特許 7603227 電力制御方法、電力制御装置、および、電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】電力制御方法、電力制御装置、および、電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/46 20060101AFI20241213BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20241213BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20241213BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20241213BHJP

【ＦＩ】

H02J3/46

H02J3/32

H02J3/38 130

H02J3/38 170

H02J7/35 K

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2024561654

(86)(22)【出願日】2024-08-30

(86)【国際出願番号】 JP2024031185

【審査請求日】2024-10-17

(31)【優先権主張番号】P 2023169314

(32)【優先日】2023-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 崇志

(72)【発明者】

【氏名】井口 裕亮

(72)【発明者】

【氏名】福岡 将

(72)【発明者】

【氏名】清水 敦志

【審査官】新田 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－８０３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６４３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／００１９６３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／４６

Ｈ０２Ｊ ３／３２

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｊ ７／３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池装置および蓄電装置を備える分散型電源システムより電力需要家の電力負荷に対して電力を供給する際に、
前記燃料電池装置の発電電力の計画値に前記燃料電池装置の発電電力を制御するステップと、
前記制御を実行しているときに、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が、１００％よりも小さい上限値よりも大きいとき、前記計画値を減少させる第１の補正、または、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が０％よりも大きい下限値よりも小さいとき、前記計画値を増加させる第２の補正を実行するステップと、を備える、電力制御方法。

【請求項2】

前記第１の補正または前記第２の補正が維持される第１の所定期間は、前記計画値が維持される第２の所定期間よりも短い、請求項１に記載の電力制御方法。

【請求項3】

前記計画値が切り替わる前の第３の所定期間または前記計画値が切り替わった後の第４の所定期間において、前記第１の補正または前記第２の補正を実行しない、請求項１に記載の電力制御方法。

【請求項4】

前記第３の所定期間または第４の所定期間は、前記計画値を切り替えた後、前記燃料電池装置の出力が計画値に到達するまでに必要な時間以上の長さである、請求項３に記載の電力制御方法。

【請求項5】

前記第１の補正または前記第２の補正の実行を開始後、第５の所定期間は、前記第１の補正または前記第２の補正を実行しない、請求項１に記載の電力制御方法。

【請求項6】

前記分散型電源システムは、更に、太陽光発電装置を備え、
前記制御を実行しているときに、直前の第６の所定期間における電力需要家の需要電力の実績値と前記太陽光発電装置の発電電力の実績値および前記計画値の総和との差分から所定時間後の前記蓄電装置の充電率を推定する、請求項１に記載の電力制御方法。

【請求項7】

燃料電池装置および蓄電装置を備える分散型電源システムの電力制御装置であって、
前記燃料電池装置の発電電力の計画値を記憶する記憶器と、
前記分散型電源システムより電力需要家の電力負荷に対して電力を供給する際に、前記燃料電池装置の発電電力の計画値に前記燃料電池装置の発電電力を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記制御を実行しているときに、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が、１００％よりも小さい上限値よりも大きいとき、前記計画値を減少させる第１の補正、または、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が０％よりも大きい下限値よりも小さいとき、前記計画値を増加させる第２の補正を実行する、電力制御装置。

【請求項8】

燃料電池装置と、
蓄電装置と、
請求項７に記載の電力制御装置を備える、電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力制御方法、電力制御装置、および、電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

電源システムの電力制御に関して、従来から様々な提案が行われている。一例として、特許文献１では、蓄電池の蓄電量に応じて燃料電池の出力を決定することが記載されている。具体的には、蓄電池の蓄電量が多いときは、燃料電池の出力を低下させ、蓄電池の蓄電量が少ないときは、燃料電池の出力の上昇させる制御が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１５／１６２９４０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、一例として、蓄電装置が満充電状態または完全放電状態になる可能性を従来よりも低減し得る、電力制御方法、電力制御装置、および、電源システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本開示の一態様（aspect）の電力制御方法は、燃料電池装置および蓄電装置を備える分散型電源システムより電力需要家の電力負荷に対して電力を供給する際に、前記燃料電池装置の発電電力の計画値に前記燃料電池装置の発電電力を制御するステップと、前記制御を実行しているときに、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が、１００％よりも小さい上限値よりも大きいとき、前記計画値を減少させる第１の補正、または、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が０％よりも大きい下限値よりも小さいとき、前記計画値を増加させる第２の補正を実行するステップと、を備える。

【0006】

本開示の一態様は、燃料電池装置および蓄電装置を備える分散型電源システムの電力制御装置であって、前記燃料電池装置の発電電力の計画値を記憶する記憶器と、前記分散型電源システムより電力需要家の電力負荷に対して電力を供給する際に、前記燃料電池装置の発電電力の計画値に前記燃料電池装置の発電電力を制御する制御器と、を備え、前記制御器は、前記制御を実行しているときに、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が、１００％よりも小さい上限値よりも大きいとき、前記計画値を減少させる第１の補正、または、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が０％よりも大きい下限値よりも小さいとき、前記計画値を増加させる第２の補正を実行する。

【0007】

本開示の一態様の電源システムは、燃料電池装置と、蓄電装置と、上記の電力制御装置を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一態様の電力制御方法、電力制御装置、および、電源システムは、蓄電装置が満充電状態または完全放電状態になる可能性を従来よりも低減し得る、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態の電源システムの一例を示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態の電源システムが備える分散型電源システムの一例を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態の電力制御装置の一例を示す図である。

【図4A】図４Ａは、第１実施形態の電力制御装置の動作（電力制御方法）の一例を示すフローチャートである。

【図4B】図４Ｂは、第１実施形態の電力制御装置の動作（電力制御方法）の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第１実施形態の電力制御装置の動作（電力制御方法）の一例を説明するための図である。

【図6】図６は、第１実施形態の第１実施例における電力制御装置（電力制御方法）の動作の一例を説明するための図である。

【図7】図７は、第１実施形態の第２実施例における電力制御装置（電力制御方法）の動作の一例を説明するための図である。

【図8】図８は、第１実施形態の第３実施例における電力制御装置（電力制御方法）の動作の一例を説明するための図である。

【図9】図９は、第１実施形態の第４実施例の電源システムが備える分散型電源システムの一例を示す図である。

【図10】図１０は、第２実施形態の電源システムの一例を示す図である。

【図11A】図１１Ａは、第２実施形態の電力制御装置の動作（電力制御方法）の一例を示すフローチャートである。

【図11B】図１１Ｂは、第２実施形態の電力制御装置の動作（電力制御方法）の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

特許文献１においては、燃料電池の出力を決定する際の蓄電池の蓄電量として、リアルタイムの実測値が使用されている。このため、特許文献１に記載された発明は、蓄電池の蓄電量の将来の推定値を考慮した燃料電池の出力決定が記載されておらず、その結果、蓄電池が満充電状態または完全放電状態になる可能性がある。蓄電池が満充電状態になると、分散電源から電力系統への逆潮流が発生しやすくなる。逆に、蓄電池が完全放電状態になると、電力系統からの買電が発生しやすくなる。

【0011】

そこで、本開示の第１態様の電力制御方法は、燃料電池装置および蓄電装置を備える分散型電源システムより電力需要家の電力負荷に対して電力を供給する際に、燃料電池装置の発電電力の計画値に燃料電池装置の発電電力を制御するステップと、当該制御を実行しているときに、燃料電池装置の発電電力の計画値に基づき推定される所定時間後の蓄電装置の充電率が、１００％よりも小さい上限値よりも大きいとき、本計画値を減少させる第１の補正、または、燃料電池装置の発電電力の計画値に基づき推定される所定時間後の蓄電装置の充電率が０％よりも大きい下限値よりも小さいとき、本計画値を増加させる第２の補正を実行するステップと、を備える。

【0012】

上記によると、本態様の電力制御方法は、蓄電装置が満充電状態または完全放電状態になる可能性を従来よりも低減し得る。

【0013】

具体的には、本態様の電力制御方法は、上記制御を実行しているときに、燃料電池装置の発電電力の計画値に基づき推定される所定時間後の蓄電装置の充電率が、１００％よりも小さい上限値よりも大きいとき、本計画値を減少させる第１の補正を行うことで、かかる第１の補正を行わない場合に比べて蓄電装置が満充電状態になる可能性を適切に低減することができる。蓄電装置が満充電状態になると、分散型電源システムから電力系統への逆潮流が発生しやすくなるが、本態様の電力制御方法は、第１の補正によって、かかる逆潮流発生を抑制することができる。

【0014】

また、本態様の電力制御方法は、上記制御を実行しているときに、燃料電池装置の発電電力の計画値に基づき推定される所定時間後の蓄電装置の充電率が０％よりも大きい下限値よりも小さいとき、本計画値を増加させる第２の補正を行うことで、かかる第２の補正を行わない場合に比べて蓄電装置が完全放電状態になる可能性を適切に低減することができる。蓄電装置が完全放電状態になると、電力系統からの買電が発生しやすくなるが、本態様の電力制御方法は、第２の補正によって、かかる買電発生を抑制することができる。

【0015】

本開示の第２態様の電力制御方法は、第１態様の電力制御方法において、第１の補正または第２の補正が維持される第１の所定期間は、燃料電池装置の発電電力の計画値が維持される第２の所定期間よりも短くてもよい。

【0016】

本開示の第３態様の電力制御方法は、第１態様または第２態様の電力制御方法において、燃料電池装置の発電電力の計画値が切り替わる前の第３の所定期間または当該計画値が切り替わった後の第４の所定期間において、上記の第１の補正または第２の補正を実行しなくてもよい。

【0017】

燃料電池装置の発電電力の計画値が切り替わるタイミングの前後の所定期間で、第１の補正または第２の補正を実行する場合、燃料電池装置の発電電力の計画値に基づいて燃料電池装置の出力が変化する期間と、第１の補正または第２の補正に基づいて燃料電池装置の出力が変化する期間とがオーバーラップする場合がある。

【0018】

つまり、燃料電池装置の出力を所望の目標値に到達させるには一定の時間が必要であるところ、燃料電池装置の発電電力の計画値が切り替わる直前のタイミングで、第１の補正または第２の補正を実行する場合、第１の補正または第２の補正に基づいて燃料電池装置の出力が変化している最中に、燃料電池装置の発電電力の計画値に基づいて燃料電池装置の出力変化が指示される可能性がある。すると、燃料電池装置の出力が燃料電池装置の発電電力の計画通りに制御されにくくなる可能性がある。

【0019】

また、燃料電池装置の発電電力の計画値が切り替わった直後のタイミングで、第１の補正または第２の補正を実行する場合、燃料電池装置の発電電力の計画値に基づいて燃料電池装置の出力が変化している最中に、第１の補正または第２の補正に基づいて燃料電池装置の出力変化が指示される可能性がある。すると、燃料電池装置の出力が燃料電池装置の発電電力の補正通りに制御されにくくなる可能性がある。

【0020】

しかし、本態様の電力制御方法は、燃料電池装置の発電電力の計画値が切り替わる前の第３の所定期間または当該計画値が切り替わった後の第４の所定期間において、第１の補正または第２の補正の実行を禁止することで、かかる第１の補正および第２の補正の実行を禁止しない場合に比べて、燃料電池装置の出力を適切に制御しやすくなる。

【0021】

本開示の第４態様の電力制御方法は、第３態様の電力制御方法において、第３の所定期間または第４の所定期間は、燃料電池装置の発電電力の計画値を切り替えた後、燃料電池装置の出力がその切り替えた計画値に到達するまでに必要な時間以上の長さであってもよい。

【0022】

上記によると、本態様の電力制御方法は、第３の所定期間または第４の所定期間を、燃料電池装置の発電電力の計画値を切り替えた後、燃料電池装置の出力がその切り替えた計画値に到達するまでに必要な時間以上に設定することで、第３の所定期間および第４の所定期間が当該必要な時間未満である場合に比べて、燃料電池装置の発電電力の計画値に基づいて燃料電池装置の出力が変化する期間と、第１の補正または第２の補正に基づいて燃料電池装置の出力が変化する期間とがオーバーラップする可能性を適切に低減することができる。

【0023】

本開示の第５態様の電力制御方法は、第１態様の電力制御方法において、第１の補正または第２の補正の実行を開始後、第５の所定期間は、第１の補正または第２の補正を実行しなくてもよい。

【0024】

燃料電池装置の出力を所望の目標値に到達させるには一定の時間が必要であるところ、第１の補正または第２の補正の実行直後のタイミングで、当該補正を再実行する場合、前者の補正に基づいて燃料電池装置の出力が変化している最中に、後者の補正に基づいて燃料電池装置の出力変化が指示される可能性がある。すると、燃料電池装置の出力が燃料電池装置の発電電力の補正通りに制御されにくくなる可能性がある。

【0025】

しかし、本態様の電力制御方法は、第１の補正または第２の補正の実行を開始後、第５の所定期間は、当該補正の再実行を禁止することで、第１の補正および第２の補正の再実行を禁止しない場合に比べて、燃料電池装置の出力を適切に制御しやすくなる。

【0026】

本開示の第６態様の電力制御方法は、第１態様の電力制御方法において、分散型電源システムは、更に、太陽光発電装置を備え、上記制御を実行しているときに、直前の第６の所定期間における電力需要家の需要電力の実績値と太陽光発電装置の実績値および燃料電池装置の発電電力の計画値の総和との差分から所定時間後の蓄電装置の充電率を推定してもよい。

【0027】

上記によると、本態様の電力制御方法は、電力需要家の需要電力の直前の実績値と太陽光発電装置の直前の実績値および燃料電池装置の発電電力の計画値の総和との差分が、蓄電装置の充電電力または放電電力に対応することから、当該差分に基づいて所定時間後の蓄電装置の充電率を適切に推定することができる。

【0028】

本開示の第７態様は、燃料電池装置および蓄電装置を備える分散型電源システムの電力制御装置であって、燃料電池装置の発電電力の計画値を記憶する記憶器と、分散型電源システムより電力需要家の電力負荷に対して電力を供給する際に、燃料電池装置の発電電力の計画値に燃料電池装置の発電電力を制御する制御器と、を備え、制御器は、上記制御を実行しているときに、当該計画値に基づき推定される所定時間後の蓄電装置の充電率が、１００％よりも小さい上限値よりも大きいとき、上記計画値を減少させる第１の補正、または、上記計画値に基づき推定される所定時間後の蓄電装置の充電率が０％よりも大きい下限値よりも小さいとき、上記計画値を増加させる第２の補正を実行する。

【0029】

かかる構成によると、本態様の電力制御装置は、蓄電装置が満充電状態または完全放電状態になる可能性を従来よりも低減し得る。なお、本態様の電力制御装置が奏する作用効果の詳細は、第１態様の電力制御方法が奏する作用効果と同様であるので説明を省略する。

【0030】

本開示の第８態様の電源システムは、燃料電池装置と、蓄電装置と、第７態様の電力制御装置を備える。

【0031】

かかる構成によると、本態様の電源システムは、蓄電装置が満充電状態または完全放電状態になる可能性を従来よりも低減し得る。なお、本態様の電源システムが奏する作用効果の詳細は、第１態様の電力制御方法が奏する作用効果と同様であるので説明を省略する。

【0032】

以下、添付図面を参照しながら、本開示の上記態様の具体例を説明する。以下で説明する具体例は、いずれも本開示の上記態様の一例を示すものである。よって、以下で示される形状、数値、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、請求項に記載されていない限り、請求項の範囲を限定するものではない。

【0033】

また、以下に説明する構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面において、同じ符号が付いたものは、説明を省略する場合がある。図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したもので、形状および寸法比などについては正確な表示ではない場合がある。

【0034】

さらに、装置の動作においては、必要に応じて、工程の順番を入れ替えてもよいし、公知の工程を追加してもよい。

【0035】

（第１実施形態）
［装置構成］
図１は、第１実施形態の電源システムの一例を示す図である。図２は、第１実施形態の電源システムが備える分散型電源システムの一例を示す図である。図３は、第１実施形態の電力制御装置の一例を示す図である。

【0036】

本実施形態の電源システム１０は、図１に示す如く、電力制御装置２０と、分散型電源システム３０と、を備える。ここで、分散型電源システム３０は、図２に示す如く、燃料電池装置３１と、蓄電装置３２と、を備える。この電源システム１０は、例えば、電力系統に大電力を供給するシステムであってもよい。この場合、燃料電池装置３１および蓄電装置３２はそれぞれ、燃料電池スタックを含む複数の燃料電池ユニットからなる燃料電池ユニット群および複数の蓄電池ユニットからなる蓄電池ユニット群をそれぞれ、備えるが、このような電源システム１０の詳細な構成は、第２実施形態で説明する。

【0037】

燃料電池装置３１は、電力制御装置２０の制御により、図示しない水素供給源から供給される水素を利用して発電する。燃料電池装置３１によって発電された電力は、電力負荷４０、電力系統または蓄電装置３２に供給される。燃料電池装置３１として、周知の装置を用いることができる。水素供給源として、例えば、水素貯蔵器を挙げることができるが、これに限定されない。

【0038】

蓄電装置３２は、電力制御装置２０の制御により、燃料電池装置３１が発電した電力または電力系統から受電した電力を蓄電する装置である。蓄電装置３２に蓄電された電力は、電力制御装置２０の制御により、電力需要家の電力負荷４０または電力系統に放電されてもよい。電源システム１０で発電する電力供給のサービスを受けている電力需要家として、例えば、工場、店舗、一般家庭などを挙げることができるが、これらに限定されない。

【0039】

蓄電装置３２は、蓄電装置３２に蓄電されている電力量（電荷量）の残量を示すＳＯＣ(State of charge)を、適宜のタイミングで、電力制御装置２０に送信することができる。蓄電装置３２として、例えば、２次電池などを挙げることができるが、これに限定されない。

【0040】

図３に示すように、電力制御装置２０は、記憶器２１と、制御器２２と、を備える。

【0041】

記憶器２１は、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎを記憶するためのメモリである。例えば、電力制御装置２０は、通信ネットワークを介して、端末またはサーバより送信される計画値ＦＣ_ｍａｉｎに関する発電計画を受信してもよい。

【0042】

なお、上記端末またはサーバの利用者は、電力制御装置２０の直接的または間接的な利用者を含む。電力制御装置２０の直接的な利用者は、例えば、電力制御装置２０の管理者である。電力制御装置２０の間接的な利用者は、例えば、電源システム１０の所有主体などが挙げることができる。かかる所有主体は、電源システム１０で発電する電力供給のサービスを受けている電力需要家であってもよいし、電源システム１０を用いて電力需要家に電力を供給する発電事業者であってもよい。

【0043】

制御器２２は、分散型電源システム３０より電力需要家の電力負荷４０に対して電力を供給する際に、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに燃料電池装置３１の発電電力ＦＣを制御する。また、制御器２２は、当該制御を実行しているときに、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づき推定される所定時間後の蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が１００％よりも小さい上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きいとき、計画値ＦＣ_ｍａｉｎを減少させる第１の補正、または、計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づき推定される所定時間後の蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が０％よりも大きい下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さいとき、計画値ＦＣ_ｍａｉｎを増加させる第２の補正を実行する。

【0044】

「上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}」および「下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}」は、電源システム１０の構成などに基づいて適宜の数値に設定することができる。「上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}」として、例えば、約９０％程度を挙げることができる。「下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}」として、例えば、約１０％程度を挙げることができる。

【0045】

「所定時間」は、電源システム１０の構成などに基づいて適宜の期間に設定することができる。「所定時間」として、例えば、約６０分程度を挙げることができる。

【0046】

「第１の補正」および「第２の補正」の具体例は、第２実施形態で説明する。

【0047】

制御器２２は、制御機能を有するものであればよく、演算処理部（図示せず）と制御プログラムを記憶する記憶部（図示せず）と、を備える。演算処理部が、記憶部に記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、制御器２２において、所定の制御が行われる。演算処理部として、例えば、マイクロプロセッサが例示される。記憶部としては、例えば、メモリが例示される。

【0048】

［動作］
図４Ａおよび図４Ｂは、第１実施形態の電力制御装置の動作（電力制御方法）の一例を示すフローチャートである。図５は、第１実施形態の電力制御装置の動作（電力制御方法）の一例を説明するための図である。

【0049】

以下の動作は、例えば、制御器２２の演算処理部が、制御器２２の記憶部から制御プログラムを読み出すことにより行われてもよい。ただし、以下の動作を制御器２２で行うことは、必ずしも必須ではない。操作者が、その一部の動作を行ってもよい。以下の例では、制御器２２により動作を制御する場合について、説明する。

【0050】

以下、図４Ａの電力制御装置２０の動作について説明する。

【0051】

まず、通信ネットワークを介して燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが受信される。

【0052】

そして、分散型電源システム３０より電力需要家の電力負荷４０に対して電力を供給する際に、図４Ａに示すように、ステップＳ１で、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに燃料電池装置３１の発電電力ＦＣを制御する動作が行われる。

【0053】

次に、ステップＳ１の制御を実行しているときに、ステップＳ２Ａで、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づき推定される所定時間後の蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、１００％よりも小さい上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きいか否かが判定される。

【0054】

ここで、「所定時間」は、例えば、約６０分程度であってもよいが、これに限定されない。「上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}」は、例えば、約９０％程度であってもよいが、これに限定されない。

【0055】

蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が１００％よりも小さい上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きいとき（ステップＳ２Ａで「Ｙｅｓ」の場合）、ステップＳ３Ａで、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎを減少させる補正が行われる。具体的には、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂが算出され、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが補正される。つまり、計画値ＦＣ_ｍａｉｎに補正値ＦＣ_ｓｕｂを足して合計を求めることで燃料電池装置３１の発電電力ＦＣが得られる（ＦＣ＝ＦＣ_ｍａｉｎ＋ＦＣ_ｓｕｂ）。上記補正が、本開示の「第１の補正」の一例である。

【0056】

例えば、図５に示すように、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが３００ｋＷにおいて、時刻［０：２０］で、蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きいとき（ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}＞ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}）、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂが、－２０ｋＷと算出されると、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣは、２８０ｋＷ（ＦＣ＝３００ｋＷ－２０ｋＷ）に補正される。なお、－２０ｋＷは、ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}以下になる値として算出される。

【0057】

また、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが３００ｋＷにおいて、時刻［０：２５］で、蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きいとき（ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}＞ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}）、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂが、－１５ｋＷと算出されると、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣは、２８５ｋＷ（ＦＣ＝３００ｋＷ－１５ｋＷ）に補正される。なお、－１５ｋＷは、ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}以下になる値として算出される。

【0058】

また、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが３５０ｋＷにおいて、時刻［１：００］で、蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きいとき（ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}＞ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}）、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂが、－５ｋＷと算出されると、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣは、３４５ｋＷ（ＦＣ＝３５０ｋＷ－５ｋＷ）に補正される。なお、－５ｋＷは、ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}以下になる値として算出される。

【0059】

蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が１００％よりも小さい上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きくないとき（ステップＳ２Ａで「Ｎｏ」の場合）、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎはそのままの状態が維持される。

【0060】

以下、図４Ｂの電力制御装置２０の動作について説明する。

【0061】

まず、通信ネットワークを介して燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが受信される。

【0062】

そして、分散型電源システム３０より電力需要家の電力負荷４０に対して電力を供給する際に、図４Ｂに示すように、ステップＳ１で、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに燃料電池装置３１の発電電力ＦＣを制御する動作が行われる。

【0063】

次に、ステップＳ１の制御を実行しているときに、ステップＳ２Ｂで、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づき推定される所定時間後の蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、０％よりも大きい下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さいか否かが判定される。

【0064】

ここで、「所定時間」は、例えば、約６０分程度であってもよいが、これに限定されない。「下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}」は、例えば、約１０％程度であってもよいが、これに限定されない。

【0065】

蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が０％よりも大きい下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さいとき（ステップＳ２Ｂで「Ｙｅｓ」の場合）、ステップＳ３Ｂで、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎを増加させる補正が行われる。具体的には、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂが算出され、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが補正される。つまり、計画値ＦＣ_ｍａｉｎに補正値ＦＣ_ｓｕｂを足して合計を求めることで燃料電池装置３１の発電電力ＦＣが得られる（ＦＣ＝ＦＣ_ｍａｉｎ＋ＦＣ_ｓｕｂ）。上記補正が、本開示の「第２の補正」の一例である。

【0066】

例えば、図５に示すように、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが３００ｋＷにおいて、時刻［０：４５］で、蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さいとき（ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}＜ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}）、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂが、＋１０ｋＷと算出されると、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣは、３１０ｋＷ（ＦＣ＝３００ｋＷ＋１０ｋＷ）に補正される。なお、＋１０ｋＷは、ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}以上になる値として算出される。

【0067】

また、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが３００ｋＷにおいて、時刻［０：５５］で、蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さいとき（ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}＜ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}）、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂが、＋５ｋＷと算出されると、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣは、３０５ｋＷ（ＦＣ＝３００ｋＷ＋５ｋＷ）に補正される。なお、＋５ｋＷは、ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}以上になる値として算出される。

【0068】

蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が０％よりも大きい下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さくないとき（ステップＳ２Ｂで「Ｎｏ」の場合）、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎはそのままの状態が維持される。

【0069】

なお、図５に示された「様々な時刻」、「計画値ＦＣ_ｍａｉｎ」および「補正値ＦＣ_ｓｕｂ」などは例示であって、本例に限定されない。また、以上の「充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}」および「補正値ＦＣ_ｓｕｂ」の算出方法の具体例については、第２実施形態で説明する。

【0070】

以上に説明した本実施形態によれば、蓄電装置３２が満充電状態または完全放電状態になる可能性を従来よりも低減し得る。

【0071】

具体的には、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに燃料電池装置３１の発電電力ＦＣを制御することを実行しているときに、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づき推定される所定時間後の蓄電装置の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、１００％よりも小さい上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きいとき、本計画値ＦＣ_ｍａｉｎを減少させる補正を行うことで、かかる補正を行わない場合に比べて蓄電装置３２が満充電状態になる可能性を適切に低減することができる。蓄電装置３２が満充電状態になると、分散型電源システム３０から電力系統への逆潮流が発生しやすくなるが、本実施形態によれば、上記補正によって、かかる逆潮流発生を抑制することができる。

【0072】

また、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに燃料電池装置３１の発電電力ＦＣを制御することを実行しているときに、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づき推定される所定時間後の蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が０％よりも大きい下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さいとき、本計画値ＦＣ_ｍａｉｎを増加させる補正を行うことで、かかる補正を行わない場合に比べて蓄電装置３２が完全放電状態になる可能性を適切に低減することができる。蓄電装置３２が完全放電状態になると、電力系統からの買電が発生しやすくなるが、本実施形態によれば、上記補正によって、かかる買電発生を抑制することができる。

【0073】

（第１実施例）
本実施例の電力制御方法は、以下に説明する制御器２２の制御内容以外は、第１実施形態と同様である。

【0074】

図６は、第１実施形態の第１実施例における電力制御装置（電力制御方法）の動作の一例を説明するための図である。

【0075】

図６に示すように、図４ＡのステップＳ３Ａの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正または図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正が維持される所定期間Ｔ_ｓｕｂは、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが維持される所定期間Ｔ_ｍａｉｎよりも短い。

【0076】

ここで、「所定期間Ｔ_ｓｕｂ」は、本開示の「第１の所定期間」の一例である。「所定期間Ｔ_ｍａｉｎ」は、本開示の「第２の所定期間」の一例であって、これは、燃料電池装置３１の寿命低下を抑制するような適当な長さに固定される。「所定期間Ｔ_ｍａｉｎ」として、例えば、約６０分程度を挙げることができるが、これに限定されない。

【0077】

例えば、図６には、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが３００ｋＷに維持される所定期間Ｔ_ｍａｉｎとして、時刻［０：００］から時刻［１：００］の間の６０分が示されている。

【0078】

また、図６には、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが３５０ｋＷに維持される所定期間Ｔ_ｍａｉｎとして、時刻［１：００］から時刻［２：００］の６０分が示されている。

【0079】

図６には、図４ＡのステップＳ３Ａの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－２０ｋＷ）が維持される所定期間Ｔ_ｓｕｂとして、時刻［０：２０］から時刻［０：２５］の間の５分が示されている。

【0080】

また、図４ＡのステップＳ３Ａの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－１５ｋＷ）が維持される所定期間Ｔ_ｓｕｂとして、時刻［０：２５］から時刻［０：４５］の間の２０分が示されている。

【0081】

つまり、計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－２０ｋＷ）が行われた後、所定期間Ｔ_ｍａｉｎ（６０分間）の途中で、計画値ＦＣ_ｍａｉｎの更なる補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－１５ｋＷ）が実行された場合、前者の補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－２０ｋＷ）はリセットされる。

【0082】

また、図６には、図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正（ＦＣ_ｍａｉｎ＋１０ｋＷ）が維持される所定期間Ｔ_ｓｕｂとして、時刻［０：４５］から時刻［０：５５］の間の１０分が示されている。

【0083】

また、図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正（ＦＣ_ｍａｉｎ＋５ｋＷ）が維持される所定期間Ｔ_ｓｕｂとして、時刻［０：５５］から時刻［１：００］の間の５分が示されている。

【0084】

つまり、計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正（ＦＣ_ｍａｉｎ＋１０ｋＷ）が行われた後、所定期間Ｔ_ｍａｉｎ（６０分間）の途中で、計画値ＦＣ_ｍａｉｎの更なる補正（ＦＣ_ｍａｉｎ＋５ｋＷ）が実行された場合、前者の補正（ＦＣ_ｍａｉｎ＋１０ｋＷ）はリセットされる。

【0085】

さらに、図６には、図４ＡのステップＳ３Ａの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－５ｋＷ）が維持される所定期間Ｔ_ｓｕｂとして、時刻［１：００］から時刻［２：００］の間の６０分が示されている。

【0086】

つまり、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わるタイミングと、図４ＡのステップＳ３Ａの補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－５ｋＷ）が行われるタイミングとが同時であるときは、当該補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－５ｋＷ）が行われる。

【0087】

本補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－５ｋＷ）が行われた後、計画値ＦＣ_ｍａｉｎの更なる補正が実行されない限り、所定期間Ｔ_ｍａｉｎ（６０分間）に亘って、この補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－５ｋＷ）が継続される。そして、本補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－５ｋＷ）は、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わるタイミングでリセットされる。

【0088】

なお、図６に示された「様々な時刻」、「様々な期間」、「計画値ＦＣ_ｍａｉｎ」および「補正値ＦＣ_ｓｕｂ」などは例示であって、本例に限定されない。

【0089】

本実施例によれば、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが維持される所定期間Ｔ_ｍａｉｎが比較的長い所定期間（例えば、６０分）に固定されていることから、燃料電池装置３１の長寿命化にとって有利である。つまり、燃料電池装置３１の出力変化の回数が多い程、燃料電池が劣化しやすい。そこで、本実施例では、所定期間Ｔ_ｍａｉｎを適当な長さに固定することで、燃料電池装置３１の出力変化の回数が適切に制限される。

【0090】

なお、図４ＡのステップＳ３Ａの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正または図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正が維持される所定期間Ｔ_ｓｕｂは、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが維持される所定期間Ｔ_ｍａｉｎよりも短いが、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂは、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの変化に比べて小さいので、燃料電池装置３１の寿命に対する影響は少ない。

【0091】

以上の結果、本実施例によれば、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが維持される所定期間Ｔ_ｍａｉｎが短く高い頻度で変化する場合に比べて、燃料電池装置３１の寿命を延ばすことができる。

【0092】

本実施例の電力制御方法、電力制御装置２０および電源システム１０は、上記特徴以外は、第１実施形態と同様であってもよい。

【0093】

（第２実施例）
本実施例の電力制御方法は、以下に説明する制御器２２の制御内容以外は、第１実施形態と同様である。

【0094】

図７は、第１実施形態の第２実施例における電力制御装置（電力制御方法）の動作の一例を説明するための図である。

【0095】

図７に示すように、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わる前の所定期間ＴＡにおいて、図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正を実行しない。「所定期間ＴＡ」は、本開示の「第３の所定期間」の一例である。

【0096】

また、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わる後の所定期間ＴＢにおいて図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正を実行しない。「所定期間ＴＢ」は、本開示の「第４の所定期間」の一例である。

【0097】

図７に示す例では、「所定期間ＴＡ」に、時刻［０：５５］が含まれているので、蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さい場合でも、図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正が実行されない。

【0098】

なお、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わるタイミングにおいては、上記のとおり、計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正は実行される。例えば、図７に示すように時刻［１：００］においては、計画値ＦＣ_ｍａｉｎは、３００ｋＷから３５０ｋＷに切り替わるとともに、補正（ＦＣ_ｍａｉｎ－５ｋＷ）が行われる。

【0099】

ここで、「所定期間ＴＡ」または「所定期間ＴＢ」は、燃料電池装置３１の発電電力の計画値ＦＣ_ｍａｉｎを切り替えた後、燃料電池装置３１の出力がその切り替えた計画値ＦＣ_ｍａｉｎに到達するまでに必要な時間以上の長さであってもよい。「所定期間ＴＡ」および「所定期間ＴＢ」は、例えば、燃料電池装置３１における待機中の燃料電池ユニットの起動によって、燃料電池装置３１の出力が所望の目標値に到達するまでの時間以上であってもよい。

【0100】

なお、図７に示された「様々な時刻」、「様々な期間」、「計画値ＦＣ_ｍａｉｎ」および「補正値ＦＣ_ｓｕｂ」などは例示であって、本例に限定されない。

【0101】

燃料電池装置３１の発電電力の計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わるタイミングの前後の所定期間で、図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正を実行する場合、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づいて燃料電池装置３１の出力が変化する期間と、上記補正に基づいて燃料電池装置３１の出力が変化する期間とがオーバーラップする場合がある。

【0102】

つまり、燃料電池装置３１の出力を所望の目標値に到達させるには一定の時間が必要であるところ、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わる直前のタイミングで、上記補正を実行する場合、当該補正に基づいて燃料電池装置３１の出力が変化している最中に、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づいて燃料電池装置の出力変化が指示される可能性がある。すると、燃料電池装置３１の出力が燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画通りに制御されにくくなる可能性がある。

【0103】

また、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わった直後のタイミングで、図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正を実行する場合、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づいて燃料電池装置の出力が変化している最中に、上記補正に基づいて燃料電池装置３１の出力変化が指示される可能性がある。すると、燃料電池装置３１の出力が燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正通りに制御されにくくなる可能性がある。

【0104】

しかし、本実施例によれば、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わる前の所定期間ＴＡまたは当該計画値ＦＣ_ｍａｉｎが切り替わった後の所定期間ＴＢにおいて、図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正の実行を禁止することで、かかる補正の実行を禁止しない場合に比べて、燃料電池装置３１の出力を適切に制御しやすくなる。

【0105】

また、本実施例によれば、所定期間ＴＡまたは所定期間ＴＢを、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎを切り替えた後、燃料電池装置３１の出力がその切り替えた計画値ＦＣ_ｍａｉｎに到達するまでに必要な時間以上に設定することで、所定期間ＴＡおよび所定期間ＴＢが当該必要な時間未満である場合に比べて、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに基づいて燃料電池装置３１の出力が変化する期間と図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正に基づいて燃料電池装置３１の出力が変化する期間とがオーバーラップする可能性を適切に低減することができる。

【0106】

本実施例の電力制御方法、電力制御装置２０および電源システム１０は、上記特徴以外は、第１実施形態または第１実施形態の第１実施例と同様であってもよい。

【0107】

（第３実施例）
本実施例の電力制御方法は、以下に説明する制御器２２の制御内容以外は、第１実施形態と同様である。

【0108】

図８は、第１実施形態の第３実施例における電力制御装置（電力制御方法）の動作の一例を説明するための図である。

【0109】

図８に示すように、図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正の実行を開始後、所定期間ＴＣは、図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正を実行しない。「所定期間ＴＣ」は、本開示の「第５の所定期間」の一例である。

【0110】

図８に示す例では、「所定期間ＴＣ」に、時刻［０：２５］が含まれているので、蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きい場合でも、図４ＡのステップＳ３Ａの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正が実行されない。

【0111】

ここで、「所定期間ＴＣ」は、例えば、燃料電池装置３１における待機中の燃料電池ユニットの起動によって、燃料電池装置３１の出力が所望の目標値に到達するまでの時間以上であってもよい。

【0112】

なお、図８に示された「様々な時刻」、「様々な期間」、「計画値ＦＣ_ｍａｉｎ」および「補正値ＦＣ_ｓｕｂ」などは例示であって、本例に限定されない。

【0113】

燃料電池装置３１の出力を所望の目標値に到達させるには一定の時間が必要であるところ、図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正の実行直後のタイミングで、当該補正を再実行する場合、前者の補正に基づいて燃料電池装置３１の出力が変化している最中に、後者の補正に基づいて燃料電池装置３１の出力変化が指示される可能性がある。すると、燃料電池装置３１の出力が燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正通りに制御されにくくなる可能性がある。

【0114】

しかし、本実施例によれば、図４ＡのステップＳ３Ａまたは図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正の実行を開始後、所定期間ＴＣは、当該補正の再実行を禁止することで、図４ＡのステップＳ３Ａおよび図４ＢのステップＳ３Ｂの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの補正の再実行を禁止しない場合に比べて、燃料電池装置３１の出力を適切に制御しやすくなる。

【0115】

本実施例の電力制御方法、電力制御装置２０および電源システム１０は、上記特徴以外は、第１実施形態および第１実施形態の第１実施例－第２実施例のいずれかと同様であってもよい。

【0116】

（第４実施例）
本実施例の電力制御方法は、以下に説明する分散型電源システム１３０の構成、および、制御器２２の制御内容以外は、第１実施形態と同様である。

【0117】

図９は、第１実施形態の第４実施例の電源システムが備える分散型電源システムの一例を示す図である。

【0118】

分散型電源システム１３０は、図９に示す如く、燃料電池装置３１と、蓄電装置３２と、太陽光発電装置３３と、を備える。ここで、燃料電池装置３１および蓄電装置３２の構成は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

【0119】

太陽光発電装置３３は、電力制御装置２０の制御により、太陽光を利用して、光エネルギーを電力に変換する電力機器である。太陽光発電装置３３によって発電された電力は、電力負荷４０、電力系統または蓄電装置３２に供給される。太陽光発電装置３３として、周知の装置を用いることができる。

【0120】

電源システム１０は、例えば、電力系統に大電力を供給するシステムであってもよい。この場合、燃料電池装置３１、太陽光発電装置３３および蓄電装置３２はそれぞれ、燃料電池スタックを含む複数の燃料電池ユニットからなる燃料電池ユニット群、太陽電池パネルを含む複数の太陽電池からなる太陽電池群および複数の蓄電池ユニットからなる蓄電池ユニット群をそれぞれ、備えるが、このような電源システム１０の詳細な構成は、第２実施形態で説明する。

【0121】

本実施例では、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎに燃料電池装置３１の発電電力ＦＣを制御することを実行しているときに、直前の所定期間ＴＤにおける電力需要家の需要電力の実績値と太陽光発電装置３３の発電電力ＦＣの実績値および燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの総和との差分から所定時間後の蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}を推定する。「所定期間ＴＤ」は、本開示の「第６の所定期間」の一例である。「所定期間ＴＤ」として、例えば、約１５分程度を挙げることができるが、これに限定されない。

【0122】

ここで、上記の電力需要家の需要電力および太陽光発電装置３３の発電電力は、適宜のサンプリング周期で制御器２２によって計測されており、当該サンプリングデータは、実績値として電力データベースに保存されている。よって、制御器２２は、所定期間ＴＤにおける電力需要家の需要電力の実績値と太陽光発電装置３３の発電電力の実績値とを電力データベースから取得することができる。

【0123】

本実施例によれば、電力需要家の需要電力の直前の実績値と太陽光発電装置３３の直前の実績値および燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎの総和との差分が、蓄電装置３２の充電電力または放電電力に対応することから、当該差分に基づいて所定時間後の蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}を適切に推定することができる。

【0124】

本実施例の電力制御方法、電力制御装置２０および電源システム１０は、上記特徴以外は、第１実施形態および第１実施形態の第１実施例－第３実施例のいずれかと同様であってもよい。

【0125】

（第２実施形態）
［装置構成］
図１０は、第２実施形態の電源システムの一例を示す図である。図１０において、便宜上、実線および破線はそれぞれ、電力が伝送する経路および信号が伝送する経路をそれぞれ示している。

【0126】

本実施形態の電源システム１０は、図１０に示す如く、電力制御装置２０と、燃料電池装置３１と、蓄電装置３２と、太陽光発電装置３３と、制御装置５０Ａ～５０Ｃと、を備える。

【0127】

ここで、電力制御装置２０内の構成は、第１実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。

【0128】

図１０に示す例では、燃料電池装置３１は、複数の燃料電池ユニットからなる燃料電池ユニット群を備える。この燃料電池ユニット群は、複数の燃料電池ユニットによって複数にグループ化され、各グループ内の複数の燃料電池ユニットはそれぞれ、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）および電力計を介して、電力系統に接続されている。この電力計は、通信ネットワークによって電力制御装置２０に接続されている。各グループ内の燃料電池ユニットの個数は、電源システム１０の出力仕様などによって適宜の値に設定される。

【0129】

なお、図示を省略するが、これらの燃料電池ユニットはそれぞれ、燃料電池スタック、ポンプ、弁などの補機、および、これらの機器の動作を制御する制御装置などで構成されている。なお、燃料電池ユニット内に制御装置が設けられない場合、制御装置５０Ａにより上記機器の動作が直接制御されてもよい。

【0130】

太陽光発電装置３３は、太陽光パネルを含む複数の太陽電池からなる太陽電池群を備える。この太陽電池群は、複数の太陽電池によって複数にグループ化され、各グループ内の複数の太陽電池はそれぞれ、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）および電力計を介して電力系統に接続されている。この電力計は、通信ネットワークによって電力制御装置２０に接続されている。各グループ内の太陽電池の個数は、電源システム１０の出力仕様などによって適宜の値に設定される。

【0131】

蓄電装置３２は、複数の蓄電池ユニットからなる蓄電池ユニット群を備える。この蓄電池ユニット群は、複数の蓄電池ユニットによって複数にグループ化され、各グループ内の複数の蓄電池ユニットはそれぞれ、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）および電力計を介して、電力線によって電力系統に接続されている。この電力計は、通信ネットワークによって電力制御装置２０に接続されている。各グループ内の蓄電池ユニットの個数は、電源システム１０の出力仕様などによって適宜の値に設定される。

【0132】

さらに、燃料電池装置３１、蓄電装置３２および太陽光発電装置３３は、電力系統を介して、並列的に相互に接続されるととともに、電力計を介して、電力需要家の電力負荷４０とも接続されている。この電力計は、通信ネットワークによって電力制御装置２０に接続されている。

【0133】

但し、以上の電源システム１０の構成は例示であって、本例に限定されない。例えば、燃料電池ユニット群は、単一グループの複数の燃料電池ユニットによってグループ化されていてもよいし、各グループ内の単一の燃料電池ユニットによってグループ化されていてもよい。太陽電池群は、単一グループの複数の太陽電池によってグループ化されていてもよいし、各グループ内の単一の太陽電池によってグループ化されていてもよい。蓄電池ユニット群は、単一グループの複数の蓄電池ユニットによってグループ化されていてもよいし、各グループ内の単一の蓄電池ユニットによってグループ化されていてもよい。

【0134】

制御装置５０Ａ～５０Ｃはそれぞれ、燃料電池装置３１、蓄電装置３２および太陽光発電装置３３のそれぞれに対応して設けられており、通信ネットワークによって電力制御装置２０に接続されている。

【0135】

例えば、制御装置５０Ａは、通信ネットワークを介して、燃料電池ユニットの効率的な動作（例えば、寿命の最適化）が可能になるように、これらの燃料電池ユニットのそれぞれの出力を制御する。また、例えば、制御装置５０Ｃは、通信ネットワークを介して、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）を制御することで、太陽光発電装置３３の出力を調整してもよいし、所望数の太陽電池を電力系統に対して解列または並列させてもよい。

【0136】

ただし、上記は、例示であって、本例に限定されない。例えば、電力制御装置２０の制御器２２（図３参照）が、制御装置５０Ａ～５０Ｃを介さずに直接、制御装置５０Ａ～５０Ｃのそれぞれに対応する機器の動作を制御してもよい。また、電力制御装置２０が、制御装置５０Ａ～５０Ｃと一体となって、換言すれば、制御装置５０Ａ～５０Ｃの制御機能を搭載して、直接、制御装置５０Ａ～５０Ｃのそれぞれに対応する機器の動作を制御してもよい。

【0137】

制御装置５０Ａ～５０Ｃは、制御機能を有するものであればよく、演算処理部（図示せず）と制御プログラムを記憶する記憶部と、通信器と、を備える。演算処理部が、記憶部に記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、制御装置５０Ａ～５０Ｃにおいて、所定の制御が行われる。演算処理部として、例えば、マイクロプロセッサが例示される。記憶部としては、例えば、メモリが例示される。

【0138】

［動作］
図１１Ａおよび図１１Ｂは、第２実施形態の電力制御装置の動作（電力制御方法）の一例を示すフローチャートである。

【0139】

以下の動作は、例えば、制御器２２の演算処理部が、制御器２２の記憶部から制御プログラムを読み出すことにより行われてもよい。ただし、以下の動作を制御器２２で行うことは、必ずしも必須ではない。操作者が、その一部の動作を行ってもよい。以下の例では、制御器２２により動作を制御する場合について、説明する。

【0140】

以下、図１１Ａの電力制御装置２０の動作について説明する。

【0141】

まず、ステップＳ１１で、電力データベースから、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎと、蓄電装置３２の充電率ＳＯＣと、サンプリング期間（所定期間ＴＤ）における需要電力Ｄおよび太陽電池発電電力ＰＶと、が取得される。なお、サンプリング期間（ＴＤ）は、後述する所定時間（Ｔ）よりも短い時間が設定される。また、「サンプリング期間」として、例えば、約１５分程度を挙げることができるが、これに限定されない。

【0142】

そして、ステップＳ１２で、サンプリング期間（所定期間ＴＤ）における、需要電力Ｄの移動平均値Ｄ_ａｖｅと、太陽電池発電電力ＰＶの移動平均値ＰＶ_ａｖｅとが算出される。

【0143】

次に、ステップＳ１３で、蓄電装置３２の充電電力または放電電力であるＢ_ｐｒｅ１が、以下の式（１）により算出される。
Ｂ_ｐｒｅ１＝Ｄ_ａｖｅ－（ＰＶ_ａｖｅ＋ＦＣ_ｍａｉｎ）・・・（１）

【0144】

なお、Ｂ_ｐｒｅ１＞０のときは蓄電装置３２の放電電力を意味し、Ｂ_ｐｒｅ１＜０のときは、蓄電装置３２の充電電力を意味する。

【0145】

次に、ステップＳ１４で、所定時間（Ｔ）を経過後の蓄電装置３２の充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、以下の式（２）により算出される。ここで、「所定時間（Ｔ）」は、燃料電池装置３１の寿命低下抑制の視点から、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの計画値ＦＣ_ｍａｉｎが維持される所定期間Ｔ_ｍａｉｎと同じ長さであってもよい。所定時間（Ｔ）として、約６０分程度であってもよいが、これに限定されない。
ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}＝ＳＯＣ－（Ｂ_ｐｒｅ１×Ｔ）／蓄電装置容量・・・（２）

【0146】

次に、ステップＳ１５Ａで、充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きいか否かが判定される。

【0147】

充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きい場合（ステップＳ１５Ａで「Ｙｅｓ」の場合）、ステップＳ１６Ａで、以下の式（３Ａ）を満たす蓄電装置３２の充電電力または放電電力であるＢ_ｐｒｅ２が算出される。
ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}＝ＳＯＣ－（Ｂ_ｐｒｅ２×Ｔ）／蓄電装置容量・・・（３Ａ）

【0148】

なお、Ｂ_ｐｒｅ２＞０のときは蓄電装置３２の放電電力を意味し、Ｂ_ｐｒｅ２＜０のときは、蓄電装置３２の充電電力を意味する。

【0149】

次に、ステップＳ１７Ａで、以下の式（４Ａ）を満たす燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂが算出される（ＦＣ_ｓｕｂ＜０）。
Ｂ_ｐｒｅ２＝Ｄ_ａｖｅ－（ＰＶ_ａｖｅ＋ＦＣ_ｍａｉｎ＋ＦＣ_ｓｕｂ）・・・（４Ａ）

【0150】

そして、ステップＳ１８Ａで、以下の式（５Ａ）により燃料電池装置３１の発電電力ＦＣが算出され、第１実施形態の第２実施例の「所定期間ＴＡ」および「所定期間ＴＢ」並びに第１実施形態の第３実施例の「所定期間ＴＣ」に該当しないタイミングであることを条件に、燃料電池装置３１の発電電力の計画値を補正した発電電力ＦＣが指令される。
ＦＣ＝ＦＣ_ｍａｉｎ＋ＦＣ_ｓｕｂ・・・（５Ａ）

【0151】

一方、充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}よりも大きくない場合（ステップＳ１５Ａで「Ｎｏ」の場合）、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣはそのままの状態が維持される。なお、上記では、ＦＣ_ｓｕｂが、充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}と上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}とが等しくなるように決定されているが、これに限定されない。充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、上限値ＳＯＣ_{ｕｐｐｅｒ}未満になるようＦＣ_ｓｕｂが決定されてもよい。

【0152】

以下、図１１Ｂの電力制御装置２０の動作について説明する。

【0153】

なお、図１１ＢのステップＳ１１－ステップＳ１４は、図１１ＡのステップＳ１１－ステップＳ１４と同様であるので説明を省略する。

【0154】

ステップＳ１５Ｂで、充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さいか否かが判定される。

【0155】

充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さい場合（ステップＳ１５Ｂで「Ｙｅｓ」の場合）、ステップＳ１６Ｂで、以下の式（３Ｂ）を満たす蓄電装置３２の充電力または放電電力であるＢ_ｐｒｅ２が算出される。
ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}＝ＳＯＣ－（Ｂ_ｐｒｅ２×Ｔ）／蓄電装置容量・・・（３Ｂ）

【0156】

次に、ステップＳ１７Ｂで、以下の式（４Ｂ）を満たす燃料電池装置３１の発電電力ＦＣの補正値ＦＣ_ｓｕｂが算出される（ＦＣ_ｓｕｂ＞０）。
Ｂ_ｐｒｅ２＝Ｄ_ａｖｅ－（ＰＶ_ａｖｅ＋ＦＣ_ｍａｉｎ＋ＦＣ_ｓｕｂ）・・・（４Ｂ）

【0157】

そして、ステップＳ１８Ｂで、以下の式（５Ｂ）により燃料電池装置３１の発電電力ＦＣが算出され、第１実施形態の第２実施例の「所定期間ＴＡ」および「所定期間ＴＢ」並びに第１実施形態の第３実施例の「所定期間ＴＣ」に該当しないタイミングであることを条件に、燃料電池装置３１の発電電力の計画値を補正した発電電力ＦＣが指令される。
ＦＣ＝ＦＣ_ｍａｉｎ＋ＦＣ_ｓｕｂ・・・（５Ｂ）

【0158】

一方、充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}よりも小さくない場合（ステップＳ１５Ｂで「Ｎｏ」の場合）、燃料電池装置３１の発電電力ＦＣはそのままの状態が維持される。なお、上記では、ＦＣ_ｓｕｂが、充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}と上限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}とが等しくなるように決定されているが、これに限定されない。充電率ＳＯＣ_{ｌａｔｏｒ}が、下限値ＳＯＣ_{ｌｏｗｅｒ}より大きくなるようＦＣ_ｓｕｂが決定されてもよい。

【0159】

本実施形態の電力制御方法、電力制御装置２０および電源システム１０が奏する作用効果は、第１実施形態の電力制御装置２０および電源システム１０が奏する作用効果の記載から容易に理解することができるので説明を省略する。

【0160】

本実施形態の電力制御方法、電力制御装置２０および電源システム１０は、上記特徴以外は、第１実施形態および第１実施形態の第１実施例－第４実施例のいずれかと同様であってもよい。

【0161】

第１実施形態、第１実施形態の第１実施例－第４実施例および第２実施形態は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせても構わない。上記説明から、当業者にとっては、本開示の多くの改良および他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本開示を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本開示の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。

【産業上の利用可能性】

【0162】

本開示の一態様は、蓄電装置が満充電状態または完全放電状態になる可能性を従来よりも低減し得る、電力制御方法、電力制御装置、および、電源システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0163】

１０ ：電源システム
２０ ：電力制御装置
２１ ：記憶器
２２ ：制御器
３０ ：分散型電源システム
３１ ：燃料電池装置
３２ ：蓄電装置
３３ ：太陽光発電装置
４０ ：電力負荷
５０Ａ ：制御装置
５０Ｂ ：制御装置
５０Ｃ ：制御装置
１３０ ：分散型電源システム

【要約】

本開示の電力制御方法は、燃料電池装置および蓄電装置を備える分散型電源システムより電力需要家の電力負荷に対して電力を供給する際に、前記燃料電池装置の発電電力の計画値に前記燃料電池装置の発電電力を制御するステップと、前記制御を実行しているときに、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が、１００％よりも小さい上限値よりも大きいとき、前記計画値を減少させる第１の補正、または、前記計画値に基づき推定される所定時間後の前記蓄電装置の充電率が０％よりも大きい下限値よりも小さいとき、前記計画値を増加させる第２の補正を実行するステップと、を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】