电力控制设备、电力控制方法以及电力控制系统

摘要

一种用于电力控制系统的电力控制设备20，电力控制系统设置有太阳能电池11、蓄电池12以及在电流传感器40检测到正向电力流动时发电的燃料电池33，电力控制设备20包括虚拟输出单元50和控制器27，虚拟输出单元50配置为产生由电流传感器40检测的虚拟电流，控制器27配置为控制虚拟输出单元50，其中，控制器27获得蓄电池12的蓄电量和太阳能电池11的输出值中的至少一个，并且基于蓄电量和输出值中的至少一个以及由电流传感器40检测到的虚拟电流来控制燃料电池33的发电量。

权利要求

1.一种用于电力控制系统的电力控制设备，所述电力控制系统设置有太阳能电池、蓄电池以及在电流传感器检测到正向电力流动时发电的燃料电池，所述电力控制设备包括：虚拟输出单元，配置为产生由所述电流传感器检测的虚拟电流；

获得单元，配置为获得所述蓄电池的蓄电量和所述太阳能电池的输出值；以及控制器，配置为控制所述虚拟输出单元，其中，所述控制器基于所述蓄电量和所述输出值中的至少一个，调整由所述电流传感器检测到的所述虚拟电流来控制所述燃料电池的发电量。

2.根据权利要求1所述的电力控制设备，其中，当所述蓄电量等于或小于第一阈值时，所述控制器控制所述发电量满足第一预定值。

3.根据权利要求2所述的电力控制设备，其中，当所述蓄电量等于或大于比所述第一阈值大的第二阈值时，所述控制器控制所述发电量满足比所述第一预定值小的第二预定值。

4.根据权利要求2所述的电力控制设备，其中，当所述蓄电量等于或大于比所述第一阈值大的第二阈值时，所述控制器停止所述燃料电池的发电操作。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力控制设备，其中，当所述输出值等于或小于第三阈值时，所述控制器控制所述发电量满足第三预定值。

6.根据权利要求5所述的电力控制设备，其中，当所述输出值等于或大于比所述第三阈值大的第四阈值时，所述控制器控制所述发电量满足比所述第三预定值小的第四预定值。

7.根据权利要求1所述的电力控制设备，其中，当将所述蓄电量和所述输出值相加获得的合计电量等于或小于第五阈值时，所述控制器控制所述发电量满足第五预定值。

8.根据权利要求7所述的电力控制设备，其中，当所述合计电量等于或大于比所述第五阈值大的第六阈值时，所述控制器控制所述发电量满足比所述第五预定值小的第六预定值。

9.根据权利要求1所述的电力控制设备，其中，所述控制器通过将所述虚拟电流调整为在与所述正向电力流动的方向相反的方向上来控制所述发电量。

10.一种电力控制系统的电力控制方法，所述电力控制系统设置有控制器，所述控制器配置为控制太阳能电池、蓄电池以及在电流传感器检测到正向电力流动时发电的燃料电池，并且还控制虚拟输出单元，所述虚拟输出单元配置为产生由所述电流传感器检测的虚拟电流，所述电力控制方法包括：第一步骤，获得所述蓄电池的蓄电量和所述太阳能电池的输出值；以及

第二步骤，基于获得的所述蓄电量和所述输出值中的至少一个，通过调整由所述电流传感器检测到的所述虚拟电流来控制所述燃料电池的发电量。

11.根据权利要求10所述的电力控制方法，其中，

在所述第一步骤中，获得处于从电网断开的状态下的所述太阳能电池的输出值，在所述第二步骤中，将在所述第一步骤获得的所述输出值与预定参考值互相比较，当所述输出值等于或大于所述预定参考值时，所述燃料电池、所述太阳能电池和所述蓄电池的优先顺序为按照所述太阳能电池、所述蓄电池和所述燃料电池的顺序的第一优先顺序，当所述输出值小于所述预定参考值时，所述燃料电池、所述太阳能电池和所述蓄电池的优先顺序为按照所述燃料电池、所述蓄电池和所述太阳能电池的顺序的第二优先顺序，以及在从所述电网断开的状态下，至少在所述第二优先顺序适用的情况下，基于在所述第一步骤获得的所述输出值控制所述燃料电池的发电量。

12.根据权利要求11所述的电力控制方法，其中，当所述第二优先顺序适用并且所述输出值等于或小于第三阈值时，将所述发电量控制成满足第三预定值。

13.根据权利要求12所述的电力控制方法，其中，当所述第二优先顺序适用并且所述输出值等于或大于比所述第三阈值大的第四阈值时，将所述发电量控制成满足比所述第三预定值小的第四预定值。

14.一种电力控制系统，所述电力控制系统设置有控制器，所述控制器用于控制太阳能电池、蓄电池、以及在电流传感器检测到正向电力流动时发电的燃料电池，并且还控制虚拟输出单元，所述虚拟输出单元配置为产生由所述电流传感器检测到的虚拟电流，所述电力控制系统还设置有获得单元，配置为获得所述蓄电池的蓄电量和所述太阳能电池的输出值，其中，在从电网断开的状态下，所述控制器基于所述蓄电池的蓄电量和所述太阳能电池的输出值中的至少一个，通过调整由所述电流传感器检测到的所述虚拟电流来控制所述燃料电池的发电量。

15.根据权利要求14所述的电力控制系统，其中，

当所述蓄电量等于或小于第一阈值时，将所述发电量控制成满足第一预定值，当所述蓄电量等于或大于比所述第一阈值大的第二阈值时，将所述发电量控制成满足比所述第一预定值小的第二预定值，以及当所述蓄电量大于所述第一阈值并且小于所述第二阈值时，基于所述蓄电量和所述虚拟电流控制所述发电量。

说明书

电力控制设备、电力控制方法以及电力控制系统

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2014年4月24日提交的第2014-90639号日本专利申请的优先权和权益，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

[0003] 本公开涉及用于控制多个分布式电源的电力控制设备、电力控制方法以及电力控制系统。

背景技术

[0004] 例如，以下的专利文献1公开了作为用于控制多个分布式电源的系统的电力供给系统，该电力供给系统设置有用于向电力负载供给产生的电力的发电设备、用于向电力负载供给电力的蓄电池、用于测量从蓄电池供给至电力负载的电力的电力测量设备以及控制器。在该电力供给系统中，在电力负载消耗电力期间，控制器控制发电设备和蓄电池，使得由电力测量设备测量的电力满足大于零的预定电力值。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本专利公开2013-243794号公报

发明内容

[0008] 发明要解决的问题

[0009] 在使用发电设备和蓄电池作为分布式电源时，假定使用诸如太阳能电池、燃料电池等的多个发电设备作为发电设备。在这种情况下，期望对诸如太阳能电池、燃料电池、蓄电池等多个分布式电源进行集中管理和操作。

[0010] 然而，燃料电池由于其特性而对于减小发电量的控制呈现出充分的跟踪性并且对于增大发电量的控制呈现出不充分的跟踪性。此外，由于燃料电池使用燃料，期望通过减小输出(发电量)以非常经济的方式操作燃料电池。因此，在这种电力供给系统中，担心的是，当蓄电池的蓄电量(电池电量)低时，如果限制燃料电池的发电量，则在蓄电池由于太阳能电池的输出急剧减小或负载急剧增大而不能供给负载的电力的情况下，不能跟踪燃料电池的发电量，从而导致不可使用负载的状态。

[0011] 因此，鉴于以上问题，本发明的目的在于，提供适当地控制分布式电源的操作并且因此能够将电力稳定地供给至负载的电力控制设备、电力控制方法和电力控制系统。

[0012] 解决问题所需手段

[0013] 为了解决上述问题，根据本公开的电力控制设备用于电力控制系统，该电力控制系统设置有太阳能电池、蓄电池以及在电流传感器检测到正向电力流动时发电的燃料电池，电力控制设备包括：

[0014] 虚拟输出单元，配置为产生由电流传感器检测的虚拟电流；以及[0015] 控制器，配置为控制虚拟输出单元，其中，

[0016] 控制器获得蓄电池的蓄电量和太阳能电池的输出值中的至少一个，并且基于蓄电量和输出值中的至少一个以及由电流传感器检测到的虚拟电流来控制燃料电池的发电量。

[0017] 另外，为了解决上述问题，本公开的电力控制方法是电力控制系统的电力控制方法，该电力控制系统设置有控制器，控制器用于控制太阳能电池、蓄电池以及在电流传感器检测到正向电力流动时发电的燃料电池，并且还控制虚拟输出单元，虚拟输出单元配置为产生由电流传感器检测的虚拟电流，电力控制方法包括：

[0018] 第一步骤，获得蓄电池的蓄电量和太阳能电池的输出值中的至少一个；以及[0019] 第二步骤，基于蓄电量和输出值中的至少一个以及由电流传感器检测到的虚拟电流来控制燃料电池的发电量。

[0020] 根据本公开一个实施方式的电力控制系统，其设置有控制器，控制器用于控制太阳能电池、蓄电池以及在电流传感器检测到正向电力流动时发电的燃料电池，并且还控制虚拟输出单元，虚拟输出单元配置为产生由电流传感器检测的虚拟电流，其中：

[0021] 在与电网断开的状态下，控制器基于蓄电池的蓄电量和太阳能电池的输出值中的至少一个以及由电流传感器检测到的虚拟电流来控制燃料电池的发电量。

[0022] 发明效果

[0023] 根据本公开，多个分布式电源的操作被适当地控制，并且可将电力稳定地供给至负载。

附图说明

[0024] 图1是示出根据第一实施方式的电力控制系统的示意性配置的框图。

[0025] 图2是示出图1的虚拟电流电路的配线的视图。

[0026] 图3是示出在互连操作期间的控制实施例的视图。

[0027] 图4是示出在独立操作期间的控制实施例的视图。

[0028] 图5是示出在独立操作期间的控制实施例的流程图。

[0029] 图6是示出在独立操作期间控制燃料电池的发电量的实施例的视图。

[0030] 图7是示出在独立操作期间控制燃料电池的发电量的另一个实施例的视图。

[0031] 图8是示出根据第二实施方式通过电力控制系统进行的、独立操作期间的控制实施例的流程图。

[0032] 图9是示出基于图8的第二优先顺序的控制实施例的流程图。

[0033] 图10是示出基于第二优先顺序控制燃料电池的发电量的实施例的视图。

具体实施方式

[0034] (第一实施方式)

[0035] 图1是示出根据本发明第一实施方式的电力控制系统的示意性配置的框图。图1中示出的电力控制系统包括太阳能电池11、功率调节器(电力控制设备)20、配电板31、负载32和燃料电池33。这里，燃料电池33是例如SOFC(Solid Oxide Fuel Cell，固体氧化物燃料电池)等。

[0036] 通常，电力控制系统执行与电网(商用电线)的互连操作并且将由电网供给的电力和来自各个分布式电源(太阳能电池11、蓄电池12和燃料电池33)的电力供给负载32。而且，当由于电力中断等而不存在来自电网的电力供给时，电力控制系统执行独立操作，并且将来自各个分布式电源的电力供给至负载(负载32和虚拟电流负载51)。另外，当电力控制系统执行独立操作时，各个分布式电源从电网断开，并且当电力控制系统执行互连操作时，各个分布式电源与电网并联。

[0037] 在图1中，连接各个功能块的实线代表配线，流过电力配线，并且连接各个功能块的虚线代表控制信号或所通信的信息的流动。由虚线指示的通信可以是有线通信或无线电通信。对于各个层的控制信号和信息的通信可采用多种通信方法。例如，控制信号和信息的通信可采用诸如ZigBee(注册商标)等的短距离通信方法。或者，控制信号和信息的通信可使用各种传输介质，诸如红外通信、电力线通信(PLC：Power Line Communication)等。另外，在包括适于各种通信的物理层的下层之上，可使用诸如ZigBee SEP2.0(Smart Energy Profile 2.0，智能能源规范2.0)、ECHONETLite(注册商标)等的仅规定逻辑层的各种通信协议。

[0038] 太阳能电池11将太阳能转换成DC电力。太阳能电池11包括例如具有光电转换电池的、以矩阵形式连接的发电单元，并且配置为输出预定的短路电流(例如10A)。太阳能电池11可以是能够进行光电变换的任一类型，诸如硅基多晶太阳能电池、硅基单晶太阳能电池、薄膜光伏电池(诸如CIGS)等。

[0039] 蓄电池12由锂离子电池、镍-氢电池等组成。蓄电池12可通过释放充入的电力来供给电力。除由电网或太阳能电池11供给的电力外，如下所述，蓄电池12还可使用由燃料电池33供给的电力充电。

[0040] 功率调节器20转换由太阳能电池11和蓄电池12供给的DC电力和由电网和燃料电池33供给的AC电力，并且执行对互连操作与独立操作之间的切换控制。功率调节器20包括逆变器21、互连操作开关22和23、独立操作开关24、获得单元25、存储单元26、控制整个电力控制系统的控制器27、电流传感器40和虚拟电流电路(虚拟输出单元)50。另外，互连操作开关23和虚拟电流电路50可设置在功率调节器20外部。

[0041] 逆变器21是双向逆变器并且将从太阳能电池11和蓄电池12供给的DC电力转换成AC电力以及将从电网和燃料电池33供给的AC电力转换成DC电力。另外，在逆变器21的上游，可设置转换器以使来自太阳能电池11和蓄电池12的DC电力升压至某一电压。

[0042] 互连操作开关22和23和独立操作开关24分别配置有继电器、晶体管等，并且被控制成导通/断开。如图中所示，独立操作开关24布置在燃料电池33与蓄电池12之间。互连操作开关22和23与独立操作开关24同步切换，以避免两者同时导通(或断开)。更详细地，当互连操作开关22和23导通时，独立操作开关24同步地断开，并且当互连操作开关22和23断开时，独立操作开关24同步地导通。通过使得用于向互连操作开关22和23传输控制信号的配线分支至独立操作开关24以硬件方式实现互连操作开关22和23以及独立操作开关24的同步控制。当然，对于相同的控制信号，可为各个开关独立地设定导通和断开状态。另外，互连操作开关22和23以及独立操作开关24的同步控制还可通过控制器27以软件方式实现。

[0043] 获得单元25以适当的时序获得太阳能电池11的输出值和蓄电池12的蓄电量(电池电量)。如此获得的输出值和蓄电量被传输至控制器27。存储单元26配置有例如半导体存储器等，并且存储各种信息和用于操作功率调节器20的程序，并且用作工作存储器。存储单元26存储由获得单元25获得的输出值和蓄电量，并且将与蓄电量对应的、燃料电池33的发电量存储为表格。

[0044] 控制器27配置有例如微型计算机，并且基于诸如栅极电压的增大、电力中断的情况等而控制逆变器21、互连操作开关22和23以及独立操作开关24等的操作。在互连操作期间，控制器27将互连操作开关22和23切换成导通并且将独立操作开关24切换成断开。而且，在独立操作期间，控制器27将互连操作开关22和23切换成断开并且将独立操作开关24切换成导通。而且，控制器27基于由获得单元25获得的太阳能电池11的最新输出值以及由获得单元25获得的蓄电池12的最新蓄电量来控制逆变器21和虚拟电流电路50。下文将描述电流传感器40和虚拟电流电路50。

[0045] 在互连操作期间，配电板31将由电网供给的电力划分到多个支路中来向负载32分配电力。而且，在独立操作期间，配电板31将由多个分布式电源(太阳能电池11、蓄电池12和燃料电池33)供给的电力划分到多个支路中来向负载32分配电力。这里，负载32是消耗电力的电力负载，例如可以是：家中使用的空调、微波炉或电视等各种电器；以及商业和工业设施中使用的空气调节设备、照明器具等机器、照明设备等。

[0046] 燃料电池33包括通过使用氢气与空气中的氧气的化学反应来生成DC电力的电池、将所生成的DC电力转换成100V或200V的AC电力的逆变器以及其他辅助部件。这里，作为燃料电池33的燃料电池是可在不经过功率调节器20的情况下向负载32供给AC电力的系统，并且因此，燃料电池无需假定与功率调节器20的连接来进行设计，并且可以是通用系统。

[0047] 燃料电池33在电流传感器40检测到正向电力流动(在购电方向上的电流)时发电，并且执行在发电期间跟踪负载32的电力消耗的负载跟踪操作、跟踪蓄电池12的蓄电量的蓄电量跟踪操作、或者基于预定的额定功率值的额定操作。在负载跟踪操作期间的负载跟踪范围是例如200W至700W。在额定操作期间的额定功率值是例如200W或700W。燃料电池33在互连操作期间执行负载跟踪操作或额定操作，并且在独立操作期间执行蓄电量跟踪操作或额定操作。

[0048] 电流传感器40检测电网与燃料电池33之间的电流流动。在日本，因为规定由燃料电池33生成的电力不可售，所以当电流传感器40检测出向电网侧的反向电力流动(在售电方向上的电流)时，燃料电池33停止发电。当电流传感器40检测到正向电力流动时，认为燃料电池33能够将其自身的电力供给至负载32，并且燃料电池33在负载跟踪操作、充电量跟踪操作或额定操作期间进行发电。另外，如下所述，从电力消耗的视角看，优选地，电流传感器40设置在功率调节器20中的这样的位置处，即，通过燃料电池33发电而生成的电流在独立操作期间不流过该位置。

[0049] 这里，在图1的电力控制系统中，在燃料电池33和蓄电池12从电网断开的状态下，通过虚拟电流电路50使在与正向电力流动的方向相同的方向上的、虚拟的电流(虚拟电流)流动至电流传感器40。由此，电力控制系统控制燃料电池33来执行蓄电量跟踪操作或额定操作，并且将由燃料电池33生成的电力供给至负载32。下文是经由虚拟电流电路50通过虚拟电流进行的燃料电池33的发电控制的详细描述。

[0050] 虚拟电流电路50可将虚拟电流供给至电流传感器40，其中，虚拟电流是在与正向电力流动的方向相同的方向上的电流。虚拟电流电路50是用于接收从功率调节器20供给的电力的系统，并且包括虚拟电流51、同步开关52和虚拟电流控制开关53。

[0051] 图2是示出虚拟电流电路50的配线的视图。在图2中，电网使用200V的单相三线。在这种情况下，电压线中的一个和中性线连接至虚拟电流电路50。如图所示，虚拟电流电路50的连接线配置成通过分别设置在两个电压线处的电流传感器40。另外，虚拟电流电路50可以与功率调节器20形成为一个整体或者独立于功率调节器20形成。

[0052] 虚拟电流负载51是为了调整虚拟电流电路50中的电流而适当地设置的负载。可将虚拟电流电路50外部的负载用作虚拟电流负载51。可替代地，控制器27控制虚拟电流电路50以使虚拟电流在与正向电力流动的方向相反的方向上流动，并且调整由电流传感器40检测出的虚拟电流。同步开关52用于将从功率调节器20供给至虚拟电流电路50的电力的一部分供给至电流传感器40作为在与正向电力流动的方向相同方向上的虚拟电流。虚拟电流控制开关53用作防止燃料电池33因虚拟电流而不必要地发电。同步开关52和虚拟电流控制开关53分别配置有中继器、晶体管等，并且分别通过功率调节器20的控制器27而导通/关断。

[0053] 同步开关52被控制成与功率调节器20的独立操作开关24同步地导通/关断。也就是说，与独立操作开关24相同，同步开关52在互连操作期间关断，并且在独立操作期间导通。具体地，同步开关52与电网的断开/并联的切换同步地切换，并且在断开期间使虚拟电流流动而在与电网并联期间不使虚拟电流流动。独立操作开关24和同步开关52的同步控制通过将向独立操作开关24的控制信号的配线分支到同步开关52以硬件方式实现。另外，独立操作开关24和同步开关52的同步控制可通过控制器27的控制以软件方式实现。

[0054] 虚拟电流控制开关53在蓄电池12充电完成时关断并且在蓄电池12充电未完成时导通。这里，“在蓄电池12充电完成时”意指蓄电池12至少被充电到预定值。另外，控制器27可配置为通过经由获得单元25与蓄电池12的通信来确定充电是否完成。在独立操作期间蓄电池12充电完成并且虚拟电流控制开关53关断时，虚拟电流停止流向电流传感器40。因此，燃料电池33可停止不必要的发电。

[0055] 接下来，将描述通过图1中的电力控制系统的控制实施例。

[0056] 图3是示出在互连操作期间通过电力控制系统的控制的实施例。在这种情况下，控制功率调节器20的每个开关使得互连操作开关22和23导通并且独立操作开关24关断。而且，控制虚拟电流电路50的每个开关使得同步开关52关断并且虚拟电流控制开关53根据蓄电池12的蓄电量而导通或关断。

[0057] 在互连操作期间，如由粗箭头所指示，AC100V(或200V)从电网供给至负载32。当蓄电池12充电未完成时，功率调节器20将来自电网的AC电力转换成DC电力并且给蓄电池12充电。此外，功率调节器20可将由太阳能电池11产生的电力转换成AC电力，并且使AC电力逆向地流动至电网或出售过多的电力。另外，虽然功率调节器20配置为能够将来自电网的电力和来自分布式电源(太阳能电池11和蓄电池12)的电力输出至虚拟电流电路50，但是，由于同步开关52在互连操作期间断开，所以虚拟电流不向电流传感器40供给。正向电力(在购电方向上的电流)从电网流动至电流传感器40。由此，燃料电池33在其发电量受限时执行负载跟踪操作，并且通过配电板31将电力供给至负载32。

[0058] 图4是示出在独立操作期间电力控制系统的控制实施例的视图。另外，在图4中，假定蓄电池12充电未完成。在这种情况下，控制功率调节器20的每个开关使得互连操作开关22和23关断并且独立操作开关24导通。而且，控制虚拟电流电路50的每个开关使得同步开关52导通并且虚拟电流控制开关53导通。

[0059] 在独立操作期间，由功率调节器20经由独立操作开关24将分布式电源(太阳能电池11和蓄电池12)的电力供给至负载32和虚拟电流电路50。这里，担心的是，如果与互联操作时相同地限制燃料电池33的发电量，则在蓄电池12的蓄电量低时，在太阳能电池11的发电量急剧减少或负载32急剧增大的情况下，如上所述，导致不能追踪燃料电池33的发电量，从而导致电力控制系统不可使用负载32的状态。

[0060] 因此，根据本实施方式，控制器27基于由获得单元25获得的蓄电池12的最新蓄电量来控制燃料电池33的发电量。下文参照图5和图6更详细地描述在独立操作期间的控制实施例。

[0061] 图5是示出在独立操作期间的控制实施例的流程图。图6是示出在独立操作期间控制燃料电池33的发电量的实施例的视图。在图5中，控制器27首先确定由获得单元25获得的蓄电量A(Wh)是否等于或大于阈值a2(第二阈值)(步骤S501)。阈值a2是例如允许蓄电池12充电完成被确定的阈值并且可以被适当设定为例如满蓄电量amax的75％的值等。

[0062] 在步骤S501中，当确定蓄电量A等于或大于a2(步骤S501中“是”的情况)时，控制器27将虚拟电流电路50的虚拟电流控制开关53关断，并且停止燃料电池33的发电操作(步骤S503)。

[0063] 然后，控制器27确定蓄电量A是否小于阈值a2并且大于比阈值a2小的阈值a1(第一阈值)(步骤S505)。基于负载32的电力消耗，阈值a1可适当地设定为例如蓄电池12的满蓄电量的25％的值。另一方面，当在步骤501中确定蓄电量A小于阈值a2(步骤S501中“否”的情况)时，控制器27执行步骤S505的处理。

[0064] 当在步骤S505中确定蓄电量A满足a2>A>a1(步骤S505中“是”的情况)时，控制器27根据存储单元26中存储的表格基于蓄电量A和由电流传感器40检测的虚拟电流设定燃料电池33的发电量B(W)，并且控制燃料电池33来执行蓄电量跟踪操作(步骤S507)。然后，控制器27确定蓄电量A是否等于或小于阈值a1(步骤S509)。另一方面，当在步骤S505确定蓄电量A不满足a2>A>a1(步骤S505中“否”的情况)时，控制器27执行步骤S509的处理。

[0065] 当在步骤S509中确定蓄电量A等于或小于阈值a1(步骤S509中“是”的情况)时，控制器27将发电量B设定为第一预定值(步骤S511)，并且控制燃料电池33以第一预定值执行额定操作。这里，第一预定值可设定为例如燃料电池33的输出的最大值bmax(例如700W)或设定为小于最大值bmax的预定值。根据本实施方式，为了方便起见，将第一预定值设定成最大值bmax。另一方面，当在步骤S509中确定蓄电量A大于阈值a1(步骤S509中“否”的情况)时，控制器27进行步骤S501并且重复如上所述的处理。

[0066] 另外，根据情况，在如上所述的独立操作期间，燃料电池33的发电量B中超过负载32的电力消耗的剩余电力适当地用于给蓄电池12充电。

[0067] 根据本实施方式，如上所述，在独立操作期间，确认蓄电池12的蓄电量A，并且当蓄电量A等于或大于视为蓄电池A充满电的阈值a2时，燃料电池33的发电操作停止。因此，即使在太阳能电池11的输出值急剧减小或负载32急剧增大的情况下，电力控制系统也可将电力稳定地供给至负载32，并且还抑制气体消耗。此外，当蓄电量A满足a2>A>a1时，电力控制系统基于蓄电池12的蓄电量和由电流传感器40检测到的虚拟电流控制燃料电池33的发电量B，并且当蓄电池12的蓄电量A等于或小于阈值a1时，电力控制系统控制燃料电池33以最大发电量bmax执行额定操作。有此，即使在太阳能电池11的输出值急剧减小或者负载32急剧增大的情况下，电力控制系统也可将电力稳定地供给至负载32。

[0068] 或者，在独立操作期间，虚拟电流电路50可以使虚拟电流控制开关53一直导通，并且在图5中的步骤S501中，当确定蓄电量A等于或大于a2时，可不在步骤S503中停止发电而将发电量B设定为比第一预定值小的第二预定值，并且可以以第二预定值使燃料电池33执行额定操作。这里，如图7所示，第二预定值可设定为燃料电池33的输出的最小值bmin(例如，200W)或者大于最小值bmin的预定值。在图7中，为了方便起见，第二预定值可设定为最小值bmin。此外，在图6和图7中，在蓄电量A处于阈值a2与阈值a1之间的情况的蓄电量跟踪操作中，燃料电池33的发电量B相对于蓄电量A可线性地变化、台阶状变化或曲线状变化。

[0069] (第二实施方式)

[0070] 接下来，将描述根据第二实施方式的电力控制系统。在具有包括太阳能电池、蓄电池和燃料电池的分布式电源的电力控制系统中，在独立操作期间，从用户角度的经济方面考虑，通常，分布式电源的使用的优先顺序是太阳能电池、蓄电池、燃料电池的顺序。然而，如果固定该优先顺序则在太阳能电池未充分发电并且蓄电池的蓄电量(电池电量)低时可能导致不可使用负载的状态。

[0071] 因此，根据本实施方式，在具有图1中所示的配置的电力控制系统中，构成电力控制设备的功率调节器20基于太阳能电池11的输出值在独立操作期间控制分布式电源(太阳能电池11、蓄电池12和燃料电池33)的使用的优先顺序。下文描述根据本实施方式的操作。另外，互连操作期间的操作与第一实施方式的操作相同，因此将省略其描述，并且将仅描述独立操作期间的操作。

[0072] 图8是示出在独立操作期间的控制实施例的流程图。首先，控制器27确定由获得单元25获得的太阳能电池11的输出值C(W)是否等于或大于顺序参考值c0(步骤S801)。顺序参考值c0是例如足够高而能够使负载32运转的输出值，并且可适当地设定。因此，当满足C≥c0(步骤S801中“是”的情况)时，控制器27将分布式电源的使用优先顺序设定为太阳能电池11、蓄电池12、燃料电池33的第一优先顺序并且基于第一优先顺序执行控制(步骤S803)。与之相对，当满足C

[0073] 在步骤S803中基于第一优先顺序进行控制期间，控制器27例如以与第一实施方式相同的方式通过控制燃料电池33的发电量来执行独立操作。此外，在步骤S805中基于第二优先顺序进行控制期间，如在例如图9和图10中所示，控制器27通过控制燃料电池33的发电量来执行独立操作。

[0074] 图9是示出在独立操作期间基于第二优先顺序的控制实施例的流程图。图10是示出基于第二优先顺序控制燃料电池33的发电量的实施例的视图。根据本实施方式，存储单元26将燃料电池33的与太阳能电池11的输出值C(W)对应的发电量B(W)存储为表格。在图9中，控制器27首先确定由获得单元25获得的太阳能电池11的输出值C是否等于或大于阈值c4(第四阈值)(步骤S901)。阈值c4是例如能够使负载32基本上稳定地运转的输出值，并且可适当地设定为例如太阳能电池11的最大输出值cmax的75％的值。

[0075] 在步骤S901中，当确定输出值C等于或大于c4时(步骤S901中“是”的情况)，控制器27将发电量B设定为第四预定值并且使燃料电池33以第四预定值执行额定操作(步骤S903)。这里，第四预定值可设定成等于第一实施方式的第二预定值，或者可设定成与第一实施方式的第二预定值不同。根据本实施方式，为了方便起见，将第四预定值设定为最小值bmin(例如，200W)，并且使燃料电池33以最小发电量bmin执行额定操作。

[0076] 然后，控制器27确定输出值C是否小于阈值c4并且大于比阈值c4小的阈值c3(第三阈值)(步骤S905)。阈值c3基于负载32的电力消耗而被适当地设定为例如太阳能电池11的最大输出值的25％的值等。另外，以上阐述的顺序参考值c0可设定成例如阈值c4与阈值c3之间的适当值。另一方面，当在步骤S901确定输出值C小于阈值c4(步骤S901中“否”的情况)时，控制器27执行步骤S905的处理。

[0077] 当在步骤S905中确定输出值C满足c4>C>c3(步骤S905中“是”的情况)时，控制器27根据存储单元26中存储的表格基于输出值C和由电流传感器40检测的虚拟电流来设定燃料电池33的发电量B，并且执行燃料电池33的输出值跟踪操作(步骤S907)。然后，控制器27确定输出值C是否等于或小于阈值c3(步骤S909)。在另一方面，当在步骤S905中确定输出值C不满足c4>C>c3(步骤S905中“否”的情况)时，控制器27执行步骤S909的处理。

[0078] 当在步骤S909中确定输出值C等于或小于阈值c3(步骤S909中“是”的情况)时，控制器27将发电量B设定为第三预定值并且使燃料电池33以第三预定值执行额定操作(步骤S911)。这里，第三预定值可设定成等于第一实施方式的第一预定值，或可设定成与第一实施方式的第一预定值不同。根据本实施方式，为了方便起见，将第三预定值设定成最大值bmax(例如，700W)，并且燃料电池33的额定操作以最大发电量bmax执行。在另一方面，当在步骤S909确定输出值C大于阈值c3(步骤S909中“否”的情况)时，控制器27进行步骤S901并且重复如上所述的处理。

[0079] 另外，在以上所述的独立操作期间，与第一实施方式相同，燃料电池33的发电量B中超过负载32的电力消耗的剩余电力适当地用于给蓄电池12充电。

[0080] 根据本实施方式，如上所述，在独立操作期间，确认太阳能电池11的输出值C，并且将输出值C与顺序参考值c0互相比较。当满足C≥c0时，以太阳能电池11、蓄电池12和燃料电池33的第一优先顺序控制分布式电源。当满足CC>c3时，电力控制系统基于输出值C和由电流传感器40检测的虚拟电流来控制发电量B，并且当输出值C等于或小于阈值c3时，电力控制系统使燃料电池33以最大发电量bmax执行额定操作。由此，即使在太阳能电池11的发电量急剧减小或者负载32急剧增大的情况下，电力控制系统也可不受蓄电池12的蓄电量影响而将电力稳定地供给至负载32。

[0081] 另外，在图10中，在输出值C处于阈值c4与阈值c3之间的情况的输出值跟踪操作中，燃料电池33的发电量B相对于输出值C可线性地变化、台阶状变化，或者曲线状变化。而且，在图8的步骤S803中基于第一优先顺序的控制不限于根据第一实施方式的控制，而是可以是基于该优先顺序的已知控制。

[0082] 虽然基于附图和实施方式描述了本发明，但是应理解的是，本领域普通技术人员可基于本公开容易地实现各种修改和改变。因此，这些修改和改变包括在本公开的范围内。例如，包括在每个构件、装置和步骤中的功能等可以以逻辑上一致的方式重新布置以便将多个装置或步骤结合到一起或将多个装置或步骤分离。此外，通过将第一实施方式与第二实施方式结合，本公开的电力控制系统例如可考虑太阳能电池11的输出值和蓄电池12的蓄电量两者来控制燃料电池33的发电量。例如，可将太阳能电池11的输出值和蓄电池12的蓄电量相加，并且可基于所获得合计电量与第五阈值和第六阈值(第五阈值﹤第六阈值)之间的比较来以与第一实施方式和第二实施方式相同的方式控制燃料电池33的发电量。也就是说，当合计电量等于或小于第五阈值时，将燃料电池33的发电量控制为满足预定的第五预定值，并且当合计电量等于或大于第六阈值时，将燃料电池33的发电量控制为满足比第五预定值小的第六预定值。

[0083] 符号说明

[0084] 11  太阳能电池

[0085] 12  蓄电池

[0086] 20  功率调节器(电力控制设备)

[0087] 21  逆变器

[0088] 22、23  互连操作开关

[0089] 24  独立操作开关

[0090] 25  获得单元

[0091] 26  存储单元

[0092] 27  控制器

[0093] 31  配电板

[0094] 32  负载

[0095] 33  燃料电池

[0096] 40  电流传感器

[0097] 50  虚拟电流电路(虚拟输出单元)

[0098] 51  虚拟电流负载

[0099] 52  同步开关

[0100] 53  模拟电流控制开关