(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する電力負荷が異なる複数の電源装置と、それら複数の電源装置の運転を管理する管理センターとが、情報の通信手段を介して接続され、
前記複数の電源装置の夫々が、電力を発電する発電装置、電力を蓄電する蓄電装置、及び、運転制御手段を備えて、前記発電装置及び前記蓄電装置からの電力の電力負荷への供給、及び、前記発電装置にて発電された電力の前記蓄電装置への蓄電、並びに、予め設定された設定運転パターンでの前記発電装置の発電が、前記運転制御手段にて実行されるように構成され、
前記複数の電源装置夫々の実運転情報が、前記通信手段にて前記管理センターに通信されるように構成され、
前記管理センターが、前記複数の電源装置の夫々について適正運転パターンを解析する運転パターン解析手段と、その運転パターン解析手段にて解析された適正運転パターンを出力する運転パターン出力手段とを備え、
前記運転パターン解析手段は、前記複数の電源装置の夫々について、前記実運転情報と運転パターン判別用の設定適正条件とに基づいて、前記適正運転パターンを解析するように構成され、
前記運転制御手段が、電力負荷の需要予測に対応させて、前記発電装置を定格出力で運転する状態と運転を停止する状態とに切り換えることにより、電源装置の運転を制御するように構成され、
前記運転パターン解析手段は、前記設定適正条件として、前記発電装置を運転停止状態に切り換えたときに前記電力負荷に対して電力の不足を生じない状態で停止時間が長くなり、且つ、定格運転と運転停止の切り換え回数を最小とするような運転パターンを、適正運転パターンとして解析するように構成されている電源装置の運転管理システム。
【請求項２】
電力を供給する電力負荷が異なる複数の電源装置と、それら複数の電源装置の運転を管理する管理センターとが、情報の通信手段を介して接続され、
前記複数の電源装置の夫々が、電力を発電する発電装置、電力を蓄電する蓄電装置、及び、運転制御手段を備えて、前記発電装置及び前記蓄電装置からの電力の電力負荷への供給、及び、前記発電装置にて発電された電力の前記蓄電装置への蓄電、並びに、予め設定された設定運転パターンでの前記発電装置の発電が、前記運転制御手段にて実行されるように構成され、
前記複数の電源装置夫々の実運転情報が、前記通信手段にて前記管理センターに通信されるように構成され、
前記管理センターが、前記複数の電源装置の夫々について適正運転パターンを解析する運転パターン解析手段と、その運転パターン解析手段にて解析された適正運転パターンを出力する運転パターン出力手段とを備え、
前記運転パターン解析手段は、前記複数の電源装置の夫々について、前記実運転情報と運転パターン判別用の設定適正条件とに基づいて、前記適正運転パターンを解析するように構成され、
前記運転制御手段が、電力負荷の需要予測に対応させて、前記発電装置を連続運転するとともに発電出力を変更調整することにより、電源装置の運転を制御するように構成され、
前記運転パターン解析手段は、前記設定適正条件として、前記電力負荷が最大値のときに電力の不足を生じない状態で総発電量が小さくなるような運転パターンを、適正運転パターンとして解析するように構成されている電源装置の運転管理システム。
【請求項３】
前記運転パターン出力手段が、前記適正運転パターンを、前記通信手段を介して該当する電源装置に通信させる形態で出力するように構成され、
前記電源装置における運転制御手段が、通信される前記適正運転パターンにて前記発電装置の発電を実行するように構成されている請求項１又は２記載の電源装置の運転管理システム。
【請求項４】
前記運転パターン出力手段が、前記適正運転パターンを表示させる形態で出力するように構成されている請求項１又は２記載の電源装置の運転管理システム。
【請求項５】
前記実運転情報が、前記蓄電装置における端子間電圧並びに充放電用の電流の大きさの情報を含むものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の電源装置の運転管理システム。
【請求項６】
前記管理センターが、
前記実運転情報に基づいて、前記蓄電装置の劣化状況を推測する劣化状況推測手段と、この劣化状況推測手段にて前記蓄電装置の劣化状態又はそれに近い状態であることが判別されると、そのことを該当する電源装置の使用者に知らせる劣化状態報知手段とを備えて構成されている請求項５記載の電源装置の運転管理システム。
【請求項７】
前記実運転情報が、前記蓄電装置の温度の情報を含むものであり、
前記管理センターが、
前記実運転情報に基づいて、許容上限値を越える異常高温状態であることが検出されると、防災対策用の情報を外部に出力する防災対策用情報出力手段を備えて構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源装置の運転管理システム。
【請求項８】
前記複数の電源装置夫々と、前記管理センターとが、前記通信手段として、インターネットを経由して、情報を通信可能に構成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源装置の運転管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電源装置を運転管理するための電源装置の運転管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記したような電源装置としては、例えば、燃料電池やエンジンで駆動される発電機等の発電装置と、蓄電池等の電力を蓄電する蓄電装置とを備えて、発電装置にて発電した電力を電力負荷に供給し、その余剰な電力を蓄電手段に蓄電させたり、発電装置にて発電が行われないときには蓄電手段に蓄電された電力を出力させて電力負荷に供給するようにして、その装置内で電力負荷に供給するための電力をすべて賄いながら余剰電力は装置内で消費させるようにした独立型の電源装置、あるいは、上記したような発電装置や蓄電装置を備えて電力負荷に電力を供給する構成は同じであるが、商用交流電源に対して系統連系させて、電力不足のときは商用交流電源から電力を賄うようにしたり、余剰の電力を売電できるようにした系統連系型の電源装置等がある。
【０００３】
そして、従来では、複数の電源装置は、夫々独立した状態で各別に管理される構成となっており、前記発電装置の運転パターンは、電力負荷の需要予測に対応させた予め設定された設定運転パターンを基に行われ、この設定運転パターンは、例えば、装置の初期設置時等において設定されると、その後は、運転制御手段により設定された運転パターンにて継続して運転を制御する構成となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成においては、このような電源装置を使用者が使用する場合に、電力負荷が上記したような装置の設置時において予測された電力需要に対して大幅に相違しない状態で使用される場合には問題はないが、このような電力負荷は、常に同じような使用状況になるとは限らず変化することが考えられる。しかし、上記従来構成においては、前記発電装置は、予め設定された設定運転パターンにて継続して運転制御される構成となっており、電力使用状況の変化に起因して次のような不都合が生じるおそれがある。
例えば、電源装置により供給可能な電力が電力負荷に対して不足するような場合には、蓄電装置の蓄電容量が不足して過放電状態となって、その後の継続使用ができない状態に陥ったり、電源装置により供給可能な電力が電力負荷に対して過剰となって多くの余剰電力が発生して、電源装置の運用効率が低いものになったりするといった不都合が生じるおそれがあった。
【０００５】
そこで、このような不都合を回避するために、電力の実際の使用状況に応じて、人為的に、電源装置における発電装置の運転パターンを適宜、変更させることが考えられる。例えば、電源装置のメーカーのサービスマン等の作業員が電源装置の設置場所にまで出向いて行き、前記運転パターンを変更設定させることで対応することが可能である。しかし、このような電源装置は複数の使用者に販売されており、電力の使用状況の変化に対応させて、その都度、メーカーの作業員が複数の電源装置が設置される箇所に夫々出向いて行き、電源装置の実際の運転状況等を調べる必要がある等、作業が煩わしいものとなる不利がある。
【０００６】
又、このような方法以外に、電源装置に備えられる運転制御手段に、例えば、自己の運転状況を自分で監視しながら、上述したような不都合のない適正な運転状態になるように、自動で運転パターンを修正するような運転管理機能を持たせる構成とすることも考えられるが、このようにすると、電源装置の構成が大幅に複雑化してコスト高を招く不利がある。
【０００７】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、電源装置の大幅な構成の複雑化を招くことなく、且つ、作業員が電源装置の設置場所にまで出向いて行くなどの煩わしい作業を必要としない状態で、電源装置を適正運転パターンにて運転させることが可能となる電源装置の運転管理システムを提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、電力を供給する電力負荷が異なる複数の電源装置と、それら複数の電源装置の運転を管理する管理センターとが、情報の通信手段を介して接続され、前記複数の電源装置の夫々が、電力を発電する発電装置、電力を蓄電する蓄電装置、及び、運転制御手段を備えて、前記発電装置及び前記蓄電装置からの電力の電力負荷への供給、及び、前記発電装置にて発電された電力の前記蓄電装置への蓄電、並びに、予め設定された設定運転パターンでの前記発電装置の発電が、前記運転制御手段にて実行されるように構成され、前記複数の電源装置夫々の実運転情報が、前記通信手段にて前記管理センターに通信されるように構成され、前記管理センターが、前記複数の電源装置の夫々について適正運転パターンを解析する運転パターン解析手段と、その運転パターン解析手段にて解析された適正運転パターンを出力する運転パターン出力手段とを備え、前記運転パターン解析手段は、前記複数の電源装置の夫々について、前記実運転情報と運転パターン判別用の設定適正条件とに基づいて、前記適正運転パターンを解析するように構成され、前記運転制御手段が、電力負荷の需要予測に対応させて、前記発電装置を定格出力で運転する状態と運転を停止する状態とに切り換えることにより、電源装置の運転を制御するように構成され、前記運転パターン解析手段は、前記設定適正条件として、前記発電装置を運転停止状態に切り換えたときに前記電力負荷に対して電力の不足を生じない状態で停止時間が長くなり、且つ、定格運転と運転停止の切り換え回数を最小とするような運転パターンを、適正運転パターンとして解析するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、複数の電源装置とそれら複数の電源装置の運転を管理する管理センターとが情報の通信手段を介して接続され、複数の電源装置夫々の実運転情報が、通信手段にて管理センターに通信される。管理センターでは、それに備えられた運転パターン解析手段により、複数の電源装置の夫々について、通信手段にて通信される実運転情報と運転パターン判別用の設定適正条件とに基づいて適正運転パターンを解析して、運転パターン出力手段によりその適正運転パターンを出力するのである。
ここで、運転パターン出力手段による適正運転パターンの出力形態としては、例えば、適正運転パターンを表示させる形態で出力させるようにしたり、適正運転パターンを通信手段を介して電源装置に通信させる形態で出力させる等、各種の形態で出力させることが可能である。
【００１０】
複数の使用者が個々に使用している複数の電源装置における実運転情報が、夫々、通信手段によりひとつの管理センターに通信され、管理センターは、それらの実運転情報と予め設定される運転パターン判別用の設定適正条件とに基づいて、複数の電源装置夫々の適正運転パターンを解析して出力するようにしたので、複数の電源装置を適正運転パターンにて運転させることが可能となる。
従って、複数の電源装置は、夫々、管理センターから出力される適正運転パターンにて運転を行えばよく、例えば、自己の運転状況を自分で監視しながら適正運転パターンになるように自動で運転パターンを修正するような運転管理機能を持たせる構成に比べて、電源装置自体の構成の大幅な複雑化を招くことがない。しかも、メーカーの作業員が複数の電源装置の夫々の設置箇所に出向いて行き、個別に電源装置の運転状況を調べて、適正運転パターンを解析するといった煩わしい作業も不要となる。
【００１１】
従って、電源装置の大幅な構成の複雑化を招くことなく、且つ、煩わしい作業を必要としない状態で、電源装置を適正運転パターンにて運転させることが可能となる電源装置の運転管理システムを提供できるに至った。
【００１３】
又、運転制御手段は、電力負荷の需要予測に対応させて、発電装置を定格出力で運転する状態と運転を停止する状態とに切り換えることにより、電源装置の運転を制御することになるが、その電源装置の実際の電力の使用状況に応じて、管理センターに通信される実運転情報により、管理センターでは、発電装置を運転停止状態に切り換えたときに電力負荷に対して電力の不足を生じない状態で停止時間が長くなり、且つ、定格運転と運転停止の切り換え回数を最小とするような運転パターンを、適正運転パターンとして解析し、運転制御手段はその適正運転パターンにより電源装置の運転を制御する。
従って、発電装置を定格出力で運転する状態と運転を停止する状態とに切り換えるような運転形態において、電力負荷に対して電力の不足を生じないようにしながら、発電装置の運用効率をできるだけ高めた状態で使用することが可能となる。
【００１４】
請求項２によれば、電力を供給する電力負荷が異なる複数の電源装置と、それら複数の電源装置の運転を管理する管理センターとが、情報の通信手段を介して接続され、前記複数の電源装置の夫々が、電力を発電する発電装置、電力を蓄電する蓄電装置、及び、運転制御手段を備えて、前記発電装置及び前記蓄電装置からの電力の電力負荷への供給、及び、前記発電装置にて発電された電力の前記蓄電装置への蓄電、並びに、予め設定された設定運転パターンでの前記発電装置の発電が、前記運転制御手段にて実行されるように構成され、前記複数の電源装置夫々の実運転情報が、前記通信手段にて前記管理センターに通信されるように構成され、前記管理センターが、前記複数の電源装置の夫々について適正運転パターンを解析する運転パターン解析手段と、その運転パターン解析手段にて解析された適正運転パターンを出力する運転パターン出力手段とを備え、前記運転パターン解析手段は、前記複数の電源装置の夫々について、前記実運転情報と運転パターン判別用の設定適正条件とに基づいて、前記適正運転パターンを解析するように構成され、前記運転制御手段が、電力負荷の需要予測に対応させて、前記発電装置を連続運転するとともに発電出力を変更調整することにより、電源装置の運転を制御するように構成され、前記運転パターン解析手段は、前記設定適正条件として、前記電力負荷が最大値のときに電力の不足を生じない状態で総発電量が小さくなるような運転パターンを、適正運転パターンとして解析するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、請求項２によれば、複数の電源装置とそれら複数の電源装置の運転を管理する管理センターとが情報の通信手段を介して接続され、複数の電源装置夫々の実運転情報が、通信手段にて管理センターに通信される。管理センターでは、それに備えられた運転パターン解析手段により、複数の電源装置の夫々について、通信手段にて通信される実運転情報と運転パターン判別用の設定適正条件とに基づいて適正運転パターンを解析して、運転パターン出力手段によりその適正運転パターンを出力するのである。
ここで、運転パターン出力手段による適正運転パターンの出力形態としては、例えば、適正運転パターンを表示させる形態で出力させるようにしたり、適正運転パターンを通信手段を介して電源装置に通信させる形態で出力させる等、各種の形態で出力させることが可能である。
複数の使用者が個々に使用している複数の電源装置における実運転情報が、夫々、通信手段によりひとつの管理センターに通信され、管理センターは、それらの実運転情報と予め設定される運転パターン判別用の設定適正条件とに基づいて、複数の電源装置夫々の適正運転パターンを解析して出力するようにしたので、複数の電源装置を適正運転パターンにて運転させることが可能となる。
複数の電源装置は、夫々、管理センターから出力される適正運転パターンにて運転を行えばよく、例えば、自己の運転状況を自分で監視しながら適正運転パターンになるように自動で運転パターンを修正するような運転管理機能を持たせる構成に比べて、電源装置自体の構成の大幅な複雑化を招くことがない。しかも、メーカーの作業員が複数の電源装置の夫々の設置箇所に出向いて行き、個別に電源装置の運転状況を調べて、適正運転パターンを解析するといった煩わしい作業も不要となる。
従って、電源装置の大幅な構成の複雑化を招くことなく、且つ、煩わしい作業を必要としない状態で、電源装置を適正運転パターンにて運転させることが可能となる。
又、運転制御手段は、電力負荷の需要予測に対応させて、発電装置を連続運転するとともに発電出力を変更調整することにより、電源装置の運転を制御することになるが、その電源装置の実際の電力の使用状況に応じて、管理センターに通信される実運転情報により、管理センターでは、電力負荷が最大値のときに電力の不足を生じない状態で総発電量が小さくなるような運転パターンを、適正運転パターンとして解析し、運転制御手段はその適正運転パターンにより電源装置の運転を制御する。
従って、発電装置を連続運転するとともに発電出力を変更調整するような運転形態において、電力負荷に対して電力の不足を生じないようにしながら、発電装置の運用効率をできるだけ高めた状態で使用することが可能となる。
【００１６】
請求項３によれば、請求項１又は２において、前記運転パターン出力手段が、前記適正運転パターンを、前記通信手段を介して該当する電源装置に通信させる形態で出力するように構成され、前記電源装置における運転制御手段が、通信される前記適正運転パターンにて前記発電装置の発電を実行するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
従って、適正運転パターンを、前記通信手段を介して該当する電源装置に通信させる形態で出力して、電源装置における運転制御手段が、通信される前記適正運転パターンにて発電装置の発電を実行するので、例えば、人為的に適正運転パターンにて運転すべく指令を与える必要がなく、請求項１又は２を実施するのに好適な手段が得られる。
【００１８】
請求項４によれば、請求項１又は２において、前記運転パターン出力手段が、前記適正運転パターンを表示させる形態で出力するように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
従って、適正運転パターンを表示させる形態で出力するので、表示された適正運転パターンを電源装置の使用者に連絡して適切な対策をとるように指示させるといった処理が可能となり、請求項１又は２を実施するのに好適な手段が得られる。
【００２０】
請求項５によれば、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記実運転情報が、前記蓄電装置における端子間電圧並びに充放電用の電流の大きさの情報を含むものであることを特徴とする。
【００２１】
実運転情報として、蓄電装置における端子間電圧並びに充放電用の電流の大きさの情報が通信され、その情報に基づいて、適正運転パターンを解析するようにしているので、蓄電装置における正確な充電量や放電量についての情報が得られるので、より実際の運転状態に対応した適正運転パターンを解析することができ、請求項１〜４のいずれかを実施するのに好適な手段が得られる。
【００２２】
請求項６によれば、請求項５において、前記管理センターが、前記実運転情報に基づいて、前記蓄電装置の劣化状況を推測する劣化状況推測手段と、この劣化状況推測手段にて前記蓄電装置の劣化状態又はそれに近い状態であることが判別されると、そのことを該当する電源装置の使用者に知らせる劣化状態報知手段とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００２３】
すなわち、管理センターが、前記実運転情報に基づいて、蓄電装置が劣化状態又はそれに近い状態であることを判別して、そのことを電源装置の使用者に知らせるようにしているので、例えば、蓄電装置が劣化状態又はそれに近い状態でそのまま継続して電源装置を使用するといった不都合を未然に回避させることが可能となり、請求項５を実施するのに好適な手段が得られる。
【００２４】
請求項７によれば、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記実運転情報が、前記蓄電装置の温度の情報を含むものであり、前記管理センターが、前記実運転情報に基づいて、許容上限値を越える異常高温状態であることが検出されると、防災対策用の情報を外部に出力する防災対策用情報出力手段を備えて構成されていることを特徴とする。
【００２５】
すなわち、蓄電装置の温度が許容上限値を越える異常高温状態であれば、管理センターから防災対策用の情報を外部に出力するので、そのことにより、安全対策を採ることが可能となり、使用上の安全性を向上させることができ、請求項１〜６のいずれかを実施するのに好適な手段が得られる。
【００２６】
請求項８によれば、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記複数の電源装置夫々と、前記管理センターとが、前記通信手段として、インターネットを経由して、情報を通信可能に構成されていることを特徴とする。
【００２７】
すなわち、複数の電源装置夫々と管理センターとがインターネットを経由して情報を通信可能であるから、特別な通信手段を別途設けることなく、既存のインターネットによる通信構成を利用して情報の通信を行うことができ、請求項１〜７のいずれかを実施するのに好適な手段が得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明に係る電源装置の運転管理システムの第１実施形態を説明する。
図１に本発明に係る電源装置の運転管理システムを示している。このシステムは、例えば、一般家庭や事業所等に夫々設置されて電力負荷に電力を供給する複数の電源装置Ａと、これら複数の電源装置Ａの運転管理を行うための管理センターＢとが、情報の通信手段の一例としてのインターネットＩＮＴを介して情報を通信可能に接続されて構成されている。
前記管理センターＢには、インターネットＩＮＴに接続されたコンピュータにて構成される管理サーバーＢ１と、各種の情報を蓄積保存するための大容量の記憶手段からなるデータベースＢ２とが備えられ、管理サーバーＢ１がインターネットＩＮＴに接続されて、通信プロトコルはＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用い、複数の電源装置Ａ並びに管理センターＢは、各々に異なるＩＰアドレスが予め付与されて容易に識別できるようになっている。前記データベースＢ２には、各電源装置Ａの仕様や過去のメンテナンス履歴情報、及び、後述するような運転パターンの変更履歴等の各種の情報が記憶されている。
【００２９】
次に、前記電源装置Ａの構成について説明する。
図２に本発明に係る電源装置Ａが示されている。この電源装置Ａは、発電装置としての燃料電池１から出力される低電圧の直流電力を、２００ボルトの商用交流電源を得るために必要となる電圧の直流電力に昇圧する昇圧コンバータ２と、昇圧した直流電力を交流電力に変換するインバータ３等を備えて構成され、燃料電池１から出力される直流電力をインバータ３により交流電力に変換して外部に出力すると共に、外部の電力負荷４に対して燃料電池１の出力電力が余るときには、その余った直流電力を蓄電装置ＥＳに蓄え、外部の電力負荷に対して燃料電池１の出力電力が不足するときには、その不足分を補うように、蓄電装置ＥＳに蓄えられている直流電力をインバータ３により交流電力に変換して外部に出力するように構成されている。この電源装置は、商用交流電源に連系されない独立した電源装置として構成され、電力負荷４としては、一般家庭や事業所等における商用交流電源にて駆動される一般の電気機器が対象となっている。
【００３０】
そして、この電源装置Ａには、燃料電池１に燃料ガスを供給するための設備も備えられている。つまり、図２に示すように、原燃料から水素ガスを含有する燃料ガスを生成して、生成した燃料ガスを燃料電池１に供給する燃料ガス生成部ＧＳ、燃料電池１に酸素含有ガスとして空気を供給するブロア２１、燃料電池１に供給する冷却水を燃料電池１から排ガス路３１を通して排出された酸素極側排ガスにて予熱する熱交換器２２、前記冷却水を燃料電池１から排ガス路３２を通して排出された燃料極側排ガスにて予熱する熱交換器２３等が設けられている。燃料電池１から排水路３３を通して排出される温水は図示しない貯湯タンクに貯留される給湯用の湯水を加熱するのに利用される。尚、前記燃料電池としては、電解質に固体高分子膜を用いた固体高分子型を用いているが、これ以外に、電解質としてリン酸を用いたリン酸型、電解質として固体電解質を用いた固体電解質型等、種々の型式のものを用いることができる。
【００３１】
前記燃料ガス生成部ＧＳは、天然ガス等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫器２４と、供給される水を加熱して水蒸気を生成する水蒸気生成器２５と、脱硫器２４で脱硫処理された原燃料ガスを水蒸気生成器２５で生成された水蒸気を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスに改質処理する改質器２６と、その改質器２６から排出される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成器２７と、その変成器２７から排出される変成処理ガス中に残っている一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する選択酸化器２８等からなり、一酸化炭素ガス含有量の少ない燃料ガスを生成するように構成されている。改質器２６における改質反応は吸熱反応であることから、改質器２６には、反応熱を与えるためのバーナ２６ｂを設けてあり、水蒸気生成器２５は、そのバーナ２６の排熱を用いて、水を加熱して水蒸気を生成するようになっている。
尚、メタンガスを主成分とする天然ガスが原燃料ガスである場合は、改質器２６においては、メタンガスと水蒸気とを改質反応させて、水素ガスと一酸化炭素ガスを含む改質処理ガスを生成する。
【００３２】
前記蓄電装置ＥＳと電力供給経路７との間には、電力供給経路７から蓄電装置ＥＳに向けて充電電流が流れる充電用回路にその回路を断続するスイッチＳＷ１と逆流防止ダイオードＤ１とが設けられ、蓄電装置ＥＳから電力供給経路７に向けて出力電流が流れる出力用回路にその回路を断続するスイッチＳＷ２と逆流防止ダイオードＤ２とが設けられている。前記各スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、動作異常等が発生したときに蓄電装置ＥＳと電力供給経路７との間を遮断する遮断スイッチ８として機能するようになっている。又、電力供給経路７には、その電力供給経路を断続するスイッチＳＷ３と逆流防止ダイオードＤ３とが設けられている。
【００３３】
次に、蓄電装置ＥＳの構成について説明を加える。
図３に示すように、出力電圧が数ボルト（例えば、３〜４ボルト程度）である単位電池セルＣを９６個直列接続して蓄電池５が構成されており、この蓄電池５に余剰分の直流電力を充電して蓄電するとともに、この蓄電池５に蓄電された直流電力をインバータ３により交流電力に変換して外部に出力することができるように構成されている。前記単位電池セルＣとしてはリチウムイオン電池が用いられている。そして、この蓄電装置ＥＳには、８個づつの単位電池セルＣを１ユニットＵとして全体が１２のユニットＵにて構成され、それらの各ユニットＵ毎に、そのユニットＵに属する８個の単位電池セルＣの夫々の端子間電圧や内部温度等を監視しながら、後述するような各種の処理を実行する監視装置ＫＳが夫々備えられている。
【００３４】
前記監視装置ＫＳは、図４に示すように、８個の単位電池セルＣの夫々の端子間電圧を検出するための電圧検出手段としての電圧検出回路９、８個の単位電池セルＣのうち、端子電圧が他のものに比べて大きく放電処理すべきものとして判定した単位電池セルＣの正負端子間を短絡させて放電させる放電手段としての放電回路１０、他の監視装置ＫＳとの間でデジタル信号をシリアル伝送方式にて情報の通信を行う装置間通信部１１、電源装置全体の動作を管理するシステムコントローラ１２との間でデジタル信号をシリアル伝送方式にて情報の通信を行う上位間通信部１３、蓄電池５のユニット毎に備えた温度検出用のサーミスタ１４の検出情報を入力する温度検知部１５、遮断スイッチ８を作動させる保護回路作動部１６、電圧検出回路９の検出情報に基づいて、複数の単位電池夫々の正負間電圧が均一あるいはそれに近い状態になるように、複数の単位電池のうちで放電すべきものを判別して、その判別された単位電池を前記放電回路１０により放電させる放電作動処理や、各部から入力される情報に基づいて必要な情報を他の監視装置ＫＳやシステムコントローラ１２に通信する処理、動作異常が発生したときに保護回路作動部１６を作動させる処理等を実行するマイクロコンピュータを備えた制御回路１７、蓄電池５が外部に出力している出力電流値を検出する電流検出回路３９等を備えて構成されている。
前記電流検出回路３９は、詳述はしないが、蓄電池５から外部電力負荷４に電力を供給するための電力供給路に備えられた電流検出用の抵抗３９ａの両端部の電圧を上記電圧検出回路９と同様な回路にて検出することで、蓄電池５が外部に出力している出力電流値を検出する構成となっている。
【００３５】
そして、４つのユニットＵで１つのグループが構成され、各グループのうちの１つの監視装置ＫＳ（以下、マスター監視装置という）が他の３つの監視装置ＫＳ（以下、スレーブ監視装置という）を管理する状態で、それらが互いに装置間通信部１１及び通信線１８を介して通信可能に接続されている。又、前記各グループにおけるマスター監視装置ＫＳと、前記システムコントローラ１２とが互いに通信可能に上位間通信部１３及び通信線１９を介して通信可能に接続されている。
【００３６】
前記各グループにおけるマスター監視装置ＫＳと３つのスレーブ監視装置ＫＳとの間の通信は次のようにして行われる。すなわち、マスター監視装置ＫＳから各スレーブ監視装置ＫＳに対して、設定周期毎に繰り返して通信用のクロック信号を送信するようになっており、マスター監視装置ＫＳから通信されるクロック信号に同期させる状態で、３つのスレーブ監視装置ＫＳは、夫々タイミングをずらせて上記したような各種の情報をシリアル伝送方式にてマスター監視装置ＫＳに送信するように構成されている。
前記各グループにおけるマスター監視装置ＫＳとシステムコントローラ１２との間の通信も同様にして、３個のマスター監視装置ＫＳは、夫々タイミングをずらせて、システムコントローラ１２から設定周期毎に繰り返して送信されるクロック信号に同期させる状態で、３つのスレーブ監視装置から受信した情報と自己の情報とをシリアル伝送方式にてシステムコントローラ１２に送信するように構成されている。
【００３７】
そして、前記各監視装置ＫＳが、上記したような通信処理を実行することにより、各単位電池セルＣの電圧検出情報、電流検出情報、及び、温度検出情報等の蓄電池５の監視情報がシステムコントローラ１２に送信されることになる。そして、システムコントローラ１２はそのような監視情報に基づいて、燃料電池１の運転動作、インバータ３の動作、及び、他の装置の動作を制御するのである。
【００３８】
そして、電力負荷の電力需要に対応させて、例えば、電源装置Ａが初期設置されたときに予め設定運転パターンが設定されており、システムコントローラ１２は、その設定運転パターンにて燃料電池１を定格出力で運転する状態と運転を停止する状態とに切り換えて運転を制御するように構成され、燃料電池１が運転している状態で、出力が不足するときは蓄電装置ＥＳの電力を電力負荷に出力させ、余剰電力があるときは余剰電力を蓄電装置ＥＳに蓄電させる。又、燃料電池１が運転を停止しているときは、蓄電装置ＥＳの電力を電力負荷に供給するようにしている。
従って、システムコントローラ１２は、燃料電池１及び蓄電装置ＥＳからの電力の電力負荷への供給、及び、燃料電池１にて発電された電力の蓄電装置ＥＳへの蓄電、並びに、予め設定された設定運転パターンでの燃料電池１の発電を実行する運転制御手段として機能する。又、前記システムコントローラは、上述したような処理動作によって収集した電源装置の実運転情報、例えば、蓄電装置ＥＳの電圧検出情報、電流検出情報、及び、温度検出情報等の監視情報やその他の運転情報を、インターネットＩＮＴを介して、例えば設定時間間隔毎に自動的に管理サーバーＢ１に通信するように構成されている。
【００３９】
このようにして複数の電源装置夫々の実運転情報が、インターネットＩＮＴを介して管理センターＢに通信されるように構成されている。そして、管理センターＢが、複数の電源装置Ａの夫々について適正運転パターンを解析する運転パターン解析手段１００と、その運転パターン解析手段１００にて解析された適正運転パターンを、インターネットＩＮＴを介して電源装置Ａに通信させる形態で出力する運転パターン出力手段１０１とを備え、運転パターン解析手段１００は、前記複数の電源装置Ａの夫々について、前記実運転情報と運転パターン判別用の設定適正条件とに基づいて、前記適正運転パターンを解析するように構成されている。又、前記運転パターン解析手段１００は、前記設定適正条件として、燃料電池１を運転停止状態に切り換えたときに電力負荷に対して電力の不足を生じない状態で停止時間が長くなり、且つ、定格運転と運転停止の切り換え回数を最小とするような運転パターンを、適正運転パターンとして解析するように構成されている。
【００４０】
すなわち、運転パターン解析手段１００及び運転パターン出力手段１０１は、管理サーバーＢ１に制御プログラム形式で備えられており、管理サーバーＢ１が、前記各電源装置Ａから通信される実運転情報、例えば、蓄電装置ＥＳの電圧検出情報や電流検出情報等から正確な充放電量を把握して、そのような蓄電装置ＥＳの充電状態に基づいて、現在の電力負荷の状況に対応させて電力の不足を生じないようにしながら、燃料電池１による発電を停止させる停止時間が最も長くなり、且つ、定格運転と運転停止の切り換え回数を最小とするように、燃料電池１の適正運転パターンを解析して、インターネットＩＮＴを介して電源装置Ａに解析結果を通信するのである。
具体例で説明すると、例えば、１日毎の動作パターンとして、予め設定される燃料電池１の運転パターンが、図５（ロ）の実線に示すように設定され、それに対する実際の電力負荷が図５（イ）に示すようになっており、蓄電装置ＥＳの充電状態が図５（ハ）の実線に示すようになっているものとする。この場合、燃料電池１の運転時間が長く、且つ、定格運転と運転停止の切り換え回数も多くなっており、蓄電装置ＥＳが満充電状態になっている時間が長いので、例えば、図中の１点鎖線にて示すような運転パターンにすると、蓄電装置ＥＳが満充電状態になっている時間を少なくし、且つ、定格運転と運転停止の切り換え回数を少なくしながら電力負荷に対する電力不足のおそれもないので、例えば、このような運転パターンを適正運転パターンとして定めて電源装置Ａに通信するのである。
【００４１】
そして、適正運転パターンが通信された電源装置Ａにおけるシステムコントローラ１２は、その後、前記設定運転パターンをこの通信された適正運転パターンに変更して、この適正運転パターンに従って燃料電池１の発電を実行するように構成されている。
【００４２】
又、前記管理サーバーＢ１には、電源装置Ａから通信される前記実運転情報に基づいて、蓄電装置ＥＳの劣化状況を推測する劣化状況推測手段１０２と、この劣化状況推測手段１０２にて前記蓄電装置ＥＳの劣化状態又はそれに近い状態であることが判別されると、そのことを該当する電源装置Ａの使用者に知らせる劣化状態報知手段１０３と、前記実運転情報に基づいて、蓄電装置ＥＳの温度が許容上限値を越える異常高温状態であることが検出されると、防災対策用の情報を外部に出力する防災対策用情報出力手段１０４とが、夫々、制御プログラムとして備えられる構成となっている。
【００４３】
すなわち、管理サーバーＢ１は、電源装置Ａから通信される前記実運転情報、つまり、電圧検出情報、電流検出情報、及び、温度検出情報等の蓄電装置ＥＳの監視情報に基づいて、予め設定されている基準値との比較処理等によって、蓄電装置ＥＳの劣化状況を推測するのである。そして、蓄電装置ＥＳの劣化状態又はそれに近い状態であることが判別されると、劣化状態報知手段１０３は、インターネットＩＮＴを介して、例えば、使用者が利用するパーソナルコンピュータＰＣや携帯電話等に電子メール等を利用して情報を通信するようにしている。
【００４４】
又、蓄電装置ＥＳの温度が許容上限値を越える異常高温状態であることが検出されると、火災が発生しているものと考えられるので、防災対策用情報出力手段１０４が、例えば、インターネットＩＮＴを介して防災対策用の情報を消防署等に連絡する処理を行うようにしている。
【００４５】
前記管理サーバーＢ１における各種の処理の履歴情報やそれらが蓄積保存されるデータベースＢ２の情報はＨＴＭＬに変換され、これらの情報は、電源装置Ａの使用者が前記パーソナルコンピュータＰＣを利用してブラウザ（閲覧用ソフトウエア）により容易に閲覧できる構成となっている。
【００４６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る電源装置の運転管理システムの第２実施形態について説明する。
この実施形態では、前記システムコントローラによる電源装置の運転処理形態、及び、管理センターＢの運転パターン解析手段１００の構成が異なる点を除くその他の構成は、上記第１実施形態の場合と同様であるから、異なる構成についてのみ説明し、他の構成については説明は省略する。
【００４７】
つまり、この実施形態では、前記システムコントローラ１２が、電力負荷の需要予測に対応させて、燃料電池１を連続運転するとともに発電出力を変更調整することにより、電源装置Ａの運転を制御するように構成されている。そして、前記運転パターン解析手段１００は、前記設定適正条件として、前記電力負荷が最大値のときに電力の不足を生じない状態で総発電量が小さくなるような運転パターンを、適正運転パターンとして解析するように構成されている。
【００４８】
具体例で説明を加えると、システムコントローラが、燃料電池１を連続運転するとともに、例えば、図６（ロ）の実線に示すように、電力負荷の電力需要に対応させて予め設定された発電出力Ｗ０になるように出力を変更調整しており、それに対する実際の電力負荷が図６（イ）に示すようになっており、蓄電装置ＥＳの充電状態が図６（ハ）の実線に示すようになっているものとする。
この状態では、燃料電池１の出力が電力負荷に対して不足気味であり、蓄電装置ＥＳの充電量が不充分であると判断できるので、この場合には、電力負荷が最大値のときに電力の不足を生じない状態で総発電量が小さくなるような運転パターン、すなわち、継続して出力すべき発電出力を少し大き目の値Ｗ１に変更させる運転パターンを適正運転パターンとして定めて電源装置Ａに通信するのである。
【００４９】
〔第３実施形態〕
次に、本発明に係る電源装置の運転管理システムの第３実施形態について説明する。
この実施形態では、管理センターＢの運転パターン出力手段１０１の構成が異なる点を除くその他の構成は、上記第１実施形態の場合と同様であるから、異なる構成についてのみ説明し、他の構成については説明は省略する。
つまり、この実施形態では、上記したように運転パターン解析手段１００にて解析された適正運転パターンを電源装置Ａに通信するのではなく、管理センターＢに備えられる表示装置（例えば、コンピュータの表示部）にその適正運転パターンを表示させる形態である。従って、管理センターＢの作業員は、その情報を、例えば、電源装置Ａの使用者に郵送で送付したりファックスで送信することで対応でき、又、電話で連絡することもできる。あるいは、適正運転パターンについての情報を、インターネットＩＮＴを介して、使用者が利用するパーソナルコンピュータや携帯電話等の画面に電子メール等を利用して情報を通信して表示させるようにしてもよい。
【００５０】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００５２】
（１）上記各実施形態では、管理センターに、電源装置Ａから通信される前記実運転情報に基づいて、蓄電装置ＥＳの劣化状況を推測する劣化状況推測手段１０２と、この劣化状況推測手段１０２にて前記蓄電装置ＥＳの劣化状態又はそれに近い状態であることが判別されると、そのことを該当する電源装置Ａの使用者に知らせる劣化状態報知手段１０３とを備える構成としたが、このような構成を備えない構成としてもよい。
【００５３】
（２）上記各実施形態では、管理センターに、前記実運転情報に基づいて、蓄電装置ＥＳの温度が許容上限値を越える異常高温状態であることが検出されると、防災対策用の情報を外部に出力する防災対策用情報出力手段１０４を備える構成としたが、このような構成を備えない構成としてもよい。
【００５４】
（３）上記各実施形態では、適正運転パターンとして、１日毎の運転パターンの変化について例示したが、このような構成に限らず、運転パターンを管理するときの周期として、１週間、１ヶ月、季節毎、１年毎等、各種の運転パターンを考慮して、常に適正な運転パターンを設定するようにしてもよい。又、過去の実績データを蓄積保存しておき、適宜、実績に応じてデータを補正しながら適正な運転パターンを設定するようにしてもよい。
【００５５】
（４）上記各実施形態では、電源装置Ａの実運転情報として、蓄電手段の電圧検出情報、電流検出情報、及び、温度検出情報等の監視情報を通信するようにしたが、このような構成に限らず、それらのうちの一部の情報、例えば電圧検出情報だけを通信するような構成としてもよく、又、それ以外の情報を通信してもよい。
【００５６】
（５）上記各実施形態では、前記複数の電源装置夫々と前記管理センターとが、前記通信手段として、インターネットを経由して情報を通信可能に構成されるものを例示したが、このような構成に限らず、例えば、専用のデータ通信線を介して情報を通信させる等、その他の通信手段を使用してもよい。
【００５７】
（６）上記各実施形態では、発電装置として燃料電池１を用いる構成としたが、エンジンにて駆動される発電機を用いてもよい。又、上記実施形態では、商用交流電源に連系されない独立した電源装置Ａとして構成するものとしたが、これに限らず、商用交流電源に連系され、不足する電力を商用交流電源にて供給できるようにしたり、余剰電力を売電することができるように構成するものでもよい。
【００５８】
（７）上記各実施形態では、蓄電装置としてリチウムイオン電池を用いたが、これに限らず、鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池等種々のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電源装置の運転管理システムを示す図
【図２】電源装置Ａの全体構成図
【図３】蓄電部の構成を示す図
【図４】監視装置の構成を示すブロック図
【図５】第１実施形態のタイミングチャート
【図６】第２実施形態のタイミングチャート
【符号の説明】
１            発電装置
１２          運転制御手段
１００        運転パターン解析手段
１０１        運転パターン出力手段
１０２        劣化状況推測手段
１０３        劣化状態報知手段
１０４        防災対策用情報出力手段
Ａ            電源装置
Ｂ            管理センター
ＩＮＴ        通信手段
ＥＳ          蓄電装置
【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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