JP2008305647A - Fuel cell power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、安定した発電運転が可能な燃料電池発電システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell power generation system capable of stable power generation operation.
従来、炭化水素などを含む原燃料が有する化学エネルギーを直接電気に変換するシステムとして、燃料電池が知られている。この燃料電池は、燃料である水素と酸化剤である酸素とを電気化学的に反応させて直接電気を取出すものであり、高い効率で電気エネルギーを取出すことができると同時に、静かで有害な排ガスを出さないという環境性に優れた特徴を有するシステムである。 Conventionally, a fuel cell is known as a system for directly converting chemical energy of a raw fuel containing hydrocarbons into electricity. This fuel cell is the one that takes out electricity directly by electrochemically reacting hydrogen as fuel and oxygen as oxidant. It can take out electric energy with high efficiency, and at the same time, it is quiet and harmful exhaust gas. It is a system that has an environmentally friendly feature that does not emit light.
近年まで、比較的大型のPAFC(リン酸形)が主に開発されてきたが、最近では小型のPEFC(固体高分子形燃料電池)の開発が活発化し、家庭用燃料電池システムの普及も間近な状況となっている。 Until recently, relatively large PAFC (phosphoric acid type) has been mainly developed, but recently, the development of small PEFC (solid polymer fuel cell) has become active, and the popularization of household fuel cell systems is coming soon. It has become a situation.
ところで、この家庭用燃料電池システムは、普及に向けたコストダウンが必要であり、その一環としてシステムの簡素化、機器の小型化の努力が各メーカにおいて勢力的に行われている。 By the way, this household fuel cell system needs cost reduction for the spread, and as a part of it, efforts to simplify the system and reduce the size of the equipment are being made by various manufacturers.
一方、これらのチャレンジは、機器の安定化やロバスト性を失う可能性もあるという本質的な問題があり、機器追加なしでの制御の工夫によるロバスト性の向上は重要なポイントとなる。 On the other hand, these challenges have an essential problem that there is a possibility of losing the stability and robustness of the device, and the improvement of the robustness by devising the control without adding the device is an important point.
また、PEFCは低温動作の関係上COに対する耐性が低いため、燃料処理系の変動などに伴うCO増で一時的に電圧が低下する可能性があり、この対応が運転の信頼性を左右するという面がある。 In addition, PEFC has low resistance to CO due to low-temperature operation, so there is a possibility that the voltage may temporarily drop due to increase in CO accompanying fluctuations in the fuel processing system, etc., and this response will affect the reliability of operation. There is a face.
図4は、典型的な燃料電池発電システムの構成図である。 FIG. 4 is a configuration diagram of a typical fuel cell power generation system.
この燃料電池発電システムは、図4に示すようにアノード1a及びカソード1bからなる燃料電池本体1、この燃料電池本体1のアノード1aに水素リッチな燃料を供給する燃料処理装置2、燃料電池本体1のカソード1bに空気を供給するカソード空気供給装置3、燃料電池本体1で発電された出力電力を交流に変換して交流系統に供給するインバータ4及びこれら燃料電池本体1、燃料処理装置2、カソード空気供給装置3及びインバータ4を制御する制御装置5から構成され、これらは図示しない燃料電池パッケージ内に収納されている。
As shown in FIG. 4, the fuel cell power generation system includes a fuel cell main body 1 composed of an
ここで、燃料処理装置2は、燃料供給システム6、蒸気供給システム7、改質器及びCO変成器からなる改質器装置8、CO除去空気供給システム9及びCO除去器10から構成されている。
Here, the fuel processing device 2 includes a
かかる構成の燃料電池発電システムにおいて、発電中に燃料電池本体1の出力電圧に異常が発生した場合、通常は図5に示すようなインターロック動作が行われている。具体的には図5に示すように発電時の電池電圧が一定電圧、例えば50V以下になるとリカバリ操作を行い、それでも復活せずに電池電圧が45V以下になると警報を発し、さらに電池電圧が低下して40V以下になると保護停止する方式が一般的である。これらは一定電圧値を閾値として判断しているのが通常である。 In the fuel cell power generation system having such a configuration, when an abnormality occurs in the output voltage of the fuel cell main body 1 during power generation, an interlock operation as shown in FIG. 5 is normally performed. Specifically, as shown in FIG. 5, a recovery operation is performed when the battery voltage during power generation becomes a constant voltage, for example, 50 V or less, and even if the battery voltage falls to 45 V or less without being restored, an alarm is issued and the battery voltage further decreases. In general, the protection is stopped when the voltage becomes 40 V or less. These are usually determined by using a constant voltage value as a threshold value.
因みに、燃料電池システムにおいて、燃料電池電圧の低下時にカソード触媒の劣化を正確に判断してカソードリカバリを実行し、カソード触媒を劣化状態から回復させるようにしたものがある(例えば、特許文献1)。
ところで、上述した従来の燃料電池発電システムでは、リアルタイムの電池特性のIV特性を制御する機能を持っていないため、電圧低下時の異常判断が困難である。 By the way, since the conventional fuel cell power generation system described above does not have a function of controlling the IV characteristic of the real-time battery characteristic, it is difficult to determine an abnormality when the voltage drops.
通常、前述したように電池電圧が一定電圧以下となった場合にリカバリ操作や警報操作または保護動作を行うことになるが、この場合、定格出力と最低出力とでは結果的にマージン(正常時と異常時の設定値の差)が大きく異なることになり、適正な制御ができるとは言えない。 Normally, as described above, recovery operation, alarm operation, or protection operation is performed when the battery voltage falls below a certain voltage. In this case, however, the margin between the rated output and the minimum output (as normal) The difference in the setting value at the time of abnormality is greatly different, and it cannot be said that proper control can be performed.
ここで、図6に示すIV特性図によりリカバリ動作を行う例について説明する。 Here, an example of performing the recovery operation will be described with reference to the IV characteristic diagram shown in FIG.
初期IV特性20は初期の電池の運転電圧―電流特性であり、10000h運転後IV特性21は10000h運転後の運転電圧―電流特性である。これら初期IV特性20及び10000h運転後IV特性21上にそれぞれの定格、最低出力の運転点は図示の通りである。 The initial IV characteristic 20 is the initial operating voltage-current characteristic of the battery, and the IV characteristic 21 after 10,000 h operation is the operating voltage-current characteristic after 10,000 h operation. The operating points of the rated and minimum outputs on the initial IV characteristic 20 and the IV characteristic 21 after 10,000 hours of operation are as shown in the figure.
図6に示すようにリカバリ閾値26が一定値の場合には、初期最低出力時の閾値までの裕度22と、10000h運転後最低出力時の閾値までの裕度23と、初期定格時の閾値までの裕度24と、10000h運転後の閾値までの裕度25の4つは大きく異なっている。 As shown in FIG. 6, when the recovery threshold value 26 is a constant value, the tolerance 22 up to the threshold value at the initial minimum output, the tolerance 23 up to the threshold value at the minimum output after 10000h operation, and the threshold value at the initial rating The tolerance 24 up to and the tolerance 25 up to the threshold after driving for 10,000 hours are greatly different.
従って、あるケースでは早くリカバリ機能が動作し、他のケースでは異常がさらに進まないとリカバリ機能が働かないことになる。これは適切とは言えないが、簡易な手段として広く一般的に行われている方法である。 Accordingly, in some cases, the recovery function operates quickly, and in other cases, the recovery function does not work unless the abnormality further progresses. Although this is not appropriate, it is a widely used method as a simple means.
上記した特許文献1では、リカバリの操作について言及しているが、リカバリの動作に関するON/OFFについては、単純な電圧固定設定の監視で行っている。 In the above-mentioned Patent Document 1, reference is made to the recovery operation, but ON / OFF related to the recovery operation is performed by simple voltage fixed setting monitoring.
このような問題を回避する手段としては、標準IV特性を準備し、運転時間等をベースに現状のIV特性を予測して保護等に使用することは比較的有効と言えるが、この場合でも電池の個別特性や劣化状況の違いに対応することができない。 As a means for avoiding such problems, it can be said that it is relatively effective to prepare standard IV characteristics and predict the current IV characteristics based on the operation time and use them for protection. It is not possible to cope with differences in individual characteristics and deterioration conditions.
本発明は上記のようなような問題を解消するためになされたもので、燃料電池本体のIV特性を学習することで、これらの制御の精度を上げ、安定した発電運転を行うことができる燃料電池発電システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By learning the IV characteristics of the fuel cell main body, the fuel that can improve the accuracy of these controls and perform stable power generation operation. An object is to provide a battery power generation system.
本発明は上記の目的を達成するため、燃料電池本体と、原燃料を水蒸気改質して水素リッチなガスを生成する改質器及びこの改質器により改質された水素リッチなガスからCOを除去して前記燃料電池本体のアノードに供給する空気供給によるCO除去器を備えた燃料処理装置と、前記燃料電池本体のカソードに酸素を供給する空気供給装置と、前記燃料処理装置内の各機器及び前記空気供給装置を制御する制御装置とから構成された燃料電池システムにおいて、前記燃料電池本体の運転時の電圧及び電流を検出する電圧及び電流検出手段を設け、前記制御装置は、前記電圧及び電流検出手段により検出された電圧データ及び電流データを取込んで最小二乗法による演算により前記燃料電池本体の発電電圧と電流の関係を学習する演算手段と、この演算手段で求められた電圧データ及び電流データの関係を一定周期でテーブル化し、常に最新のIV特性として記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている最新のIV特性と前記電圧検出手段により検出された前記燃料電池本体の現在の運転電圧とを比較し、その差が最新のIV特性を考慮して設定される閾値より大きいとき制御出力を送出する判定手段とを備える。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel cell main body, a reformer that steam-reforms the raw fuel to generate a hydrogen-rich gas, and a CO-rich gas from the hydrogen-rich gas reformed by the reformer. A fuel processing device including a CO remover that supplies air to the anode of the fuel cell main body and supplies air to the anode of the fuel cell main body, an air supply device that supplies oxygen to the cathode of the fuel cell main body, In a fuel cell system comprising a device and a control device for controlling the air supply device, a voltage and current detection means for detecting a voltage and a current during operation of the fuel cell main body are provided, and the control device includes the voltage And calculation means for taking in the voltage data and current data detected by the current detection means and learning the relationship between the generated voltage and current of the fuel cell main body by calculation using the least square method; The relationship between the voltage data and the current data obtained by the calculation means is tabulated at a constant period, and is always stored as the latest IV characteristics, the latest IV characteristics stored in the storage means, and the voltage detection means. And determining means for sending a control output when the difference is greater than a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics.
また、本発明は、燃料電池本体と、この燃料電池本体のアノードに水素を供給するための燃料処理装置と、前記燃料電池本体のカソードに酸素を供給する空気供給装置と、前記燃料処理装置及び前記空気供給装置を制御する制御装置とから構成された燃料電池システムにおいて、前記燃料電池本体の運転時の電圧及び電流を検出する電圧及び電流検出手段を設け、前記制御装置は、前記電圧及び電流検出手段により検出された電圧データ及び電流データを取込んで最小二乗法による演算により前記燃料電池本体の発電電圧と電流の関係を学習する演算手段と、この演算手段で求められた電圧データ及び電流データの関係を一定周期でテーブル化し、常に最新のIV特性として記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている最新のIV特性と前記電圧検出手段により検出された前記燃料電池本体の現在の運転電圧とを比較し、その差が最新のIV特性を考慮して設定される閾値より大きいとき制御出力を送出する判定手段とを備える。 The present invention also provides a fuel cell main body, a fuel processing device for supplying hydrogen to the anode of the fuel cell main body, an air supply device for supplying oxygen to the cathode of the fuel cell main body, the fuel processing device, In a fuel cell system comprising a control device for controlling the air supply device, a voltage and current detection means for detecting a voltage and a current during operation of the fuel cell main body are provided, and the control device includes the voltage and current. Calculation means that takes in the voltage data and current data detected by the detection means and learns the relationship between the power generation voltage and current of the fuel cell main body by calculation using the least square method, and voltage data and current obtained by the calculation means A storage means that tabulates the data relationship at a fixed period and always stores it as the latest IV characteristics, and the latest IV characteristics stored in the storage means. And a determination means for sending a control output when the difference is greater than a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics, and a current operating voltage of the fuel cell body detected by the voltage detection means. Prepare.
本発明によれば、燃料電池本体の発電電圧と電流からIV特性を学習して、常に最新のIV特性を考慮した閾値を設定するようにしたので、燃料電池本体の個別特性や劣化の状況が異なっていても制御精度を上げることが可能となり、安定した発電運転を行うことができる。 According to the present invention, the IV characteristics are learned from the generated voltage and current of the fuel cell body, and the threshold value is always set in consideration of the latest IV characteristics. Even if they are different, the control accuracy can be increased, and stable power generation operation can be performed.
以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明による燃料電池システムの第1の実施形態における制御装置内部の要部を示すブロック構成図であり、燃料電池発電システムの全体構成は図4と同様なので、ここではその説明を省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing the main part of the inside of the control device in the first embodiment of the fuel cell system according to the present invention, and the overall configuration of the fuel cell power generation system is the same as FIG. To do.
本実施形態では、図示しない電圧検出手段及び電流検出手段によりそれぞれ検出された燃料電池本体1の発電電圧データV及び電流データIを入出力手段(I/O)51を介して取込み、最小二乗法による演算を実行して常時燃料電池本体1の発電電圧と電流の関係を学習する演算手段52と、この演算手段52で求められた発電電圧データと電流データの関係を一定周期でテーブル化し、常に最新のIV特性として記憶するメモリ53と、このメモリ53に記憶されている最新のIV特性と入出力手段(I/O)51を介して取込まれた現状の燃料電池本体1の運転電圧とを比較し、その差が最新のIV特性を考慮してインターロックレベルとして設定される閾値を超えているか否かを判定し、超えている場合には制御出力を送出する判定手段54とを備える。
In the present embodiment, the power generation voltage data V and current data I of the fuel cell body 1 detected by a voltage detection means and a current detection means (not shown) are taken in via the input / output means (I / O) 51, and the least square method is used. The calculation means 52 for constantly learning the relationship between the generated voltage and current of the fuel cell main body 1 by executing the calculation according to the above, and the relationship between the generated voltage data and the current data obtained by the calculation means 52 is tabulated at a constant cycle, The
この場合、メモリ53には、演算手段52で最小二乗法により求められる燃料電池本体1の出力全域に渡る特性が連続的に記憶されている。従って、この特性は数日単位の平均特性となるため、数時間での急速な劣化等は、この曲線からの乖離により検知できる。
In this case, the
さらに、判定手段54は、インターロックレベルの閾値として、例えばリカバリ操作の場合は最新のIV特性−5V、警報の場合は最新のIV特性−10V、保護停止の場合には最新のIV特性−15Vがそれぞれ設定され、現状の電池電圧と最新のIV特性との差がこれらの各保護閾値を超えるとリカバリ操作、警報、保護停止の各制御出力をそれぞれ送出する機能を有している。 Further, the determination means 54 uses, for example, the latest IV characteristic −5V for the recovery operation, the latest IV characteristic −10V for the alarm, and the latest IV characteristic −15V for the protection stop as the threshold of the interlock level. Are set, and when the difference between the current battery voltage and the latest IV characteristic exceeds these protection threshold values, the control output of recovery operation, alarm, and protection stop is transmitted.
次に本実施形態の作用を図2及び図3により説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
いま、燃料電池システムが運転されているものとすれば、燃料電池本体1の発電電圧及び電流が図示しない電圧検出手段及び電流検出手段により検出され、その電圧データ及び電流データがI/O51を介して演算手段52に取込まれると、この演算手段52では最小二乗法による演算を実行し、燃料電池本体1の発電電圧と電流の関係を学習しながら、メモリ53に発電電圧データと電流データの関係を一定周期でテーブル化し、最新のIV特性として記憶する。
Assuming that the fuel cell system is in operation, the power generation voltage and current of the fuel cell body 1 are detected by voltage detection means and current detection means (not shown), and the voltage data and current data are transmitted via the I /
一方、判定手段54では、メモリ53に記憶されている最新のIV特性と現状の燃料電池本体1の運転電圧とを比較し、その差が最新のIV特性を考慮したインターロックレベルに応じて設定される閾値を超えているか否かを判定し、超えている場合にはそのインターロックレベルに応じて図2に示すような制御出力を送出する。
On the other hand, the determination means 54 compares the latest IV characteristic stored in the
すなわち、図2に示すように、まず、現状の運転電圧Vが最新のIV特性−5Vよりも小さい場合はリカバリ操作の制御を行い、また、異常が進んで現状の運転電圧Vが最新のIV特性−10Vよりも小さくなると警報を発する制御を行い、さらに、復帰しないで現状の運転電圧Vが最新のIV特性−15Vよりも小さくなると保護停止動作の制御を行う。 That is, as shown in FIG. 2, first, when the current operating voltage V is smaller than the latest IV characteristic −5V, the recovery operation is controlled. When the characteristic becomes lower than −10V, an alarm is controlled. Further, when the current operation voltage V becomes lower than the latest IV characteristic −15V without returning, the protection stop operation is controlled.
図3は、初期IV特性及び10000h運転後IV特性と、これらのIV特性を考慮してそれぞれ設定されるリカバリ動作閾値31との関係を示すものである。 FIG. 3 shows the relationship between the initial IV characteristic, the IV characteristic after 10,000 hours of operation, and the recovery operation threshold value 31 set in consideration of these IV characteristics.
図6に示す従来の初期IV特性及び10000h運転後IV特性に対するリカバリ動作閾値26は、いずれも固定値として設定されているため、燃料電池本体1の運転時間や出力帯によりインターロック動作までの裕度が大きく異なっていたが、本実施形態では図3から明らかなように最新のIV特性を考慮したリカバリ動作閾値31と燃料電池本体1の現状の運転電圧とを比較することにより、出力、運転時間、劣化速度に関わらずインターロック動作までの裕度を一定にできることが分かる。 Since the recovery operation threshold value 26 for the conventional initial IV characteristic and the IV characteristic after 10000h operation shown in FIG. 6 is set as a fixed value, there is a margin for the interlock operation depending on the operation time and output band of the fuel cell body 1. In this embodiment, as apparent from FIG. 3, the output operation and the operation are compared by comparing the recovery operation threshold value 31 considering the latest IV characteristics with the current operation voltage of the fuel cell body 1. It can be seen that the tolerance to the interlock operation can be made constant regardless of the time and the degradation rate.
従って、燃料電池本体1の出力や劣化状況に依存せず、常に適したインターロックレベルが確保できるので、ロバスト性の高い燃料電池システムとすることができる。 Therefore, since a suitable interlock level can be secured at all times without depending on the output and deterioration state of the fuel cell main body 1, a highly robust fuel cell system can be obtained.
ここで、リカバリ方法としては、次の5つが考えられる。 Here, the following five methods can be considered as recovery methods.
1つは燃料電池本体の出力を一定レベルまで下げること、2つめは図5に示す蒸気供給システム7を制御して改質蒸気流量を増加することである。これらによりCO抑制が図られるため、一時的なCO上昇による影響であれば改善できる可能性が高い。
One is to lower the output of the fuel cell body to a certain level, and the second is to control the
さらに、3つめは図5に示すカソード空気装置3を制御し、カソードへの空気流量を増加させる。電池電圧の低下の原因がカソード利用率に起因するものであれば、この操作により改善される。 Further, the third is to control the cathode air device 3 shown in FIG. 5 to increase the air flow rate to the cathode. If the cause of the decrease in battery voltage is due to the cathode utilization factor, this operation can be improved.
また、4つめとして図5に示すCO除去空気供給システム9を制御し、CO除去空気を増量することであり、電圧低下がCO除去空気不足等に起因する場合は改善が期待できる。 The fourth is to control the CO removal air supply system 9 shown in FIG. 5 to increase the amount of CO removal air. If the voltage drop is caused by a shortage of CO removal air, an improvement can be expected.
さらに、5つめとして図5に示す燃料供給システム6を制御して燃料流量を増加させる方法がある。燃料流量が起因する電圧低下であれば回復が期待できる。
Further, as a fifth method, there is a method of increasing the fuel flow rate by controlling the
さらに、これらのリカバリ操作を短時間に順次連続して行い、燃料電池本体1の電圧回復が見られた項目について保持、継続する方法が有効である。 Further, it is effective to perform these recovery operations successively in a short time and hold and continue items for which voltage recovery of the fuel cell main body 1 has been observed.
このように本実施形態によれば、これらのリカバリ操作により一時的なCO濃度の上昇のリスクが低減でき、信頼性の高い燃料電池システムとすることが可能である。 Thus, according to the present embodiment, the risk of a temporary increase in CO concentration can be reduced by these recovery operations, and a highly reliable fuel cell system can be obtained.
前述した第1の実施形態では、水蒸気改質器またはオートサーマル等の改質器を備えた燃料電池システム(PAFC、SOFC、PEFC等)に本発明を適用した場合について述べたが、水素専用の燃料電池システムに対して本発明を適用することが可能である。 In the first embodiment described above, the case where the present invention is applied to a fuel cell system (PAFC, SOFC, PEFC, etc.) equipped with a reformer such as a steam reformer or autothermal has been described. The present invention can be applied to a fuel cell system.
この場合、リカバリ操作時に蒸気の制御とCO除去器の制御ができないことを除くと第1の実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。 In this case, operations and effects similar to those of the first embodiment can be obtained except that steam control and CO remover control cannot be performed during the recovery operation.
また、第1の実施形態では、燃料電池本体1の全電圧によるインターロック動作としたが、燃料電池を構成するセル又はセルブロックの電圧を制御装置5により監視し、このセル又はセルブロックの電圧のIV特性を学習することで、さらに高信頼性且つ高精度の制御が可能となる。
Further, in the first embodiment, the interlock operation is performed by the total voltage of the fuel cell main body 1. However, the voltage of the cell or cell block constituting the fuel cell is monitored by the
1…燃料電池本体、1a…アノード、1b…カソード、2…燃料処理装置、3…カソード空気供給装置、4…インバータ、5…制御装置、51…入出力手段、52…最小二乗法による演算手段、53…メモリ、54…判定手段、6…燃料供給システム、7…蒸気供給システム、8…改質器及びCO変成器、9…CO除去空気供給システム、10…CO除去器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell main body, 1a ... Anode, 1b ... Cathode, 2 ... Fuel processing device, 3 ... Cathode air supply device, 4 ... Inverter, 5 ... Control device, 51 ... Input / output means, 52 ... Calculation means by least
Claims (10)
前記燃料電池本体の運転時の電圧及び電流を検出する電圧及び電流検出手段を設け、
前記制御装置は、前記電圧及び電流検出手段により検出された電圧データ及び電流データを取込んで最小二乗法による演算により前記燃料電池本体の発電電圧と電流の関係を学習する演算手段と、この演算手段で求められた電圧データ及び電流データの関係を一定周期でテーブル化し、常に最新のIV特性として記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている最新のIV特性と前記電圧検出手段により検出された前記燃料電池本体の現在の運転電圧とを比較し、その差が最新のIV特性を考慮して設定される閾値より大きいとき制御出力を送出する判定手段とを備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。 A fuel cell body, a reformer for steam reforming the raw fuel to generate a hydrogen-rich gas, and CO from the hydrogen-rich gas reformed by the reformer to remove the CO to the anode of the fuel cell body A fuel processing apparatus having a CO remover by supplying air to be supplied, an air supplying apparatus for supplying oxygen to the cathode of the fuel cell main body, each device in the fuel processing apparatus, and a control device for controlling the air supplying apparatus In a fuel cell system composed of
A voltage and current detection means for detecting the voltage and current during operation of the fuel cell body is provided;
The control device includes calculation means for taking in voltage data and current data detected by the voltage and current detection means, and learning a relationship between the power generation voltage and current of the fuel cell main body by calculation using a least square method, and the calculation The relationship between the voltage data and current data obtained by the means is tabulated at a fixed period, and is always stored as the latest IV characteristics, and the latest IV characteristics stored in the storage means and the voltage detection means are detected. And determining means for sending a control output when the difference is larger than a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics. Fuel cell power generation system.
前記判定手段は、最新のIV特性を考慮して設定される閾値をリカバリ操作により電圧回復可能な第1のレベルとし、現在の運転電圧が該レベル以下のときリカバリ操作の制御出力を送出することを特徴とする燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 1,
The determination means sets a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics to a first level at which a voltage can be recovered by a recovery operation, and sends a control output of the recovery operation when the current operating voltage is lower than the level. A fuel cell power generation system.
リカバリ操作の制御出力として、燃料電池本体の出力抑制、改質水蒸気流量の出力増量、CO除去器の空気供給の増量、カソードに供給する空気の増量、原燃料の増量のいずれかであることを特徴とする燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 2, wherein
The control output of the recovery operation is any one of output suppression of the fuel cell main body, output increase of the reforming steam flow rate, increase of the CO supply air supply, increase of air supplied to the cathode, and increase of raw fuel. A fuel cell power generation system.
前記判定手段は、最新のIV特性を考慮して設定される閾値を前記第1のレベルよりも小さい第2のレベルとし、現在の運転電圧が該レベル以下のとき警報の制御出力を送出することを特徴とする燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 2, wherein
The determination means sets a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics to a second level smaller than the first level, and sends an alarm control output when the current operating voltage is lower than the first level. A fuel cell power generation system.
前記判定手段は、最新のIV特性を考慮して設定される閾値を前記第2のレベルよりも小さい第3のレベルとし、現在の運転電圧が該レベル以下のとき保護停止動作の制御出力を送出することを特徴とする燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 4, wherein
The determination means sets a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics to a third level smaller than the second level, and sends a control output of the protection stop operation when the current operating voltage is lower than the second level. A fuel cell power generation system.
前記燃料電池本体の運転時の電圧及び電流を検出する電圧及び電流検出手段を設け、
前記制御装置は、前記電圧及び電流検出手段により検出された電圧データ及び電流データを取込んで最小二乗法による演算により前記燃料電池本体の発電電圧と電流の関係を学習する演算手段と、この演算手段で求められた電圧データ及び電流データの関係を一定周期でテーブル化し、常に最新のIV特性として記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている最新のIV特性と前記電圧検出手段により検出された前記燃料電池本体の現在の運転電圧とを比較し、その差が最新のIV特性を考慮して設定される閾値より大きいとき制御出力を送出する判定手段とを備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。 Controlling the fuel cell body, a fuel processing device for supplying hydrogen to the anode of the fuel cell body, an air supply device for supplying oxygen to the cathode of the fuel cell body, the fuel processing device and the air supply device A fuel cell system comprising a control device for
A voltage and current detection means for detecting the voltage and current during operation of the fuel cell body is provided;
The control device includes calculation means for taking in voltage data and current data detected by the voltage and current detection means, and learning a relationship between the power generation voltage and current of the fuel cell main body by calculation using a least square method, and the calculation The relationship between the voltage data and current data obtained by the means is tabulated at a fixed period, and is always stored as the latest IV characteristics, and the latest IV characteristics stored in the storage means and the voltage detection means are detected. And determining means for sending a control output when the difference is larger than a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics. Fuel cell power generation system.
前記判定手段は、最新のIV特性を考慮して設定される閾値をリカバリ操作により電圧回復可能な第1のレベルとし、現在の運転電圧が該レベル以下のときリカバリ操作の制御出力を送出することを特徴とする燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 6, wherein
The determination means sets a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics to a first level at which a voltage can be recovered by a recovery operation, and sends a control output of the recovery operation when the current operating voltage is lower than the level. A fuel cell power generation system.
リカバリ操作の制御出力として、燃料電池本体の出力抑制、カソードに供給する空気の増量、原燃料の増量のいずれかであることを特徴とする燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 7, wherein
A fuel cell power generation system characterized in that the control output of the recovery operation is any one of output suppression of the fuel cell main body, increase of air supplied to the cathode, and increase of raw fuel.
前記判定手段は、最新のIV特性を考慮して設定される閾値を前記第1のレベルよりも小さい第2のレベルとし、現在の運転電圧が該レベル以下のとき警報の制御出力を送出することを特徴とする燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 7, wherein
The determination means sets a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics to a second level smaller than the first level, and sends an alarm control output when the current operating voltage is lower than the first level. A fuel cell power generation system.
前記判定手段は、最新のIV特性を考慮して設定される閾値を前記第2のレベルよりも小さい第3のレベルとし、現在の運転電圧が該レベル以下のとき保護停止動作の制御出力を送出することを特徴とする燃料電池発電システム。 The fuel cell power generation system according to claim 9, wherein
The determination means sets a threshold value set in consideration of the latest IV characteristics to a third level smaller than the second level, and sends a control output of the protection stop operation when the current operating voltage is lower than the second level. A fuel cell power generation system.
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