発電装置の運転方法
【課題】ガスメータを経由してガスが供給される発電装置を停止させることなく、ガスメータの供給異常検知機能を誤検知なく有効に機能させること。
【解決手段】発電装置２０は、ガスメータ１０を介して供給されるガスを消費して発電を行う。ガスメータ１０は、計測されるガス流通状態が判定期間中にリセット状態とならなかったことをガス供給異常として検知し、登録された所定の固定流量範囲のガス流量については供給異常と判断しない。発電装置２０は、負荷追従運転モードと固定流量運転モードとを選択的に実行する。発電装置２０は、負荷追従運転モードの実行中に、ガス流量が固定流量範囲の近傍にある場合、固定流量範囲で運転を行う。
【解決手段】発電装置２０は、ガスメータ１０を介して供給されるガスを消費して発電を行う。ガスメータ１０は、計測されるガス流通状態が判定期間中にリセット状態とならなかったことをガス供給異常として検知し、登録された所定の固定流量範囲のガス流量については供給異常と判断しない。発電装置２０は、負荷追従運転モードと固定流量運転モードとを選択的に実行する。発電装置２０は、負荷追従運転モードの実行中に、ガス流量が固定流量範囲の近傍にある場合、固定流量範囲で運転を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス流量を計測するガスメータを経由して供給されるガスを消費して発電を行う発電装置に係り、詳しくは、その発電装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、家庭や店舗等の電力需要地に、燃料電池装置やガスエンジンを用いたコジェネレーションシステム等の小規模な発電装置を設置することが行われている。このような発電装置は、電力需要の一部又は全部を、その場で発電した電力で補うことができ、発電により発生した熱も有効利用することができ、エネルギー効率を高くすることができる。
【０００３】
この種の発電装置は、主にガス供給業者が電力需要地に供給したガスを消費して発電するように構成されている。この発電装置におけるガス消費量は、他のガス消費機器におけるガス消費量と合わせて、電力需要地に設置されているガスメータにより計測されるようになっている。
【０００４】
一方、各家庭等に設けられるガスメータとして、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ。）を内蔵したマイコンメータがある。このマイコンは、所定のプログラムを実行することにより、ガスの漏洩、ガスホースの抜け、ガス管破損、ガス栓誤開放等のガス供給異常を検知する「供給異常検知機能」として機能する。そして、供給異常を検知したときには、ガスの供給を遮断する遮断弁を働かせたり、警報を発したりするように構成されている。
【０００５】
マイコンメータが有する供給異常検知機能は、計測したガス流量からガス流量やガス流量変動量等のガス流通状態を認識し、所定の判定期間中にガス流通状態が所定のリセット状態とならなかったことを供給異常として検知するように構成されている。例えば、供給異常検知機能として、マイコンメータの下流側に接続された内管からガスが漏洩していることを検知するための「漏洩検知機能」がある。
【０００６】
このような漏洩検知機能は、ガスメータにより測定されたガス流量が、３０日間等の所定の「漏洩判定期間」中に、ゼロ又はゼロに近い値である無流通状態流量以下とならなかったときに、そのことをガス漏洩として検知するように構成されている。具体的には、この漏洩検知機能は、ガスメータにより計測されたガス流量が継続して無流通状態流量を超える流量となっている時間を計測し、その計測した時間が漏洩判定期間に相当する時間に到達したことをガス漏洩として検知し、警報等を発するように構成されている（例えば、下記の特許文献１及び２参照）。
【０００７】
ところで、上記の発電装置を効率良く運転するためには、発電装置の電力負荷をできるだけ高負荷とすることが好ましい。特に、発電装置が燃料電池装置である場合には、燃料電池装置の部分負荷における運転効率が定格より良くないことから、設置先の電力需要（負荷）を超えない範囲で、できる限り高い負荷出力で長時間に渡って連続的に運転することが好ましい。
【０００８】
しかし、このように発電装置を長時間に渡って連続運転させると、マイコンメータに構成された供給異常検知機能が、発電装置における継続的なガスの消費を、ガス供給異常と誤検知してしまうことがある。例えば、マイコンメータの漏洩検知機能は、発電装置が継続して運転され、漏洩判定期間中に、計測したガス流量が無流通状態とならなかった場合には、ガス漏洩が発生したと誤検知してしまい、警報等を発してしまうことになる。
【０００９】
そこで、下記の特許文献３に記載の技術では、ガスメータを経由して発電システム（発電装置）にガスを供給する構成において、ガスメータの供給異常検知機能を、誤検知なく有効に機能させられるように、発電装置の運転を行うように構成されている。具体的には、ガス供給異常を検知するための判定期間中に、ガスメータから発電装置へ供給されるガス供給量を所定の変動パターンに従って一時的に変動させて、発電装置の運転に起因する供給異常検知機能のガス供給異常の誤検知を回避するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−４３１５４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３６０３７号公報
【特許文献３】特許第４２７４８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献３に記載の技術では、ガスメータを経由して発電装置へ供給されるガス供給量を所定の変動パターンに従って一時的に変動させることが行われているが、これは、ガス供給量がガスメータの流量検知能力以下のほぼ「０（Ｌ／ｈ）」程度に変化することを想定したものである。このため、発電装置が燃料電池装置である場合に、運転を一旦停止させることとなり、起動・停止が燃料電池装置の耐久性に悪影響を与えるおそれがあり、同装置による省エネルギー性も損なわれる懸念がある。
【００１２】
ここで、ガスメータのマイコンは、その他の機能として「口火登録機能」を有する。この口火登録機能では、登録された固定流量範囲の内ならば、ガス供給量がゼロにならなくても、その事態をガス漏洩と判断しないように機能するようになっている。
【００１３】
この発明は上記事情に鑑み、上記「口火登録機能」に着目してなされたものであって、その目的は、ガスメータを経由して発電装置にガスを供給する構成において、発電装置を停止させることなく、ガスメータの供給異常検知機能を誤検知なく有効に機能させることを可能とした発電装置の運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ガス流量を計測するガスメータを経由して供給されるガスを消費して発電する発電装置の運転方法であって、ガスメータが、計測されるガス流量から認識されるガス流通状態が所定の判定期間中に所定のリセット状態とならなかったことをガス供給異常として検知する供給異常見地機能を有し、ガスメータが、登録された所定の固定流量範囲のガス流量については、ガス供給異常と判断しない口火登録機能を有し、発電装置が、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う負荷追従運転モードと、固定流量範囲のガス流量で運転を行う固定流量運転モードとを選択的に実行するように構成され、発電装置は、負荷追従運転モードの実行中にガス流量が固定流量範囲の近傍にある場合は、固定流量範囲で運転を行うことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、発電装置は、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う負荷追従運転モードの実行中に、ガスメータの口火登録機能に合わせて、ガス流量が登録された所定の固定流量範囲の近傍にある場合は、固定流量範囲で運転を行うこととなる。従って、発電装置は、固定流量運転モードを実行するしないにかかわらず、負荷追従運転モードの実行中に、所定の判定期間中に固定流量範囲のガス流量により運転が行われる場合は、ガスメータの口火登録機能により、供給異常検知機能によるガス供給異常の判断が行われなくなる。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、発電装置は、負荷追従運転モードの実行中にガス流量が固定流量範囲より所定の若干量だけ大きい場合は、固定流量範囲で運転を行い、負荷追従運転モードの実行中にガス流量が固定流量範囲より所定の若干量だけ小さい場合は、付属機器により電力を使いながら固定流量範囲で運転を行うことを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、発電装置は、負荷追従運転モードの実行中において、ガス流量が固定流量範囲より所定の若干量だけ大きい場合は、固定流量範囲で運転を行い、ガス流量が固定流量範囲より所定の若干量だけ小さい場合は、付属機器により電力を使いながら固定流量範囲で運転を行う。このようにして、ガス流量が固定流量範囲の近傍にある場合に、固定流量範囲で運転が行われる。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、発電装置は、固定流量範囲での運転が、直前の判定期間毎に所定の基準時間だけ行われていない場合は、その後に基準時間になるまで固定流量運転モードで連続運転することを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、固定流量範囲での運転が、直前の判定期間毎に所定の基準時間だけ行われていない場合は、その後に基準時間になるまで固定流量運転モードで連続運転が行われるので、今回の判定期間では、固定流量範囲での運転が基準時間を満たすこととなり、ガスメータが判定期間中にガス供給異常を検知することがなくなる。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、発電装置は、使用者が操作手段を操作して固定流量運転設定を選択することにより、所定の固定流量により運転を行うことを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加え、使用者が操作手段を操作して固定流量運転設定を選択することにより、発電装置が所定の固定流量により運転を行うので、ガス流量を、ガスメータの口火登録機能に必要な固定流量範囲に設定することができる。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、発電装置は、固定流量運転モードによる連続運転を、判定期間毎に累積的に一定時間行うことを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加え、発電装置は、固定流量運転モードによる連続運転を、判定期間毎に累積的に所定時間行うので、判定期間毎に固定流量範囲での運転が一定時間行われることとなり、ガスメータの供給異常検知機能によるガス供給異常のための判断条件が満たされる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、ガスメータを経由して発電装置にガスを供給する構成において、発電装置を停止させることなく、ガスメータの供給異常検知機能を誤検知なく有効に機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態に係り、発電装置の運転制御装置を示す概略構成図。
【図２】同実施形態に係り、燃料電池装置の運転パターンを示すイメージ図。
【図３】同実施形態に係り、第１自動選択処理の内容を示すフローチャート。
【図４】同実施形態に係り、第２自動選択処理の内容を示すフローチャート。
【図５】同実施形態に係り、負荷追従運転モード中における電力負荷とガス流量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明における発電装置の運転方法を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１に、この実施形態における発電装置の運転制御装置を概略構成図により示す。図１に示すように、この発電装置の運転制御装置は、発電装置である燃料電池装置２０と、その燃料電池装置２０に燃料としてのガスを供給する導管１及び内管２と、導管１から内管２へのガスの流れを計測するガスメータ１０とを備える。この装置は、家庭や店舗等に設置される。
【００２８】
ガス供給事業者により導管１を介して家庭や店舗等の需要部へ供給されるガスは、最初に、その需要部に設置されているガスメータ１０を経由した後に、需要部内に配設された内管２を通って、需要部に設置された燃料電池装置２０やその他のガス消費機器４０に供給されるようになっている。
【００２９】
ガスメータ１０は、導管１から内管２へと流通するガス流量を計測する計測部１２と、各種処理を実行可能なマイクロコンピュータ（マイコンと略称する。）１５と、内管２へのガスの流通を遮断可能な遮断弁１３と、マイコン１５の出力信号により点灯可能な警報ランプ１８等とを備える。計測部１２で計測されたガス流量は、積算流量としてガスメータ１０に設けられた表示部１９に表示される。
【００３０】
ガスメータ１０に設けられたマイコン１５は、所定のプログラムを実行することにより、ガスの漏洩、ガスホースの抜け、ガス管破損、ガス栓誤開放等のガス供給異常を検知する供給異常検知機能１６として機能する。この供給異常検知機能１６は、計測部１２で計測されたガス流量から認識されるガス流通状態を監視し、所定の判定期間中にそのガス流通状態が所定のリセット状態とならなかったことをガス供給異常として検知するように構成される。そして、供給異常検知機能１６は、ガス供給異常を検知したときに、遮断弁１３を働かせてガスの流通を遮断したり、警報ランプ１８を点灯させたり、ガス供給異常が発生した旨を認識可能な警報信号を、通信ネットワーク等を介してガス供給業者が運営管理する管理サーバ側へ送信したりするようになっている。
【００３１】
詳しくは、マイコン１５は、供給異常検知機能１６として、ガス流通状態として計測部１２で計測されたガス流量が所定の判定期間としての漏洩判定期間ＴｅＪ中に、リセット状態としてのゼロ又はゼロに近い値である「無流通状態流量」以下とならなかったことを、ガス供給異常としての「ガス漏洩」として検知する「漏洩検知機能」を有する。
【００３２】
この実施形態では、計測部１２として、膜室へのガスの充填に伴って流量パルス信号を出力し、この流量パルス信号をカウントすることによりガスの流量を計測することができる膜式流量計が使用される。この場合、漏洩検知機能は、流量パルス信号が、例えば１時間の間に１パルスも出力されなかったとき（１時間あたりのガス流量が膜室の計量体積以下となったとき）に、リセット状態と認識する。そして、このリセット状態が、例えば「３０日間」の間に起こらなかった場合（流量パルスが１パルス以上発生した時間が３０日間継続したこと）を、ガス漏洩として検知するようになっている。つまり、漏洩判定期間ＴｅＪは、ガス消費機器４０等において、その期間中に連続してガスを消費することがほとんどない、例えば「３０日」に設定され、上記無流通状態流量は、１時間の間に流量パルスを１パルス出力するときの「１．０（Ｌ／ｈ）」に設定される。
【００３３】
一方、マイコン１５は、所定のプログラムを実行することにより、ガスメータ１０が、登録された所定の固定流量範囲のガス流量（口火登録流量）については、上記した供給異常検知機能１６を働かせないようにする、すなわち、ガス供給異常と判断しないようにする口火登録機能１７として機能する。
【００３４】
燃料電池装置２０は、ガス流量を計測するガスメータ１０から内管２を介してガスが供給され、その供給されたガスを消費して発電する発電装置として機能する。詳しくは、燃料電池装置２０は、内管２から制御弁２１による調整を伴って供給されるガスを使用して電気と熱を発生させる燃料電池２２を備える。燃料電池２２は、付属機器として、ヒータ２３を内蔵する。
【００３５】
燃料電池装置２０は、ガスメータ１０から供給されるガス供給量を制御弁２１を働かせて燃料電池２２へのガス供給量を制御可能なコンピュータからなる運転制御装置３０を備える。この運転制御装置３０は、所定のプログラムを実行することにより、後述の「誤検知回避処理」を実行する誤検知回避処理手段３１として機能する。運転制御装置３０には、使用者により操作される操作手段としての、複数のスイッチ類を含む操作パネル３２が接続される。運転制御装置３０の運転に係る詳細構成について以下に説明する。
【００３６】
上記したように、燃料電池装置２０は、供給異常検知機能１６及び口火登録機能１７を有するガスメータ１０を経由してガスが供給されるように設置される。ここで、燃料電池装置２０が、例えば一定負荷で長時間に渡って運転している場合には、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６が機能して、燃料電池装置２０における継続的なガスの消費を、ガス供給異常として誤検知してしまうおそれがある。特に、この実施形態では、ガスメータ１０が供給異常検知機能１６として「漏洩検知機能」を有するので、漏洩検知機能は、燃料電池装置２０が継続して運転され、例えば「３０日」の漏洩判定期間ＴｅＪ中に、計測部１２で計測したガス流量が、例えば「１．０（Ｌ／ｈ）」の無流通状態流量以下とならなかった場合には、ガス漏洩が発生したと誤検知してしまい、警報等を発してしまう。
【００３７】
そこで、運転制御装置３０の誤検知回避処理手段３１は、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６、特に「漏洩検知機能」において、ガス供給異常を検知するための漏洩判定期間ＴｅＪの間に、内管２から燃料電池装置２０へ供給されるガス供給量を、ガスメータ１０のマイコン１５が有する口火登録機能１７に合わせて調整する。これにより、燃料電池装置２０の運転に起因するガス供給異常の誤検知を回避するように構成される。
【００３８】
すなわち、誤検知回避処理手段３１は、漏洩判定期間ＴｅＪの間に、制御弁２１を働かせて、内管２から燃料電池２２へ供給されるガス流量を調整する。ここで、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う「負荷追従運転モード」と、所定の固定流量範囲ＬＦのガス流量で運転を行う「固定流量運転モード」とを選択的に実行するように構成される。
【００３９】
そして、誤検知回避処理手段３１は、「負荷追従運転モード」の実行中にガス流量が固定流量範囲ＬＦの近傍にある場合は、その固定流量範囲ＬＦで運転を行うようになっている。そのために、具体的には、誤検知回避処理手段３１は、「負荷追従運転モード」の実行中にガス流量が固定流量範囲ＬＦより所定の若干量（例えば「１０（Ｌ／ｈ））」）だけ大きい場合は、固定流量範囲ＬＦで運転を行い、「負荷追従運転モード」の実行中にガス流量が固定流量範囲ＬＦより所定の若干量（例えば「１０（Ｌ／ｈ））」）だけ小さい場合は、燃料電池２２が内蔵するヒータ２３で電力を使いながら固定流量範囲ＬＦで運転を行うように構成される。
【００４０】
さらに、誤検知回避処理手段３１は、固定流量範囲ＬＦでの運転が、直前の漏洩判定期間ＴｅＪ（例えば「３０日」）毎に所定の基準時間ＴｉＳ（例えば「２４時間」）だけ行われない場合は、その後に基準時間ＴｉＳになるまで「固定流量運転モード」で連続運転するように構成される。このように運転することで、誤検知回避処理手段３１は、燃料電池装置２０の継続的な運転に起因する、ガスメータ１０の漏洩検知機能によるガス漏洩の誤検知を回避するようになっている。
【００４１】
次に、燃料電池装置２０の運転制御装置３０が実行する誤検知回避処理手段３１に係る運転内容を図２〜図４を参照して詳細に説明する。
【００４２】
図２に、燃料電池装置２０の運転パターンをイメージ図により示す。図２に示すように、運転制御装置３０が実行する運転は、使用者の操作による外部設定５１により、口火対応運転設定５２、固定流量運転設定５３及び負荷追従運転設定５４のうち何れかを選択するようになっている。使用者は、操作パネル３２を使用して上記選択を行うことができる。
【００４３】
ここで、口火対応運転設定５２を選択することにより、燃料電池装置２０につき、ガスメータ１０のマイコン１５が有する口火登録機能１７に合わせた運転を行うことができる。固定流量運転設定５３を選択することにより、燃料電池装置２０が所定の固定流量で運転され、ガス流量が、ガスメータ１０の口火登録機能に必要な固定流量範囲ＬＦに設定することができる。この実施形態では、固定流量範囲ＬＦとして、例えば「５０（Ｌ／ｈ）±１（Ｌ／ｈ）」を設定できるようになっている。また、負荷追従運転設定５４を選択することにより、燃料電池装置２０につき、電力負荷に追従した運転を行うことができる。
【００４４】
外部設定５１により口火対応運転設定５２を選択した場合、運転制御装置３０の誤検知回避処理手段３１は、第１自動選択処理６１を実行する。この処理は、例えば、漏洩判定期間ＴｅＪの「３０日間」よりも短い直前「２９日間」の固定流量範囲ＬＦでの運転時間に基づいて運転を行うものである。運転制御装置３０は、この処理により、自動選択運転モード６２、固定流量運転モード６３又は負荷追従運転モード６４を実行するようになっている。
【００４５】
図３に、第１自動選択処理の内容をフローチャートにより示す。先ず、ステップ１００で、運転制御装置３０は、口火対応運転設定５２か否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、運転制御装置３０は、そのまま処理をステップ１００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、運転制御装置３０は、処理をステップ１０１へ移行する。
【００４６】
ステップ１０１で、運転制御装置３０は、直前の漏洩判定期間ＴｅＪにおける固定流量範囲ＬＦでの積算運転時間ＴｉＥを算出する。
【００４７】
次に、ステップ１０２で、積算運転時間ＴｉＥと所定時間（Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２））を比較する。ここで、所定時間Ｔ１として、例えば「２４時間」を当てはめることができる。また、所定時間Ｔ２として、例えば「３０時間」を当てはめることができる。
【００４８】
ステップ１０２の比較結果につき、積算運転時間ＴｉＥが所定時間Ｔ１よりも小さい場合は、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が少ないことから、運転制御装置３０は、ステップ１０３で、固定流量運転モードを実行する。例えば、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が、「２９日間」で「２４時間」に満たない場合が想定される。
【００４９】
ステップ１０２の比較結果につき、積算運転時間ＴｉＥが所定時間Ｔ１以上かつ所定時間Ｔ２以下である場合は、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が通常の時間であることから、運転制御装置３０は、ステップ１０４で、自動選択運転モードを実行する。例えば、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が、「２９日間」で「２５時間」から「３０時間」の間になる場合が想定される。
【００５０】
ステップ１０２の比較結果につき、積算運転時間ＴｉＥが所定時間Ｔ２よりも大きい場合は、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が多いことから、運転制御装置３０は、ステップ１０５で、負荷追従運転モードを実行する。例えば、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が、「２９日間」で「３０時間」以上になる場合が想定される。このモードは、燃料電池２２の本来の運転モードであることから、燃料電池装置２０の省エネルギー性が高くなる。
【００５１】
つまり、上記した第１自動選択処理によれば、燃料電池装置２０は、固定流量運転モードによる連続運転を、漏洩判定期間ＴｅＪ毎に累積的に所定時間Ｔ１，Ｔ２だけ行うこととなる。
【００５２】
なお、図３に示すフローチャートにおいて、各運転モードへの切り替えが短時間に頻繁に起こらないように、一度各運転モードに入った場合は、一定時間は他の運転モードへ移らないようにすることも考えられる。
【００５３】
次に、図２のイメージ図に戻って、第１自動選択処理６１により自動選択運転モード１０４を実行した場合、運転制御装置３０の誤検知回避処理手段３１は、第２自動選択処理７１を実行する。この処理は、直前の「２９日間」に固定流量範囲ＬＦによる運転時間にかかわらず運転を行うものである。この処理により、固定流量運転又は負荷追従運転が行われるようになっている。
【００５４】
図４に、第２自動選択処理の内容をフローチャートにより示す。先ず、ステップ２００で、運転制御装置３０は、自動選択運転モード６２か否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、運転制御装置３０は、そのまま処理をステップ２００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、運転制御装置３０は、処理をステップ２０１へ移行する。
【００５５】
ステップ２０１で、運転制御装置３０は、ガス流量ＧＦを算出する。運転制御装置３０は、所定の負荷追従ロジックに基づきガス流量ＧＦを算出する。
【００５６】
次に、ステップ２０２で、運転制御装置３０は、燃料電池２２の現在の運転が固定流量運転か否かを判断する。「固定流量運転」は、燃料電池２２に供給されるガス流量ＧＦが所定の固定流量範囲ＬＦとなるように制御弁２１を制御する運転である。この判断結果が否定となる場合、すなわち、固定流量運転でない場合、運転制御装置３０は、処理をステップ２０３へ移行する。
【００５７】
ステップ２０３で、運転制御装置３０は、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦ以内か否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、運転制御装置３０は、そのまま処理をステップ２００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、運転制御装置３０は、ステップ２０４で、現状の運転を固定流量運転に変更する。
【００５８】
一方、ステップ２０２の判断結果が肯定となる場合、すなわち固定流量運転である場合、運転制御装置３０は、ステップ２０５で、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦ以内か否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、運転制御装置３０は、そのまま処理をステップ２００へ戻す。この判断結果が否定となる場合、運転制御装置３０は、ステップ２０６で、現状の運転を負荷追従運転に変更する。
【００５９】
図５に、負荷追従運転モード中における電力負荷とガス流量との関係をグラフにより示す。図５において、時刻ｔ１〜ｔ２の間では、電力負荷に追従するようにガス流量が調整され、燃料電池２２で発電が行われる。そして、時刻ｔ２で、ガス流量が所定の固定流量範囲ＬＦに近付くと、ガス流量が固定流範囲ＬＦのガス流量になるよう調整される。このようにして、固定流量範囲ＬＦの運転時間が確保される。
【００６０】
以上説明したこの実施形態の発電装置の運転方法によれば、燃料電池装置２０は、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う「負荷追従運転モード」の実行中に、ガスメータ１０の口火登録機能１７に合わせて、ガス流量ＧＦが登録された所定の固定流量範囲ＬＦの近傍にある場合は、固定流量範囲ＬＦで運転を行う。具体的には、燃料電池装置２０は、「負荷追従運転モード」の実行中に、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦより所定の若干量だけ大きい場合は、固定流量範囲ＬＦで運転を行い、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦより所定の若干量だけ小さい場合は、ヒータ２３により電力を使いながら固定流量範囲ＬＦで運転を行う。
【００６１】
従って、燃料電池装置２０は、「固定流量運転モード」を実行するかしないかにかかわらず、「負荷追従運転モード」の実行中に、所定の漏洩判定期間ＴｅＪ（３０日）の間に固定流量範囲ＬＦのガス流量ＧＦにより運転が行われる場合は、その固定流量範囲ＬＦでの運転の積算時間ＴｉＥが基準時間ＴｉＳ（２４時間）に達しているときは、ガスメータ１０の口火登録機能１７により、供給異常検知機能１６によるガス供給異常の判断が行われなくなる。ただし、燃料電池装置２０が、上記のような運転を行っても、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦに調整できない場合は、ガスメータ１０の異常検知機能１６が機能してガス供給異常を検知することができる。このため、ガスメータ１０を経由して燃料電池装置２０にガスを供給する構成において、燃料電池装置２０を停止させることなく、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６を誤検知なく有効に機能させることができる。
【００６２】
この実施形態では、燃料電池装置２０につき、固定流量範囲ＬＦでの運転が、直前の漏洩判定期間ＴｅＪ（３０日）毎に所定の基準時間ＴｉＳ（２４時間）だけ行われていない場合は、その後に基準時間ＴｉＳになるまで強制的に「固定流量運転モード」で連続運転が行われる。従って、今回の漏洩判定期間ＴｅＪでは、固定流量範囲ＬＦでの運転が基準時間ＴｉＳを満たすこととなり、ガスメータ１０が漏洩判定期間ＴｅＪの間にガス供給異常を検知することがなくなる。このため、「固定流量運転モード」での運転を強制的に実行することにより、燃料電池装置２０を停止させることなく、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６を誤検知なく有効に機能させることができる。
【００６３】
この実施形態では、燃料電池装置２０は、固定流量運転モードによる連続運転を、漏洩判定期間ＴｅＪ毎に累積的に所定時間Ｔ１，Ｔ２だけ行うので、漏洩判定期間ＴｅＪ毎に固定流量範囲ＦＬでの運転が所定時間Ｔ１，Ｔ２だけ行われることとなり、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６によるガス供給異常のための判断条件である基準時間ＴｉＳが満たされる。このため、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６に合わせて口火登録機能１７を確実に機能させることができる。
【００６４】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００６５】
例えば、前記実施形態では、本発明を発電装置として燃料電池装置２０に具体化したが、本発明を発電装置としてガスエンジンを用いたコジェネレーションシステムに具体化することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
この発明は、例えば、家庭や店舗等で使用される燃料電池装置やガスエンジンを用いたコジェネレーションシステム等の小規模な発電装置の運転に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０ ガスメータ
１６ 供給異常検知機能
１７ 口火登録機能
２０ 燃料電池装置（発電装置）
２２ 燃料電池
２３ ヒータ（付属機器）
３０ 運転制御装置
３１ 誤検知回避処理手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス流量を計測するガスメータを経由して供給されるガスを消費して発電を行う発電装置に係り、詳しくは、その発電装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、家庭や店舗等の電力需要地に、燃料電池装置やガスエンジンを用いたコジェネレーションシステム等の小規模な発電装置を設置することが行われている。このような発電装置は、電力需要の一部又は全部を、その場で発電した電力で補うことができ、発電により発生した熱も有効利用することができ、エネルギー効率を高くすることができる。
【０００３】
この種の発電装置は、主にガス供給業者が電力需要地に供給したガスを消費して発電するように構成されている。この発電装置におけるガス消費量は、他のガス消費機器におけるガス消費量と合わせて、電力需要地に設置されているガスメータにより計測されるようになっている。
【０００４】
一方、各家庭等に設けられるガスメータとして、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ。）を内蔵したマイコンメータがある。このマイコンは、所定のプログラムを実行することにより、ガスの漏洩、ガスホースの抜け、ガス管破損、ガス栓誤開放等のガス供給異常を検知する「供給異常検知機能」として機能する。そして、供給異常を検知したときには、ガスの供給を遮断する遮断弁を働かせたり、警報を発したりするように構成されている。
【０００５】
マイコンメータが有する供給異常検知機能は、計測したガス流量からガス流量やガス流量変動量等のガス流通状態を認識し、所定の判定期間中にガス流通状態が所定のリセット状態とならなかったことを供給異常として検知するように構成されている。例えば、供給異常検知機能として、マイコンメータの下流側に接続された内管からガスが漏洩していることを検知するための「漏洩検知機能」がある。
【０００６】
このような漏洩検知機能は、ガスメータにより測定されたガス流量が、３０日間等の所定の「漏洩判定期間」中に、ゼロ又はゼロに近い値である無流通状態流量以下とならなかったときに、そのことをガス漏洩として検知するように構成されている。具体的には、この漏洩検知機能は、ガスメータにより計測されたガス流量が継続して無流通状態流量を超える流量となっている時間を計測し、その計測した時間が漏洩判定期間に相当する時間に到達したことをガス漏洩として検知し、警報等を発するように構成されている（例えば、下記の特許文献１及び２参照）。
【０００７】
ところで、上記の発電装置を効率良く運転するためには、発電装置の電力負荷をできるだけ高負荷とすることが好ましい。特に、発電装置が燃料電池装置である場合には、燃料電池装置の部分負荷における運転効率が定格より良くないことから、設置先の電力需要（負荷）を超えない範囲で、できる限り高い負荷出力で長時間に渡って連続的に運転することが好ましい。
【０００８】
しかし、このように発電装置を長時間に渡って連続運転させると、マイコンメータに構成された供給異常検知機能が、発電装置における継続的なガスの消費を、ガス供給異常と誤検知してしまうことがある。例えば、マイコンメータの漏洩検知機能は、発電装置が継続して運転され、漏洩判定期間中に、計測したガス流量が無流通状態とならなかった場合には、ガス漏洩が発生したと誤検知してしまい、警報等を発してしまうことになる。
【０００９】
そこで、下記の特許文献３に記載の技術では、ガスメータを経由して発電システム（発電装置）にガスを供給する構成において、ガスメータの供給異常検知機能を、誤検知なく有効に機能させられるように、発電装置の運転を行うように構成されている。具体的には、ガス供給異常を検知するための判定期間中に、ガスメータから発電装置へ供給されるガス供給量を所定の変動パターンに従って一時的に変動させて、発電装置の運転に起因する供給異常検知機能のガス供給異常の誤検知を回避するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−４３１５４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３６０３７号公報
【特許文献３】特許第４２７４８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献３に記載の技術では、ガスメータを経由して発電装置へ供給されるガス供給量を所定の変動パターンに従って一時的に変動させることが行われているが、これは、ガス供給量がガスメータの流量検知能力以下のほぼ「０（Ｌ／ｈ）」程度に変化することを想定したものである。このため、発電装置が燃料電池装置である場合に、運転を一旦停止させることとなり、起動・停止が燃料電池装置の耐久性に悪影響を与えるおそれがあり、同装置による省エネルギー性も損なわれる懸念がある。
【００１２】
ここで、ガスメータのマイコンは、その他の機能として「口火登録機能」を有する。この口火登録機能では、登録された固定流量範囲の内ならば、ガス供給量がゼロにならなくても、その事態をガス漏洩と判断しないように機能するようになっている。
【００１３】
この発明は上記事情に鑑み、上記「口火登録機能」に着目してなされたものであって、その目的は、ガスメータを経由して発電装置にガスを供給する構成において、発電装置を停止させることなく、ガスメータの供給異常検知機能を誤検知なく有効に機能させることを可能とした発電装置の運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ガス流量を計測するガスメータを経由して供給されるガスを消費して発電する発電装置の運転方法であって、ガスメータが、計測されるガス流量から認識されるガス流通状態が所定の判定期間中に所定のリセット状態とならなかったことをガス供給異常として検知する供給異常見地機能を有し、ガスメータが、登録された所定の固定流量範囲のガス流量については、ガス供給異常と判断しない口火登録機能を有し、発電装置が、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う負荷追従運転モードと、固定流量範囲のガス流量で運転を行う固定流量運転モードとを選択的に実行するように構成され、発電装置は、負荷追従運転モードの実行中にガス流量が固定流量範囲の近傍にある場合は、固定流量範囲で運転を行うことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、発電装置は、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う負荷追従運転モードの実行中に、ガスメータの口火登録機能に合わせて、ガス流量が登録された所定の固定流量範囲の近傍にある場合は、固定流量範囲で運転を行うこととなる。従って、発電装置は、固定流量運転モードを実行するしないにかかわらず、負荷追従運転モードの実行中に、所定の判定期間中に固定流量範囲のガス流量により運転が行われる場合は、ガスメータの口火登録機能により、供給異常検知機能によるガス供給異常の判断が行われなくなる。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、発電装置は、負荷追従運転モードの実行中にガス流量が固定流量範囲より所定の若干量だけ大きい場合は、固定流量範囲で運転を行い、負荷追従運転モードの実行中にガス流量が固定流量範囲より所定の若干量だけ小さい場合は、付属機器により電力を使いながら固定流量範囲で運転を行うことを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、発電装置は、負荷追従運転モードの実行中において、ガス流量が固定流量範囲より所定の若干量だけ大きい場合は、固定流量範囲で運転を行い、ガス流量が固定流量範囲より所定の若干量だけ小さい場合は、付属機器により電力を使いながら固定流量範囲で運転を行う。このようにして、ガス流量が固定流量範囲の近傍にある場合に、固定流量範囲で運転が行われる。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、発電装置は、固定流量範囲での運転が、直前の判定期間毎に所定の基準時間だけ行われていない場合は、その後に基準時間になるまで固定流量運転モードで連続運転することを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、固定流量範囲での運転が、直前の判定期間毎に所定の基準時間だけ行われていない場合は、その後に基準時間になるまで固定流量運転モードで連続運転が行われるので、今回の判定期間では、固定流量範囲での運転が基準時間を満たすこととなり、ガスメータが判定期間中にガス供給異常を検知することがなくなる。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、発電装置は、使用者が操作手段を操作して固定流量運転設定を選択することにより、所定の固定流量により運転を行うことを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加え、使用者が操作手段を操作して固定流量運転設定を選択することにより、発電装置が所定の固定流量により運転を行うので、ガス流量を、ガスメータの口火登録機能に必要な固定流量範囲に設定することができる。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、発電装置は、固定流量運転モードによる連続運転を、判定期間毎に累積的に一定時間行うことを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加え、発電装置は、固定流量運転モードによる連続運転を、判定期間毎に累積的に所定時間行うので、判定期間毎に固定流量範囲での運転が一定時間行われることとなり、ガスメータの供給異常検知機能によるガス供給異常のための判断条件が満たされる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、ガスメータを経由して発電装置にガスを供給する構成において、発電装置を停止させることなく、ガスメータの供給異常検知機能を誤検知なく有効に機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態に係り、発電装置の運転制御装置を示す概略構成図。
【図２】同実施形態に係り、燃料電池装置の運転パターンを示すイメージ図。
【図３】同実施形態に係り、第１自動選択処理の内容を示すフローチャート。
【図４】同実施形態に係り、第２自動選択処理の内容を示すフローチャート。
【図５】同実施形態に係り、負荷追従運転モード中における電力負荷とガス流量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明における発電装置の運転方法を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１に、この実施形態における発電装置の運転制御装置を概略構成図により示す。図１に示すように、この発電装置の運転制御装置は、発電装置である燃料電池装置２０と、その燃料電池装置２０に燃料としてのガスを供給する導管１及び内管２と、導管１から内管２へのガスの流れを計測するガスメータ１０とを備える。この装置は、家庭や店舗等に設置される。
【００２８】
ガス供給事業者により導管１を介して家庭や店舗等の需要部へ供給されるガスは、最初に、その需要部に設置されているガスメータ１０を経由した後に、需要部内に配設された内管２を通って、需要部に設置された燃料電池装置２０やその他のガス消費機器４０に供給されるようになっている。
【００２９】
ガスメータ１０は、導管１から内管２へと流通するガス流量を計測する計測部１２と、各種処理を実行可能なマイクロコンピュータ（マイコンと略称する。）１５と、内管２へのガスの流通を遮断可能な遮断弁１３と、マイコン１５の出力信号により点灯可能な警報ランプ１８等とを備える。計測部１２で計測されたガス流量は、積算流量としてガスメータ１０に設けられた表示部１９に表示される。
【００３０】
ガスメータ１０に設けられたマイコン１５は、所定のプログラムを実行することにより、ガスの漏洩、ガスホースの抜け、ガス管破損、ガス栓誤開放等のガス供給異常を検知する供給異常検知機能１６として機能する。この供給異常検知機能１６は、計測部１２で計測されたガス流量から認識されるガス流通状態を監視し、所定の判定期間中にそのガス流通状態が所定のリセット状態とならなかったことをガス供給異常として検知するように構成される。そして、供給異常検知機能１６は、ガス供給異常を検知したときに、遮断弁１３を働かせてガスの流通を遮断したり、警報ランプ１８を点灯させたり、ガス供給異常が発生した旨を認識可能な警報信号を、通信ネットワーク等を介してガス供給業者が運営管理する管理サーバ側へ送信したりするようになっている。
【００３１】
詳しくは、マイコン１５は、供給異常検知機能１６として、ガス流通状態として計測部１２で計測されたガス流量が所定の判定期間としての漏洩判定期間ＴｅＪ中に、リセット状態としてのゼロ又はゼロに近い値である「無流通状態流量」以下とならなかったことを、ガス供給異常としての「ガス漏洩」として検知する「漏洩検知機能」を有する。
【００３２】
この実施形態では、計測部１２として、膜室へのガスの充填に伴って流量パルス信号を出力し、この流量パルス信号をカウントすることによりガスの流量を計測することができる膜式流量計が使用される。この場合、漏洩検知機能は、流量パルス信号が、例えば１時間の間に１パルスも出力されなかったとき（１時間あたりのガス流量が膜室の計量体積以下となったとき）に、リセット状態と認識する。そして、このリセット状態が、例えば「３０日間」の間に起こらなかった場合（流量パルスが１パルス以上発生した時間が３０日間継続したこと）を、ガス漏洩として検知するようになっている。つまり、漏洩判定期間ＴｅＪは、ガス消費機器４０等において、その期間中に連続してガスを消費することがほとんどない、例えば「３０日」に設定され、上記無流通状態流量は、１時間の間に流量パルスを１パルス出力するときの「１．０（Ｌ／ｈ）」に設定される。
【００３３】
一方、マイコン１５は、所定のプログラムを実行することにより、ガスメータ１０が、登録された所定の固定流量範囲のガス流量（口火登録流量）については、上記した供給異常検知機能１６を働かせないようにする、すなわち、ガス供給異常と判断しないようにする口火登録機能１７として機能する。
【００３４】
燃料電池装置２０は、ガス流量を計測するガスメータ１０から内管２を介してガスが供給され、その供給されたガスを消費して発電する発電装置として機能する。詳しくは、燃料電池装置２０は、内管２から制御弁２１による調整を伴って供給されるガスを使用して電気と熱を発生させる燃料電池２２を備える。燃料電池２２は、付属機器として、ヒータ２３を内蔵する。
【００３５】
燃料電池装置２０は、ガスメータ１０から供給されるガス供給量を制御弁２１を働かせて燃料電池２２へのガス供給量を制御可能なコンピュータからなる運転制御装置３０を備える。この運転制御装置３０は、所定のプログラムを実行することにより、後述の「誤検知回避処理」を実行する誤検知回避処理手段３１として機能する。運転制御装置３０には、使用者により操作される操作手段としての、複数のスイッチ類を含む操作パネル３２が接続される。運転制御装置３０の運転に係る詳細構成について以下に説明する。
【００３６】
上記したように、燃料電池装置２０は、供給異常検知機能１６及び口火登録機能１７を有するガスメータ１０を経由してガスが供給されるように設置される。ここで、燃料電池装置２０が、例えば一定負荷で長時間に渡って運転している場合には、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６が機能して、燃料電池装置２０における継続的なガスの消費を、ガス供給異常として誤検知してしまうおそれがある。特に、この実施形態では、ガスメータ１０が供給異常検知機能１６として「漏洩検知機能」を有するので、漏洩検知機能は、燃料電池装置２０が継続して運転され、例えば「３０日」の漏洩判定期間ＴｅＪ中に、計測部１２で計測したガス流量が、例えば「１．０（Ｌ／ｈ）」の無流通状態流量以下とならなかった場合には、ガス漏洩が発生したと誤検知してしまい、警報等を発してしまう。
【００３７】
そこで、運転制御装置３０の誤検知回避処理手段３１は、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６、特に「漏洩検知機能」において、ガス供給異常を検知するための漏洩判定期間ＴｅＪの間に、内管２から燃料電池装置２０へ供給されるガス供給量を、ガスメータ１０のマイコン１５が有する口火登録機能１７に合わせて調整する。これにより、燃料電池装置２０の運転に起因するガス供給異常の誤検知を回避するように構成される。
【００３８】
すなわち、誤検知回避処理手段３１は、漏洩判定期間ＴｅＪの間に、制御弁２１を働かせて、内管２から燃料電池２２へ供給されるガス流量を調整する。ここで、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う「負荷追従運転モード」と、所定の固定流量範囲ＬＦのガス流量で運転を行う「固定流量運転モード」とを選択的に実行するように構成される。
【００３９】
そして、誤検知回避処理手段３１は、「負荷追従運転モード」の実行中にガス流量が固定流量範囲ＬＦの近傍にある場合は、その固定流量範囲ＬＦで運転を行うようになっている。そのために、具体的には、誤検知回避処理手段３１は、「負荷追従運転モード」の実行中にガス流量が固定流量範囲ＬＦより所定の若干量（例えば「１０（Ｌ／ｈ））」）だけ大きい場合は、固定流量範囲ＬＦで運転を行い、「負荷追従運転モード」の実行中にガス流量が固定流量範囲ＬＦより所定の若干量（例えば「１０（Ｌ／ｈ））」）だけ小さい場合は、燃料電池２２が内蔵するヒータ２３で電力を使いながら固定流量範囲ＬＦで運転を行うように構成される。
【００４０】
さらに、誤検知回避処理手段３１は、固定流量範囲ＬＦでの運転が、直前の漏洩判定期間ＴｅＪ（例えば「３０日」）毎に所定の基準時間ＴｉＳ（例えば「２４時間」）だけ行われない場合は、その後に基準時間ＴｉＳになるまで「固定流量運転モード」で連続運転するように構成される。このように運転することで、誤検知回避処理手段３１は、燃料電池装置２０の継続的な運転に起因する、ガスメータ１０の漏洩検知機能によるガス漏洩の誤検知を回避するようになっている。
【００４１】
次に、燃料電池装置２０の運転制御装置３０が実行する誤検知回避処理手段３１に係る運転内容を図２〜図４を参照して詳細に説明する。
【００４２】
図２に、燃料電池装置２０の運転パターンをイメージ図により示す。図２に示すように、運転制御装置３０が実行する運転は、使用者の操作による外部設定５１により、口火対応運転設定５２、固定流量運転設定５３及び負荷追従運転設定５４のうち何れかを選択するようになっている。使用者は、操作パネル３２を使用して上記選択を行うことができる。
【００４３】
ここで、口火対応運転設定５２を選択することにより、燃料電池装置２０につき、ガスメータ１０のマイコン１５が有する口火登録機能１７に合わせた運転を行うことができる。固定流量運転設定５３を選択することにより、燃料電池装置２０が所定の固定流量で運転され、ガス流量が、ガスメータ１０の口火登録機能に必要な固定流量範囲ＬＦに設定することができる。この実施形態では、固定流量範囲ＬＦとして、例えば「５０（Ｌ／ｈ）±１（Ｌ／ｈ）」を設定できるようになっている。また、負荷追従運転設定５４を選択することにより、燃料電池装置２０につき、電力負荷に追従した運転を行うことができる。
【００４４】
外部設定５１により口火対応運転設定５２を選択した場合、運転制御装置３０の誤検知回避処理手段３１は、第１自動選択処理６１を実行する。この処理は、例えば、漏洩判定期間ＴｅＪの「３０日間」よりも短い直前「２９日間」の固定流量範囲ＬＦでの運転時間に基づいて運転を行うものである。運転制御装置３０は、この処理により、自動選択運転モード６２、固定流量運転モード６３又は負荷追従運転モード６４を実行するようになっている。
【００４５】
図３に、第１自動選択処理の内容をフローチャートにより示す。先ず、ステップ１００で、運転制御装置３０は、口火対応運転設定５２か否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、運転制御装置３０は、そのまま処理をステップ１００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、運転制御装置３０は、処理をステップ１０１へ移行する。
【００４６】
ステップ１０１で、運転制御装置３０は、直前の漏洩判定期間ＴｅＪにおける固定流量範囲ＬＦでの積算運転時間ＴｉＥを算出する。
【００４７】
次に、ステップ１０２で、積算運転時間ＴｉＥと所定時間（Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２））を比較する。ここで、所定時間Ｔ１として、例えば「２４時間」を当てはめることができる。また、所定時間Ｔ２として、例えば「３０時間」を当てはめることができる。
【００４８】
ステップ１０２の比較結果につき、積算運転時間ＴｉＥが所定時間Ｔ１よりも小さい場合は、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が少ないことから、運転制御装置３０は、ステップ１０３で、固定流量運転モードを実行する。例えば、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が、「２９日間」で「２４時間」に満たない場合が想定される。
【００４９】
ステップ１０２の比較結果につき、積算運転時間ＴｉＥが所定時間Ｔ１以上かつ所定時間Ｔ２以下である場合は、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が通常の時間であることから、運転制御装置３０は、ステップ１０４で、自動選択運転モードを実行する。例えば、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が、「２９日間」で「２５時間」から「３０時間」の間になる場合が想定される。
【００５０】
ステップ１０２の比較結果につき、積算運転時間ＴｉＥが所定時間Ｔ２よりも大きい場合は、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が多いことから、運転制御装置３０は、ステップ１０５で、負荷追従運転モードを実行する。例えば、固定流量範囲ＬＦによる運転時間が、「２９日間」で「３０時間」以上になる場合が想定される。このモードは、燃料電池２２の本来の運転モードであることから、燃料電池装置２０の省エネルギー性が高くなる。
【００５１】
つまり、上記した第１自動選択処理によれば、燃料電池装置２０は、固定流量運転モードによる連続運転を、漏洩判定期間ＴｅＪ毎に累積的に所定時間Ｔ１，Ｔ２だけ行うこととなる。
【００５２】
なお、図３に示すフローチャートにおいて、各運転モードへの切り替えが短時間に頻繁に起こらないように、一度各運転モードに入った場合は、一定時間は他の運転モードへ移らないようにすることも考えられる。
【００５３】
次に、図２のイメージ図に戻って、第１自動選択処理６１により自動選択運転モード１０４を実行した場合、運転制御装置３０の誤検知回避処理手段３１は、第２自動選択処理７１を実行する。この処理は、直前の「２９日間」に固定流量範囲ＬＦによる運転時間にかかわらず運転を行うものである。この処理により、固定流量運転又は負荷追従運転が行われるようになっている。
【００５４】
図４に、第２自動選択処理の内容をフローチャートにより示す。先ず、ステップ２００で、運転制御装置３０は、自動選択運転モード６２か否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、運転制御装置３０は、そのまま処理をステップ２００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、運転制御装置３０は、処理をステップ２０１へ移行する。
【００５５】
ステップ２０１で、運転制御装置３０は、ガス流量ＧＦを算出する。運転制御装置３０は、所定の負荷追従ロジックに基づきガス流量ＧＦを算出する。
【００５６】
次に、ステップ２０２で、運転制御装置３０は、燃料電池２２の現在の運転が固定流量運転か否かを判断する。「固定流量運転」は、燃料電池２２に供給されるガス流量ＧＦが所定の固定流量範囲ＬＦとなるように制御弁２１を制御する運転である。この判断結果が否定となる場合、すなわち、固定流量運転でない場合、運転制御装置３０は、処理をステップ２０３へ移行する。
【００５７】
ステップ２０３で、運転制御装置３０は、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦ以内か否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、運転制御装置３０は、そのまま処理をステップ２００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、運転制御装置３０は、ステップ２０４で、現状の運転を固定流量運転に変更する。
【００５８】
一方、ステップ２０２の判断結果が肯定となる場合、すなわち固定流量運転である場合、運転制御装置３０は、ステップ２０５で、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦ以内か否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、運転制御装置３０は、そのまま処理をステップ２００へ戻す。この判断結果が否定となる場合、運転制御装置３０は、ステップ２０６で、現状の運転を負荷追従運転に変更する。
【００５９】
図５に、負荷追従運転モード中における電力負荷とガス流量との関係をグラフにより示す。図５において、時刻ｔ１〜ｔ２の間では、電力負荷に追従するようにガス流量が調整され、燃料電池２２で発電が行われる。そして、時刻ｔ２で、ガス流量が所定の固定流量範囲ＬＦに近付くと、ガス流量が固定流範囲ＬＦのガス流量になるよう調整される。このようにして、固定流量範囲ＬＦの運転時間が確保される。
【００６０】
以上説明したこの実施形態の発電装置の運転方法によれば、燃料電池装置２０は、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う「負荷追従運転モード」の実行中に、ガスメータ１０の口火登録機能１７に合わせて、ガス流量ＧＦが登録された所定の固定流量範囲ＬＦの近傍にある場合は、固定流量範囲ＬＦで運転を行う。具体的には、燃料電池装置２０は、「負荷追従運転モード」の実行中に、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦより所定の若干量だけ大きい場合は、固定流量範囲ＬＦで運転を行い、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦより所定の若干量だけ小さい場合は、ヒータ２３により電力を使いながら固定流量範囲ＬＦで運転を行う。
【００６１】
従って、燃料電池装置２０は、「固定流量運転モード」を実行するかしないかにかかわらず、「負荷追従運転モード」の実行中に、所定の漏洩判定期間ＴｅＪ（３０日）の間に固定流量範囲ＬＦのガス流量ＧＦにより運転が行われる場合は、その固定流量範囲ＬＦでの運転の積算時間ＴｉＥが基準時間ＴｉＳ（２４時間）に達しているときは、ガスメータ１０の口火登録機能１７により、供給異常検知機能１６によるガス供給異常の判断が行われなくなる。ただし、燃料電池装置２０が、上記のような運転を行っても、ガス流量ＧＦが固定流量範囲ＬＦに調整できない場合は、ガスメータ１０の異常検知機能１６が機能してガス供給異常を検知することができる。このため、ガスメータ１０を経由して燃料電池装置２０にガスを供給する構成において、燃料電池装置２０を停止させることなく、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６を誤検知なく有効に機能させることができる。
【００６２】
この実施形態では、燃料電池装置２０につき、固定流量範囲ＬＦでの運転が、直前の漏洩判定期間ＴｅＪ（３０日）毎に所定の基準時間ＴｉＳ（２４時間）だけ行われていない場合は、その後に基準時間ＴｉＳになるまで強制的に「固定流量運転モード」で連続運転が行われる。従って、今回の漏洩判定期間ＴｅＪでは、固定流量範囲ＬＦでの運転が基準時間ＴｉＳを満たすこととなり、ガスメータ１０が漏洩判定期間ＴｅＪの間にガス供給異常を検知することがなくなる。このため、「固定流量運転モード」での運転を強制的に実行することにより、燃料電池装置２０を停止させることなく、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６を誤検知なく有効に機能させることができる。
【００６３】
この実施形態では、燃料電池装置２０は、固定流量運転モードによる連続運転を、漏洩判定期間ＴｅＪ毎に累積的に所定時間Ｔ１，Ｔ２だけ行うので、漏洩判定期間ＴｅＪ毎に固定流量範囲ＦＬでの運転が所定時間Ｔ１，Ｔ２だけ行われることとなり、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６によるガス供給異常のための判断条件である基準時間ＴｉＳが満たされる。このため、ガスメータ１０の供給異常検知機能１６に合わせて口火登録機能１７を確実に機能させることができる。
【００６４】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００６５】
例えば、前記実施形態では、本発明を発電装置として燃料電池装置２０に具体化したが、本発明を発電装置としてガスエンジンを用いたコジェネレーションシステムに具体化することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
この発明は、例えば、家庭や店舗等で使用される燃料電池装置やガスエンジンを用いたコジェネレーションシステム等の小規模な発電装置の運転に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０ ガスメータ
１６ 供給異常検知機能
１７ 口火登録機能
２０ 燃料電池装置（発電装置）
２２ 燃料電池
２３ ヒータ（付属機器）
３０ 運転制御装置
３１ 誤検知回避処理手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流量を計測するガスメータを経由して供給されるガスを消費して発電する発電装置の運転方法であって、
前記ガスメータが、前記計測されるガス流量から認識されるガス流通状態が所定の判定期間中に所定のリセット状態とならなかったことをガス供給異常として検知する供給異常検知機能を有し、
前記ガスメータが、登録された所定の固定流量範囲のガス流量については、前記ガス供給異常と判断しない口火登録機能を有し、
前記発電装置が、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う負荷追従運転モードと、前記固定流量範囲のガス流量で運転を行う固定流量運転モードとを選択的に実行するように構成され、
前記発電装置は、前記負荷追従運転モードの実行中に前記ガス流量が前記固定流量範囲の近傍にある場合は、前記固定流量範囲で運転を行うことを特徴とする発電装置の運転方法。
【請求項２】
前記発電装置は、前記負荷追従運転モードの実行中に前記ガス流量が前記固定流量範囲より所定の若干量だけ大きい場合は、前記固定流量範囲で運転を行い、前記負荷追従運転モードの実行中に前記ガス流量が前記固定流量範囲より所定の若干量だけ小さい場合は、付属機器により電力を使いながら前記固定流量範囲で運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の発電装置の運転方法。
【請求項３】
前記発電装置は、前記固定流量範囲での運転が、直前の前記判定期間毎に所定の基準時間だけ行われていない場合は、その後に前記基準時間になるまで前記固定流量運転モードで連続運転することを特徴とする請求項１又は２に記載の発電装置の運転方法。
【請求項４】
前記発電装置は、使用者が操作手段を操作して固定流量運転設定を選択することにより、所定の固定流量により運転を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の発電装置の運転方法。
【請求項５】
前記発電装置は、前記固定流量運転モードによる連続運転を、前記判定期間毎に累積的に所定時間行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の発電装置の運転方法。
【請求項１】
ガス流量を計測するガスメータを経由して供給されるガスを消費して発電する発電装置の運転方法であって、
前記ガスメータが、前記計測されるガス流量から認識されるガス流通状態が所定の判定期間中に所定のリセット状態とならなかったことをガス供給異常として検知する供給異常検知機能を有し、
前記ガスメータが、登録された所定の固定流量範囲のガス流量については、前記ガス供給異常と判断しない口火登録機能を有し、
前記発電装置が、電力負荷に追従したガス流量で運転を行う負荷追従運転モードと、前記固定流量範囲のガス流量で運転を行う固定流量運転モードとを選択的に実行するように構成され、
前記発電装置は、前記負荷追従運転モードの実行中に前記ガス流量が前記固定流量範囲の近傍にある場合は、前記固定流量範囲で運転を行うことを特徴とする発電装置の運転方法。
【請求項２】
前記発電装置は、前記負荷追従運転モードの実行中に前記ガス流量が前記固定流量範囲より所定の若干量だけ大きい場合は、前記固定流量範囲で運転を行い、前記負荷追従運転モードの実行中に前記ガス流量が前記固定流量範囲より所定の若干量だけ小さい場合は、付属機器により電力を使いながら前記固定流量範囲で運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の発電装置の運転方法。
【請求項３】
前記発電装置は、前記固定流量範囲での運転が、直前の前記判定期間毎に所定の基準時間だけ行われていない場合は、その後に前記基準時間になるまで前記固定流量運転モードで連続運転することを特徴とする請求項１又は２に記載の発電装置の運転方法。
【請求項４】
前記発電装置は、使用者が操作手段を操作して固定流量運転設定を選択することにより、所定の固定流量により運転を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の発電装置の運転方法。
【請求項５】
前記発電装置は、前記固定流量運転モードによる連続運転を、前記判定期間毎に累積的に所定時間行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の発電装置の運転方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０９１３７（Ｐ２０１２−２０９１３７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４１４９（Ｐ２０１１−７４１４９）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
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