(57)【要約】【課題】燃料電池部の運転停止を必要とせずに、選択的に燃料電池部の発電を抑制する。【解決手段】電源システム１００は、幹線ＬＭに接続された燃料電池部１１と、幹線ＬＭを流れる電流を検出する電流検出部１５と、電流検出部１５で検出された電流に対応する潮流電力に基づいて燃料電池部１１の運転を制御する制御部１２と、を備える。制御部１２は、潮流電力が最低買電電力よりも大きい場合に、需要電力に燃料電池部１１の発電出力が追従するように燃料電池部１１で発電させる一方、潮流電力が最低買電電力以下の場合に、燃料電池部１１による発電出力を低下させて当該発電出力が所定出力以下となったときに燃料電池部１１を待機状態とさせる。制御部１２は、少なくとも通常値αと当該通常値αよりも大きい増加値β１との間で最低買電電力を切り替える閾値切替部１３を備える。【選択図】図１
2016093081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給源から負荷に連なる幹線に接続された燃料電池部と、
前記幹線において前記燃料電池部との接続部よりも前記電力供給源側に設けられ、前記幹線を流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された電流に対応する潮流電力に基づいて、前記燃料電池部の運転を制御する制御部と、を備える電源システムであって、
前記制御部は、
前記潮流電力が放電閾値よりも大きい場合に、前記接続部よりも前記負荷側の需要電力に前記燃料電池部の発電出力が追従するように前記燃料電池部で発電させ、
前記潮流電力が前記放電閾値以下の場合に、前記燃料電池部による発電出力を低下させて当該発電出力が所定出力以下となったときに前記燃料電池部を待機状態とさせ、
少なくとも第１値と当該第１値よりも大きい第２値との間で前記放電閾値を切り替える閾値切替部をさらに備える、電源システム。
【請求項２】
前記閾値切替部は、時間帯に応じて前記放電閾値を切り替える、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記電力供給源は、系統電源を含み、
前記閾値切替部は、夜間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で前記放電閾値が前記第２値に設定されるように切り替える、請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記電力供給源は、太陽光発電システムを含み、
前記閾値切替部は、昼間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で前記放電閾値が前記第２値に設定されるように切り替える、請求項２又は３に記載の電源システム。
【請求項５】
前記幹線において前記電流検出部よりも前記電力供給源側に接続され、電力の充電及び放電が可能な第１蓄電部を備え、
前記閾値切替部は、前記第１蓄電部の蓄電量が一定残量よりも多い場合に前記放電閾値が前記第２値に設定されるように切り替える、請求項１に記載の電源システム。
【請求項６】
前記幹線において前記燃料電池部との前記接続部よりも前記負荷側に接続され、電力の充電及び放電が可能な第２蓄電部を備え、
前記第２値は、前記第２蓄電部の充電電力よりも大きい、請求項１〜５の何れか一項に記載の電源システム。
【請求項７】
電力供給源から負荷に連なる幹線に接続された燃料電池部と、
前記幹線において前記燃料電池部との接続部よりも前記電力供給源側に設けられ、前記幹線を流れる電流を検出する電流検出部と、を具備する電源システムに搭載される制御装置であって、
前記電流検出部で検出された電流に対応する潮流電力に基づいて、前記燃料電池部の運転を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記潮流電力が放電閾値よりも大きい場合に、前記接続部よりも前記負荷側の需要電力に前記燃料電池部の発電出力が追従するように前記燃料電池部で発電させ、
前記潮流電力が前記放電閾値以下の場合に、前記燃料電池部による発電出力を低下させて当該発電出力が所定出力以下となったときに前記燃料電池部を待機状態とさせ、
少なくとも第１値と当該第１値よりも大きい第２値との間で前記放電閾値を切り替える閾値切替部をさらに備える、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システム及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電源システムとして、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された電源システムは、系統電源等の電力供給源と、電力を発生する燃料電池部と、を備えており、電力供給源から電力を負荷へ供給することに加えて、燃料電池部からも電力を負荷へ供給することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１７５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、上述したような電源システムでは、制御部により燃料電池部の運転が制御され、負荷追従運転（すなわち、負荷側の需要電力に燃料電池部の発電出力が追従するように燃料電池部で発電させる運転）が行われる。しかしこの場合、例えば系統電源の電力を利用する方が電源システム全体の運転コストを低コスト化できる等の特定条件下においても、燃料電池部が優先的に負荷追従運転され、経済性が損なわれてしまう可能性がある。よって、このような特定の条件下で電源供給部の電力を優先的に利用すべく、選択的に燃料電池部の発電を抑制することが望まれる。
【０００５】
ここで、燃料電池部では、他の電力供給手段とは異なり、起動（電源のオン）及び運転停止（電源のオフ）に多大な時間を要することが多い。そのため、単純に燃料電池部を運転停止させて発電を抑制することは、その特性上、現実的ではない。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて成されたものであり、燃料電池部の運転停止を必要とせずに、選択的に燃料電池部の発電を抑制できる電源システム及び制御装置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】
【０００７】
本発明に係る電源システムは、電力供給源から負荷に連なる幹線に接続された燃料電池部と、幹線において燃料電池部との接続部よりも電力供給源側に設けられ、幹線を流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部で検出された電流に対応する潮流電力に基づいて、燃料電池部の運転を制御する制御部と、を備える電源システムであって、制御部は、潮流電力が放電閾値よりも大きい場合に、接続部よりも負荷側の需要電力に燃料電池部の発電出力が追従するように燃料電池部で発電させ、潮流電力が放電閾値以下の場合に、燃料電池部による発電出力を低下させて当該発電出力が所定出力以下となったときに燃料電池部を待機状態とさせ、少なくとも第１値と当該第１値よりも大きい第２値との間で放電閾値を切り替える閾値切替部をさらに備える。
【０００８】
本発明に係る制御装置は、電力供給源から負荷に連なる幹線に接続された燃料電池部と、幹線において燃料電池部との接続部よりも電力供給源側に設けられ、幹線を流れる電流を検出する電流検出部と、を具備する電源システムに搭載される制御装置であって、電流検出部で検出された電流に対応する潮流電力に基づいて、燃料電池部の運転を制御する制御部を備え、制御部は、潮流電力が放電閾値よりも大きい場合に、接続部よりも負荷側の需要電力に燃料電池部の発電出力が追従するように燃料電池部で発電させ、潮流電力が放電閾値以下の場合に、燃料電池部による発電出力を低下させて当該発電出力が所定出力以下となったときに燃料電池部を待機状態とさせ、少なくとも第１値と当該第１値よりも大きい第２値との間で放電閾値を切り替える閾値切替部をさらに備える。
【０００９】
このような本発明に係る電源システム及び制御装置では、放電閾値が第１値のときには、第１値を越えた需要電力が負荷側に生じた場合に燃料電池部で負荷追従運転が行われる。一方、第１値よりも大きい第２値へ放電閾値を切り替えることにより、当該需要電力が第１値を越えていたとしても第２値を越えない限りは、燃料電池部は負荷追従運転を行わずに待機状態（燃料電池部から電力が出力されないアイドリング状態）へ移行可能となる。したがって、本発明によれば、燃料電池部の運転停止を必要とせずに、選択的に燃料電池部の発電を抑制することが可能となる。
【００１０】
本発明に係る電源システムにおいて、閾値切替部は、時間帯に応じて放電閾値を切り替えてもよい。この場合、任意の時間帯に放電閾値が第２値となるように電源システムを構成し、その時間帯における燃料電池部の発電を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る電源システムにおいて、電力供給源は、系統電源を含み、閾値切替部は、夜間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で放電閾値が第２値に設定されるように切り替えてもよい。夜間時間帯においては、需要電力が小さい場合が多いところ、このような小さい需要電力に対し燃料電池部が負荷追従運転を行うと、燃料電池部の運転効率が悪化して経済性が損なわれる可能性がある。そこで、夜間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で放電閾値を第２値とすることにより、当該時間帯で燃料電池部の発電を抑制し、運転効率が悪い燃料電池部の運転を抑制することができ、経済メリットを得ることが可能となる。
【００１２】
本発明に係る電源システムにおいて、電力供給源は、太陽光発電システムを含み、閾値切替部は、昼間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で放電閾値が第２値に設定されるように切り替えてもよい。昼間時間帯においては、太陽光発電で電力が供給され得るところ、この太陽光発電による電力を優先的に利用した方が電源システム全体の運転コストを低コスト化できる場合がある。そこで、昼間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で放電閾値を第２値とすることにより、当該時間帯において燃料電池部の発電を抑制して太陽光発電の電力を優先的に利用することができ、経済メリットを得ることが可能となる。
【００１３】
本発明に係る電源システムは、幹線において電流検出部よりも電力供給源側に接続され、電力の充電及び放電が可能な第１蓄電部を備え、閾値切替部は、第１蓄電部の蓄電量が一定残量よりも多い場合に放電閾値が第２値に設定されるように切り替えてもよい。第１蓄電部の有効利用のためには、第１蓄電部の蓄電量が一定残量以下になるまで、その蓄電電力を利用することが望ましい。そこで、第１蓄電部の蓄電量が一定残量よりも多い場合において、放電閾値を第２値とすることにより、燃料電池部の発電を抑制して第１蓄電部の蓄電電力を優先的に利用可能となる。
【００１４】
本発明に係る電源システムは、幹線において燃料電池部との接続部よりも負荷側に接続され、電力の充電及び放電が可能な第２蓄電部を備え、第２値は、第２蓄電部の充電電力よりも大きくてもよい。放電閾値が第２蓄電部の充電電力（充電に要される電力）以下であると、例えば電力供給源の電力を利用する方が電源システム全体の運転コストを低コスト化できる場合であっても、第２蓄電部の充電時には常に燃料電池部が負荷追従運転する。そこで、第２値を第２蓄電部の充電電力よりも大きくすると、第２値へ放電閾値を切り替えた場合、第２蓄電部の充電時でも需要電力が第２値を越えない限りは、燃料電池部を待機状態へ移行させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、燃料電池部の運転停止を必要とせずに、選択的に燃料電池部の発電を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る電源システムを示す概略構成図である。
【図２】第２実施形態に係る電源システムを示す概略構成図である。
【図３】閾値切替部において最低買電電力を切り替える際に参照される制御マップの例を示す図である。
【図４】第３実施形態に係る電源システムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る電源システム１００を示す概略構成図である。図１に示すように、電源システム１００は、例えば一般家庭等において負荷Ｅ（住居の家庭負荷等）に対して電力を供給するためのシステムである。電源システム１００は、電力供給源２から負荷Ｅに連なる幹線ＬＭと、接続部３を介して幹線ＬＭに接続された燃料電池システム１０と、幹線ＬＭにおいて接続部３よりも電力供給源２側に設けられた電流検出部１５と、を備えている。
【００１９】
電力供給源２は、系統電源２ａ及び太陽光発電システム２ｂを含んでいる。系統電源２ａは、例えば電力会社が保有する配電線網から供給される電源である。太陽光発電システム２ｂは、太陽光を利用して発電を行う電源であり、系統電源２ａに連系するように構成されている。この電力供給源２は、系統電源２ａに連系する風力発電システム等の他の分散型電源を含んでいてもよい。
【００２０】
幹線ＬＭは、電力供給源２から負荷Ｅへ電力を供給する配線である。幹線ＬＭとしては、一般家庭用の引き込み線として用いられる単相３線式のものを採用できる。なお、幹線ＬＭにおける配電の電気方式は特に限定されるものではなく、単相２線式、三相３線式あるいは三相４線式であってもよい。
【００２１】
燃料電池システム１０は、ＬＰガス、都市ガス、灯油等の炭化水素燃料を用いて電力を出力するものであり、燃料電池部１１及び制御部１２を有している。燃料電池部１１は、電力を発生するものであり、炭化水素燃料を改質することによって水素を含有する改質ガスを生成する改質器、及び、改質ガスを用いて発電を行う燃料電池セル等を備えている。燃料電池部１１は、接続部３及び幹線ＬＭを介して、発電した電力を負荷Ｅ側へ出力（放電）する。燃料電池システム１０の定格発電出力は、例えば７００Ｗ程度とされている。
【００２２】
制御部１２は、例えば電子制御を行うデバイス（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び入出力インターフェイスを含んで構成されたデバイス）によって構成されている。制御部１２は、電流検出部１５で検出された電流に対応する潮流電力に基づいて、燃料電池部１１の運転を制御する（詳しくは後述）。
【００２３】
電流検出部１５は、例えば計器用変流器（ＣＴ：Current Transformer）によって構成される。電流検出部１５は、幹線ＬＭを流れる電流を検出する。具体的には、電流検出部１５は、環状のコアを有しており、当該コアの内側を通過するように接続された幹線ＬＭを流れる電流を検出可能である。電流検出部１５は、制御部１２と電気的に接続されており、検出した電流の電流値を制御部１２へ送信する。
【００２４】
次に、制御部１２について具体的に説明する。制御部１２は、燃料電池システム１０から出力された電力が逆潮流しないように、燃料電池システム１０の運転を制御する。具体的には、制御部１２は、電流検出部１５が検出する電流値と、内部に有する電圧検出部（不図示）が検出する電圧値と、それらの位相とから、潮流電力を算出する。制御部１２は、潮流電力が放電閾値よりも大きい場合には、負荷追従運転するように燃料電池部１１で発電させる。一方、潮流電力が放電閾値以下の場合には、潮流電力が放電閾値を超えるまでは燃料電池部１１の発電を抑制し、燃料電池部１１による発電出力を低下させ、これらの変化の末、当該発電出力が所定出力以下となったときに燃料電池部１１を待機状態とさせる。
【００２５】
潮流電力は、幹線ＬＭ上の電流検出部１５が配置された位置での電力であって、電流検出部１５が検出する電流と電圧検出部が検出する電圧に基づく順方向（すなわち、電力供給源２側から負荷Ｅに向かう方向）の電力である。ここでの放電閾値は、最低買電電力として設定される。負荷追従運転とは、接続部３よりも負荷Ｅ側の需要電力に燃料電池部１１の発電出力が追従するように燃料電池部１１で発電させる運転である。所定出力以下とは、予め設定された出力値以下を意味し、特に限定されるものではないが、ここでは、例えば０Ｗとされている。待機状態は、燃料電池部１１から電力が出力されないアイドリング状態である。待機状態は、燃料電池部１１を停止（電源をＯＦＦ）させた状態を含んでいない。
【００２６】
図１に示す構成において、負荷Ｅ側での需要電力（消費電力）は、燃料電池部１１の発電出力と電力供給源２からの供給電力との合計になる。制御部１２は、電力供給源２からの発電出力が最低買電電力よりも大きい場合、当該合計が需要電力となるように燃料電池部１１の発電出力を増減させる。一方、制御部１２は、電力供給源２からの供給電力が最低買電力以下の場合、燃料電池部１１による発電出力を低下させ、当該発電出力が所定出力以下となったときに燃料電池部１１を待機状態として当該燃料電池部１１の放電を抑制する。
【００２７】
ここで、本実施形態の制御部１２は、通常値（第１値）αと増加値（第２値）β１との間において、放電閾値である最低買電電力を切り替える閾値切替部１３を備えている。換言すると、制御部１２には、通常値αから増加値β１へ又は増加値β１から通常値αへ最低買電電力の設定値を変更可能な機能が付与されている。
【００２８】
通常値αは、例えば逆潮流を防止する観点から設定され、数十Ｗ程度とされている。増加値β１は、通常値αよりも大幅に大きい値を有し、５０００Ｗとされている。増加値β１は、例えば契約電力ブレーカのアンペア数に基づいて設定することができる。増加値β１を契約電力よりも大きい値に設定した場合には、常に需要電力は最低買電電力以下となり、その結果、燃料電池部１１が常に待機状態へ移行可能とされる。
【００２９】
閾値切替部１３は、例えばタッチパネル等の操作部を介して、ユーザにより手動で最低買電電力を切り替えてもよいし、特定条件下で自動的に最低買電電力を切り替えてもよい。閾値切替部１３は、時間帯に応じて最低買電電力を通常値αと増加値β１との間で切り替えてもよい。この場合、閾値切替部１３は、複数の時間帯に関連付けられた最低買電電力に係る制御マップを予め備え、この制御マップに基づいて最低買電電力を切り替えてもよい。もしくは、閾値切替部１３は、例えばタイマー部を有し、タイマー部を介してユーザにより設定された時間帯に応じて最低買電電力を切り替えてもよい。
【００３０】
例えば閾値切替部１３は、任意時間帯に最低買電電力が５０００Ｗの増加値β１となるように切り替える。これにより、この任意時間帯において５０００Ｗ以上の需要電力がなければ、燃料電池部１１は発電を開始しない。よって、通常の需要電力が５０００Ｗ未満の需要家では、当該任意時間帯において燃料電池部１１から電力が供給されることなく、電力供給源２からのみ給電されることとなる。
【００３１】
任意の時間帯に最低買電電力を切り替える場合、閾値切替部１３は、次のように構成してもよい。すなわち、閾値切替部１３は、夜間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で最低買電電力が増加値β１に設定されるように切り替えてもよい。夜間時間帯は、日没から日の出までの時間帯である。夜間時間帯は、系統電源２ａからの供給電力の買電料金が割安の深夜時間帯を含んでいる。もしくは、閾値切替部１３は、昼間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で最低買電電力が増加値β１に設定されるように切り替えてもよい。昼間とは、日の出から日没までの時間帯である。「時間」としては、標準時を用いてもよいし、燃料電池システム１０等に設定された固有時間を用いてもよい（以下、同じ）。
【００３２】
また、閾値切替部１３は、例えば経済メリットを高めるべく、以下の条件のうち何れかに該当する場合に増加値β１となるように、最低買電電力を切り替え可能に構成されてもよい。
条件１：燃料電池システム１０の発電に必要な燃料費＞系統電源２ａの買電料金
条件２：需要電力が所定値より小さい時間帯
（所定値：燃料電池システム１０の運転効率が悪化して必要燃料量が増加す
るか否かに基づき画定された値）
条件３：太陽光発電システム２ｂの電力販売料金＜
燃料電池システム１０の発電に必要な燃料費
【００３３】
なお、閾値切替部１３による最低買電電力の切替えは、限定されるものではなく、上記に代えて又は加えて、例えば季節、地域、周辺天気等に応じて最低買電電力を切り替えてもよい。閾値切替部１３は、燃料電池システム１０による貯湯湯量に一定量の余剰があるか否かを判定し、貯湯湯量に余剰がある場合に増加値β１となるように、最低買電電力を切り替えてもよい。閾値切替部１３は、互いに異なる３つ以上の値の間で最低買電電力を切り替えてもよい。制御部１２及び閾値切替部１３は、電源システム１００に搭載される制御装置１を構成する。
【００３４】
以上、本実施形態では、最低買電電力が通常値αのときには、通常値αを越えた需要電力が負荷Ｅ側に生じた場合に燃料電池部１１で負荷追従運転が行われる。一方、閾値切替部１３によって通常値αよりも大きい増加値β１へ最低買電電力を切り替えることにより、需要電力が通常値αを越えていたとしても増加値β１を越えない限りは、燃料電池部１１は負荷追従運転を行わずに待機状態へ移行可能となる。したがって、燃料電池部１１の運転停止を必要とせずに、選択的に燃料電池部１１の発電を抑制可能となる。また、大幅な仕様変更も要することなく、軽微な機能付加により燃料電池部１１の発電を抑制できる。
【００３５】
本実施形態において、閾値切替部１３は、時間帯に応じて最低買電電力を切り替える。これにより、任意の時間帯に最低買電電力が増加値β１となるように電源システム１００を構成し、その時間帯における燃料電池部１１の発電を抑制できる。
【００３６】
夜間時間帯では、需要電力が小さい場合が多く、小さい需要電力に対し燃料電池部１１が負荷追従運転を行うと、燃料電池部１１の運転効率が悪化して経済性が損なわれる場合（上記条件２の場合）がある。また、一般的に、夜間時間帯では、系統電源２ａからの供給電力の買電料金が割安となる場合（上記条件１の場合）がある。この点、本実施形態においては、夜間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で最低買電電力が増加値β１に設定されるように切り替えてもよい。これにより、当該時間帯で燃料電池部１１の発電を抑制し、運転効率が悪い燃料電池部１１の運転を抑制すると共に、割安な系統電源２ａの供給電力を優先的に利用することができ、その結果、経済メリットを得ることが可能となる。
【００３７】
昼間時間帯においては、太陽光発電システム２ｂで電力が供給され得るところ、この太陽光発電による電力を優先的に利用した方が電源システム１００全体の運転コストを低コスト化できる場合（例えば、上記条件３の場合）がある。この点、本実施形態においては、昼間時間帯のうちの少なくとも一部の時間帯で最低買電電力が増加値β１に設定されるように切り替えてもよい。これにより、当該時間帯で燃料電池部１１の発電を抑制して太陽光発電の電力を優先的に利用することができ、経済メリットを得ることが可能となる。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点を説明し、重複する説明を省略する。
【００３９】
図２は、第２実施形態に係る電源システム２００を示す概略構成図である。図２に示すように、電源システム２００は、上記電源システム１００（図１参照）に対して、電流検出部２０及び蓄電部（第２蓄電部）２１を更に備える点で異なる。
【００４０】
電流検出部２０は、上記電流検出部１５と同様に構成されている。電流検出部２０は、幹線ＬＭにおいて接続部３よりも負荷Ｅ側に設けられている。電流検出部２０は、蓄電部２１と電気的に接続されており、検出した電流の電流値を蓄電部２１へ送信する。
【００４１】
蓄電部２１は、蓄電池によって構成されており、電力の充電及び放電を行うものである。蓄電部２１は、幹線ＬＭにおいて燃料電池システム１０との接続部３よりも負荷Ｅ側に接続されている。具体的には、蓄電部２１は、幹線ＬＭにおいて電流検出部２０と負荷Ｅとの間に、接続部４を介して接続されている。蓄電部２１は、電力供給源２からの供給電力を利用して、又は、電力供給源２からの供給電力と燃料電池システム１０の発電出力とを利用して、充電を行う。蓄電部２１は、当該充電により蓄電された蓄電電力を、接続部４及び幹線ＬＭを介して負荷Ｅ側へ放電する。
【００４２】
蓄電部２１は、電流検出部２０が配置された位置での潮流電力を、例えば制御部１２と同様にして算出する。そして、蓄電部２１は、当該潮流電力が蓄電部用放電閾値よりも大きい場合、負荷追従運転するように放電する。一方、蓄電部２１は、当該潮流電力が蓄電部用放電閾値以下の場合、放電せずに放電停止状態とされる。蓄電部用放電閾値は、最低買電電力として予め設定されている。蓄電部２１の最低買電電力としては、例えば逆潮流を防止する観点から上記通常値αとしてもよい。蓄電部２１の負荷追従運転とは、接続部４よりも負荷Ｅ側の需要電力に追従するように蓄電部２１から放電させる運転である。
【００４３】
また、電源システム２００は、制御部１２が閾値切替部１３（図１参照）に代えて閾値切替部２３を有する点で異なる。閾値切替部２３は、閾値切替部１３における上述した機能に代えて若しくは加えて、次の機能を有している。すなわち、閾値切替部２３は、通常値αと増加値（第２値）β２との間において最低買電電力を切り替える。増加値β２は、蓄電部２１の充電電力（充電に必要な電力）よりも大きくされている。例えば、蓄電部２１の充電電力が３０００Ｗの場合、増加値β２は８０００Ｗとされている。
【００４４】
図３（ａ）は、閾値切替部２３において最低買電電力を切り替える際に参照される制御マップの一例を示す図である。図３（ａ）の例では、蓄電部２１の充電時間が深夜時間帯（ここでは、０：００〜２：００）に設定されている場合を例示している。図３（ａ）に示す例によれば、閾値切替部２３は、蓄電部２１の充電時間帯を含む時間帯に増加値β２となるように、最低買電電力を切り替える。具体的には、６：００〜２０：００の時間帯で最低買電電力を通常値αとし、系統電源２ａの買電料金が割安の夜間時間帯である２０：００〜６：００の時間帯においては、最低買電電力を増加値β２とする。
【００４５】
これにより、例えば蓄電部２１の充電電力を３０００Ｗとし、増加値β２を８０００Ｗとすると、２０：００〜０：００の時間帯では８０００Ｗ以上、蓄電部２１の充電時間の時間帯（０：００〜２：００）では５０００Ｗ以上、２：００〜６：００の時間帯では８０００Ｗ以上の電力が負荷Ｅで消費されなければ、燃料電池部１１の発電出力が低下され、当該発電出力が所定出力以下のときに燃料電池部１１は電力を供給せずに待機状態となり、電力供給源２のみから給電されることとなる。
【００４６】
図３（ｂ）は、閾値切替部２３において最低買電電力を切り替える際に参照される制御マップの他の例を示す図である。図３（ｂ）の例では、蓄電部２１の充電時間が、昼間時間帯のうち日射量が大きい１３：００〜１５：００に設定されている場合を例示している。図３（ｂ）に示す例によれば、閾値切替部２３は、蓄電部２１の充電時間帯を含む時間帯に増加値β２となるように、最低買電電力を切り替える。具体的には、１５：００〜１３：００の時間帯で最低買電電力を通常値αとし、日射量が大きく太陽光発電システム２ｂの発電量が大きい正午過ぎ時間帯である１３：００〜１５：００の時間帯においては、最低買電電力を増加値β２とする。
【００４７】
これにより、例えば蓄電部２１の充電電力を３０００Ｗとし、増加値β２を８０００Ｗとすると、１３：００〜１５：００の時間帯では５０００Ｗ以上の電力が負荷Ｅで消費されなければ、燃料電池部１１の発電出力が低下され、当該発電出力が所定出力以下のときに燃料電池部１１は電力を供給せずに待機状態となり、電力供給源２のみから給電されることとなる。
【００４８】
以上、本実施形態においても、燃料電池部１１の運転停止を必要とせずに、大幅な仕様変更も要することなく、軽微な機能付加により選択的に燃料電池部１１の発電を抑制可能となる。
【００４９】
また、最低買電電力が蓄電部２１の充電電力以下であると、例えば電力供給源２の電力を利用する方が電源システム１００全体の運転コストを低コスト化できる場合（上記条件１及び２の場合）であっても、蓄電部２１の充電時には常に燃料電池部１１が負荷追従運転する可能性が懸念される。この点、本実施形態では、増加値β２が蓄電部２１の充電電力よりも大きいことから、増加値β２へ最低買電電力を切り替えることにより、蓄電部２１の充電時でも需要電力が増加値β２を越えない限りは、燃料電池部１１を待機状態へ移行させることが可能となる。
【００５０】
その結果、図３（ａ）に示す最低買電電力の切り替えでは、系統電源２ａの買電料金が割安となる深夜電力を蓄電部２１の充電に優先的に利用し、経済メリットが生じ易くすることができる。また、図３（ｂ）に示す最低買電電力の切り替えでは、昼間時間帯において太陽光発電システム２ｂの発電出力を蓄電部２１の充電に優先的に利用し、経済メリットが生じ易くすることができる。つまり、蓄電部２１、太陽光発電システム２ｂ及び燃料電池システム１０それぞれの効果的な運用が可能となる。
【００５１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点を説明し、重複する説明を省略する。
【００５２】
図４は、第３実施形態に係る電源システム３００を示す概略構成図である。図４に示すように、電源システム３００は、上記電源システム１００（図１参照）に対して、電流検出部３０及び蓄電部（第１蓄電部）３１を更に備える点で異なる。
【００５３】
電流検出部３０は、上記電流検出部１５と同様に構成されている。電流検出部３０は、幹線ＬＭにおいて電流検出部１５よりも電力供給源２側に設けられている。電流検出部３０は、蓄電部３１と電気的に接続されており、検出した電流の電流値を蓄電部３１へ送信する。
【００５４】
蓄電部３１は、蓄電池によって構成されており、電力の充電及び放電を行うものである。蓄電部３１は、幹線ＬＭにおいて電流検出部１５よりも電力供給源２側に接続されている。具体的には、蓄電部３１は、幹線ＬＭにおいて電流検出部３０と電流検出部１５との間に、接続部５を介して接続されている。蓄電部３１は、電力供給源２からの供給電力を利用して充電を行う。また、蓄電部３１は、当該充電により蓄電された蓄電電力を、接続部５及び幹線ＬＭを介して負荷Ｅ側へ放電する。
【００５５】
蓄電部３１は、電流検出部３０が配置された位置での潮流電力を、例えば制御部１２と同様にして算出する。そして、蓄電部３１は、当該潮流電力が蓄電部用放電閾値よりも大きい場合、負荷追従運転するように放電する。一方、蓄電部３１は、当該潮流電力が蓄電部用放電閾値以下の場合、放電せずに放電停止状態とされる。蓄電部用放電閾値は、最低買電電力として予め設定されている。蓄電部２１の最低買電電力としては、例えば逆潮流を防止する観点から上記通常値αとしてもよい。蓄電部２１の負荷追従運転とは、接続部５よりも負荷Ｅ側の需要電力に追従するように蓄電部３１から放電させる運転である。ここでの蓄電部３１は、図４において例示するように、その蓄電量（残容量）に関する情報を制御部１２に有線又は無線で送信する蓄電量送信部３１ａを有していてもよい。
【００５６】
また、電源システム３００は、制御部１２が閾値切替部１３（図１参照）に代えて閾値切替部３３を有する点で異なる。閾値切替部３３は、閾値切替部１３における上述した機能に代えて若しくは加えて、次の機能が付加されてもよい。すなわち、閾値切替部３３は、例えば蓄電部３１が蓄電量送信部３１ａを有する場合、蓄電部３１から蓄電量に関する情報を取得し、その蓄電量が一定残量よりも多いときに（一定残量よりも多い余剰がある際に）、最低買電電力が増加値β１に設定されるように最低買電電力を切り替えてもよい。一定残量は、例えば、蓄電部３１の充電に必要な最小電力量に所定マージンを考慮した値とされる。一定残量としては、例えば満充電量の５０％程度を設定することができる。
【００５７】
以上、本実施形態においても、燃料電池部１１の運転停止を必要とせずに、大幅な仕様変更も要することなく、軽微な機能付加により選択的に燃料電池部１１の発電を抑制可能となる。
【００５８】
一般的に、その日の電力需要バランスや電力需要パターン等によっては、系統電源２ａからの買電料金が割安な深夜電力を用いて充電した蓄電部３１の蓄電電力が、大幅に余ることがある。蓄電部３１の有効利用のためには、この蓄電電力を次の充電時間までに一定残量まで放電すべきと考えられる。本実施形態では、蓄電部３１よりも下流側（負荷Ｅ側）に燃料電池システム１０が設置されていることから燃料電池システム１０から優先的に放電され易いが、蓄電部３１の蓄電量が一定残量よりも多い場合に最低買電電力を増加値β１とすることが可能であるため、燃料電池部１１の発電を抑制して蓄電部３１の蓄電電力を優先的に利用可能となる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００６０】
例えば、上記実施形態において、第１値及び第２値の具体的な値は限定されるものではなく、第１値と当該第１値よりも大きい第２値とであれば様々な値を採用することができる。上記第２実施形態の電源システム２００は蓄電部２１及び電流検出部２０を備え、上記第３実施形態の電源システム３００は蓄電部３１及び電流検出部３０を備えているが、これらを共に備えた電源システム（つまり、上記第２実施形態と上記第３実施形態とを組み合わせて成る電源システム）としてもよい。
【００６１】
なお、本発明は、電源システム１００及び制御装置１としてだけでなく、電源システム１００及び制御装置１の運転方法として捉えることもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１…制御装置、２…電力供給源、２ａ…系統電源、２ｂ…太陽光発電システム、３…接続部、１１…燃料電池部、１２…制御部、１３…閾値切替部、１５…電流検出部、２１…蓄電部（第２蓄電部）、３１…蓄電部（第１蓄電部）、１００…電源システム、Ｅ…負荷、ＬＭ…幹線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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