電力供給システム及び蓄電システム
【課題】商用電力の消費量をより一層低減するように運転し得る電力供給システムを提供する。
【解決手段】制御手段Ｃが、発電手段３及び蓄電手段５夫々から商用電源１への逆潮流を生じさせない条件で、負荷電力と目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて発電手段３の出力電力を調整すべく、発電側インバータ４及び蓄電側インバータ６夫々を制御するように構成された電力供給システムであって、制御手段Ｃは、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大すると、逆潮流を生じさせない条件で、総負荷電力に応じて出力電力を増大すべく発電側インバータ４を制御すると共に、充電電力を発電手段３における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて目標充電電力に増大すべく、蓄電側インバータ６を制御するように構成されている。
【解決手段】制御手段Ｃが、発電手段３及び蓄電手段５夫々から商用電源１への逆潮流を生じさせない条件で、負荷電力と目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて発電手段３の出力電力を調整すべく、発電側インバータ４及び蓄電側インバータ６夫々を制御するように構成された電力供給システムであって、制御手段Ｃは、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大すると、逆潮流を生じさせない条件で、総負荷電力に応じて出力電力を増大すべく発電側インバータ４を制御すると共に、充電電力を発電手段３における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて目標充電電力に増大すべく、蓄電側インバータ６を制御するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、前記負荷が要求する負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、運転を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前記発電手段及び前記蓄電手段夫々から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷電力と前記蓄電手段に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータ及び前記蓄電側インバータ夫々を制御するように構成された電力供給システムに関する。
又、商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、前記発電手段及び前記発電側インバータを制御する発電制御手段とが設けられ、その発電制御手段が、系内から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷が要求する負荷電力を含む総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータを制御するように構成された電力供給システムに対して設けられる蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる電力供給システムは、商用電源に接続されたテレビ、冷蔵庫等の負荷に発電手段から電力を供給するものであり、商用電力の消費量を低減する等の目的で設置される。
つまり、発電手段の出力電力で負荷電力を賄いつつ、その負荷電力に対して出力電力が上回るときはその上回る分を蓄電手段に充電し、発電手段の出力電力で負荷電力を賄えないときは、その不足分を蓄電手段の蓄電電力や商用電源からの商用電力にて賄うように構成されている。
具体的には、負荷電力が発電手段の最大出力電力よりも小さいときは、蓄電手段に充電するための目標充電電力を設定して、その目標充電電力と負荷電力との合算値である総負荷電力に応じて出力電力を調整すべく、発電側インバータ及び蓄電側インバータ夫々を制御するように構成されている。ちなみに、発電手段の一例として、燃料電池が挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような電力供給システムにおいて、目標充電電力の増大に伴う総負荷電力の増大に応じて出力電力を増大するときは、発電側インバータ及び蓄電側インバータ夫々を以下のように制御することとなる。
即ち、制御手段は、充電電力を目標充電電力に一挙に増大させるべく蓄電側インバータを制御すると共に、出力電力をその時点の電力から総負荷電力に応じた電力に増大させるべく発電側インバータを制御するように構成されていた。
ところで、一日のうち、負荷電力が発電手段の最大出力電力よりも小さくなる時間帯が予め予測されるので、そのような時間帯が上述のように蓄電手段に充電する充電時間帯に設定され、その充電時間帯以外の時間帯では、出力電力を負荷電力に追従させるように発電側インバータを制御する電主運転を主に実行するように構成される場合がある。ここで、電主運転とは、発電手段の出力電力を負荷が要求する負荷電力に追従させる運転である。
このような場合、制御手段は、充電時間帯の開始時刻になると、目標充電電力を設定して、充電電力を目標充電電力に一挙に増大させるべく蓄電側インバータを制御すると共に、出力電力を負荷電力に追従する電主出力電力から総負荷電力に応じた電力に増大させるべく発電側インバータを制御することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３９５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蓄電手段の充電電力を目標充電電力に増大させるべく蓄電側インバータを制御すると、充電電力は速やかに目標充電電力に増大されるが、発電手段の出力電力を総負荷電力に応じた電力に増大させるべく発電側インバータを制御しても、発電手段の出力電力を速やかに増大させることができず、このため、蓄電手段の充電電力の増大可能速度に比べて、発電手段の出力電力の増大可能速度はかなり遅い。
特に、発電手段が燃料電池にて構成されている場合、燃料電池の出力電力を増大させるには、燃料電池への炭化水素系の原燃料の供給量を増大させることになるが、この原燃料供給量の増大が出力電力の増大に反映される状態となるのに比較的時間を要するため、燃料電池の出力電力の増大可能速度は蓄電手段の充電電力の増大可能速度に比べてかなり遅くなる。
【０００６】
結果、従来の電力供給システムでは、蓄電手段に充電すべく発電手段の出力電力を増大させるときには、上述のように、充電電力を目標充電電力に一挙に増大させるべく蓄電側インバータを制御すると共に、出力電力をその時点の電力から総負荷電力に応じた電力に増大させるべく発電側インバータを制御すると、充電電力が目標充電電力に増大しても、出力電力が総負荷電力に応じた電力にまで増大しておらず、出力電力が総負荷電力に応じた電力にまで増大するまでの間に、蓄電手段への充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を大きく上回る時間帯が生じる。従って、そのような時間帯では、出力上昇途中の総負荷電力のうち出力電力を上回る分が商用電力で蓄電手段に充電されることになって、不必要に商用電力が蓄電手段に充電されることになるので、商用電力の消費量が増加することになり、商用電力の消費量を低減する上で、改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、商用電力の消費量をより一層低減するように運転し得る電力供給システム及び蓄電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る電力供給システムは、商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、前記負荷が要求する負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、運転を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前記発電手段及び前記蓄電手段夫々から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷電力と前記蓄電手段に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータ及び前記蓄電側インバータ夫々を制御するように構成されたものであって、
その特徴構成は、前記制御手段は、
前記目標充電電力の増大に伴って前記総負荷電力が増大すると、前記逆潮流を生じさせない条件で、前記総負荷電力に応じて前記出力電力を増大すべく前記発電側インバータを制御すると共に、前記充電電力を前記発電手段における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて前記目標充電電力に増大すべく、前記蓄電側インバータを制御するように構成されている点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大する場合、逆潮流を生じさせない条件で、充電電力を出力増大速度に応じた充電量増大速度で増大すべく、蓄電側インバータが制御されると共に、総負荷電力に応じて出力電力を増大すべく発電側インバータが制御されるので、出力電力が総負荷電力に応じた電力まで増大するまでの間において、充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を上回るのを十分に抑制することができる。
つまり、蓄電手段に充電する、あるいは、蓄電手段への充電電力を増大させるときには、目標充電電力を増大させることになる。ちなみに、目標充電電力の増大には、既に設定されている目標充電電力を増大させることが含まれることは勿論であるが、目標充電電力が０に設定されている状態で、目標充電電力が０よりも大きい値に設定されることも含むものである。
そして、そのような目標充電電力の増大に伴って出力電力が増大されるときは、出力上昇途中の充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力を上回るのを十分に抑制することができるので、出力電力が総負荷電力に応じた電力まで増大するまでの間に、商用電力が蓄電手段に充電されることによってその商用電力の消費量が増加するのを十分に抑制することができるのである。
従って、商用電力の消費量をより一層低減するように運転し得る電力供給システムを提供することができる。
【００１０】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記制御手段は、前記負荷電力が前記発電手段の最大出力電力よりも小さい時間帯に設定される充電時間帯では、前記目標充電電力をゼロより大きい値に設定し、前記充電時間帯以外の負荷追従時間帯では、前記目標充電電力をゼロに設定するように構成されている点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、充電時間帯の開始時刻になると、目標充電電力がゼロより大きい値に設定されて総負荷電力が増大するので、充電電力を充電量増大速度にて目標充電電力に増大すべく蓄電側インバータが制御されると共に、出力電力を負荷電力に追従する電力から総負荷電力に応じた電力に増大すべく発電側インバータが制御される。そして、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達すると、それ以降は、負荷電力の変動に応じて、その負荷電力に目標充電電力を加えることにより総負荷電力が設定されて、その総負荷電力に応じて出力電力が調整されることになり、目標充電電力に応じた電力が蓄電手段に充電される。
充電時間帯以外の負荷追従時間帯では、目標充電電力がゼロに設定されるので、負荷電力が発電手段の最大出力電力以下のときは、出力電力が負荷電力に追従する電力に調整され、そのような状態で、負荷電力が発電手段の最大出力電力を上回ると、負荷電力のうち発電出段の最大出力電力を上回る分を補うように蓄電手段からの放電電力が調整される。
つまり、負荷電力が発電手段の最大出力電力を上回ると、その上回り量を蓄電手段の蓄電電力で極力補うように運転することができ、そして、蓄電手段に充電するために出力電力を負荷電力よりも上回せるべく増大させるときには、上述したように、商用電力が不必要に蓄電手段に充電されるのを抑制することができるのである。
従って、商用電力の消費量を更に低減するように運転することができるようになった。
【００１２】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報を得る情報取得手段が設けられ、
前記制御手段は、前記情報取得手段の取得情報に基づいて、前記充電量増大速度を求めるように構成されている点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、情報取得手段により、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報が得られる。そして、そのように得られた情報に基づいて充電量増大速度が求められて、その充電量増大速度にて充電電力が増大される。
つまり、発電手段の出力増大速度は、発電手段の状態（例えば、発電手段の温度、出力電圧等）により変動する場合がある。
そこで、上述のように、情報取得手段を設けて、それにより得られる情報に基づいて出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めて、その求めた充電量増大速度にて充電電力を増大するように構成することにより、発電手段の状態により発電手段の出力増大速度が変動しても、蓄電手段に充電するために出力電力を負荷電力よりも上回せるべく増大させるときに、商用電力が不必要に蓄電手段に充電されるのをより一層抑制することができるのである。
従って、商用電力の消費量を更に低減するように運転することができるようになった。
【００１４】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記発電手段の出力電力を計測する出力電力計測手段、及び、前記蓄電手段の充電電力を計測する充電電力計測手段が設けられ、
前記制御手段は、前記目標充電電力の増大に伴って前記総負荷電力が増大すると、前記出力電力が前記総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、前記出力電力計測手段及び前記充電電力計測手段夫々の計測結果に基づいて、前記負荷電力に前記充電電力を加えた電力に対する前記出力電力の過不足を判定して、その過不足がなくなるように、前記充電量増大速度を補正し、その補正した充電量増大速度にて充電電力を増大すべく前記蓄電側インバータを制御するように構成されている点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、出力電力計測手段により、発電手段の出力電力が計測され、充電電力計測手段により、蓄電手段の充電電力が計測される。
そして、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大すると、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、例えば設定時間が経過する毎に、出力電力計測手段及び充電電力計測手段夫々の計測結果に基づいて、負荷電力に充電電力を加えた電力に対する出力電力の過不足が判定されて、その過不足がなくなるように、充電量増大速度が補正され、その補正された充電量増大速度にて充電電力を増大すべく蓄電側インバータが制御される。
つまり、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大するときに、充電電力を充電量増大速度にて目標充電電力に増大すべく蓄電側インバータが制御されるにしても、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、実際の出力電力の増大速度が変動したり、実際の充電電力の増大速度が変動する場合がある。
そこで、上述のように、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、例えば設定時間が経過する毎に、充電量増大速度が補正されて、その補正された充電量増大速度にて充電電力が増大されるようにすることにより、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達するまでの間に、出力上昇途中の充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を上回るのをより一層抑制することができる。
従って、商用電力の消費量を更に低減するように運転することができるようになった。
【００１６】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記情報取得手段が、前記発電手段の温度を前記情報として検出する温度検出手段にて構成されている点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、温度検出手段により、発電手段の温度が計測され、制御手段により、温度検出手段にて検出された発電手段の温度に基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度が求められる。
つまり、発電手段の出力増大速度は発電手段の温度により変動し易い。
そこで、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報として、発電手段の温度を得ることにより、その温度に基づいて、充電量増大速度を実際の出力増大速度に良く適合した値で求めることができる。
従って、出力電力が総負荷電力に応じた電力に増大するまでの間に、出力上昇途中の充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力を上回る状態となるのがより一層抑制されるので、商用電力の消費量を更に低減するように運転することができるようになった。
【００１８】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記発電手段が燃料電池にて構成されている点にある。
【００１９】
即ち、燃料電池の出力電力を増大させるには、燃料電池への炭化水素系の原燃料の供給量を増大させることになるが、この原燃料供給量の増大が出力電力の増大に反映される状態となるのに比較的時間を要する。そのため、燃料電池の出力電力の増大可能速度は充電電力の増大可能速度に比べてかなり遅いので、蓄電手段に充電するために出力電力を負荷電力よりも上回せるべく増大させるときに、出力上昇途中の充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を上回る状態となって、商用電力の消費量が増加し易い。
そこで、発電手段が燃料電池にて構成された電力供給システムに本発明を適用することにより、商用電力の消費量を効果的に低減することができる。
【００２０】
上記目的を達成するための本発明に係る蓄電システムは、商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、前記発電手段及び前記発電側インバータを制御する発電制御手段とが設けられ、その発電制御手段が、系内から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷が要求する負荷電力を含む総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータを制御するように構成された電力供給システムに対して設けられる蓄電システムであって、
その特徴構成は、前記負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、
前記蓄電手段及び前記蓄電側インバータを制御する蓄電制御手段とを備え、
その蓄電制御手段が、前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記蓄電手段に目標充電電力を充電すべく前記蓄電側インバータを制御するように構成され、
更に、前記目標充電電力が増大すると、前記逆潮流を生じさせない条件で、前記充電電力を前記発電手段における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて前記目標充電電力に増大すべく、前記蓄電側インバータを制御するように構成されている点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大すると、逆潮流を生じさせない条件で、充電電力を出力増大速度に応じた充電量増大速度で増大すべく、蓄電側インバータが制御されるので、出力電力が総負荷電力に応じた電力まで増大するまでの間において、充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を上回るのを十分に抑制することができる。
従って、先に電力供給システムについて説明したのと同様に、出力電力が総負荷電力に応じた電力まで増大するまでの間に、商用電力が蓄電手段に充電されることによってその商用電力の消費量が増加するのを十分に抑制することができるので、商用電力の消費量をより一層低減するように運転し得る蓄電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る電力供給システムのブロック図
【図２】実施形態に係る燃料電池の温度と充電量増大速度との関係を示す図
【図３】第１実施形態に係る電力供給システムの制御動作のフローチャートを示す図
【図４】第１実施形態に係る電力供給システムの制御動作のフローチャートを示す図
【図５】第１実施形態に係る制御動作を説明するためのデータの時間的推移を示す図
【図６】第２実施形態に係る電力供給システムの制御動作のフローチャートを示す図
【図７】第２実施形態に係る制御動作を説明するためのデータの時間的推移を示す図
【図８】開始時処理を実行した場合の負荷電力、出力電力及び総負荷電力の時間的推移を示す図
【図９】開始時処理を実行しない場合の負荷電力、出力電力及び総負荷電力の時間的推移を示す図
【図１０】別実施形態に係る開始時処理を実行した場合の負荷電力、出力電力及び総負荷電力の時間的推移を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、電力供給システムは、商用電源１に接続された負荷２に電力を出力する発電手段としての燃料電池３と、商用電源１に系統連系され且つ燃料電池３の出力電力を調整可能な発電側インバータ４と、負荷２が要求する負荷電力に対して燃料電池３の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を負荷に放電可能な蓄電手段としての蓄電部５と、商用電源１に系統連系され且つ蓄電部５に充電する充電電力及び蓄電部５から放電する放電電力を調整可能な蓄電側インバータ６と、運転を制御する制御手段Ｃ等を備えて構成されている。
更に、この電力供給システムには、商用電源１に系統連系された太陽電池２１が設けられている。尚、この太陽電池２１の出力電力は商用電源１に逆潮流可能であって売電可能であるので、以下では、説明を簡単にするために、太陽電池２１の出力電力は全て売電されて、負荷２及び蓄電部５の充電用としては消費されないとして説明する。
【００２４】
制御手段Ｃは、負荷電力に対して燃料電池３の出力電力を上回らせて蓄電部５に充電する時間帯を定める等、学習運転の計画を設定する統合コントローラ７、蓄電部５及び蓄電側インバータ６等を制御する蓄電コントローラ８（蓄電制御手段に相当する）、並びに、発電インバータ４及び燃料電池３を制御する発電コントローラ（発電制御手段に相当する）２２を備えて構成され、統合コントローラ７と蓄電コントローラ８との間で各種情報の通信が可能なように構成されている。
【００２５】
燃料電池３は、周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明すると、燃料電池３は、水素を含有する燃料ガス及び酸素含有ガスが供給されて発電するセルスタック、そのセルスタックに供給する燃料ガスを生成する燃料ガス生成部、セルスタックに酸素含有ガスとして空気を供給するブロア等を備えて構成されている。
燃料ガス生成部は、供給される都市ガス（例えば、天然ガスベースの都市ガス）等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫器、その脱硫器から供給される脱硫原燃料ガスと別途供給される水蒸気とを改質反応させて水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器、その改質器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を水蒸気にて二酸化炭素に変成処理する変成器、その変成器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を別途供給される選択酸化用空気にて選択酸化する一酸化炭素除去器等から構成し、一酸化炭素を変成処理及び選択酸化処理により低減した改質ガスを燃料ガスとしてセルスタックに供給するように構成されている。
セルスタックには、そのセルスタックの温度を検出する温度センサ１２が設けられている。
【００２６】
燃料電池３の燃料ガス生成部へ原燃料ガスを供給する燃料供給路９には、原燃料ガスの供給を断続する燃料供給断続弁１０、及び、原燃料ガスの供給量を調整する燃料供給量調整弁１１が設けられている。
そして、発電コントローラ２２により燃料供給量調整弁１１を制御して、燃料ガス生成部への原燃料ガスの供給量を調整することにより、燃料電池３の出力電力を調整するように構成されている。
ちなみに、燃料電池３の出力電力は、出力調整下限電力を下限とし、燃料電池３の最大出力電力を上限とする出力電力調整範囲内で調整される。尚、この第１実施形態では、例えば、最大出力電力が７００Ｗ程度に設定され、出力調整下限電力が２００Ｗ程度に設定されている。
【００２７】
テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電力を消費する負荷２は、受電ライン１３を介して商用電源１に接続されている。
燃料電池３は、出力ライン１４を介して受電ライン１３に接続され、その出力ライン１４に、発電側インバータ４が設けられている。
商用電源１は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、発電側インバータ４は、燃料電池３の直流の出力電力を商用電源１から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数に変換して、出力ライン１４を通じて負荷２に供給するように構成され、又、出力電流の制御が可能なように構成されている。
【００２８】
蓄電部５は、負荷２に対して燃料電池３と並列になる状態で、充放電ライン１５を介して受電ライン１３に接続され、その充放電ライン１５に蓄電側インバータ６が設けられている。
蓄電部５は、例えば、リチウムイオン電池を用いて構成されている。
蓄電側インバータ６は、双方向型であり、蓄電部５に充電する充電時には、受電ライン１３からの交流電力を蓄電部５の充電レベルに応じた直流電力に変換し、蓄電部５の放電時には、蓄電部５に蓄電されている直流電力を商用電源１からの交流電力と同じ電圧及び同じ周波数の交流電力に変換するように構成されており、又、入出力電流の制御が可能なように構成されている。
【００２９】
そして、蓄電コントローラ８が、蓄電側インバータ６の作動を制御することにより、蓄電部５に充電する充電運転と蓄電部５から放電させる放電運転とを択一的に実行するように構成されている。
つまり、充電運転を実行することにより、燃料電池３の出力電力が蓄電部５に充電されて、蓄電部５が燃料電池３の電力負荷として動作し、放電運転を実行することにより、蓄電池５が商用電源１と並列の電源として動作して、その蓄電部５の蓄電電力が放電されて負荷２にて消費される構成となっている。
【００３０】
受電ライン１３において、出力ライン１４及び充放電ライン１５夫々の接続箇所よりも負荷２側の箇所に、負荷２に流れる電流を計測する負荷電流計１６が設けられ、更に、受電ライン１３には、燃料電池３から商用電源１への逆潮流を検出する発電側変流器（ＣＴ）１７、及び、蓄電部５から蓄電側変流器１８よりも商用電源１側への逆潮流を検出する蓄電側変流器１８が設けられている。
又、出力ライン１４には、燃料電池３の出力電流を計測する出力電流計１９が設けられている。
そして、負荷電流計１６の計測値により、負荷２にて消費される負荷電力を求めるように構成され、又、出力電流計１９の計測値により、燃料電池３の出力電力を計測するように構成されて、この出力電流計１９により出力電力計測手段が構成されている。
【００３１】
次に、統合コントローラ７、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２夫々の制御動作について説明する。
統合コントローラ７が実行する学習運転計画の設定の仕方は周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明する。
統合コントローラ７は、負荷電流計１６の計測情報に基づいて、過去に負荷２で消費された負荷電力を、複数の運転周期にわたって運転周期毎に区分けして時系列的に記憶するように構成されている。ちなみに、この第１実施形態では、運転周期が例えば２４時間に設定されている。
そして、統合コントローラ７は、次の運転周期の開始時点で、過去の負荷電力の記憶情報に基づいて、次の運転周期の予測負荷電力を時系列的に求めると共に、出力電力が負荷電力を上回るように燃料電池３を運転して蓄電部５に充電する充電時間帯を設定する。
そして、統合コントローラ７は、次の運転周期の開始時点において、上述のように設定した充電時間帯を蓄電コントローラ８に送信するように構成されている。
【００３２】
次に、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２の制御動作について説明する。
蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２を備えて構成される制御手段Ｃは、燃料電池３及び蓄電部５夫々から商用電源１への逆潮流を生じさせない条件で、負荷電力と蓄電部５に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて出力電力を調整すべく、発電側インバータ４及び蓄電側インバータ６夫々を制御するように構成されている。具体的には、蓄電コントローラ８は、蓄電部５から商用電源１への逆潮流を生じさせない条件で、蓄電部５に目標充電電力を充電すべく蓄電側インバータ６を制御し、並びに、発電コントローラ２２は、燃料電池３から商用電源１への逆潮流を生じさせない条件で、負荷電力と蓄電部５に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて出力電力を調整すべく、発電側インバータ４を制御する。つまり、総負荷電力をＴとし、負荷電力をＬとし、目標充電電力Ｃｐとすると、総負荷電力Ｔは以下の式１にて求められる。
【００３３】
Ｔ＝Ｌ＋Ｃｐ……………（式１）
【００３４】
又、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２を備えて構成される制御手段Ｃは、運転周期のうち、統合コントローラ７から送信された充電時間帯では、目標充電電力Ｃｐをゼロより大きい値に設定して出力強制増大運転を実行し、充電時間帯以外の負荷追従時間帯では、目標充電電力Ｃｐをゼロに設定する電主運転を主に実行するように構成されている。
そして、本発明では、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２を備えて構成される制御手段Ｃは、出力強制増大運転の開始時であって、目標充電電力Ｃｐの増大に伴って総負荷電力Ｔが増大すると、逆潮流を生じさせない条件で、充電電力Ｃを燃料電池３における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて目標充電電力Ｃｐに増大すべく、蓄電側インバータ６を制御すると共に、総負荷電力Ｔに応じて出力電力Ｇを増大すべく発電側インバータ４を制御する開始時処理を実行するように構成されている。具体的には、開始時処理では、蓄電コントローラ８が、充電電力Ｃを燃料電池３における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて目標充電電力Ｃｐに増大すべく、蓄電側インバータ６を制御し、並びに、発電コントローラ２２が、総負荷電力Ｔに応じて出力電力Ｇを増大すべく発電側インバータ４を制御する。
【００３５】
燃料電池３における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度は、セルスタックの温度に依存し、このセルスタックの温度に基づいて、燃料電池３の出力増大速度を得ることができるので、燃料電池３の出力増大速度に応じた充電量増大速度は、セルスタックの温度に基づいて求めることができる。
そして、蓄電コントローラ８のメモリ８ｍには、図２に示すように、燃料電池３（具体的には、セルスタック）の温度と充電量増大速度との関係（以下、温度対充電量増大速度関係と記載する場合がある）が記憶されている。
ちなみに、この第１実施形態では、充電量増大速度は出力増大速度と同一に設定される。尚、図２において、ｔ１＜ｔ２＜………＜ｔ４であり、充電量増大速度α１〜α５が１秒当たりの電力増大量（Ｗ）の情報として記憶されている。
そして、蓄電コントローラ８は、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるように構成されている。つまり、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報を得る情報取得手段が、温度センサ１２により構成されていることになる。
【００３６】
以下、各運転での蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２夫々の制御動作について、説明を加える。
先ず、負荷追従時間帯における制御動作について説明を加える。
蓄電コントローラ８は、負荷追従時間帯では、予め設定された出力調整周期毎に、負荷電流計１６の計測値に基づいて負荷電力Ｌを求めて、負荷電力Ｌが出力調整下限電力以上の時は、目標充電電力Ｃｐを０に設定する。つまり、目標充電電力Ｃｐが０に設定される電主運転では、上記の式１により、総負荷電力Ｔを負荷電力Ｌに設定される。更に、その総負荷電力Ｔから予め設定された設定逆流防止用電力γを減じた電力を、出力調整下限電力を下限とし且つ最大出力電力Ｇｍａｘを上限とする条件で、目標出力電力Ｇｐとして設定する。
つまり、目標出力電力Ｇｐは、以下の式２で求められる。
【００３７】
Ｇｐ＝Ｔ−γ＝Ｌ−γ……………（式２）
【００３８】
ちなみに、設定逆流防止用電力γは、燃料電池３から商用電源１への逆潮流を防止すべく、燃料電池３の出力電力を負荷電力よりも多少小さくするように設定されるものであり、極力小さい値に設定される。
【００３９】
そして、発電コントローラ２２は、原燃料ガス供給量が目標出力電力Ｇｐに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御すると共に、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御する。
但し、負荷追従時間帯において、負荷電力Ｌが出力調整下限電力よりも小さいときは、出力電力Ｇが出力調整下限電力に調整されることになるので、蓄電コントローラ８は、出力電力Ｇのうち負荷電力Ｌを上回る電力を蓄電部５に充電すべく充電電力Ｃを調整するように蓄電側インバータ６を制御する。又、蓄電コントローラ８は、負荷電力Ｌが最大出力電力Ｇｍａｘよりも大きいときは、負荷電力Ｌから最大出力電力Ｇｍａｘを減じた不足電力を蓄電部５から放電すべく放電電力を調整するように蓄電側インバータ６を制御する。
又、発電コントローラ２２は、発電側変流器１７の計測値を監視して、逆潮流が発生する虞のあるときは、上述の制御に拘わらず逆潮流を防止すべく発電側インバータ４を制御する。又、蓄電コントローラ８は、蓄電側変流器１８の計測値を監視して、逆潮流が発生する虞のあるときは、上述の制御に拘わらず逆潮流を防止すべく蓄電側インバータ６を制御する。
【００４０】
次に、出力強制増大運転における制御動作について、説明を加える。
蓄電コントローラ８は、出力強制増大運転では、総負荷電力Ｔを、燃料電池３の最大出力電力Ｇｍａｘに固定的に設定した状態で、上述の式１に基づいて、目標充電電力Ｃｐを設定する。例えば、負荷電力Ｌが３００Ｗであるとすると、目標充電電力Ｃｐは４００Ｗに設定される。
又、蓄電コントローラ８は、出力強制増大運転では、目標出力電力Ｇｐを燃料電池３の最大出力電力Ｇｍａｘ（即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力）に設定する。
そして、蓄電コントローラ８は、出力強制増大運転を開始するに当たっては、先ず、出力強制増大運転を開始するための開始条件が満たされるか否かを判定して、その開始条件が満たされると、先ず、燃料電池１の出力電力Ｇを最大出力電力Ｇｍａｘ（即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力）にまで上昇させる開始時処理を実行したのち、出力強制増大運転を実行する。
【００４１】
開始条件は、負荷電力Ｌが最大出力電力Ｇｍａｘよりも低く、且つ、式１により求めた目標充電電力Ｃｐ（＝Ｔ（Ｇｍａｘ）−Ｌ）が最低充電電力Ｃｍｉｎ以上である条件に設定されている。
つまり、蓄電部５に充電するにしても、その充電電力Ｃが低いほど充電効率が低くなる。そこで、最低充電電力Ｃｍｉｎは、蓄電部５への充電効率の低下を十分に抑制して、この電力供給システムの総合エネルギ効率の低下を十分に抑制し得る値に設定される。
【００４２】
蓄電コントローラ８は、開始時処理では、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるまでの間、設定時間Ｓ毎に、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じて充電量増大速度を求めて、求めた充電量増大速度に応じた増大量だけ充電電力を増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、それに伴い、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する。
【００４３】
ちなみに、例えば、設定時間Ｓは、燃料電池３の出力電力Ｇを最低充電電力Ｃｍｉｎと同じ電力だけ増大させるのに要する時間の１／２よりも短い時間に設定され、この第１実施形態では、例えば、充電量増大速度を設定するための単位時間と同じ１秒間に設定される。
つまり、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御しても、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまでには、設定時間Ｓが少なくとも２回以上経過するだけの時間がかかるので、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ）に達するまでの間、設定時間Ｓ毎に、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて充電量増大速度を求めて、求めた充電量増大速度に応じた増大量だけ充電電力を増大すべく蓄電側インバータ６を制御することになる。
【００４４】
そして、出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ）に達すると、以降は、蓄電コントローラ８は、充電電力Ｃが上記の式１にて求めた目標充電電力Ｃｐ（＝Ｔ（Ｇｍａｘ）−Ｌ）になるように、蓄電側インバータ６を制御し、並びに、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が目標出力電力Ｇｐに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する。
又、発電コントローラ２２は、発電側変流器１７の計測値を監視して、逆潮流が発生する虞のあるときは、上述の制御に拘わらず逆潮流を防止すべく発電側インバータ４を制御し、蓄電コントローラ８は、蓄電側変流器１８の計測値を監視して、逆潮流が発生する虞のあるときは、上述の制御に拘わらず逆潮流を防止すべく蓄電側インバータ６を制御する。
【００４５】
次に、出力強制増大運転における制御動作について、図３及び図４に示すフローチャートに基づいて説明を加える。
図３に示すように、蓄電コントローラ８は、充電時間帯の開始時刻になると、負荷電力Ｌが最大出力電力Ｇｍａｘよりも低く、且つ、式１により求めた目標充電電力Ｃｐ（＝Ｔ（Ｇｍａｘ）−Ｌ）が最低充電電力Ｃｍｉｎ以上である開始条件が満たされるか否かを判定して、満たされると、後述する開始時処理を実行する（ステップ＃１〜５）。
出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ）に増大すると、開始時処理を終了し（ステップ＃５）、それ以降は、式１により求めた目標充電電力Ｃｐが最低充電電力Ｃｍｉｎ以上である間は、充電時間帯の終了時刻になるまで、蓄電コントローラ８は、充電電力Ｃが目標充電電力Ｃｐになるように蓄電側インバータ６を制御する出力強制増大運転を実行し、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が目標出力電力Ｇｐに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する（ステップ＃６〜１１）。
【００４６】
上述のように出力強制増大運転を実行している間に、負荷電力Ｌが増大して、式１により求めた目標充電電力Ｃｐが最低充電電力Ｃｍｉｎよりも低くなると、蓄電側インバータ６を停止して（目標充電電力Ｃｐが０に設定されることになる）、電主運転に切り換え、目標充電電力Ｃｐが最低充電電力Ｃｍｉｎよりも低い間は電主運転を実行する（ステップ＃７、１２〜１６）。
この電主運転中に、負荷電力Ｌが減少して、目標充電電力Ｃｐが最低充電電力Ｃｍｉｎ以上になると、ステップ＃５に戻って、開始時処理を実行した後、上述のように出力強制増大運転を実行する（ステップ＃６〜１１）。
【００４７】
図４に示すように、蓄電コントローラ８は、開始時処理では、先ず、温度センサ１２にて検出される燃料電池３の温度を読み込んで、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めると共に、求めた充電量増大速度に基づいて、設定時間Ｓ当たりの充電電力増大量ΔＣを設定する（ステップ＃２１〜２３）。
つまり、燃料電池３の温度が例えばｔ１〜ｔ２の間の温度であり、充電量増大速度がα２（Ｗ／ｓｅｃ）であると、充電電力増大量ΔＣは、α２（Ｗ）に設定される。
そして、蓄電コントローラ８は、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、並びに、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力に応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御し、設定時間Ｓが経過すると、蓄電コントローラ８は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ以上か否かを判定する（ステップ＃２４〜２８）。そして、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐよりも低い間は、上述のステップ＃２１〜２７の処理を繰り返し、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ以上になると、開始時処理を終了して、図３に示すフローチャートのステップ＃６に戻る。
【００４８】
図５に基づいて、出力強制増大運転の開始時処理について更に説明を加える。
尚、図５は、出力電力Ｇ（Ｗ）、負荷電力Ｌ（Ｗ）、充電電力Ｃ（Ｗ）、燃料電池３の温度ｔ（℃）、充電量増大速度（Ｗ／ｓｅｃ）夫々の時間的な推移を示す表であり、各設定時間Ｓの開始時点での値を示す。
充電時間帯の開始時刻で出力強制増大運転の開始条件が満たされると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、以下のように、設定時間Ｓ毎に充電電力Ｃを充電量増大速度に応じた増大量だけ増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、それと並行して、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御する。
【００４９】
即ち、充電時間帯の開始時刻で、温度センサ１２の検出温度がｔ１〜ｔ２の間であると、充電量増大速度としてα２（Ｗ／ｓｅｃ）が求められ、充電電力増大量ΔＣがα２（Ｗ）に設定される。
そして、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく、蓄電側インバータ６を制御する。つまり、充電時間帯の開始時刻での充電電力Ｃ１は０であるので、充電電力Ｃがα２になるように蓄電側インバータ６を制御する。
２回目の設定時間Ｓの開始時点（１回目の設定時間Ｓの終了時点）の出力電力Ｇ２は、１回目の開始時点の出力電力Ｇ１からα２（Ｗ）増大し、充電電力Ｃも１回目の設定時間Ｓの開始時点の充電電力Ｃ１（＝０）からα２（Ｗ）増大している。
そして、２回目の設定時間Ｓの開始時点の温度センサ１２の検出温度がｔ１〜ｔ２の間であると、充電量増大速度としてα２（Ｗ／ｓｅｃ）が求められ、充電電力増大量ΔＣがα２（Ｗ）に設定され、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御する。
以降、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、上述の処理が繰り返される。
例えば、４回目の設定時間Ｓの開始時点の温度センサ１２の検出温度がｔ２〜ｔ３の間であると、充電量増大速度としてα３（Ｗ／ｓｅｃ）が求められ、充電電力増大量ΔＣがα３（Ｗ）に設定される。
【００５０】
開始時処理では、負荷電力Ｌが略一定であるとすると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、設定時間Ｓ毎に、出力電力Ｇと充電電力Ｃとが略同一の電力ずつ増大されることになる。
従って、出力強制増大運転を開始するに当たって、上述の如き開始時処理を実行することにより、出力電力Ｇが総負荷電力Ｔに応じた電力（Ｇｍａｘ）まで増大するまでの間において、充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回るのを抑制することができるので、商用電力が蓄電部５に充電されることによって商用電力の消費量が増加するのを抑制することができる。
【００５１】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態を説明するが、この第２実施形態は出力強制増大運転の開始時処理の別実施形態を説明するものである。
この第２実施形態の電力供給システムでは、図１に二点鎖線にて示すように、第１実施形態の構成に加えて、充放電ライン１５に、蓄電部５に充電される電流を計測する充電電流計２０が設けられている。
そして、蓄電コントローラ８は、充電電流計２０の計測値により、蓄電部５に充電される充電電力を求めるように構成されており、この充電電流計２０により、蓄電部５の充電電力を計測する充電電力計測手段が構成されている。
【００５２】
この第２実施形態では、上記の第１実施形態と同様に、蓄電コントローラ８は、出力強制増大運転の開始時処理では、設定時間Ｓ毎に、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるように構成されている。
そして、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２を備えて構成される制御手段Ｃは、出力強制増大運転の開始時処理では、出力電力Ｇが総負荷電力Ｔに応じた電力に達するまでの間、設定時間Ｓが経過する毎に、出力電力計１９及び充電電流計２０夫々の計測結果に基づいて、負荷電力Ｌに充電電力Ｃを加えた電力に対する出力電力Ｇの過不足ΔＰを判定して、その過不足ΔＰがなくなるように、充電量増大速度を補正し、その補正した充電量増大速度にて充電電力Ｃを増大すべく蓄電側インバータ６を制御するように構成されている。
但し、逆潮流が発生しないように発電側インバータ４及び蓄電側インバータ６が制御されるため、過不足ΔＰが負の値になることはないので、以下では過不足ΔＰを過大量ΔＰと記載する場合がある。
即ち、過大量ΔＰは、下記の式３により求められる。
【００５３】
ΔＰ＝Ｌ＋Ｃ−Ｇ……………（式３）
【００５４】
但し、この第２実施形態では、設定時間Ｓが、例えば、２秒に設定され、図２に示すように、蓄電コントローラ８のメモリ８ｍに記憶させる充電量増大速度β１〜β５は、２秒当たりの電力増大量（Ｗ）の情報となっている。
【００５５】
尚、出力強制増大運転の開始時処理において、発電側インバータ４及び燃料供給量調整弁１１の制御形態は、上記の第１実施形態と同様であり、出力強制増大運転の開始条件が満たされると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する。
【００５６】
出力強制増大運転における制御動作について、図６に示すフローチャートに基づいて説明を加える。
尚、出力強制増大運転全体のフローチャートは、上記の第１実施形態において説明した図３に示すフローチャートと同様であるので、説明を省略する。
図６に示すように、蓄電コントローラ８は、開始時処理では、先ず、温度センサ１２にて検出される燃料電池３の温度を読み込んで、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求める（ステップ＃３１，３２）。
つまり、燃料電池３の温度が、例えばｔ１〜ｔ２の間の温度であると、充電量増大速度としてβ２（Ｗ／２ｓｅｃ）が求められる。
続いて、上記の式３により求めた過大量ΔＰが上限過大量ΔＰｍａｘ以下か否かを判定して、上限過大量ΔＰｍａｘよりも大きいときは、負荷電力Ｌに充電電力Ｃを加えた電力と出力電力Ｇが等しくなるように、充電量増大速度を補正する（ステップ＃３３，３４）。
ちなみに、上限過大量ΔＰｍａｘは、０よりも大きく、しかも、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回るのを極力小さくすることができる値、例えば５Ｗ程度に設定される。
【００５７】
続いて、充電量増大速度に基づいて、設定時間Ｓ当たりの充電電力増大量ΔＣを設定する（ステップ＃３５）。ステップ＃３４で充電量増大速度を補正した場合は、その補正した充電量増大速度に基づいて、充電電力増大量ΔＣを設定する。
そして、蓄電コントローラ８は、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、設定時間Ｓが経過すると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ以上か否かを判定し、その間、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する（ステップ＃３６〜４０）。そして、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐよりも低い間は、上述のステップ＃３１〜４０の処理を繰り返し、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ以上になると、開始時処理を終了して、図３に示すフローチャートのステップ＃６に戻る。
【００５８】
図７及び図８に基づいて、出力強制増大運転の開始時処理について更に説明を加える。
尚、図７は、出力電力Ｇ（Ｗ）、負荷電力Ｌ（Ｗ）、充電電力Ｃ（Ｗ）、燃料電池３の温度ｔ（℃）、充電量増大速度（導出値及び補正値、Ｗ／２ｓｅｃ）夫々の時間的な推移を示す表であり、各設定時間Ｓの開始時点での値を示す。図８は、負荷電力Ｌ、出力電力Ｇ及び総負荷電力Ｔの時間的な推移を示すグラフである。
上記の第１実施形態と同様に、充電時間帯の開始時刻で出力強制増偉大運転の開始条件が満たされると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、以下のように、設定時間Ｓ毎に充電電力Ｃを充電量増大速度に応じた増大量だけ増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、それと並行して、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御する。
【００５９】
即ち、充電時間帯の開始時刻で、温度センサ１２の検出温度がｔ１〜ｔ２の間であると、充電量増大速度としてβ２（Ｗ／２ｓｅｃ）が求められ、充電電力増大量ΔＣがβ２（Ｗ）に設定される。
そして、充電時間帯の開始時刻で充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御する。
２回目の設定時間Ｓの開始時点（１回目の設定時間Ｓの終了時点）では、出力電力Ｇ２は、１回目の設定時間Ｓの開始時点の出力電力Ｇ１（Ｗ）からβ２（Ｗ）増大する予定であったが、β２−１０（Ｗ）しか増加せず、一方、充電電力Ｃが予定通りβ２（Ｗ）増加し、負荷電力Ｌ２が１回目の設定時間Ｓの開始時点の負荷電力Ｌ１から変化しなかったとすると、過大量ΔＰは１０Ｗになり、充電量増加速度を補正する必要がある。
そして、２回目の設定時間Ｓの開始時点の温度センサ１２の検出温度がｔ１〜ｔ２の間であると、充電量増大速度はβ２（Ｗ／２ｓｅｃ）であるが、β２−１０（Ｗ／２ｓｅｃ）に補正される。
続いて、充電電力増大量ΔＣがβ２−１０（Ｗ）に設定され、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御する。
この２回目の設定時間Ｓの間に、出力電力Ｇが燃料電池３の温度に応じた出力増大速度（β２／２ｓｅｃ）で増大すると、充電電力Ｃはβ２−１０（Ｗ）増大するので、負荷電力ＬがＬ２から変化しなかったとすると、３回目の設定時間Ｓの開始時点では、充電電力Ｃは出力電力Ｇが負荷電力Ｌを上回る電力と同一となる。
以降、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、上述の処理が繰り返される。
【００６０】
従って、図８に示すように、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）になるまでの間、総負荷電力Ｔが、出力電力Ｇの増大に応じて、設定時間Ｓ毎に段階的に増大される。
出力強制増大運転を開始するに当たって、上述の如き開始時処理を実行せずに、充電電力Ｃを目標充電電力Ｃｐに一挙に増大させるべく蓄電側インバータ６を制御した場合、図９に示すように、負荷電力Ｌ、出力電力Ｇ及び総負荷電力Ｔが時間経過に伴い推移する。
尚、図９の場合も、発電側インバータ４及び燃料供給量調整弁１１の制御形態は、図８に示す場合と同様であり、充電時間帯の開始時刻になると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力に応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する。
【００６１】
図８及び図９において、充電時間帯の開始時刻から燃料電池３の出力電力Ｇが最大出力電力Ｇｍａｘ（目標出力電力Ｇｐ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）に増大するまでの間で、総負荷電力Ｔのうち負荷電力Ｌを上回る部分が蓄電部５に充電される部分である。
つまり、図８及び図９において、網点で示す部分は、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が燃料電池３の出力電力Ｇを上回る分であり、蓄電部５への充電電力Ｃのうちで、燃料電池３の出力電力Ｇでは賄われずに、商用電力で賄われる部分である。
従って、出力強制増大運転を開始するに当たって、上述の如き開始時処理を実行することにより、出力電力Ｇが総負荷電力Ｔに応じた電力まで増大するまでの間において、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回るのを抑制することができる。
しかも、負荷電力Ｌに充電電力Ｃを加えた電力に対する出力電力Ｇの過不足が判定されて、その過不足がなくなるように充電量増大速度が補正されて、その補正された充電量増大速度にて充電電力が増大されるので、出力電力Ｇが総負荷電力Ｔに応じた電力に達するまでの間に、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回るのをより一層抑制することができる。
その結果、蓄電部５に充電されることによって商用電力の消費量が増加するのをより一層抑制することができる。
【００６２】
尚、設定時間Ｓを短くするほど、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回る分、即ち、充電電力Ｃのうちで出力電力Ｇにて賄えない分を少なくすることが可能であり、この第２実施形態よりも上記の第１実施形態の方が、充電電力Ｃのうちで出力電力Ｇにて賄えない分を少なくすることができる。
【００６３】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 出力強制増大運転の開始時処理において、充電電力を出力増大速度に応じた充電量増大速度にて目標充電電力に増大すべく蓄電側インバータ６を制御するに当たって、上記の各実施形態では、充電電力を設定時間Ｓ毎に段階的に増大するように構成したが、充電電力を連続的に増大するように構成しても良い。
【００６４】
（ロ） 出力強制増大運転の開始時処理において、温度センサ１２の検出情報に基づいて出力増大速度に応じた充電量増大速度を求める処理を実行するに当たって、上記の各実施形態では設定時間Ｓ毎に実行したが、開始時処理の開始時に１回だけ実行するように構成しても良い。
【００６５】
（ハ） 上記の各実施形態では、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報を得る情報取得手段（上記の各実施形態では温度センサ１２）を設けて、その情報取得手段の取得情報に基づいて出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるように構成したが、出力増大速度及びその出力増大速度に応じた充電量増大速度を予め一義的に設定して、蓄電コントローラ８のメモリ８ｍに記憶させても良い。
この（ハ）に記載する別実施形態、及び、上記の（ロ）に記載する別実施形態では、目標充電電力Ｃｐになるまで充電電力Ｃを一定の充電量増大速度にて連続的に増大させるべく、蓄電側インバータ６を制御するように構成するので、充電電力Ｃは一次関数的に増大することになる。この場合、負荷電力Ｌ、出力電力Ｇ及び総負荷電力Ｔの時間的な推移は、例えば、図１０に示すグラフのようになる。
【００６６】
（ニ） 情報取得手段の具体構成は、上記の各実施形態において例示した温度センサ１２に限定されるものではない。例えば、燃料電池３の出力増大速度が燃料電池３の出力電圧に依存する場合があるので、その場合は、燃料電池３の出力電圧を計測する電圧計にて情報取得手段を計測することができる。
又、燃料電池３の出力電力を増大させる処理（発電側インバータ４、燃料供給量調整弁１１等の制御）を開始した時点からの経過時間により、燃料電池３の出力増大速度が変動する場合があるので、その場合は、燃料電池３の出力電力を増大させる処理を開始した時点からの経過時間を計測する計時手段にて情報取得手段を計測することができる。
【００６７】
（ホ） 出力強制増大運転における目標出力電力Ｇｐの具体的な設定例は、上記の各実施形態において例示した燃料電池３の最大出力電力Ｇｍａｘに限定されるものではなく、最大出力電力Ｇｍａｘよりも低い電力でも良い。
又、目標充電電力Ｃｐを複数段に段階的に設定するように構成して、目標充電電力Ｃｐを上の段の値に増大設定するのに伴って総負荷電力Ｔが増大するときに、出力強制増大運転の開始時処理を実行するように構成しても良い。
【００６８】
（ヘ） 上記の各実施形態では、運転周期中に充電時間帯を設定して、その充電時間帯で出力強制増大運転を実行するように構成したが、充電時間帯を設定せずに、電主運転を実行しているときに、上述の如き出力強制増大運転の開始条件が満たされると、出力強制増大運転を実行するように構成しても良い。
【００６９】
（ト） 上記の第２実施形態では、充電量増大速度の補正を設定時間Ｓが経過する毎に繰り返して実行するように構成したが、１回だけ実行するように構成しても良い。
【００７０】
（チ） 上記の各実施形態では、蓄電コントローラ８と発電コントローラ２２とを別体に構成したが、１つのコントローラに構成しても良い。
本発明を、蓄電システムとして実施する場合は、蓄電システムは、蓄電部５、蓄電側インバータ６及び蓄電コントローラ８等を備えて構成することになる。
【００７１】
（リ） 発電手段の具体例は、上記の各実施形態において例示した燃料電池３に限定されるものではない。例えば、燃料電池３を用いる場合、その燃料電池３としては、上記の各実施形態の如き燃料ガス生成部を備えずに、外部の燃料ガス供給源から燃料ガスが直接供給されるものでも良い。又、ガスエンジン等のエンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、商用電力の消費量をより一層低減するように運転し得る電力供給システム及び蓄電システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 商用電源
２ 負荷
３ 燃料電池（発電手段）
４ 発電側インバータ
５ 蓄電部（蓄電手段）
６ 蓄電側インバータ
８ 発電コントローラ（発電制御手段）
１２ 温度センサ（情報取得手段）
１９ 出力電流計（出力電力計測手段）
２０ 充電電流計（充電電力計測手段）
２２ 蓄電コントローラ（蓄電制御手段）
Ｃ 制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、前記負荷が要求する負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、運転を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前記発電手段及び前記蓄電手段夫々から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷電力と前記蓄電手段に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータ及び前記蓄電側インバータ夫々を制御するように構成された電力供給システムに関する。
又、商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、前記発電手段及び前記発電側インバータを制御する発電制御手段とが設けられ、その発電制御手段が、系内から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷が要求する負荷電力を含む総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータを制御するように構成された電力供給システムに対して設けられる蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる電力供給システムは、商用電源に接続されたテレビ、冷蔵庫等の負荷に発電手段から電力を供給するものであり、商用電力の消費量を低減する等の目的で設置される。
つまり、発電手段の出力電力で負荷電力を賄いつつ、その負荷電力に対して出力電力が上回るときはその上回る分を蓄電手段に充電し、発電手段の出力電力で負荷電力を賄えないときは、その不足分を蓄電手段の蓄電電力や商用電源からの商用電力にて賄うように構成されている。
具体的には、負荷電力が発電手段の最大出力電力よりも小さいときは、蓄電手段に充電するための目標充電電力を設定して、その目標充電電力と負荷電力との合算値である総負荷電力に応じて出力電力を調整すべく、発電側インバータ及び蓄電側インバータ夫々を制御するように構成されている。ちなみに、発電手段の一例として、燃料電池が挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような電力供給システムにおいて、目標充電電力の増大に伴う総負荷電力の増大に応じて出力電力を増大するときは、発電側インバータ及び蓄電側インバータ夫々を以下のように制御することとなる。
即ち、制御手段は、充電電力を目標充電電力に一挙に増大させるべく蓄電側インバータを制御すると共に、出力電力をその時点の電力から総負荷電力に応じた電力に増大させるべく発電側インバータを制御するように構成されていた。
ところで、一日のうち、負荷電力が発電手段の最大出力電力よりも小さくなる時間帯が予め予測されるので、そのような時間帯が上述のように蓄電手段に充電する充電時間帯に設定され、その充電時間帯以外の時間帯では、出力電力を負荷電力に追従させるように発電側インバータを制御する電主運転を主に実行するように構成される場合がある。ここで、電主運転とは、発電手段の出力電力を負荷が要求する負荷電力に追従させる運転である。
このような場合、制御手段は、充電時間帯の開始時刻になると、目標充電電力を設定して、充電電力を目標充電電力に一挙に増大させるべく蓄電側インバータを制御すると共に、出力電力を負荷電力に追従する電主出力電力から総負荷電力に応じた電力に増大させるべく発電側インバータを制御することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３９５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蓄電手段の充電電力を目標充電電力に増大させるべく蓄電側インバータを制御すると、充電電力は速やかに目標充電電力に増大されるが、発電手段の出力電力を総負荷電力に応じた電力に増大させるべく発電側インバータを制御しても、発電手段の出力電力を速やかに増大させることができず、このため、蓄電手段の充電電力の増大可能速度に比べて、発電手段の出力電力の増大可能速度はかなり遅い。
特に、発電手段が燃料電池にて構成されている場合、燃料電池の出力電力を増大させるには、燃料電池への炭化水素系の原燃料の供給量を増大させることになるが、この原燃料供給量の増大が出力電力の増大に反映される状態となるのに比較的時間を要するため、燃料電池の出力電力の増大可能速度は蓄電手段の充電電力の増大可能速度に比べてかなり遅くなる。
【０００６】
結果、従来の電力供給システムでは、蓄電手段に充電すべく発電手段の出力電力を増大させるときには、上述のように、充電電力を目標充電電力に一挙に増大させるべく蓄電側インバータを制御すると共に、出力電力をその時点の電力から総負荷電力に応じた電力に増大させるべく発電側インバータを制御すると、充電電力が目標充電電力に増大しても、出力電力が総負荷電力に応じた電力にまで増大しておらず、出力電力が総負荷電力に応じた電力にまで増大するまでの間に、蓄電手段への充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を大きく上回る時間帯が生じる。従って、そのような時間帯では、出力上昇途中の総負荷電力のうち出力電力を上回る分が商用電力で蓄電手段に充電されることになって、不必要に商用電力が蓄電手段に充電されることになるので、商用電力の消費量が増加することになり、商用電力の消費量を低減する上で、改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、商用電力の消費量をより一層低減するように運転し得る電力供給システム及び蓄電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る電力供給システムは、商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、前記負荷が要求する負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、運転を制御する制御手段とが設けられ、前記制御手段が、前記発電手段及び前記蓄電手段夫々から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷電力と前記蓄電手段に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータ及び前記蓄電側インバータ夫々を制御するように構成されたものであって、
その特徴構成は、前記制御手段は、
前記目標充電電力の増大に伴って前記総負荷電力が増大すると、前記逆潮流を生じさせない条件で、前記総負荷電力に応じて前記出力電力を増大すべく前記発電側インバータを制御すると共に、前記充電電力を前記発電手段における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて前記目標充電電力に増大すべく、前記蓄電側インバータを制御するように構成されている点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大する場合、逆潮流を生じさせない条件で、充電電力を出力増大速度に応じた充電量増大速度で増大すべく、蓄電側インバータが制御されると共に、総負荷電力に応じて出力電力を増大すべく発電側インバータが制御されるので、出力電力が総負荷電力に応じた電力まで増大するまでの間において、充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を上回るのを十分に抑制することができる。
つまり、蓄電手段に充電する、あるいは、蓄電手段への充電電力を増大させるときには、目標充電電力を増大させることになる。ちなみに、目標充電電力の増大には、既に設定されている目標充電電力を増大させることが含まれることは勿論であるが、目標充電電力が０に設定されている状態で、目標充電電力が０よりも大きい値に設定されることも含むものである。
そして、そのような目標充電電力の増大に伴って出力電力が増大されるときは、出力上昇途中の充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力を上回るのを十分に抑制することができるので、出力電力が総負荷電力に応じた電力まで増大するまでの間に、商用電力が蓄電手段に充電されることによってその商用電力の消費量が増加するのを十分に抑制することができるのである。
従って、商用電力の消費量をより一層低減するように運転し得る電力供給システムを提供することができる。
【００１０】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記制御手段は、前記負荷電力が前記発電手段の最大出力電力よりも小さい時間帯に設定される充電時間帯では、前記目標充電電力をゼロより大きい値に設定し、前記充電時間帯以外の負荷追従時間帯では、前記目標充電電力をゼロに設定するように構成されている点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、充電時間帯の開始時刻になると、目標充電電力がゼロより大きい値に設定されて総負荷電力が増大するので、充電電力を充電量増大速度にて目標充電電力に増大すべく蓄電側インバータが制御されると共に、出力電力を負荷電力に追従する電力から総負荷電力に応じた電力に増大すべく発電側インバータが制御される。そして、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達すると、それ以降は、負荷電力の変動に応じて、その負荷電力に目標充電電力を加えることにより総負荷電力が設定されて、その総負荷電力に応じて出力電力が調整されることになり、目標充電電力に応じた電力が蓄電手段に充電される。
充電時間帯以外の負荷追従時間帯では、目標充電電力がゼロに設定されるので、負荷電力が発電手段の最大出力電力以下のときは、出力電力が負荷電力に追従する電力に調整され、そのような状態で、負荷電力が発電手段の最大出力電力を上回ると、負荷電力のうち発電出段の最大出力電力を上回る分を補うように蓄電手段からの放電電力が調整される。
つまり、負荷電力が発電手段の最大出力電力を上回ると、その上回り量を蓄電手段の蓄電電力で極力補うように運転することができ、そして、蓄電手段に充電するために出力電力を負荷電力よりも上回せるべく増大させるときには、上述したように、商用電力が不必要に蓄電手段に充電されるのを抑制することができるのである。
従って、商用電力の消費量を更に低減するように運転することができるようになった。
【００１２】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報を得る情報取得手段が設けられ、
前記制御手段は、前記情報取得手段の取得情報に基づいて、前記充電量増大速度を求めるように構成されている点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、情報取得手段により、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報が得られる。そして、そのように得られた情報に基づいて充電量増大速度が求められて、その充電量増大速度にて充電電力が増大される。
つまり、発電手段の出力増大速度は、発電手段の状態（例えば、発電手段の温度、出力電圧等）により変動する場合がある。
そこで、上述のように、情報取得手段を設けて、それにより得られる情報に基づいて出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めて、その求めた充電量増大速度にて充電電力を増大するように構成することにより、発電手段の状態により発電手段の出力増大速度が変動しても、蓄電手段に充電するために出力電力を負荷電力よりも上回せるべく増大させるときに、商用電力が不必要に蓄電手段に充電されるのをより一層抑制することができるのである。
従って、商用電力の消費量を更に低減するように運転することができるようになった。
【００１４】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記発電手段の出力電力を計測する出力電力計測手段、及び、前記蓄電手段の充電電力を計測する充電電力計測手段が設けられ、
前記制御手段は、前記目標充電電力の増大に伴って前記総負荷電力が増大すると、前記出力電力が前記総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、前記出力電力計測手段及び前記充電電力計測手段夫々の計測結果に基づいて、前記負荷電力に前記充電電力を加えた電力に対する前記出力電力の過不足を判定して、その過不足がなくなるように、前記充電量増大速度を補正し、その補正した充電量増大速度にて充電電力を増大すべく前記蓄電側インバータを制御するように構成されている点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、出力電力計測手段により、発電手段の出力電力が計測され、充電電力計測手段により、蓄電手段の充電電力が計測される。
そして、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大すると、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、例えば設定時間が経過する毎に、出力電力計測手段及び充電電力計測手段夫々の計測結果に基づいて、負荷電力に充電電力を加えた電力に対する出力電力の過不足が判定されて、その過不足がなくなるように、充電量増大速度が補正され、その補正された充電量増大速度にて充電電力を増大すべく蓄電側インバータが制御される。
つまり、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大するときに、充電電力を充電量増大速度にて目標充電電力に増大すべく蓄電側インバータが制御されるにしても、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、実際の出力電力の増大速度が変動したり、実際の充電電力の増大速度が変動する場合がある。
そこで、上述のように、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、例えば設定時間が経過する毎に、充電量増大速度が補正されて、その補正された充電量増大速度にて充電電力が増大されるようにすることにより、出力電力が総負荷電力に応じた電力に達するまでの間に、出力上昇途中の充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を上回るのをより一層抑制することができる。
従って、商用電力の消費量を更に低減するように運転することができるようになった。
【００１６】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記情報取得手段が、前記発電手段の温度を前記情報として検出する温度検出手段にて構成されている点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、温度検出手段により、発電手段の温度が計測され、制御手段により、温度検出手段にて検出された発電手段の温度に基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度が求められる。
つまり、発電手段の出力増大速度は発電手段の温度により変動し易い。
そこで、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報として、発電手段の温度を得ることにより、その温度に基づいて、充電量増大速度を実際の出力増大速度に良く適合した値で求めることができる。
従って、出力電力が総負荷電力に応じた電力に増大するまでの間に、出力上昇途中の充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力を上回る状態となるのがより一層抑制されるので、商用電力の消費量を更に低減するように運転することができるようになった。
【００１８】
本発明に係る電力供給システムの更なる特徴構成は、前記発電手段が燃料電池にて構成されている点にある。
【００１９】
即ち、燃料電池の出力電力を増大させるには、燃料電池への炭化水素系の原燃料の供給量を増大させることになるが、この原燃料供給量の増大が出力電力の増大に反映される状態となるのに比較的時間を要する。そのため、燃料電池の出力電力の増大可能速度は充電電力の増大可能速度に比べてかなり遅いので、蓄電手段に充電するために出力電力を負荷電力よりも上回せるべく増大させるときに、出力上昇途中の充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を上回る状態となって、商用電力の消費量が増加し易い。
そこで、発電手段が燃料電池にて構成された電力供給システムに本発明を適用することにより、商用電力の消費量を効果的に低減することができる。
【００２０】
上記目的を達成するための本発明に係る蓄電システムは、商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、前記発電手段及び前記発電側インバータを制御する発電制御手段とが設けられ、その発電制御手段が、系内から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷が要求する負荷電力を含む総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータを制御するように構成された電力供給システムに対して設けられる蓄電システムであって、
その特徴構成は、前記負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、
前記蓄電手段及び前記蓄電側インバータを制御する蓄電制御手段とを備え、
その蓄電制御手段が、前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記蓄電手段に目標充電電力を充電すべく前記蓄電側インバータを制御するように構成され、
更に、前記目標充電電力が増大すると、前記逆潮流を生じさせない条件で、前記充電電力を前記発電手段における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて前記目標充電電力に増大すべく、前記蓄電側インバータを制御するように構成されている点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、目標充電電力の増大に伴って総負荷電力が増大すると、逆潮流を生じさせない条件で、充電電力を出力増大速度に応じた充電量増大速度で増大すべく、蓄電側インバータが制御されるので、出力電力が総負荷電力に応じた電力まで増大するまでの間において、充電電力と負荷電力とを加えた出力上昇途中の総負荷電力が発電手段の出力電力を上回るのを十分に抑制することができる。
従って、先に電力供給システムについて説明したのと同様に、出力電力が総負荷電力に応じた電力まで増大するまでの間に、商用電力が蓄電手段に充電されることによってその商用電力の消費量が増加するのを十分に抑制することができるので、商用電力の消費量をより一層低減するように運転し得る蓄電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る電力供給システムのブロック図
【図２】実施形態に係る燃料電池の温度と充電量増大速度との関係を示す図
【図３】第１実施形態に係る電力供給システムの制御動作のフローチャートを示す図
【図４】第１実施形態に係る電力供給システムの制御動作のフローチャートを示す図
【図５】第１実施形態に係る制御動作を説明するためのデータの時間的推移を示す図
【図６】第２実施形態に係る電力供給システムの制御動作のフローチャートを示す図
【図７】第２実施形態に係る制御動作を説明するためのデータの時間的推移を示す図
【図８】開始時処理を実行した場合の負荷電力、出力電力及び総負荷電力の時間的推移を示す図
【図９】開始時処理を実行しない場合の負荷電力、出力電力及び総負荷電力の時間的推移を示す図
【図１０】別実施形態に係る開始時処理を実行した場合の負荷電力、出力電力及び総負荷電力の時間的推移を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、電力供給システムは、商用電源１に接続された負荷２に電力を出力する発電手段としての燃料電池３と、商用電源１に系統連系され且つ燃料電池３の出力電力を調整可能な発電側インバータ４と、負荷２が要求する負荷電力に対して燃料電池３の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を負荷に放電可能な蓄電手段としての蓄電部５と、商用電源１に系統連系され且つ蓄電部５に充電する充電電力及び蓄電部５から放電する放電電力を調整可能な蓄電側インバータ６と、運転を制御する制御手段Ｃ等を備えて構成されている。
更に、この電力供給システムには、商用電源１に系統連系された太陽電池２１が設けられている。尚、この太陽電池２１の出力電力は商用電源１に逆潮流可能であって売電可能であるので、以下では、説明を簡単にするために、太陽電池２１の出力電力は全て売電されて、負荷２及び蓄電部５の充電用としては消費されないとして説明する。
【００２４】
制御手段Ｃは、負荷電力に対して燃料電池３の出力電力を上回らせて蓄電部５に充電する時間帯を定める等、学習運転の計画を設定する統合コントローラ７、蓄電部５及び蓄電側インバータ６等を制御する蓄電コントローラ８（蓄電制御手段に相当する）、並びに、発電インバータ４及び燃料電池３を制御する発電コントローラ（発電制御手段に相当する）２２を備えて構成され、統合コントローラ７と蓄電コントローラ８との間で各種情報の通信が可能なように構成されている。
【００２５】
燃料電池３は、周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明すると、燃料電池３は、水素を含有する燃料ガス及び酸素含有ガスが供給されて発電するセルスタック、そのセルスタックに供給する燃料ガスを生成する燃料ガス生成部、セルスタックに酸素含有ガスとして空気を供給するブロア等を備えて構成されている。
燃料ガス生成部は、供給される都市ガス（例えば、天然ガスベースの都市ガス）等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫器、その脱硫器から供給される脱硫原燃料ガスと別途供給される水蒸気とを改質反応させて水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器、その改質器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を水蒸気にて二酸化炭素に変成処理する変成器、その変成器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を別途供給される選択酸化用空気にて選択酸化する一酸化炭素除去器等から構成し、一酸化炭素を変成処理及び選択酸化処理により低減した改質ガスを燃料ガスとしてセルスタックに供給するように構成されている。
セルスタックには、そのセルスタックの温度を検出する温度センサ１２が設けられている。
【００２６】
燃料電池３の燃料ガス生成部へ原燃料ガスを供給する燃料供給路９には、原燃料ガスの供給を断続する燃料供給断続弁１０、及び、原燃料ガスの供給量を調整する燃料供給量調整弁１１が設けられている。
そして、発電コントローラ２２により燃料供給量調整弁１１を制御して、燃料ガス生成部への原燃料ガスの供給量を調整することにより、燃料電池３の出力電力を調整するように構成されている。
ちなみに、燃料電池３の出力電力は、出力調整下限電力を下限とし、燃料電池３の最大出力電力を上限とする出力電力調整範囲内で調整される。尚、この第１実施形態では、例えば、最大出力電力が７００Ｗ程度に設定され、出力調整下限電力が２００Ｗ程度に設定されている。
【００２７】
テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電力を消費する負荷２は、受電ライン１３を介して商用電源１に接続されている。
燃料電池３は、出力ライン１４を介して受電ライン１３に接続され、その出力ライン１４に、発電側インバータ４が設けられている。
商用電源１は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、発電側インバータ４は、燃料電池３の直流の出力電力を商用電源１から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数に変換して、出力ライン１４を通じて負荷２に供給するように構成され、又、出力電流の制御が可能なように構成されている。
【００２８】
蓄電部５は、負荷２に対して燃料電池３と並列になる状態で、充放電ライン１５を介して受電ライン１３に接続され、その充放電ライン１５に蓄電側インバータ６が設けられている。
蓄電部５は、例えば、リチウムイオン電池を用いて構成されている。
蓄電側インバータ６は、双方向型であり、蓄電部５に充電する充電時には、受電ライン１３からの交流電力を蓄電部５の充電レベルに応じた直流電力に変換し、蓄電部５の放電時には、蓄電部５に蓄電されている直流電力を商用電源１からの交流電力と同じ電圧及び同じ周波数の交流電力に変換するように構成されており、又、入出力電流の制御が可能なように構成されている。
【００２９】
そして、蓄電コントローラ８が、蓄電側インバータ６の作動を制御することにより、蓄電部５に充電する充電運転と蓄電部５から放電させる放電運転とを択一的に実行するように構成されている。
つまり、充電運転を実行することにより、燃料電池３の出力電力が蓄電部５に充電されて、蓄電部５が燃料電池３の電力負荷として動作し、放電運転を実行することにより、蓄電池５が商用電源１と並列の電源として動作して、その蓄電部５の蓄電電力が放電されて負荷２にて消費される構成となっている。
【００３０】
受電ライン１３において、出力ライン１４及び充放電ライン１５夫々の接続箇所よりも負荷２側の箇所に、負荷２に流れる電流を計測する負荷電流計１６が設けられ、更に、受電ライン１３には、燃料電池３から商用電源１への逆潮流を検出する発電側変流器（ＣＴ）１７、及び、蓄電部５から蓄電側変流器１８よりも商用電源１側への逆潮流を検出する蓄電側変流器１８が設けられている。
又、出力ライン１４には、燃料電池３の出力電流を計測する出力電流計１９が設けられている。
そして、負荷電流計１６の計測値により、負荷２にて消費される負荷電力を求めるように構成され、又、出力電流計１９の計測値により、燃料電池３の出力電力を計測するように構成されて、この出力電流計１９により出力電力計測手段が構成されている。
【００３１】
次に、統合コントローラ７、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２夫々の制御動作について説明する。
統合コントローラ７が実行する学習運転計画の設定の仕方は周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明する。
統合コントローラ７は、負荷電流計１６の計測情報に基づいて、過去に負荷２で消費された負荷電力を、複数の運転周期にわたって運転周期毎に区分けして時系列的に記憶するように構成されている。ちなみに、この第１実施形態では、運転周期が例えば２４時間に設定されている。
そして、統合コントローラ７は、次の運転周期の開始時点で、過去の負荷電力の記憶情報に基づいて、次の運転周期の予測負荷電力を時系列的に求めると共に、出力電力が負荷電力を上回るように燃料電池３を運転して蓄電部５に充電する充電時間帯を設定する。
そして、統合コントローラ７は、次の運転周期の開始時点において、上述のように設定した充電時間帯を蓄電コントローラ８に送信するように構成されている。
【００３２】
次に、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２の制御動作について説明する。
蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２を備えて構成される制御手段Ｃは、燃料電池３及び蓄電部５夫々から商用電源１への逆潮流を生じさせない条件で、負荷電力と蓄電部５に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて出力電力を調整すべく、発電側インバータ４及び蓄電側インバータ６夫々を制御するように構成されている。具体的には、蓄電コントローラ８は、蓄電部５から商用電源１への逆潮流を生じさせない条件で、蓄電部５に目標充電電力を充電すべく蓄電側インバータ６を制御し、並びに、発電コントローラ２２は、燃料電池３から商用電源１への逆潮流を生じさせない条件で、負荷電力と蓄電部５に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて出力電力を調整すべく、発電側インバータ４を制御する。つまり、総負荷電力をＴとし、負荷電力をＬとし、目標充電電力Ｃｐとすると、総負荷電力Ｔは以下の式１にて求められる。
【００３３】
Ｔ＝Ｌ＋Ｃｐ……………（式１）
【００３４】
又、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２を備えて構成される制御手段Ｃは、運転周期のうち、統合コントローラ７から送信された充電時間帯では、目標充電電力Ｃｐをゼロより大きい値に設定して出力強制増大運転を実行し、充電時間帯以外の負荷追従時間帯では、目標充電電力Ｃｐをゼロに設定する電主運転を主に実行するように構成されている。
そして、本発明では、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２を備えて構成される制御手段Ｃは、出力強制増大運転の開始時であって、目標充電電力Ｃｐの増大に伴って総負荷電力Ｔが増大すると、逆潮流を生じさせない条件で、充電電力Ｃを燃料電池３における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて目標充電電力Ｃｐに増大すべく、蓄電側インバータ６を制御すると共に、総負荷電力Ｔに応じて出力電力Ｇを増大すべく発電側インバータ４を制御する開始時処理を実行するように構成されている。具体的には、開始時処理では、蓄電コントローラ８が、充電電力Ｃを燃料電池３における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて目標充電電力Ｃｐに増大すべく、蓄電側インバータ６を制御し、並びに、発電コントローラ２２が、総負荷電力Ｔに応じて出力電力Ｇを増大すべく発電側インバータ４を制御する。
【００３５】
燃料電池３における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度は、セルスタックの温度に依存し、このセルスタックの温度に基づいて、燃料電池３の出力増大速度を得ることができるので、燃料電池３の出力増大速度に応じた充電量増大速度は、セルスタックの温度に基づいて求めることができる。
そして、蓄電コントローラ８のメモリ８ｍには、図２に示すように、燃料電池３（具体的には、セルスタック）の温度と充電量増大速度との関係（以下、温度対充電量増大速度関係と記載する場合がある）が記憶されている。
ちなみに、この第１実施形態では、充電量増大速度は出力増大速度と同一に設定される。尚、図２において、ｔ１＜ｔ２＜………＜ｔ４であり、充電量増大速度α１〜α５が１秒当たりの電力増大量（Ｗ）の情報として記憶されている。
そして、蓄電コントローラ８は、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるように構成されている。つまり、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報を得る情報取得手段が、温度センサ１２により構成されていることになる。
【００３６】
以下、各運転での蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２夫々の制御動作について、説明を加える。
先ず、負荷追従時間帯における制御動作について説明を加える。
蓄電コントローラ８は、負荷追従時間帯では、予め設定された出力調整周期毎に、負荷電流計１６の計測値に基づいて負荷電力Ｌを求めて、負荷電力Ｌが出力調整下限電力以上の時は、目標充電電力Ｃｐを０に設定する。つまり、目標充電電力Ｃｐが０に設定される電主運転では、上記の式１により、総負荷電力Ｔを負荷電力Ｌに設定される。更に、その総負荷電力Ｔから予め設定された設定逆流防止用電力γを減じた電力を、出力調整下限電力を下限とし且つ最大出力電力Ｇｍａｘを上限とする条件で、目標出力電力Ｇｐとして設定する。
つまり、目標出力電力Ｇｐは、以下の式２で求められる。
【００３７】
Ｇｐ＝Ｔ−γ＝Ｌ−γ……………（式２）
【００３８】
ちなみに、設定逆流防止用電力γは、燃料電池３から商用電源１への逆潮流を防止すべく、燃料電池３の出力電力を負荷電力よりも多少小さくするように設定されるものであり、極力小さい値に設定される。
【００３９】
そして、発電コントローラ２２は、原燃料ガス供給量が目標出力電力Ｇｐに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御すると共に、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御する。
但し、負荷追従時間帯において、負荷電力Ｌが出力調整下限電力よりも小さいときは、出力電力Ｇが出力調整下限電力に調整されることになるので、蓄電コントローラ８は、出力電力Ｇのうち負荷電力Ｌを上回る電力を蓄電部５に充電すべく充電電力Ｃを調整するように蓄電側インバータ６を制御する。又、蓄電コントローラ８は、負荷電力Ｌが最大出力電力Ｇｍａｘよりも大きいときは、負荷電力Ｌから最大出力電力Ｇｍａｘを減じた不足電力を蓄電部５から放電すべく放電電力を調整するように蓄電側インバータ６を制御する。
又、発電コントローラ２２は、発電側変流器１７の計測値を監視して、逆潮流が発生する虞のあるときは、上述の制御に拘わらず逆潮流を防止すべく発電側インバータ４を制御する。又、蓄電コントローラ８は、蓄電側変流器１８の計測値を監視して、逆潮流が発生する虞のあるときは、上述の制御に拘わらず逆潮流を防止すべく蓄電側インバータ６を制御する。
【００４０】
次に、出力強制増大運転における制御動作について、説明を加える。
蓄電コントローラ８は、出力強制増大運転では、総負荷電力Ｔを、燃料電池３の最大出力電力Ｇｍａｘに固定的に設定した状態で、上述の式１に基づいて、目標充電電力Ｃｐを設定する。例えば、負荷電力Ｌが３００Ｗであるとすると、目標充電電力Ｃｐは４００Ｗに設定される。
又、蓄電コントローラ８は、出力強制増大運転では、目標出力電力Ｇｐを燃料電池３の最大出力電力Ｇｍａｘ（即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力）に設定する。
そして、蓄電コントローラ８は、出力強制増大運転を開始するに当たっては、先ず、出力強制増大運転を開始するための開始条件が満たされるか否かを判定して、その開始条件が満たされると、先ず、燃料電池１の出力電力Ｇを最大出力電力Ｇｍａｘ（即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力）にまで上昇させる開始時処理を実行したのち、出力強制増大運転を実行する。
【００４１】
開始条件は、負荷電力Ｌが最大出力電力Ｇｍａｘよりも低く、且つ、式１により求めた目標充電電力Ｃｐ（＝Ｔ（Ｇｍａｘ）−Ｌ）が最低充電電力Ｃｍｉｎ以上である条件に設定されている。
つまり、蓄電部５に充電するにしても、その充電電力Ｃが低いほど充電効率が低くなる。そこで、最低充電電力Ｃｍｉｎは、蓄電部５への充電効率の低下を十分に抑制して、この電力供給システムの総合エネルギ効率の低下を十分に抑制し得る値に設定される。
【００４２】
蓄電コントローラ８は、開始時処理では、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるまでの間、設定時間Ｓ毎に、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じて充電量増大速度を求めて、求めた充電量増大速度に応じた増大量だけ充電電力を増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、それに伴い、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する。
【００４３】
ちなみに、例えば、設定時間Ｓは、燃料電池３の出力電力Ｇを最低充電電力Ｃｍｉｎと同じ電力だけ増大させるのに要する時間の１／２よりも短い時間に設定され、この第１実施形態では、例えば、充電量増大速度を設定するための単位時間と同じ１秒間に設定される。
つまり、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御しても、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまでには、設定時間Ｓが少なくとも２回以上経過するだけの時間がかかるので、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ）に達するまでの間、設定時間Ｓ毎に、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて充電量増大速度を求めて、求めた充電量増大速度に応じた増大量だけ充電電力を増大すべく蓄電側インバータ６を制御することになる。
【００４４】
そして、出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ）に達すると、以降は、蓄電コントローラ８は、充電電力Ｃが上記の式１にて求めた目標充電電力Ｃｐ（＝Ｔ（Ｇｍａｘ）−Ｌ）になるように、蓄電側インバータ６を制御し、並びに、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が目標出力電力Ｇｐに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する。
又、発電コントローラ２２は、発電側変流器１７の計測値を監視して、逆潮流が発生する虞のあるときは、上述の制御に拘わらず逆潮流を防止すべく発電側インバータ４を制御し、蓄電コントローラ８は、蓄電側変流器１８の計測値を監視して、逆潮流が発生する虞のあるときは、上述の制御に拘わらず逆潮流を防止すべく蓄電側インバータ６を制御する。
【００４５】
次に、出力強制増大運転における制御動作について、図３及び図４に示すフローチャートに基づいて説明を加える。
図３に示すように、蓄電コントローラ８は、充電時間帯の開始時刻になると、負荷電力Ｌが最大出力電力Ｇｍａｘよりも低く、且つ、式１により求めた目標充電電力Ｃｐ（＝Ｔ（Ｇｍａｘ）−Ｌ）が最低充電電力Ｃｍｉｎ以上である開始条件が満たされるか否かを判定して、満たされると、後述する開始時処理を実行する（ステップ＃１〜５）。
出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ）に増大すると、開始時処理を終了し（ステップ＃５）、それ以降は、式１により求めた目標充電電力Ｃｐが最低充電電力Ｃｍｉｎ以上である間は、充電時間帯の終了時刻になるまで、蓄電コントローラ８は、充電電力Ｃが目標充電電力Ｃｐになるように蓄電側インバータ６を制御する出力強制増大運転を実行し、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が目標出力電力Ｇｐに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する（ステップ＃６〜１１）。
【００４６】
上述のように出力強制増大運転を実行している間に、負荷電力Ｌが増大して、式１により求めた目標充電電力Ｃｐが最低充電電力Ｃｍｉｎよりも低くなると、蓄電側インバータ６を停止して（目標充電電力Ｃｐが０に設定されることになる）、電主運転に切り換え、目標充電電力Ｃｐが最低充電電力Ｃｍｉｎよりも低い間は電主運転を実行する（ステップ＃７、１２〜１６）。
この電主運転中に、負荷電力Ｌが減少して、目標充電電力Ｃｐが最低充電電力Ｃｍｉｎ以上になると、ステップ＃５に戻って、開始時処理を実行した後、上述のように出力強制増大運転を実行する（ステップ＃６〜１１）。
【００４７】
図４に示すように、蓄電コントローラ８は、開始時処理では、先ず、温度センサ１２にて検出される燃料電池３の温度を読み込んで、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めると共に、求めた充電量増大速度に基づいて、設定時間Ｓ当たりの充電電力増大量ΔＣを設定する（ステップ＃２１〜２３）。
つまり、燃料電池３の温度が例えばｔ１〜ｔ２の間の温度であり、充電量増大速度がα２（Ｗ／ｓｅｃ）であると、充電電力増大量ΔＣは、α２（Ｗ）に設定される。
そして、蓄電コントローラ８は、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、並びに、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力に応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御し、設定時間Ｓが経過すると、蓄電コントローラ８は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ以上か否かを判定する（ステップ＃２４〜２８）。そして、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐよりも低い間は、上述のステップ＃２１〜２７の処理を繰り返し、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ以上になると、開始時処理を終了して、図３に示すフローチャートのステップ＃６に戻る。
【００４８】
図５に基づいて、出力強制増大運転の開始時処理について更に説明を加える。
尚、図５は、出力電力Ｇ（Ｗ）、負荷電力Ｌ（Ｗ）、充電電力Ｃ（Ｗ）、燃料電池３の温度ｔ（℃）、充電量増大速度（Ｗ／ｓｅｃ）夫々の時間的な推移を示す表であり、各設定時間Ｓの開始時点での値を示す。
充電時間帯の開始時刻で出力強制増大運転の開始条件が満たされると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、以下のように、設定時間Ｓ毎に充電電力Ｃを充電量増大速度に応じた増大量だけ増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、それと並行して、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御する。
【００４９】
即ち、充電時間帯の開始時刻で、温度センサ１２の検出温度がｔ１〜ｔ２の間であると、充電量増大速度としてα２（Ｗ／ｓｅｃ）が求められ、充電電力増大量ΔＣがα２（Ｗ）に設定される。
そして、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく、蓄電側インバータ６を制御する。つまり、充電時間帯の開始時刻での充電電力Ｃ１は０であるので、充電電力Ｃがα２になるように蓄電側インバータ６を制御する。
２回目の設定時間Ｓの開始時点（１回目の設定時間Ｓの終了時点）の出力電力Ｇ２は、１回目の開始時点の出力電力Ｇ１からα２（Ｗ）増大し、充電電力Ｃも１回目の設定時間Ｓの開始時点の充電電力Ｃ１（＝０）からα２（Ｗ）増大している。
そして、２回目の設定時間Ｓの開始時点の温度センサ１２の検出温度がｔ１〜ｔ２の間であると、充電量増大速度としてα２（Ｗ／ｓｅｃ）が求められ、充電電力増大量ΔＣがα２（Ｗ）に設定され、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御する。
以降、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、上述の処理が繰り返される。
例えば、４回目の設定時間Ｓの開始時点の温度センサ１２の検出温度がｔ２〜ｔ３の間であると、充電量増大速度としてα３（Ｗ／ｓｅｃ）が求められ、充電電力増大量ΔＣがα３（Ｗ）に設定される。
【００５０】
開始時処理では、負荷電力Ｌが略一定であるとすると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、設定時間Ｓ毎に、出力電力Ｇと充電電力Ｃとが略同一の電力ずつ増大されることになる。
従って、出力強制増大運転を開始するに当たって、上述の如き開始時処理を実行することにより、出力電力Ｇが総負荷電力Ｔに応じた電力（Ｇｍａｘ）まで増大するまでの間において、充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回るのを抑制することができるので、商用電力が蓄電部５に充電されることによって商用電力の消費量が増加するのを抑制することができる。
【００５１】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態を説明するが、この第２実施形態は出力強制増大運転の開始時処理の別実施形態を説明するものである。
この第２実施形態の電力供給システムでは、図１に二点鎖線にて示すように、第１実施形態の構成に加えて、充放電ライン１５に、蓄電部５に充電される電流を計測する充電電流計２０が設けられている。
そして、蓄電コントローラ８は、充電電流計２０の計測値により、蓄電部５に充電される充電電力を求めるように構成されており、この充電電流計２０により、蓄電部５の充電電力を計測する充電電力計測手段が構成されている。
【００５２】
この第２実施形態では、上記の第１実施形態と同様に、蓄電コントローラ８は、出力強制増大運転の開始時処理では、設定時間Ｓ毎に、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるように構成されている。
そして、蓄電コントローラ８及び発電コントローラ２２を備えて構成される制御手段Ｃは、出力強制増大運転の開始時処理では、出力電力Ｇが総負荷電力Ｔに応じた電力に達するまでの間、設定時間Ｓが経過する毎に、出力電力計１９及び充電電流計２０夫々の計測結果に基づいて、負荷電力Ｌに充電電力Ｃを加えた電力に対する出力電力Ｇの過不足ΔＰを判定して、その過不足ΔＰがなくなるように、充電量増大速度を補正し、その補正した充電量増大速度にて充電電力Ｃを増大すべく蓄電側インバータ６を制御するように構成されている。
但し、逆潮流が発生しないように発電側インバータ４及び蓄電側インバータ６が制御されるため、過不足ΔＰが負の値になることはないので、以下では過不足ΔＰを過大量ΔＰと記載する場合がある。
即ち、過大量ΔＰは、下記の式３により求められる。
【００５３】
ΔＰ＝Ｌ＋Ｃ−Ｇ……………（式３）
【００５４】
但し、この第２実施形態では、設定時間Ｓが、例えば、２秒に設定され、図２に示すように、蓄電コントローラ８のメモリ８ｍに記憶させる充電量増大速度β１〜β５は、２秒当たりの電力増大量（Ｗ）の情報となっている。
【００５５】
尚、出力強制増大運転の開始時処理において、発電側インバータ４及び燃料供給量調整弁１１の制御形態は、上記の第１実施形態と同様であり、出力強制増大運転の開始条件が満たされると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する。
【００５６】
出力強制増大運転における制御動作について、図６に示すフローチャートに基づいて説明を加える。
尚、出力強制増大運転全体のフローチャートは、上記の第１実施形態において説明した図３に示すフローチャートと同様であるので、説明を省略する。
図６に示すように、蓄電コントローラ８は、開始時処理では、先ず、温度センサ１２にて検出される燃料電池３の温度を読み込んで、温度センサ１２の検出情報と温度対充電量増大速度関係の記憶情報とに基づいて、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求める（ステップ＃３１，３２）。
つまり、燃料電池３の温度が、例えばｔ１〜ｔ２の間の温度であると、充電量増大速度としてβ２（Ｗ／２ｓｅｃ）が求められる。
続いて、上記の式３により求めた過大量ΔＰが上限過大量ΔＰｍａｘ以下か否かを判定して、上限過大量ΔＰｍａｘよりも大きいときは、負荷電力Ｌに充電電力Ｃを加えた電力と出力電力Ｇが等しくなるように、充電量増大速度を補正する（ステップ＃３３，３４）。
ちなみに、上限過大量ΔＰｍａｘは、０よりも大きく、しかも、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回るのを極力小さくすることができる値、例えば５Ｗ程度に設定される。
【００５７】
続いて、充電量増大速度に基づいて、設定時間Ｓ当たりの充電電力増大量ΔＣを設定する（ステップ＃３５）。ステップ＃３４で充電量増大速度を補正した場合は、その補正した充電量増大速度に基づいて、充電電力増大量ΔＣを設定する。
そして、蓄電コントローラ８は、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、設定時間Ｓが経過すると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ以上か否かを判定し、その間、発電コントローラ２２は、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）になるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力Ｇに応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する（ステップ＃３６〜４０）。そして、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐよりも低い間は、上述のステップ＃３１〜４０の処理を繰り返し、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ以上になると、開始時処理を終了して、図３に示すフローチャートのステップ＃６に戻る。
【００５８】
図７及び図８に基づいて、出力強制増大運転の開始時処理について更に説明を加える。
尚、図７は、出力電力Ｇ（Ｗ）、負荷電力Ｌ（Ｗ）、充電電力Ｃ（Ｗ）、燃料電池３の温度ｔ（℃）、充電量増大速度（導出値及び補正値、Ｗ／２ｓｅｃ）夫々の時間的な推移を示す表であり、各設定時間Ｓの開始時点での値を示す。図８は、負荷電力Ｌ、出力電力Ｇ及び総負荷電力Ｔの時間的な推移を示すグラフである。
上記の第１実施形態と同様に、充電時間帯の開始時刻で出力強制増偉大運転の開始条件が満たされると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、以下のように、設定時間Ｓ毎に充電電力Ｃを充電量増大速度に応じた増大量だけ増大すべく蓄電側インバータ６を制御し、それと並行して、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御する。
【００５９】
即ち、充電時間帯の開始時刻で、温度センサ１２の検出温度がｔ１〜ｔ２の間であると、充電量増大速度としてβ２（Ｗ／２ｓｅｃ）が求められ、充電電力増大量ΔＣがβ２（Ｗ）に設定される。
そして、充電時間帯の開始時刻で充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御する。
２回目の設定時間Ｓの開始時点（１回目の設定時間Ｓの終了時点）では、出力電力Ｇ２は、１回目の設定時間Ｓの開始時点の出力電力Ｇ１（Ｗ）からβ２（Ｗ）増大する予定であったが、β２−１０（Ｗ）しか増加せず、一方、充電電力Ｃが予定通りβ２（Ｗ）増加し、負荷電力Ｌ２が１回目の設定時間Ｓの開始時点の負荷電力Ｌ１から変化しなかったとすると、過大量ΔＰは１０Ｗになり、充電量増加速度を補正する必要がある。
そして、２回目の設定時間Ｓの開始時点の温度センサ１２の検出温度がｔ１〜ｔ２の間であると、充電量増大速度はβ２（Ｗ／２ｓｅｃ）であるが、β２−１０（Ｗ／２ｓｅｃ）に補正される。
続いて、充電電力増大量ΔＣがβ２−１０（Ｗ）に設定され、充電電力Ｃを充電電力増大量ΔＣ増大すべく蓄電側インバータ６を制御する。
この２回目の設定時間Ｓの間に、出力電力Ｇが燃料電池３の温度に応じた出力増大速度（β２／２ｓｅｃ）で増大すると、充電電力Ｃはβ２−１０（Ｗ）増大するので、負荷電力ＬがＬ２から変化しなかったとすると、３回目の設定時間Ｓの開始時点では、充電電力Ｃは出力電力Ｇが負荷電力Ｌを上回る電力と同一となる。
以降、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐに増大するまで、上述の処理が繰り返される。
【００６０】
従って、図８に示すように、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐ（Ｇｍａｘ、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）になるまでの間、総負荷電力Ｔが、出力電力Ｇの増大に応じて、設定時間Ｓ毎に段階的に増大される。
出力強制増大運転を開始するに当たって、上述の如き開始時処理を実行せずに、充電電力Ｃを目標充電電力Ｃｐに一挙に増大させるべく蓄電側インバータ６を制御した場合、図９に示すように、負荷電力Ｌ、出力電力Ｇ及び総負荷電力Ｔが時間経過に伴い推移する。
尚、図９の場合も、発電側インバータ４及び燃料供給量調整弁１１の制御形態は、図８に示す場合と同様であり、充電時間帯の開始時刻になると、出力電力Ｇが目標出力電力Ｇｐになるように発電側インバータ４を制御すると共に、原燃料ガス供給量が出力電力計１９の計測値により求めた出力電力に応じた量になるように燃料供給量調整弁１１を制御する。
【００６１】
図８及び図９において、充電時間帯の開始時刻から燃料電池３の出力電力Ｇが最大出力電力Ｇｍａｘ（目標出力電力Ｇｐ、即ち、総負荷電力Ｔに応じた電力に相当する）に増大するまでの間で、総負荷電力Ｔのうち負荷電力Ｌを上回る部分が蓄電部５に充電される部分である。
つまり、図８及び図９において、網点で示す部分は、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が燃料電池３の出力電力Ｇを上回る分であり、蓄電部５への充電電力Ｃのうちで、燃料電池３の出力電力Ｇでは賄われずに、商用電力で賄われる部分である。
従って、出力強制増大運転を開始するに当たって、上述の如き開始時処理を実行することにより、出力電力Ｇが総負荷電力Ｔに応じた電力まで増大するまでの間において、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回るのを抑制することができる。
しかも、負荷電力Ｌに充電電力Ｃを加えた電力に対する出力電力Ｇの過不足が判定されて、その過不足がなくなるように充電量増大速度が補正されて、その補正された充電量増大速度にて充電電力が増大されるので、出力電力Ｇが総負荷電力Ｔに応じた電力に達するまでの間に、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回るのをより一層抑制することができる。
その結果、蓄電部５に充電されることによって商用電力の消費量が増加するのをより一層抑制することができる。
【００６２】
尚、設定時間Ｓを短くするほど、出力上昇途中の充電電力Ｃと負荷電力Ｌとを加えた出力上昇途中の総負荷電力が出力電力Ｇを上回る分、即ち、充電電力Ｃのうちで出力電力Ｇにて賄えない分を少なくすることが可能であり、この第２実施形態よりも上記の第１実施形態の方が、充電電力Ｃのうちで出力電力Ｇにて賄えない分を少なくすることができる。
【００６３】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 出力強制増大運転の開始時処理において、充電電力を出力増大速度に応じた充電量増大速度にて目標充電電力に増大すべく蓄電側インバータ６を制御するに当たって、上記の各実施形態では、充電電力を設定時間Ｓ毎に段階的に増大するように構成したが、充電電力を連続的に増大するように構成しても良い。
【００６４】
（ロ） 出力強制増大運転の開始時処理において、温度センサ１２の検出情報に基づいて出力増大速度に応じた充電量増大速度を求める処理を実行するに当たって、上記の各実施形態では設定時間Ｓ毎に実行したが、開始時処理の開始時に１回だけ実行するように構成しても良い。
【００６５】
（ハ） 上記の各実施形態では、出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報を得る情報取得手段（上記の各実施形態では温度センサ１２）を設けて、その情報取得手段の取得情報に基づいて出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるように構成したが、出力増大速度及びその出力増大速度に応じた充電量増大速度を予め一義的に設定して、蓄電コントローラ８のメモリ８ｍに記憶させても良い。
この（ハ）に記載する別実施形態、及び、上記の（ロ）に記載する別実施形態では、目標充電電力Ｃｐになるまで充電電力Ｃを一定の充電量増大速度にて連続的に増大させるべく、蓄電側インバータ６を制御するように構成するので、充電電力Ｃは一次関数的に増大することになる。この場合、負荷電力Ｌ、出力電力Ｇ及び総負荷電力Ｔの時間的な推移は、例えば、図１０に示すグラフのようになる。
【００６６】
（ニ） 情報取得手段の具体構成は、上記の各実施形態において例示した温度センサ１２に限定されるものではない。例えば、燃料電池３の出力増大速度が燃料電池３の出力電圧に依存する場合があるので、その場合は、燃料電池３の出力電圧を計測する電圧計にて情報取得手段を計測することができる。
又、燃料電池３の出力電力を増大させる処理（発電側インバータ４、燃料供給量調整弁１１等の制御）を開始した時点からの経過時間により、燃料電池３の出力増大速度が変動する場合があるので、その場合は、燃料電池３の出力電力を増大させる処理を開始した時点からの経過時間を計測する計時手段にて情報取得手段を計測することができる。
【００６７】
（ホ） 出力強制増大運転における目標出力電力Ｇｐの具体的な設定例は、上記の各実施形態において例示した燃料電池３の最大出力電力Ｇｍａｘに限定されるものではなく、最大出力電力Ｇｍａｘよりも低い電力でも良い。
又、目標充電電力Ｃｐを複数段に段階的に設定するように構成して、目標充電電力Ｃｐを上の段の値に増大設定するのに伴って総負荷電力Ｔが増大するときに、出力強制増大運転の開始時処理を実行するように構成しても良い。
【００６８】
（ヘ） 上記の各実施形態では、運転周期中に充電時間帯を設定して、その充電時間帯で出力強制増大運転を実行するように構成したが、充電時間帯を設定せずに、電主運転を実行しているときに、上述の如き出力強制増大運転の開始条件が満たされると、出力強制増大運転を実行するように構成しても良い。
【００６９】
（ト） 上記の第２実施形態では、充電量増大速度の補正を設定時間Ｓが経過する毎に繰り返して実行するように構成したが、１回だけ実行するように構成しても良い。
【００７０】
（チ） 上記の各実施形態では、蓄電コントローラ８と発電コントローラ２２とを別体に構成したが、１つのコントローラに構成しても良い。
本発明を、蓄電システムとして実施する場合は、蓄電システムは、蓄電部５、蓄電側インバータ６及び蓄電コントローラ８等を備えて構成することになる。
【００７１】
（リ） 発電手段の具体例は、上記の各実施形態において例示した燃料電池３に限定されるものではない。例えば、燃料電池３を用いる場合、その燃料電池３としては、上記の各実施形態の如き燃料ガス生成部を備えずに、外部の燃料ガス供給源から燃料ガスが直接供給されるものでも良い。又、ガスエンジン等のエンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、商用電力の消費量をより一層低減するように運転し得る電力供給システム及び蓄電システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 商用電源
２ 負荷
３ 燃料電池（発電手段）
４ 発電側インバータ
５ 蓄電部（蓄電手段）
６ 蓄電側インバータ
８ 発電コントローラ（発電制御手段）
１２ 温度センサ（情報取得手段）
１９ 出力電流計（出力電力計測手段）
２０ 充電電流計（充電電力計測手段）
２２ 蓄電コントローラ（蓄電制御手段）
Ｃ 制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、
前記負荷が要求する負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、
運転を制御する制御手段とが設けられ、
前記制御手段が、前記発電手段及び前記蓄電手段夫々から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷電力と前記蓄電手段に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータ及び前記蓄電側インバータ夫々を制御するように構成された電力供給システムであって、
前記制御手段は、
前記目標充電電力の増大に伴って前記総負荷電力が増大すると、前記逆潮流を生じさせない条件で、前記総負荷電力に応じて前記出力電力を増大すべく前記発電側インバータを制御すると共に、前記充電電力を前記発電手段における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて前記目標充電電力に増大すべく、前記蓄電側インバータを制御するように構成されている電力供給システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記負荷電力が前記発電手段の最大出力電力よりも小さい時間帯に設定される充電時間帯では、前記目標充電電力をゼロより大きい値に設定し、前記充電時間帯以外の負荷追従時間帯では、前記目標充電電力をゼロに設定するように構成されている請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報を得る情報取得手段が設けられ、
前記制御手段は、前記情報取得手段の取得情報に基づいて、前記充電量増大速度を求めるように構成されている請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記発電手段の出力電力を計測する出力電力計測手段、及び、前記蓄電手段の充電電力を計測する充電電力計測手段が設けられ、
前記制御手段は、前記目標充電電力の増大に伴って前記総負荷電力が増大すると、前記出力電力が前記総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、前記出力電力計測手段及び前記充電電力計測手段夫々の計測結果に基づいて、前記負荷電力に前記充電電力を加えた電力に対する前記出力電力の過不足を判定して、その過不足がなくなるように、前記充電量増大速度を補正し、その補正した充電量増大速度にて充電電力を増大すべく前記蓄電側インバータを制御するように構成されている請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記情報取得手段が、前記発電手段の温度を前記情報として検出する温度検出手段にて構成されている請求項３又は４に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記発電手段が燃料電池にて構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項７】
商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、
前記発電手段及び前記発電側インバータを制御する発電制御手段とが設けられ、
その発電制御手段が、系内から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷が要求する負荷電力を含む総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータを制御するように構成された電力供給システムに対して設けられる蓄電システムであって、
前記負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、
前記蓄電手段及び前記蓄電側インバータを制御する蓄電制御手段とを備え、
その蓄電制御手段が、前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記蓄電手段に目標充電電力を充電すべく前記蓄電側インバータを制御するように構成され、
更に、前記目標充電電力が増大すると、前記逆潮流を生じさせない条件で、前記充電電力を前記発電手段における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて前記目標充電電力に増大すべく、前記蓄電側インバータを制御するように構成されている蓄電システム。
【請求項１】
商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、
前記負荷が要求する負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、
運転を制御する制御手段とが設けられ、
前記制御手段が、前記発電手段及び前記蓄電手段夫々から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷電力と前記蓄電手段に充電するための目標充電電力との合算値である総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータ及び前記蓄電側インバータ夫々を制御するように構成された電力供給システムであって、
前記制御手段は、
前記目標充電電力の増大に伴って前記総負荷電力が増大すると、前記逆潮流を生じさせない条件で、前記総負荷電力に応じて前記出力電力を増大すべく前記発電側インバータを制御すると共に、前記充電電力を前記発電手段における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて前記目標充電電力に増大すべく、前記蓄電側インバータを制御するように構成されている電力供給システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記負荷電力が前記発電手段の最大出力電力よりも小さい時間帯に設定される充電時間帯では、前記目標充電電力をゼロより大きい値に設定し、前記充電時間帯以外の負荷追従時間帯では、前記目標充電電力をゼロに設定するように構成されている請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記出力増大速度に応じた充電量増大速度を求めるための情報を得る情報取得手段が設けられ、
前記制御手段は、前記情報取得手段の取得情報に基づいて、前記充電量増大速度を求めるように構成されている請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記発電手段の出力電力を計測する出力電力計測手段、及び、前記蓄電手段の充電電力を計測する充電電力計測手段が設けられ、
前記制御手段は、前記目標充電電力の増大に伴って前記総負荷電力が増大すると、前記出力電力が前記総負荷電力に応じた電力に達するまでの間、前記出力電力計測手段及び前記充電電力計測手段夫々の計測結果に基づいて、前記負荷電力に前記充電電力を加えた電力に対する前記出力電力の過不足を判定して、その過不足がなくなるように、前記充電量増大速度を補正し、その補正した充電量増大速度にて充電電力を増大すべく前記蓄電側インバータを制御するように構成されている請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記情報取得手段が、前記発電手段の温度を前記情報として検出する温度検出手段にて構成されている請求項３又は４に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記発電手段が燃料電池にて構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項７】
商用電源に接続された負荷に電力を出力する発電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記発電手段の出力電力を調整可能な発電側インバータと、
前記発電手段及び前記発電側インバータを制御する発電制御手段とが設けられ、
その発電制御手段が、系内から前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記負荷が要求する負荷電力を含む総負荷電力に応じて前記出力電力を調整すべく、前記発電側インバータを制御するように構成された電力供給システムに対して設けられる蓄電システムであって、
前記負荷電力に対して前記発電手段の出力電力が上回る分を充電可能で且つ蓄電している電力を前記負荷に放電可能な蓄電手段と、
前記商用電源に系統連系され且つ前記蓄電手段に充電する充電電力を調整可能な蓄電側インバータと、
前記蓄電手段及び前記蓄電側インバータを制御する蓄電制御手段とを備え、
その蓄電制御手段が、前記商用電源への逆潮流を生じさせない条件で、前記蓄電手段に目標充電電力を充電すべく前記蓄電側インバータを制御するように構成され、
更に、前記目標充電電力が増大すると、前記逆潮流を生じさせない条件で、前記充電電力を前記発電手段における単位時間当たりの出力増大可能量である出力増大速度に応じた充電量増大速度にて前記目標充電電力に増大すべく、前記蓄電側インバータを制御するように構成されている蓄電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９１７５７（Ｐ２０１２−１９１７５７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３３０９（Ｐ２０１１−５３３０９）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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