給を停止する際、前記第１の発電ユニットおよび前記第２の発電ユニットのうち一方の発電ユニットが出力する電力を他方の発電ユニットに供給しつつ、当該他方の発電ユニットの出力を停止させるように制御する、請求項６から８のいずれか一項に記載の電力供給システム。
【請求項１０】
前記制御部は、系統および蓄電池の少なくとも一方の電源からの電力によって、前記一方の発電ユニットの出力を停止させるように制御する、請求項９に記載の電力供給システム。
【請求項１１】
第１の発電ユニットおよび第２の発電ユニットを含む複数の発電ユニットと、
前記複数の発電ユニットが出力する電力を供給する電力供給装置と、を含む電力供給システムにおける電力供給方法であって、
前記電力の供給を開始する際、前記第１の発電ユニットの動作を開始させる第１ステップと、
該第１ステップの後、
前記第１の発電ユニットが発電する電力によって、前記第２の発電ユニットの動作を開始させる第２ステップと、
を含む、電力供給方法。
【請求項１２】
前記第２ステップにおいて、前記第１の発電ユニットが発電する電力によって、前記複数の発電ユニットのうち前記第１の発電ユニットおよび前記第２の発電ユニット以外のものの動作を開始させる、請求項１１に記載の電力供給方法。
【請求項１３】
前記第１ステップにおいて、系統および蓄電池の少なくとも一方の電源からの電力によって、前記第１の発電ユニットの動作を開始させる、請求項１１または１２に記載の電力供給方法。
【請求項１４】
前記電力の供給を停止する際、前記第１の発電ユニットおよび前記第２の発電ユニットのうち一方の発電ユニットが出力する電力を他方の発電ユニットに供給しつつ、当該他方の発電ユニットの出力を停止させる、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電力供給方法。
【請求項１５】
系統および蓄電池の少なくとも一方の電源からの電力によって、前記一方の発電ユニットの出力を停止させる、請求項１４に記載の電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願へのクロスリファレンス】
【０００１】
本出願は、２０１５年１月２７日に出願された日本国特許出願第２０１５−１３５６３号に基づく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】
本発明は、電力供給装置、電力供給システム、および電力供給方法に関する。より詳細には、本発明は、例えば燃料電池のような複数の発電ユニットが出力する電力を供給する電力供給装置、このような電力供給装置を含む電力供給システム、および、このようなシステムにおける電力供給方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、例えば太陽電池および燃料電池のような複数の分散型電源を発電ユニットとして接続し、これらの発電ユニットが出力する電力を供給するシステムが研究されている。このような分散型電源として用いられる発電ユニットには、例えば固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）および固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）などのような燃料電池がある。このような燃料電池ユニットを分散型電源として複数採用するシステムも提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、燃料電池ユニットなどの複数の発電ユニットを起動するためには、比較的大きな電力が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８３０９０号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点に係る電力供給装置は、
第１の発電ユニットおよび第２の発電ユニットを含む複数の発電ユニットが出力する電力の供給を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記電力の供給を開始する際、前記第１の発電ユニットの動作を開始させて、当該第１の発電ユニットが発電する電力によって、前記第２の発電ユニットの動作を開始させるように制御する制御部を備える。【０００６】
また、第２の観点に係る電力供給システムは、
第１の発電ユニットおよび第２の発電ユニットを含む複数の発電ユニットと、
前記複数の発電ユニットが出力する電力を供給する電力供給装置と、を含む電力供給システムであって、
前記電力供給装置は、前記電力の供給を開始する際、前記第１の発電ユニットの動作を開始させて、当該第１の発電ユニットが発電する電力によって、前記第２の発電ユニットの動作を開始させるように制御する制御部を含む。【０００７】
また、３の観点に係る電力供給方法は、
第１の発電ユニットおよび第２の発電ユニットを含む複数の発電ユニットと、
前記複数の発電ユニットが出力する電力を供給する電力供給装置と、を含む電力供給システムにおける電力供給方法であって、
前記電力の供給を開始する際、前記第１の発電ユニットの動作を開始させる第１ステップと、
該第１ステップの後、
前記第１の発電ユニットが発電する電力によって、前記第２の発電ユニットの動作を開始させる第２ステップと、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力供給システムを概略的に示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電力供給システムにおける補機電力供給部を説明する機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電力供給装置の動作の例を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る電力供給装置の動作の例を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電力供給装置の動作の他の例を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る電力供給装置の動作の他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る電力供給装置を含む電力供給システムを概略的に示す機能ブロック図である。図１において、実線は主に電力の経路を示し、破線は主に制御信号または各種情報を通信する信号の経路を示す。以下の説明において、従来よく知られている要素および機能部については、適宜、説明を簡略化または省略する。
【００１０】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電力供給システム１は、電力供給装置５、第１の発電ユニット２０Ａ、および第２の発電ユニット２０Ｂ、を含んで構成される。また、本発明の一実施形態に係る電力供給装置５は、インバータ（パワーコンディショナ）３０および制御部１０を備えている。本実施形態において、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂは、例えば固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）、および固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）などで構成される燃料電池ユニットとすることができる。以下、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂは、ＳＯＦＣまたはＰＥＦＣのような燃料電池ユニットを想定して説明するが、本発明に係る第１および第２の発電ユニットは、このような燃料電池に限定されるものではない。
【００１１】
図１において、電力供給システム１は、複数の分散型電源として、第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂの２つの発電ユニットを含む例を示してある。しかしながら、本発明の一実施形態に係る電力供給システム１は、任意の複数の分散型電源を含んで構成することができる。すなわち、本実施形態に係る電力供給システム１は、最小限の構成としては、第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂのような２つの発電ユニットのみを分散型電源として含んで構成することができる。また、例えば、電力供給システム１は、１つの発電電力が７００Ｗの発電ユニットを４つ接続して、システム全体として約３ｋＷの出力を達成するように構成することもできる。他の構成として、本発明の一実施形態に係る電力供給システム１は、第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂの他にも、燃料電池、太陽電池、および蓄電池のような任意の分散型電源を、任意の個数含んで構成することができる。以下、本実施形態に係る電力供給システム１は、第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂの２つの発電ユニットを含むものとして説明する。
【００１２】
図１に示すように、電力供給装置５のインバータ３０は、複数の分散型電源、すなわち第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂに接続され、さらに、補機電力供給部４０、負荷５０、および系統６０に接続される。このような構成によって、電力供給装置５は、複数の分散型電源から出力される電力を制御して、負荷５０に供給する。ここで、電力供給装置５は、系統６０に連系して、負荷５０に供給する電力を直流から交流に変換する。このように電力供給装置５が電力の変換を行うための構成は、従来のインバータ（パワーコンディショナ）と同様の構成を含む要素を採用することができる。
【００１３】
電力供給装置５のインバータ３０は、入力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータなどを備えている。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータは、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂなどの分散型電源から出力される直流の電力を昇圧または降圧するなどの調整を行う。ＤＣ／ＡＣインバータは、ＤＣ／ＤＣコンバータが電圧を調整した直流の電力を交流に変換して出力する。また、このインバータ３０は、双方向インバータとして、例えば系統６０から買電した交流電力を直流電力に変換して、例えば蓄電池などに充電することもできる。これらＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータは、一般的によく知られた構成とすることができるため、より詳細な説明は省略する。
【００１４】
電力供給装置５の制御部１０は、電力供給装置５の各機能部をはじめとして電力供給装置５の全体を制御および管理する。特に、本実施形態において、制御部１０は、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂ、インバータ３０、および補機電力供給部４０に対して、各種の制御を行う。制御部１０は、例えばマイコンまたはプロセッサ（ＣＰＵ）などの任意の処理装置で構成することができる。また、制御部１０は、各種プログラムおよび種々の情報を記憶するメモリも備えるものとして、以下説明する。このメモリは、制御部１０が行うデータ解析および各種の演算処理などを行う際のアルゴリズム、およびルックアップテーブル（ＬＵＴ）のような各種の参照テーブルなども記憶する。
【００１５】
特に、本実施形態において、制御部１０は、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂ、インバータ３０、および補機電力供給部４０に対して、各種の制御を行う。例えば、制御部１０は、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂから入力される直流電力を制御することにより、インバータ３０から出力される交流電力を制御することができる。また、制御部１０は、蓄電池が接続されている場合には、インバータ３０に入力される交流電力を制御することにより、蓄電池に充電される直流電力を制御することもできる。
【００１６】
インバータ３０に接続される第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂのような分散型電源は、系統６０に連系して負荷５０に供給する電力を出力する。ここで、系統６０は、一般的な商用電力系統（商用電源／グリッド）とすることができる。
【００１７】
第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂは、燃料電池で構成される場合、外部から供給される水素などのガスを電気化学反応させて発電を行い、発電した電力を出力することができる。図１に示すように、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂは、セルスタック２１Ａ，２１Ｂ、および補機２２Ａ，２２Ｂを、それぞれ備えている。
【００１８】
本実施形態において、発電ユニット２０Ａ，２０Ｂは、起動時には例えば系統６０など外部からの電力を受けて運転を開始することができ、起動した後は、系統６０からの電力を受けずに稼動する、すなわち自立運転が可能であってもよい。本実施形態において、発電ユニット２０Ａ，２０Ｂは、自立運転することができるように、改質部など他の機能部も必要に応じて適宜含むものとする。本実施形態において、発電ユニット２０Ａ，２０Ｂは、一般的によく知られた燃料電池で構成することができるため、燃料電池についてのより詳細な説明は省略する。また、セルスタック２１Ａ，２１Ｂおよび補機２２Ａ，２２Ｂについても、一般的によく知られた構成とすることができるため、より詳細な説明は省略する。
【００１９】
補機電力供給部４０は、補機２２Ａ，２２Ｂに電力を供給する。このため、図１に示すように、補機電力供給部４０は、補機２２Ａ，２２Ｂに接続される。補機電力供給部４０が補機２２Ａ，２２Ｂに供給する電力は、系統６０から供給される電力とすることもできるし、発電ユニット２０Ａ，２０Ｂが発電してからインバータ３０を介して供給される電力とすることもできる。このようにして電力が供給されることにより、発電ユニット２０Ａ，２０Ｂは起動を行い、発電を開始することができる。このような電力のやり取りを可能にするために、補機電力供給部４０は、図１に示すように、インバータ３０に接続され、さらに系統６０からの電力ラインにも接続される。
【００２０】
一般的に、燃料電池のような発電ユニットが動作を開始（起動）して、電力を発電することが可能になるためには、系統または蓄電池など外部から供給される電力を利用して運転を開始する必要がある。例えば、図１に示す電力供給システム１において、燃料電池のような発電ユニットを４つ接続して発電を行うためには、各発電ユニットの消費電力の合計は約１００Ｗ程度と見積もることができる。本実施形態では、補機電力供給部４０が、系統６０または蓄電池など外部からの電力を調整してから、発電ユニット２０Ａ，２０Ｂの補機２２Ａ，２２Ｂに電力を供給する。
【００２１】
図２は、図１に示した補機電力供給部４０をより詳細に説明する図である。
【００２２】
図２に示すように、補機電力供給部４０は、第１電力変換部４２および第２電力変換部４４を備えている。第１電力変換部４２は、系統６０から供給される交流電力を直流電力に変換して、補機２２Ａおよび補機２２Ｂの少なくとも一方に供給する。第２電力変換部４４は、インバータ３０から供給される直流の電力を昇圧または降圧するなどして調整して、補機２２Ａおよび補機２２Ｂの少なくとも一方に供給する。この場合、インバータ３０は、第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂの少なくとも一方が発電した電力の少なくとも一部を受け取ることができる。図２に示すように、制御部１０は、第１電力変換部４２および第２電力変換部４４を例えばオン／オフ信号などによって制御して、補機２２Ａおよび補機２２Ｂに供給される電力を調整することができる。
【００２３】
第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂが発電した電力は、インバータ３０を経て、電力を消費する各種の負荷５０に供給することができる。負荷５０は、電力供給システム１から電力が供給される、ユーザが使用する家電製品などの各種の機器とすることができる。図１においては、負荷５０は１つの部材として示してあるが、１つの部材には限定されず任意の個数の各種機器とすることができる。
【００２４】
図３は、電力供給システム１の運転開始時の動作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１が電力供給を開始する時の動作を説明する概念図である。特に、図３および図４は、電力供給システム１において複数の発電ユニットが動作を開始（起動）して、電力供給システム１が電力を供給することが可能になる状態までを主として説明している。図３に示す動作が開始する時点では、電力供給システム１において、第１の発電ユニット２０Ａも第２の発電ユニット２０Ｂも動作が停止して、発電していない状態であるものとして説明する。
【００２５】
従来のように、電力供給システム１において複数の発電ユニットの動作を一斉に開始（起動）させると、系統６０または蓄電池など外部の電源から比較的大きな電力を供給しなければならない。したがって、本実施形態においては、複数の発電ユニットの動作を一斉には開始（起動）させないように制御する。
【００２６】
図３に示す動作が開始すると、電力供給装置５の制御部１０は、系統６０または蓄電池など外部の電源から供給される電力によって、第１の発電ユニット２０Ａを起動するように制御する（ステップＳ１１）。起動した直後は、第１の発電ユニット２０Ａは、まだインバータ３０に充分な電力を供給する程度の発電を行うことができない。しかしながら、第１の発電ユニット２０Ａが起動する際に、例えば補機２２Ａを動作させたり、第１の発電ユニット２０Ａに含まれる冷却ファンを稼働させたりするための電力が必要になる。そこで、本実施形態では、このように必要な電力を、系統６０または蓄電池など外部の電源から供給される電力によって賄う。
【００２７】
ステップＳ１１で第１の発電ユニット２０Ａが起動したら、制御部１０は、第１の発電ユニット２０Ａが発電を開始するように制御する（ステップＳ１２）。図４（Ａ）は、第１の発電ユニット２０Ａが発電を開始した様子を表す図である。図４（Ａ）に示すように、第１の発電ユニット２０Ａは、ガス、空気、水などの供給を受けて、系統６０または蓄電池など外部からの電力によって起動を開始する。このようにして起動した後、第１の発電ユニット２０Ａは、発電した電力をインバータ３０に供給する。第１の発電ユニット２０Ａが起動した後、発電する電力がある程度の大きさに達すると、インバータ３０から負荷５０に対して当該発電電力を供給することができる。
【００２８】
ステップＳ１２で第１の発電ユニット２０Ａが発電を開始したら、制御部１０は、系統６０または蓄電池など外部の電源による第１の発電ユニット２０Ａに対する電力の供給を停止するように制御する（ステップＳ１３）。
【００２９】
ステップＳ１３で第１の発電ユニット２０Ａに対する外部からの電力の供給を停止したら、制御部１０は、第１の発電ユニット２０Ａが発電する電力を、第２の発電ユニット２０Ｂに供給するように制御する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４で第１の発電ユニット２０Ａが発電する電力を第２の発電ユニット２０Ｂに供給したら、制御部１０は、第１の発電ユニット２０Ａから供給される電力によって、第２の発電ユニット２０Ｂを起動するように制御する（ステップＳ１５）。
【００３０】
図４（Ｂ）は、第１の発電ユニット２０Ａが発電した電力を第２の発電ユニット２０Ｂに供給する様子を表す図である。図４（Ｂ）に示すように、第２の発電ユニット２０Ｂは、ガス、空気、水などの供給を受けて、第１の発電ユニット２０Ａが発電する電力の少なくとも一部によって起動する。この時、例えば、第１の発電ユニットが発電する電力の大部分をインバータ３０から負荷５０に供給しつつ、第１の発電ユニットが発電する電力の一部をインバータ３０から第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂに供給することができる。
【００３１】
第２の発電ユニット２０Ｂが起動して発電を開始した後は、図４（Ｃ）に示すように、第２の発電ユニット２０Ｂの発電電力をインバータ３０に供給することができる。図４（Ｃ）は、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂの双方が発電を行っている様子を示す図である。この後は、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂの運転に必要な電力は、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂが発電する電力の少なくとも一部から賄うことができる。第２の発電ユニット２０Ｂが発電する電力がある程度の大きさに達すると、インバータ３０から負荷５０に対して当該発電電力を供給することができる。
【００３２】
このように、本実施形態に係る電力供給装置５は、第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂを含む複数の発電ユニットが出力する電力を供給する。ここで、制御部１０は、電力供給装置５が電力の供給を開始する際、第１の発電ユニット２０Ａの動作を開始させて、第１の発電ユニット２０Ａが発電する電力によって、第２の発電ユニット２０Ｂの動作を開始させるように制御する。ここで、制御部１０は、系統６０および蓄電池の少なくとも一方の電源からの電力によって、第１の発電ユニット２０Ａの動作を開始させるように制御してもよい。
【００３３】
また、発電ユニットを３つ以上接続する場合も同様に行うことができる。すなわち、電力供給システム１の動作開始時には、まず一部の発電ユニットを外部電源の電力によって先に動作を開始させ、その一部の発電ユニットが発電する電力から、残りの発電ユニットに発電に必要な電力を供給する。これにより、電力供給システム１において残りの発電ユニットも立ち上がり、定常運転させることができる。このように、発電ユニットを３つ以上含む構成においては、制御部１０は、第１の発電ユニット２０Ａが発電する電力によって、複数の発電ユニットのうち第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂ以外のものの動作を開始させるように制御してもよい。
【００３４】
このように、本実施形態によれば、電力供給システム１を起動する際に必要となる電力を低減することができる。特に、電力供給システム１を起動する際に、系統６０または蓄電池などから供給する必要がある電力を低減することができる。
【００３５】
図５は、電力供給システム１の運転終了時の動作を説明するフローチャートである。図６は、電力供給システム１が電力供給を終了する時の動作を説明する概念図である。図５および図６は、電力供給システム１において複数の発電ユニットが発電している状態から、当該複数の発電ユニットが発電を停止して、電力供給システム１が電力の供給を終了するまでの状態を主として説明している。図５に示す動作が開始する時点では、電力供給システム１において、図４（Ｃ）に示したように、第１の発電ユニット２０Ａも第２の発電ユニット２０Ｂも起動して、発電している状態であるものとして説明する。
【００３６】
従来のように、電力供給システム１において複数の発電ユニットの動作を一斉に停止させると、これらの発電ユニットが動作を完全に終了するまでに、系統６０または蓄電池など外部の電源から比較的大きな電力を供給しなければならない。したがって、本実施形態においては、複数の発電ユニットの動作を一斉には停止させないように制御する。
【００３７】
図５に示す動作が開始すると、制御部１０は、第２の発電ユニット２０Ｂの発電を停止するように制御する（ステップＳ２１）。このように、発電を停止すると、第２の発電ユニット２０Ｂは、インバータ３０に充分な電力を供給できなくなる。しかしながら、第２の発電ユニット２０Ｂの発電が完全に停止するまでは、例えば補機２２Ｂを動作させたり、第２の発電ユニット２０Ｂに含まれる冷却ファンを稼働させたりするための電力が必要になる。そこで、本実施形態では、このように必要な電力を、第１の発電ユニット２０Ａが発電する電力によって賄う。
【００３８】
このため、ステップＳ２１で第２の発電ユニット２０Ｂの発電を停止する際には、制御部１０は、第２の発電ユニット２０Ｂの発電の停止の動作に必要な電力を、発電中の第１の発電ユニット２０Ａから供給するように制御する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２で第１の発電ユニット２０Ａから電力が供給されたら、制御部１０は、第２の発電ユニット２０Ｂの発電を停止するように制御する（ステップＳ２３）。
【００３９】
図６（Ａ）は、第２の発電ユニット２０Ｂが発電を停止した様子を表す図である。図６（Ａ）に示すように、第２の発電ユニット２０Ｂは、第１の発電ユニット２０Ａが発電する電力を供給されながら、発電を停止する。
【００４０】
ステップＳ２３で第２の発電ユニット２０Ｂの発電が完全に停止したら、制御部１０は、次に、第１の発電ユニット２０Ａの発電を停止する（ステップＳ２４）。ここで、発電を停止すると、第１の発電ユニット２０Ａは、インバータ３０に充分な電力を供給できなくなる。しかしながら、第１の発電ユニット２０Ａの発電が完全に停止するまでは、例えば補機２２Ａを動作させたり、第１の発電ユニット２０Ａに含まれる冷却ファンを稼働させたりするための電力が必要になる。そこで、本実施形態では、このように必要な電力を、系統６０または蓄電池など外部の電源から供給される電力によって賄う。
【００４１】
このため、ステップＳ２４で第１の発電ユニット２０Ａの発電を停止する際には、制御部１０は、第１の発電ユニット２０Ａの発電の停止に必要な電力を、系統６０または蓄電池など外部の電源から供給するように制御する（ステップＳ２５）。図６（Ｂ）は、第２の発電ユニット２０Ｂに続いて第１の発電ユニット２０Ａも発電を停止した様子を示す図である。図６（Ｂ）に示すように、第１の発電ユニット２０Ａは、系統６０または蓄電池など外部の電源から電力を供給されながら、発電を停止する。
【００４２】
ステップＳ２５で第１の発電ユニット２０Ａの発電が完全に停止したら、もう系統６０または蓄電池など外部の電源から第１の発電ユニット２０Ａに電力を供給する必要はなくなり、電力供給装置５は運転を終了する。このように、電力供給装置５が運転を終了した状態では、図６（Ｃ）に示すように、第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂの双方とも発電が停止し、これらに対する電力の供給も必要なくなる。このようにして、発電システム１は電力供給を終了する。
【００４３】
このように、本実施形態おいて、制御部１０は、電力供給装置５が電力の供給を停止する際、第１および第２の発電ユニット２０Ａ，２０Ｂのうち一方が出力する電力を他方に供給しつつ、当該他方の発電ユニットの出力を停止させるように制御してもよい。ここで、制御部１０は、系統６０および蓄電池の少なくとも一方の電源からの電力によって、前記一方の発電ユニットの出力を停止させるように制御してもよい。
【００４４】
また、発電ユニットを３つ以上接続する場合も同様に行うことができる。すなわち、電力供給システム１の動作終了時には、まず一部の発電ユニットの発電を先に停止させる。この時、当該一部の発電ユニットの発電を停止するのに必要な電力は、残りの発電ユニットの発電する電力から供給する。当該一部の発電ユニットが完全に停止したのち、残りの発電ユニットの発電も停止させる。ここで、最後まで残る発電ユニットの発電を停止させるのに必要な電力は、外部電源から供給する。このようにして、残りの発電ユニット全ての発電が停止したら、電力供給システム１の動作は終了する。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の発電ユニットを制御して運転状態を移行する際に必要となる、系統または蓄電池などの電力を低減することができる。
【００４６】
本発明は、例えば、発電ユニットとして、１つの出力が７００Ｗである燃料電池ユニットを４つ接続した、合計３ｋＷ級の電力供給システムなどに適用することもできる。このような比較的大きな出力の燃料電池ユニットを複数接続する場合において、本発明によれば、最初の起動に要する電力量として系統または蓄電池などから供給する必要がある電力量を、相当程度抑制することが期待できる。
【００４７】
大きな出力の燃料電池システムを開発する際、大きな燃料電池ユニットを１つだけ設置するよりも、小さなユニットを複数設置した方が、例えばコストなどの観点から有利な場合がある。このような場合に、燃料電池システムを起動して発電を開始する際および発電を終了する際、全ての燃料電池ユニットを同時に発電開始または発電終了すると、外部電源から供給が必要な電力量が多くなってしまう。すると、燃料電池ユニットの発電開始または発電終了に用いるための蓄電池を備えたシステムの場合、大容量の蓄電池が必要になり、コストなどの観点から不利になり得る。また、燃料電池ユニットの発電開始または発電終了に用いる電力を系統から買電する場合にも、買電する電力量が大きくなり、同様にコストなどの観点から不利になり得る。しかしながら、本発明によれば、このような不都合な点を解消することができる。
【００４８】
本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の実施形態は、それぞれ説明した実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
【００４９】
例えば、図１および図２に示した構成は一例であり、例えば電力供給装置５に補機電力供給部４０を含めるなど、各種の構成を想定することができる。
【００５０】
本明細書において、各発電ユニットは、運転開始時には、起動してから発電を開始して、運転終了時には、発電を停止した後に当該発電を完全に停止（終了）するものとして説明した。しかしながら、本発明は、これらのような用語が厳密に意味する内容に限定されるものではない。例えば、各発電ユニットの「起動」は、いわゆる「立ち上げ」等としてもよいし、また、「発電の停止」は、いわゆる「立ち下げ」等としてもよい。
【００５１】
同様に、本明細書において、本発明に係る装置およびシステムにおける電力供給の「開始」とは、電力供給に関する動作もしくは運転の開始、またはこれらに係る制御もしくは処理の開始などとしてもよい。また、このような「電力供給の開始」を適宜「起動」としてもよい。また、本発明に係る装置およびシステムにおける電力供給の「終了」とは、動作もしくは運転の終了、またはこれらに係る制御もしくは処理などの終了などとしてもよい。また、このような「終了」を適宜「停止」または「完了」としてもよい。
【００５２】
また、本発明は、電力供給装置５の発明としてのみならず、電力供給装置５を含む電力供給システム１として実施することもできる。この場合、電力供給システム１は、第１の発電ユニット２０Ａおよび第２の発電ユニット２０Ｂを含む複数の発電ユニットと、複数の発電ユニットが出力する電力を供給する電力供給装置５と、を含むものとすることができる。また、電力供給システム１において、電力供給装置５は、電力供給システム１が電力の供給を開始する際、第１の発電ユニット２０Ａを起動させて、第１の発電ユニット２０Ａが発電する電力によって、第２の発電ユニット２０Ｂを起動させるように制御する。
【００５３】
また、本発明は、上述したような電力供給システム１における電力供給方法として実施することもできる。この場合、当該方法は、（１）電力供給システム１が電力の供給を開始する際、第１の発電ユニット２０Ａを起動させる第１ステップと、（２）第１ステップの後、第１の発電ユニット２０Ａが発電する電力によって、第２の発電ユニット２０Ｂを起動させる第２ステップと、を含む。
【００５４】
本発明の実施形態に係る電力供給装置、電力供給システム、および電力供給方法によれば、複数の発電ユニットが出力する電力の供給を開始する際に必要な電力を低減することができる。
【００５５】
本開示内容の多くの側面は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアによって実行される、一連の動作として示される。コンピュータシステムその他のハードウェアには、例えば、汎用コンピュータ、ＰＣ(パーソナルコンピュータ)、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣＳ（Personal Communications System、パーソナル移動通信システム）、電子ノートパッド、ラップトップコンピュータ、又はその他のプログラム可能なデータ処理装置が含まれる。本発明の実施形態では、種々の動作は、プログラム命令（ソフトウェア）で実装された専用回路（例えば、特定機能を実行するために相互接続された個別の論理ゲート）又は、１つ以上のプロセッサによって実行される論理ブロック若しくはプログラムモジュール等によって実行されることに留意されたい。論理ブロック又はプログラムモジュール等を実行する１つ以上のプロセッサには、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、コントローラ、マイクロコントローラ、電子機器、ここに記載する機能を実行可能に設計されたその他の装置及び／又はこれらいずれかの組合せが含まれる。ここに示す実施形態は、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード又はこれらいずれかの組合せによって実装される。
【００５６】
ここで用いられる機械読取り可能な非一時的記憶媒体は、更に、ソリッドステートメモリ、磁気ディスク及び光学ディスクの範疇で構成されるコンピュータ読取り可能な有形のキャリア（媒体）として構成することができる。かかる媒体には、ここに開示する技術をプロセッサに実行させるためのプログラムモジュールなどのコンピュータ命令の適宜なセット及び、データ構造が格納される。コンピュータ読取り可能な媒体には、１つ以上の配線を備えた電気的接続、磁気ディスク記憶媒体、その他の磁気及び光学記憶装置（例えば、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（登録商標）（Digital Versatile Disc）、及びブルーレイディスク、可搬型コンピュータディスク、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ若しくはフラッシュメモリ等の書換え可能でプログラム可能なＲＯＭ若しくは情報を格納可能な他の有形の記憶媒体又はこれらいずれかの組合せが含まれる。メモリは、プロセッサ／プロセッシングユニットの内部及び／又は外部に設けることができる。ここで用いられるように、「メモリ」という語は、あらゆる種類の長期記憶用、短期記憶用、揮発性、不揮発性その他のメモリを意味し、特定の種類若しくはメモリの数又は記憶が格納される媒体の種類は限定されない。
【符号の説明】
【００５７】
１  電力供給システム
５  電力供給装置
１０  制御部
２０  発電ユニット（燃料電池ユニット）
２１  セルスタック
２２  補機
３０  インバータ（パワーコンディショナ）
４０  補機電力供給部
４２  第１電力変換部（ＡＣ／ＤＣ）
４４  第２電力変換部（ＤＣ／ＤＣ）
５０  負荷
６０  系統
【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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【国際調査報告】
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