(57)【要約】    【課題】  自家発電システムの出力電力等を計測する電力計測器の故障診断を行う。    【解決手段】  所定の診断条件にて出力電力を変化させる。電力計測器による計測電力（例えば系統電力）について、変化直前の平均値Ｚ０、及び、ステップ変化後、所定期間Ｔ経過時点の平均値Ｚ１を算出する。また、前記所定期間内の最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１を取得する。前記平均値Ｚ１、最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１が、下記（１）、（２）の条件を全て満たす場合に正常と診断し、いずれかを満たさない場合に故障と診断する。ΔＷは出力電力のステップ変化幅に対応する計測電力の理論変化量、ａ、ｂは予め定めた変動幅、ｃ、ｄも予め定めた変動幅である。  Ｚ０＋ΔＷ＋ａ≦Ｚ１≦Ｚ０＋ΔＷ−ｂ  ・・・（１）  Ｘ１≧Ｚ１＋ｃ  及び  Ｙ１≦Ｚ１−ｄ  ・・・（２）【選択図】  図３
2013238518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源に連係して負荷に電力を供給する自家発電システムの出力電力若しくはこれに関連して変化する電力を計測する電力計測器の診断方法であって、
所定の診断条件にて、自家発電システムの出力電力を変化させ、
前記電力計測器により計測される電力について、前記変化直前の計測電力の平均値Ｚ０、及び、前記変化後、所定期間経過時点の計測電力の平均値Ｚ１を算出し、
前記電力計測器により計測される電力について、前記変化後、前記所定期間内の計測電力の最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１を取得し、
前記平均値Ｚ１が、前記平均値Ｚ０と、前記出力電力の変化幅に対応する計測電力の理論変化量ΔＷと、予め定めた変動幅ａ、ｂとにより定まる上限値Ｚmax ＝Ｚ０＋ΔＷ＋ａ、及び、下限値Ｚmin ＝Ｚ０＋ΔＷ−ｂとの比較で、
Ｚmin ≦Ｚ１≦Ｚmax   ・・・（１）
を満たすか否かを判定する第１の判定と、
前記最大値Ｘ１及び前記最小値Ｙ１が、前記平均値Ｚ１、及び、予め定めた変動幅ｃ、ｄに対し、
Ｘ１≧Ｚ１＋ｃ  及び  Ｙ１≦Ｚ１−ｄ  ・・・（２）
を満たすか否かを判定する第２の判定と、を実行し、
前記（１）及び（２）の条件を全て満たす場合に正常と診断し、前記（１）及び（２）の条件のいずれかを満たさない場合に故障と診断することを特徴とする、自家発電システムの電力計測器の診断方法。
【請求項２】
系統電源に連係して負荷に電力を供給する自家発電システムの出力電力若しくはこれに関連して変化する電力を計測する電力計測器の診断装置であって、
所定の診断条件にて、自家発電システムの出力電力を変化させる手段と、
前記電力計測器により計測される電力について、前記変化直前の計測電力の平均値Ｚ０、及び、前記変化後、所定期間経過時点の計測電力の平均値Ｚ１を算出する手段と、
前記電力計測器により計測される電力について、前記変化後、前記所定期間内の計測電力の最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１を取得する手段と、
前記平均値Ｚ１が、前記平均値Ｚ０と、前記出力電力の変化幅に対応する計測電力の理論変化量ΔＷと、予め定めた変動幅ａ、ｂとにより定まる上限値Ｚmax ＝Ｚ０＋ΔＷ＋ａ、及び、下限値Ｚmin ＝Ｚ０＋ΔＷ−ｂとの比較で、
Ｚmin ≦Ｚ１≦Ｚmax   ・・・（１）
を満たすか否かを判定する第１の判定手段と、
前記最大値Ｘ１及び前記最小値Ｙ１が、前記平均値Ｚ１、及び、予め定めた変動幅ｃ、ｄに対し、
Ｘ１≧Ｚ１＋ｃ  及び  Ｙ１≦Ｚ１−ｄ  ・・・（２）
を満たすか否かを判定する第２の判定手段と、を備え、
前記（１）及び（２）の条件を全て満たす場合に正常と診断し、前記（１）及び（２）の条件のいずれかを満たさない場合に故障と診断することを特徴とする、自家発電システムの電力計測器の診断装置。
【請求項３】
前記自家発電システムの出力電力を変化させる手段は、自家発電システムの発電部の発電電力を変化させることを特徴とする請求項２記載の自家発電システムの電力計測器の診断装置。
【請求項４】
前記自家発電システムの出力電力を変化させる手段は、自家発電システムの発電部の発電電力を負荷への出力電力に変換する電力変換部に備えられる余剰電力ヒータでの消費電力を変化させることを特徴とする請求項２記載の自家発電システムの電力計測器の診断装置。
【請求項５】
系統電源に連係して負荷に電力を供給する自家発電システムであって、
当該システムの出力電力若しくはこれに関連して変化する電力を計測する電力計測器と、該電力計測器の診断装置とを含んで構成され、
前記電力計測器の診断装置は、
所定の診断条件にて、自家発電システムの出力電力を変化させる手段と、
前記電力計測器により計測される電力について、前記変化直前の計測電力の平均値Ｚ０、及び、前記変化後、所定期間経過時点の計測電力の平均値Ｚ１を算出する手段と、
前記電力計測器により計測される電力について、前記変化後、前記所定期間内の計測電力の最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１を取得する手段と、
前記平均値Ｚ１が、前記平均値Ｚ０と、前記出力電力の変化幅に対応する計測電力の理論変化量ΔＷと、予め定めた変動幅ａ、ｂとにより定まる上限値Ｚmax ＝Ｚ０＋ΔＷ＋ａ、及び、下限値Ｚmin ＝Ｚ０＋ΔＷ−ｂとの比較で、
Ｚmin ≦Ｚ１≦Ｚmax   ・・・（１）
を満たすか否かを判定する第１の判定手段と、
前記最大値Ｘ１及び前記最小値Ｙ１が、前記平均値Ｚ１、及び、予め定めた変動幅ｃ、ｄに対し、
Ｘ１≧Ｚ１＋ｃ  及び  Ｙ１≦Ｚ１−ｄ  ・・・（２）
を満たすか否かを判定する第２の判定手段と、を備え、
前記（１）及び（２）の条件を全て満たす場合に正常と診断し、前記（１）及び（２）の条件のいずれかを満たさない場合に故障と診断することを特徴とする、自家発電システム。
【請求項６】
前記自家発電システムの出力電力を変化させる手段は、自家発電システムの発電部の発電電力を変化させることを特徴とする請求項５記載の自家発電システム。
【請求項７】
前記自家発電システムの出力電力を変化させる手段は、自家発電システムの発電部の発電電力を負荷への出力電力に変換する電力変換部に備えられる余剰電力ヒータでの消費電力を変化させることを特徴とする請求項５記載の自家発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統電源に連係して負荷に電力を供給する自家発電システム（燃料電池システムなど）の出力電力若しくはこれに関連して変化する電力（例えば系統電力）を計測する電力計測器の診断方法及び診断装置、並びに、自家発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムなどの自家発電システムは、系統電源に連係して家庭内負荷に電力を供給するように構成されており、家庭内負荷の需要電力に応じ逆潮流を防止しつつ発電制御を行っている。このため、電力線の適宜の位置に電力計測器を設置し、自家発電システムから負荷に供給される電力（出力電力）、系統電源から負荷に供給される電力（系統電力）、及び／又は、自家発電システム及び系統電源から負荷に供給される電力（負荷電力）を計測している。
【０００３】
この電力計測器が異常になった場合は、例えば、以下の不具合が考えられる。
（１）電力計測器を逆潮流防止用として用いている場合は、逆潮流する可能性がある。
（２）電力計測器を負荷計測用として用いている場合は、最適な発電電力とならない。
そのため、電力計測器に異常があった場合は、それを検知し、適切な処理を実施する必要がある。
【０００４】
しかし、単に電力計測器の計測電力をチェックするだけでは、異常の有無を正確に判断することは困難であった。
例えば、系統電源から負荷に供給される系統電力を計測している場合、電力計測器の配線が断線したときは、計測電力がゼロとなる。一方、自家発電システムでは、基本的に家庭内で使われている負荷電力の分だけ発電するように制御を行っており、家庭内負荷が定格最大発電電力より小さいときは、系統電力がゼロとなるように制御する。従って、このときも計測電力がゼロとなる。従って、電力計測器の故障で計測電力がゼロになっているのか、制御の結果として計測電力がゼロになっているのか、判断できない。
【０００５】
このため、特許文献１に記載の技術では、商用電源系統からの受電電力及び発電装置からの送電電力を計測する電力計測器について、その電力計測信号が一定期間変化しない場合に、故障していると診断するようにしている。また、診断に際し、例えば、発電装置のインバータの出力を強制的に変化、インバータを短時間ゲートブロック、発電装置内の補機の出力を変化、又は、家庭内負荷を変化させ、電力計測器の電力計測信号が一定期間変化しない場合に、電力計測器が故障していると診断するようにしている。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術では、電力計測器（逆電力継電装置）により計測される電力が、発電装置の運転状態により設定される所定の電力より小さい場合に、電力計測器の故障と診断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０７９９３５号公報
【特許文献２】特許第４０３８４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、一定期間内の計測電力の変化の有無、あるいは、強制負荷変動後の計測電力の変化の有無に基づいて、診断しており、変化の有無だけでは正確な診断は困難であった。すなわち、変化の有無を判定する場合は、変化量をしきい値と比較することになるが、しきい値の設定によっては、変化を見過ごしたり、わずかな変化に反応したりして、誤診断を生じることがある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術では、電力計測器の計測電力と所定の電力（しきい値）とを比較して故障診断を行っているが、単なる比較では、正確な診断は困難であった。すなわち、しきい値の設定が重要であり、しきい値の設定によっては、正常であるにもかかわらずノイズを拾ったり、電力計測器のオフセット（ゼロ点）の影響を受けたりして誤診断することがあり、また本来は故障と診断すべき変化量不足を見逃して正常であると誤診断する恐れがあった。
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑み、しきい値等の設定が容易で、正確な故障診断が可能な自家発電システムの電力計測器の診断方法及び診断装置を提供すること、並びに、電力計測器の診断装置を備える自家発電システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明では、所定の診断条件にて、自家発電システムの出力電力を変化させ、電力計測器により計測される電力について、前記変化直前の計測電力の平均値Ｚ０、及び、前記変化後、所定期間経過時点の計測電力の平均値Ｚ１を算出し、また、前記電力計測器により計測される電力について、前記変化後、前記所定期間内の計測電力の最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１を取得する。
【００１２】
そして、第１の判定として、前記平均値Ｚ１が、前記平均値Ｚ０と、前記出力電力の変化幅に対応する計測電力の理論変化量ΔＷと、予め定めた変動幅ａ、ｂとにより定まる上限値Ｚmax ＝Ｚ０＋ΔＷ＋ａ、及び、下限値Ｚmin ＝Ｚ０＋ΔＷ−ｂとの比較で、
Ｚmin ≦Ｚ１≦Ｚmax   ・・・（１）
を満たすか否かを判定する。
【００１３】
また、第２の判定として、前記最大値Ｘ１及び前記最小値Ｙ１が、前記平均値Ｚ１、及び、予め定めた変動幅ｃ、ｄに対し、
Ｘ１≧Ｚ１＋ｃ  及び  Ｙ１≦Ｚ１−ｄ  ・・・（２）
を満たすか否かを判定する。
【００１４】
そして、前記（１）及び（２）の条件を全て満たす場合に正常と診断し、前記（１）及び（２）の条件のいずれかを満たさない場合に故障と診断する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、正確な故障診断が可能となり、しきい値等の設定も容易となる。
より詳しくは、判定に、所定期間経過時点の平均値Ｚ１を用いるため、ノイズの影響を低減することができる。
また、所定期間経過時点の計測電力の平均値Ｚ１は、変化直前の平均値Ｚ０との相対比較で判定するため、オフセットの影響を抑制することができる。
【００１６】
また、所定期間経過時点の平均値Ｚ１に対するしきい値は、変化直前の平均値Ｚ０と、変化幅に対応する理論変化量ΔＷとをベースに設定し、また、最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１に対するしきい値は、所定期間経過時点の平均値Ｚ１をベースに設定するため、平均値Ｚ１に対するしきい値設定（定数ａ、ｂの設定）、並びに、最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１に対するしきい値設定（定数ｃ、ｄの設定）が容易となり、誤検知を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を示す自家発電システムとしての燃料電池システムの概略構成図
【図２】電力計測器故障診断ルーチンのフローチャート
【図３】故障診断時の計測電力の変化の様子を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。ここでは主に自家発電システムとして燃料電池システムを用いた場合について説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態を示す自家発電システムとしての燃料電池システムの概略構成図である。家庭用（定置式）の燃料電池システムは、コージェネレーションシステムとして、発電ユニットの他、貯湯ユニットを備えるが、図には発電ユニットのみを示している。
【００２０】
本実施形態の燃料電池システム（発電ユニット）１００は、燃料改質装置１と、燃料電池スタック２と、パワーコンディショナー（以下「ＰＣＳ」という）５と、制御装置１０とを含んで構成される。
【００２１】
燃料改質装置１は、水素製造用で、燃料供給量制御デバイス３を介して炭化水素系の燃料（例えば都市ガス、ＬＰＧ、灯油、メタノール、バイオ燃料など）が供給され、これを改質触媒を用いて水蒸気供給下で改質し、水素リッチな改質ガスを生成する。尚、燃料として改質処理を必要としない燃料（例えば、純水素ガス、水素富化ガス、水素吸蔵剤など）を用いる場合は、燃料改質装置１を省略することができる。
【００２２】
燃料電池スタック２は、複数の燃料電池セルが直列に接続されている。各燃料電池セルは、燃料極（アノード）と、酸化剤極（カソード）と、これらの間に配置された電解質層とを有している。そして、燃料極には、燃料改質装置１から水素リッチな改質ガスが供給され、酸化剤極には、空気供給量デバイス４を介して空気（酸素を含む）が供給される。
【００２３】
従って、燃料電池スタック２は、電解質層の一端側の燃料極に水素が供給され、電解質層の他端側の酸化剤極に酸素が供給されることで、水素と酸素との電気化学反応により、発電（直流電力を発生）する。尚、電解質層の種類により、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）、りん酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）、アルカリ電解質形燃料電池（ＡＦＣ）などに分けられるが、本発明に係る燃料電池システムは、いずれの形式の燃料電池であってもよい。
【００２４】
ここにおいて、燃料供給量制御デバイス３による燃料供給量の制御と、空気供給量制御デバイス４による空気供給量の制御とにより、燃料電池スタック２の発電電力を制御できる。尚、燃料供給量制御デバイス３及び空気供給量制御デバイス４は、それぞれ、ポンプ及び／又は制御弁により構成できる。
【００２５】
ＰＣＳ５は、燃料電池スタック２で発生した直流電力を取出すものであり、また、直流電力を交流電力に変換して、家庭内負荷１２に供給する。従って、ＰＣＳ５は、燃料電池スタック２で発生した直流電力を取出すＤＣ／ＤＣコンバータ６と、その後段で直流電力を交流電力に変換して家庭内負荷１２に供給するＤＣ／ＡＣインバータ７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６及びＤＣ／ＡＣコンバータ７を制御するコントローラ１５とを含んで構成される。尚、燃料電池スタック２の発電電力が家庭内負荷１２の需要電力に満たない場合は、不足分として、系統電源１１からの系統電力が家庭内負荷１２に供給される。
【００２６】
ＰＣＳ５にはまた、必要により、余剰電力ヒータとして、ＤＣヒータ８又はＡＣヒータ９が接続される。ＤＣヒータ８の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力側にスイッチング手段８ｓを介して接続され、ＡＣヒータ９の場合は、ＤＣ／ＡＣインバータ７の出力側にスイッチング手段９ｓを介して接続される。従って、燃料電池システムの発電電力（ＦＣ発電電力）と出力電力（ＦＣ出力電力）とは必ずしも一致しない。
【００２７】
制御装置１０は、マイクロコンピュータにより構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェイスなどを備えており、家庭内負荷１２の需要電力に応じて、燃料電池スタック２の発電電力を制御し、またＰＣＳ５内のコントローラ１５と協働してＰＣＳ５を制御する。
【００２８】
ＰＣＳ５内のコントローラ１５には、電力計測器としての変流器（ＣＴ；Current Transformer ）１３からの計測信号が入力される。変流器１３は、系統電源１１と家庭内負荷１２との間の電力線に付設され、系統電源１１から家庭内負荷１２へ供給される電力Ａを計測可能である。
【００２９】
ＰＣＳ５内には別の電力計測器としての出力電力計測部１４が設けられている。出力電力計測部１４は、燃料電池システムの出力電力（ＦＣ出力電力）、すなわち燃料電池システムから燃料電池システム外部に供給される電力を計測する。例えば、ＡＣヒータ９を搭載する燃料電池システムにおいては、ＤＣ／ＡＣインバータ７の直下流の電力ＦからＡＣヒータ９の消費電力Ｈを減じた電力（Ｆ−Ｈ）を計測する。尚、ＤＣ／ＡＣインバータ７の直下流の電力Ｆ用の電力測定部、及び、ＡＣヒータ９に流れる電力Ｈを計測する電力測定部をそれぞれ個別に設け、これらの測定値を加算することで、燃料電池システムの出力電力を取得してもよい。
【００３０】
家庭内負荷１２には、出力電力計測部１４で計測される電力量（Ｆ−Ｈ）と変流器１３で計測される電力量Ｚとの総和が供給される。そのため、家庭内負荷１２が燃料電池システムの電力量ＦからＡＣヒータの消費電力Ｈを減じた電力（Ｆ−Ｈ）を下回ると、家庭内で消費しきれない電力が系統電源１１に流れる恐れがある。このとき、ＰＣＳ５内のコントローラ１５は、系統電源１１への電力の逆潮流が発生しないように、変流器１３の測定値を参照しながら燃料電池システム１００の発電電力量を決定し、制御装置１０は、系統電源１１への電力の逆潮流が生じないように、燃料電池システム１００全体を制御する。
【００３１】
制御装置１０による発電電力の制御は、燃料供給量制御デバイス３を介して燃料改質装置１への燃料供給量を制御して、燃料電池スタック２への改質燃料の供給量を制御し、また、空気供給量制御デバイス４を介して燃料電池スタック２への空気供給量を制御することによって、行う。実際には、この他、燃料改質装置２への改質用水の供給量など、各種パラメータを協調制御する。
【００３２】
従って、制御装置１０は、家庭内負荷１２の需要電力に応じて設定される燃料電池スタック２の発電電力目標値に従って（発電電力目標値を得るように）、燃料供給量や空気供給量などを制御することにより、燃料電池スタック２の発電電力（ＦＣ発電電力）を制御する。
【００３３】
制御装置１０はまた、燃料電池スタック２の発電電力の制御と並行し、ＰＣＳ５内のコントローラ１５と協働して、ＰＣＳ５を制御する。具体的には、燃料電池スタック２の発電電力目標値に基づいて、燃料電池スタック２から取出す電流を設定・制御する。より詳しくは、燃料電池スタック２の発電電力目標値を燃料電池スタック２の出力電圧で除算して、電流目標値を設定し、この電流目標値に従って、燃料電池スタック２から取出す電流を制御する。
【００３４】
このような燃料電池システムでは、家庭内負荷１２の需要電力が燃料電池システムの定格最大出力電力（例えば７００Ｗ）未満であれば、変流器１３により計測される系統電力がほぼゼロとなるように、家庭内負荷１２の需要電力がＦＣ出力電力によりほぼ全て賄われる。また、家庭内負荷１２の需要電力が燃料電池システムの定格最大出力電力を超える場合は、燃料電池システムでは定格最大出力電力での発電が行われ、不足分が系統電力により補われる。
【００３５】
家庭内負荷１２の需要電力が急減した場合には、逆潮流防止のため、瞬時にＦＣ出力電力を抑制する必要がある。このときの制御は燃料電池の種類によって異なる。燃料電池の電解質層の種類によって発電電力制御の応答速度が異なるためである。例えば、ＰＥＦＣでは、改質ガス中の一酸化炭素の処理のために発電電力制御の応答速度が遅くなり、ＳＯＦＣでは、改質ガス中の一酸化炭素の処理が不要なため発電電力制御の応答速度が速いためである。
【００３６】
このため、発電電力制御の応答速度が遅いＰＥＦＣでは、余剰電力ヒータ（ＤＣヒータ８又はＡＣヒータ９）を持ち、家庭内負荷１２の需要電力の急減時に、余剰電力ヒータを作動させて、余剰電力を消費することにより、ＦＣ出力電力（ＦＣ発電電力−ヒータ消費電力）を減少させる。余剰電力は熱エネルギーに変換されるので給湯に利用可能である。
【００３７】
発電電力制御の応答速度が速いＳＯＦＣでは、余剰電力ヒータ（ＤＣヒータ８又はＡＣヒータ９）を持たず、家庭内負荷１２の需要電力の急減時に、比較的速やかにＦＣ発電電力を減少させことができる。よって、燃料電池スタック２からの掃引電流を減少させ、逆潮流しないようにＡＣ／ＤＣインバータ７の出力を制御する。
【００３８】
制御装置１０及び／又はコントローラ１５はまた、所定の診断条件（診断モード）にて電力計測器としての変流器１３の故障診断を行う診断装置をソフトウエア的に備える。
【００３９】
図２は制御装置１０及び／又はコントローラ１５内の診断装置による電力計測器故障診断ルーチンのフローチャートである。また、図３は故障診断時の計測電力の変化の様子を示す図であり、ここでの計測電力は、変流器１３による系統電力の計測値である。尚、図３（ａ）と（ｂ）は共に同じ系統電力の実測値（実線）及び平均値（点線）の変化を示し、（ａ）には第１の判定方法の説明を併記し、（ｂ）には第２の判定方法の説明を併記している。
【００４０】
図２のフローチャートに従って説明する。
ステップ１（図には「Ｓ１」と記す。以下同様）では、燃料電池システムの発電中か否かを検出し、発電中の場合はステップ２へ進む。
【００４１】
ステップ２では、変流器１３の計測電力（系統電力の計測値）Ａを読込む。
ステップ３では、計測電力Ａの平均値、例えば移動平均値Ｚを次式により求める。
Ｚ＝（１−ｆ）×Ｚ-1＋ｆ×Ａ
但し、Ｚ-1は前回までの移動平均値、
ｆは重み付け定数で、０＜ｆ＜１  である。
尚、移動平均を求める他、最新の所定サンプル数を記憶しておいて、これらの単純平均を求めるようにしてもよい。
【００４２】
ステップ４では、診断中か否かを診断中フラグの値によって判定し、診断中でない場合（診断条件成立前で診断中フラグ＝０の場合）は、ステップ５へ進む。
ステップ５では、所定の診断条件が成立しているか否かを判定する。
ここでいう、所定の診断条件とは、例えば、変流器１３の計測電力が一定期間以上例えば±１０Ｗ以内でほとんど変化していない状態である。
診断条件が成立しない場合は、ステップ１へ戻る。
【００４３】
診断条件が成立した場合は、診断中フラグ＝１にセットした上で、診断を開始すべく、ステップ６へ進む。
ステップ６では、ＦＣ出力電力の変化（ステップ７）に先立って、最新のステップ３での計測電力の平均値Ｚを読込み、これを変化直前の計測電力の平均値Ｚ０として記憶保持する（Ｚ０＝Ｚ）。
【００４４】
ステップ７では、診断を開始すべく、ＦＣ出力電力を減少側にステップ的に変化させる。
具体的には、余剰電力ヒータ（ＤＣヒータ８又はＡＣヒータ９）を有する場合は、これを作動させることにより、ＦＣ出力電力（＝ＦＣ発電電力−ヒータ消費電力）を減少させる。余剰電力ヒータを有しない場合は、改質装置１への燃料供給量等を減少させることにより、燃料電池スタック２の発電電力を減少させて、ＦＣ出力電力（＝ＦＣ発電電力）を減少させる。
【００４５】
ステップ８では、ＦＣ出力電力の変化から所定期間Ｔの計時を開始する（タイマーを０スタートする）。そして、ステップ１へ戻る。
【００４６】
診断開始後は、ステップ４での判定で診断中（診断中フラグ＝１）と判定される結果、ステップ４からステップ９へ進む。
【００４７】
ステップ９では、ＦＣ出力電力の変化から所定期間Ｔ内の計測電力の最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１を取得すべく、最大値及び最小値の算出処理を行う。
具体的には、初回は、最新のステップ２での計測電力Ａを最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１として記憶する（Ｘ１＝Ａ、Ｙ１＝Ａ）。２回目以降は、最新のステップ２での計測電力Ａと前回までの最大値Ｘ１、最小値Ｙ１とを比較し、Ａ＞Ｘ１であれば、最大値Ｘ１を更新し（Ｘ１＝Ａ）、Ａ＜Ｙ１であれば、最小値Ｙ１を更新する（Ｙ１＝Ａ）。
【００４８】
ステップ１０では、所定期間Ｔが経過したか否かを判定する。すなわち、タイマーの計時値が所定時間（例えば３０分）に達したか否かを判定する。経過していない場合は、ステップ１へ戻る。
【００４９】
所定時間Ｔ経過した場合は、ステップ１１へ進む。
ステップ１１では、最新のステップ３での平均値Ｚを読込み、変化後、所定期間経過時点の計測電力の平均値Ｚ１として記憶する（Ｚ１＝Ｚ）。
【００５０】
ステップ１２では、変化直前の計測電力の平均値Ｚ０と、出力電力の変化幅に対応する計測電力の理論変化量ΔＷと、予め定めた変動幅（最大変動幅）ａ、ｂとから、所定期間経過時点の計測電力の平均値Ｚ１に対する上限値Ｚmax ＝Ｚ０＋ΔＷ＋ａ、及び、下限値Ｚmin ＝Ｚ０＋ΔＷ−ｂを設定する。
上限側しきい値Ｚmax ＝Ｚ０＋ΔＷ＋ａ
下限側しきい値Ｚmin ＝Ｚ０＋ΔＷ−ｂ
【００５１】
ステップ１３では、所定期間経過時点の計測電力の平均値Ｚ１と、上限値Ｚmax 及び下限値Ｚmin との比較で、
Ｚmin ≦Ｚ１≦Ｚmax   ・・・（１）
を満たすか否かを判定する（第１の判定）。
【００５２】
ステップ１４では、前記所定期間Ｔ内の計測電力の最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１が、前記平均値Ｚ１、及び、予め定めた変動幅（最小変動幅）ｃ、ｄに対し、
Ｘ１≧Ｚ１＋ｃ  及び  Ｙ１≦Ｚ１−ｄ  ・・・（２）
を満たすか否かを判定する（第２の判定）。
【００５３】
ステップ１３での第１の判定、及び、ステップ１４での第２の判定で共に、ＹＥＳの場合は、ステップ１５へ進み、正常と結論して、診断を終了する（診断中フラグ＝０）。そして、ステップ１へ戻る。
【００５４】
これに対し、ステップ１３での第１の判定、又は、ステップ１４での第２の判定のいずれかで、ＮＯの場合は、ステップ１６へ進み、異常（故障）と結論して、システムを停止させる。
すなわち、前記（１）及び（２）の条件を全て満たす場合に正常と診断し、前記（１）及び（２）の条件のいずれかを満たさない場合に故障と診断する。
【００５５】
尚、図２のフローチャートでは、ステップ７の部分が出力電力の変化手段に相当し、ステップ２、ステップ１１（及びステップ６）の部分が平均値算出手段に相当し、ステップ９の部分が最大値及び最小値取得手段に相当し、ステップ１２、ステップ１３の部分が第１の判定手段に相当し、ステップ１４の部分が第２の判定手段に相当する。
【００５６】
図３について説明する。この例では、時刻ｔ１において、診断が開始され、このときの計測電力の平均値がＺ０として記憶された後、ＦＣ出力電力が減少側に変化せしめられる（ΔＷはマイナス値）。これにより、系統電力が増大し、その計測電力も増大する。そして、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の所定期間Ｔにおいて、計測電力の平均値Ｚの算出と、最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１の算出処理が続けられる。そして、時刻ｔ２において、このときの計測電力の平均値がＺ１として記憶され、また、所定期間Ｔ内の最大値Ｘ及び最小値Ｙが確定する。このとき、図３（ａ）に示されるように、平均値Ｚ１が上限値Ｚmax ＝Ｚ０＋ΔＷ＋ａより小さく、下限値Ｚmin ＝Ｚ０＋ΔＷ＋ｂより大きければ（すなわち、上限値Ｚmax と下限値Ｚmin との間にあれば）、変流器１３が変化を検知できているとみなされ、正常と判定される。また、図３（ｂ）に示されるように、最大値Ｘ１がＺ１＋ｃより大きく、かつ、最小値Ｙ１がＺ１−ｄより小さければ、変流器１３が変動を検知できているとみなされ、正常と判定される。そうでない場合は、異常（故障）と診断される。
【００５７】
尚、ＦＣ出力電力を減少側に変化させて診断を実行した後、正常であれば、ＦＣ出力電力を元に戻すように制御するが、この戻す制御にて、ＦＣ出力電力を増大側に変化させて系統電力を減少させることにより再診断を行うようにしてもよい。図３の例では、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の所定期間Ｔにおいて、再診断を実行している。
【００５８】
本実施形態によれば、判定に、所定期間Ｔ経過時点の平均値Ｚ１を用いるため、ノイズの影響を低減することができる。
また、所定期間Ｔ経過時点の計測電力の平均値Ｚ１は、変化直前の平均値Ｚ０との相対比較で判定するため、オフセットの影響を抑制することができる。
【００５９】
また、所定期間Ｔ経過時点の平均値Ｚ１に対するしきい値は、変化直前の平均値Ｚ０と、変化幅に対応する理論変化量ΔＷとをベースに設定するため、しきい値設定（定数ａ、ｂの設定）も容易である。
【００６０】
また、最大値Ｘ１及び最小値Ｙ１に対するしきい値は、所定期間Ｔ経過時点の平均値Ｚ１をベースに設定するため、しきい値設定（定数ｃ、ｄの設定）も容易である。
従って、正確な故障診断が可能となり、しきい値等の設定も容易となる。
【００６１】
また、燃料電池システムの出力電力を変化させる際に、燃料電池システムの発電部（燃料電池スタック２）の発電電力を変化させることにより、発電電力制御の応答速度が速いシステムにて、特別な余剰電力ヒータを設けることなく、実施可能となる。
【００６２】
また、燃料電池システムの出力電圧を変化させる際に、燃料電池システムの発電部（燃料電池スタック２）の発電電力を負荷への出力電力に変換する電力変換部（ＰＣＳ５）に備えられる余剰電力ヒータ（ＤＣヒータ８又はＡＣヒータ９）での消費電力を変化させることにより、発電電力制御の応答速度が遅いシステムにも適用可能となる。
【００６３】
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【００６４】
例えば、本実施形態では、自家発電システムは燃料電池システムとしたが、ガスエンジンにより発電機を駆動する形式の自家発電システムにも適用可能であり、発電形式は問わない。
【００６５】
また、本実施形態では、電力計測器の故障診断のため、自家発電システム（燃料電池システム）の出力電力の変化に関連して変化する（出力電力の減少により増大する）系統電力の計測値について故障診断を行ったが、出力電力そのものについて故障診断を行ってもよいし、負荷電力の計測値に対し故障診断を行うようにすることもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１  燃料改質装置
２  燃料電池スタック
３  燃料供給量制御手段
４  空気供給量制御手段
５  パワーコンディショナー（ＰＣＳ）
６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
７  ＤＣ／ＡＣインバータ
８  ＤＣヒータ
９  ＡＣヒータ
１０  制御装置
１１  系統電源
１２  家庭内負荷
１３  変流器（電力計測器）
１４  出力電流計測部
１５  コントローラ
【図１】
2013238518.tif 000003
【図２】
2013238518.tif 000004
【図３】
2013238518.tif 000005