專利名稱：使用燃料電池的應(yīng)急電源系統(tǒng)和配電盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用燃料電池的應(yīng)急電源系統(tǒng)，特別是涉及為了在通常時(shí) 對(duì)負(fù)載供給電力，與系統(tǒng)電源連接使用，并在系統(tǒng)電源一側(cè)的停電時(shí)，能 從系統(tǒng)電源解除連接，對(duì)負(fù)載供給來(lái)自燃料電池的電力的應(yīng)急電源系統(tǒng)和 這種應(yīng)急電源系統(tǒng)中所使用的配電盤(pán)。
背景技術(shù)：
近年，在電力消耗用戶即電力的需要用戶的所在之處，作為分散電源 裝置，配備燃料電池、組合來(lái)自供電局的配電的電力即來(lái)自系統(tǒng)電源的電 力與來(lái)自燃料電池的電力、供給該電力消耗用戶的電力消耗的分散型的電 源系統(tǒng)引人矚目。在供電局一側(cè)，設(shè)置多個(gè)發(fā)電設(shè)備、多個(gè)變電設(shè)備、連 接這些發(fā)電設(shè)備及變電設(shè)備并且用于將電力對(duì)多個(gè)需要用戶供給的配電 設(shè)備，發(fā)電設(shè)備、變電設(shè)備和變電設(shè)備作為整體保持諧調(diào)地運(yùn)用，將供電 局一側(cè)的這些設(shè)備作為整體稱作系統(tǒng)電源。
燃料電池產(chǎn)生直流電，但是在電力消耗用戶的住宅內(nèi)，需要與來(lái)自系 統(tǒng)電源的交流電重疊，向負(fù)載配電，所以需要將分散電源即燃料電池與系 統(tǒng)電源連接。為了使 燃料電池與系統(tǒng)電源連接，使用將燃料電池輸出的直 流電轉(zhuǎn)換為交流電、并使其頻率或電壓適合于來(lái)自系統(tǒng)電源的電力的功率
調(diào)節(jié)器(PCS)。來(lái)自功率調(diào)節(jié)器的交流電的輸出線一般在設(shè)置于電力消耗
用戶的住宅內(nèi)的配電盤(pán)中，與來(lái)自系統(tǒng)電源一側(cè)的配電線連接，據(jù)此，向 位于電力消耗用戶的住宅內(nèi)的負(fù)載， 一起供給來(lái)自燃料電池的交流電和來(lái) 自系統(tǒng)電源的交流電。
圖l表示用于這樣將基于燃料電池的分散電源與系統(tǒng)電源連接的以往 的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
作為分散電源，設(shè)置有包含燃料電池、并輸出交流電的燃料電池系統(tǒng)
81，燃料電池系統(tǒng)81的輸出與配電盤(pán)82連接。配電盤(pán)82也與系統(tǒng)電源連接，將來(lái)自系統(tǒng)電源的交流電與燃料電池系統(tǒng)81的交流電通過(guò)同一配 電線向負(fù)載供給。
燃料電池系統(tǒng)81具有燃料電池91和將由燃料電池91發(fā)電的直流電 轉(zhuǎn)換為交流電并且輸出的功率調(diào)節(jié)器(PCS) 92。燃料電池91雖然在圖1 中未圖示，但是具有將由碳化氫構(gòu)成的燃料例如燈油或LPG(液化石油氣) 等燃料重整并且生成氫的重整器、供給氫和氧(或空氣)并且發(fā)電的燃料 電池主體。燃料電池主體作為典型的燃料電池，具有分別供給氫和氧的負(fù) 極和正極、配置在負(fù)極和正極之間并且氫離子能透過(guò)的電解質(zhì)膜。
功率調(diào)節(jié)器92與通過(guò)配電盤(pán)82輸入的系統(tǒng)電源一側(cè)的交流電連接地 將來(lái)自燃料電池91的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。此外，為了使燃料電池即重 整器或燃料電池主體工作，需要通過(guò)加熱器將它們升溫到規(guī)定的溫度范 圍，此外，為了對(duì)重整器供給燃料，需要使泵工作。為了燃料電池系統(tǒng)81 的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要使加熱器或泵等各種輔助機(jī)械工作，用于使加熱器或泵工作 的電力從功率調(diào)節(jié)器92向燃料電池供給。如果燃料電池系統(tǒng)81進(jìn)入穩(wěn)定 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，作為用于加熱器或泵的電力，能使用燃料電池91發(fā)電的電力 的一部分?？墒牵谌剂想姵叵到y(tǒng)81自身的起動(dòng)時(shí)，燃料電池91還未開(kāi) 始發(fā)電，所以從由系統(tǒng)電源通過(guò)配電盤(pán)82向功率調(diào)節(jié)器92輸入的交流電 取得用于使加熱器或泵工作的電力。
可是，在系統(tǒng)電源上如上所述那樣連接分散電源時(shí)，必須使由分散電 源產(chǎn)生的電力不對(duì)系統(tǒng)電源一側(cè)帶來(lái)不良影響。例如，在日本的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè) 省能源廳總結(jié)的"系統(tǒng)連接方針"中表示為了不對(duì)系統(tǒng)電源帶來(lái)不良影響 應(yīng)該怎樣做，特別決定在系統(tǒng)電源一側(cè)發(fā)生停電事故時(shí)，應(yīng)該從系統(tǒng)電源 解除連接分散電源。因?yàn)椋绻谙到y(tǒng)電源一側(cè)的停電事故時(shí)，分散電源 工作，因?yàn)槭窃谕ｋ娭?，所以本?lái)應(yīng)該不充電的系統(tǒng)電源一側(cè)的配電線或 配電網(wǎng)由分散電源充電，有可能發(fā)生停電恢復(fù)等作業(yè)中的觸電事故、系統(tǒng) 電源恢復(fù)到正常狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)電源一側(cè)的交流電的相位與配電線一側(cè)的相 位不一致引起的故障。此外，如果從分散電源向系統(tǒng)電源一側(cè)供給電力， 則系統(tǒng)電源內(nèi)的故障發(fā)生位置的尋找就變得困難。在系統(tǒng)電源一側(cè)的停電 事故時(shí)，為了從系統(tǒng)電源將分散電源解除連接，分散電源的功率調(diào)節(jié)器檢 測(cè)到來(lái)自系統(tǒng)電源一側(cè)的電力供給中斷時(shí)，迅速使該分散電源的動(dòng)作停止，進(jìn)而根據(jù)需要，通過(guò)機(jī)械的開(kāi)關(guān)或斷路器，將分散電源從配電線分離。 燃料電池與氣象條件無(wú)關(guān)，只要繼續(xù)有燃料，就工作，所以有希望作 為假定地震等災(zāi)害發(fā)生，系統(tǒng)電源的停電持續(xù)時(shí)的應(yīng)急用電源?？墒牵瑢?分散電源與系統(tǒng)電源連接而使用時(shí)，如上所述，由于保安上的理由，在系 統(tǒng)電源一側(cè)有停電時(shí)，分散電源必須停止，所以即使是使用燃料電池的分 散電源，也不能原封不動(dòng)作為應(yīng)急用電源使用。此外，將燃料電池一旦停 止后，即使要再起動(dòng)該燃料電池， 一般作為燃料電池的再起動(dòng)所需要的電 力，要使用從系統(tǒng)電源供給的電力，所以在系統(tǒng)電源的停電時(shí)，不能進(jìn)行
燃料電池的再起動(dòng)。另外，在日本專利公開(kāi)特開(kāi)平6-223864號(hào)公報(bào)中示
出在系統(tǒng)電源一側(cè)有停電時(shí)，將來(lái)自無(wú)停電電源裝置的電力對(duì)燃料電池系 統(tǒng)的泵或加熱器等直接供給，使泵或加熱器工作，使燃料電池系統(tǒng)再起動(dòng)。 可是，在該技術(shù)中，存在著在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)，使泵或加熱器供給電力的 部分的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，用于切換向泵或加熱器的電力的供給目標(biāo)的控制變 得繁雜的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供具有燃料電池、并且是與系統(tǒng)電源連 接的分散型的電源系統(tǒng)，即在系統(tǒng)電源通常工作時(shí)，作為分散電源工作， 在系統(tǒng)電源變?yōu)橥ｋ姇r(shí)，能作為應(yīng)急用電源使用，并且能簡(jiǎn)單地進(jìn)行用于 作為應(yīng)急用電源使用的切換動(dòng)作的應(yīng)急電源系統(tǒng)。
本發(fā)明的其他目的在于，提供在這種應(yīng)急電源系統(tǒng)中所使用的配電盤(pán)。
本發(fā)明的應(yīng)急電源系統(tǒng)具有與系統(tǒng)電源連接的燃料電池系統(tǒng)，包括
與系統(tǒng)電源連接，并且向負(fù)載供給電力的配電盤(pán)；設(shè)置在系統(tǒng)電源和配電 盤(pán)之間的斷路器；設(shè)置在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)，從燃料電池將直流電轉(zhuǎn)換為交 流電，向配電盤(pán)供給的第一功率調(diào)節(jié)器；二次電池；和從二次電池將直流 電轉(zhuǎn)換為交流電，向配電盤(pán)供給的第二功率調(diào)節(jié)器；在檢測(cè)到第一功率調(diào) 節(jié)器中系統(tǒng)電源的停電時(shí)，第一功率調(diào)節(jié)器使燃料電池系統(tǒng)的動(dòng)作停止， 并且對(duì)斷路器發(fā)送停電檢測(cè)信號(hào)，將斷路器變?yōu)殚_(kāi)放狀態(tài)，斷路器為開(kāi)放 狀態(tài)時(shí)，通過(guò)從二次電池經(jīng)由第二功率調(diào)節(jié)器供給的電力，能起動(dòng)燃料電池系統(tǒng)，起動(dòng)后，從燃料電池系統(tǒng)向配電盤(pán)供給交流電。
本發(fā)明的應(yīng)急電源系統(tǒng)，優(yōu)選在系統(tǒng)電源的停電時(shí)，起動(dòng)燃料電池系 統(tǒng)，能向負(fù)載只供給來(lái)自燃料電池系統(tǒng)的電力。但是，在燃料電池系統(tǒng)的 額定輸出中具有限制，所以連接在配電盤(pán)上的負(fù)載是通常負(fù)載和應(yīng)急負(fù)載 的情況下，系統(tǒng)電源通常工作時(shí)，對(duì)雙方的負(fù)載供給電力，斷路器處于開(kāi) 放狀態(tài)，在燃料電池系統(tǒng)起動(dòng)后，只向應(yīng)急負(fù)載供給電力。優(yōu)選應(yīng)急負(fù)載 的負(fù)載容量低于燃料電池系統(tǒng)的額定輸出。
在本發(fā)明中，在斷路器處于開(kāi)放狀態(tài)時(shí)，在系統(tǒng)電源己恢復(fù)的狀態(tài)下， 停止燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，然后，將斷路器返回到導(dǎo)通狀態(tài)，在斷路器返 回到導(dǎo)通狀態(tài)后，再起動(dòng)燃料電池系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)這樣的再起動(dòng)，還能設(shè) 置控制斷路器的從開(kāi)放狀態(tài)向?qū)顟B(tài)的返回、產(chǎn)生對(duì)第一和第二功率 調(diào)節(jié)器的指令的控制電路。
在本發(fā)明中，作為燃料電池系統(tǒng)，使用具有將碳化氫作為燃料的燃料 電池的燃料電池系統(tǒng)。
本發(fā)明的配電盤(pán)，使燃料電池系統(tǒng)和系統(tǒng)電源連接，并用于對(duì)負(fù)載供 給電力，包括與燃料電池系統(tǒng)連接的母線；設(shè)置在母線和系統(tǒng)電源之間， 并在燃料電池系統(tǒng)檢測(cè)到系統(tǒng)電源的停電時(shí)，根據(jù)從燃料電池系統(tǒng)送來(lái)的 信號(hào)，成為開(kāi)放狀態(tài)的斷路器；能將二次電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換取得的交 流電對(duì)母線供給，在斷路器處于開(kāi)放狀態(tài)時(shí)，能通過(guò)從二次電池供給的電 力，起動(dòng)燃料電池系統(tǒng)。
在本發(fā)明中，在將燃料電池系統(tǒng)與系統(tǒng)電源連接的電源系統(tǒng)中，系統(tǒng) 電源停電時(shí)，雖然燃料電池系統(tǒng)也暫時(shí)停止，但是此后，使用通過(guò)配電盤(pán) 供給的來(lái)自二次電池的電力，能起動(dòng)燃料電池系統(tǒng)，所以能將來(lái)自該燃料 電池系統(tǒng)的發(fā)電的電力向負(fù)載供給。因此，本發(fā)明的應(yīng)急電源系統(tǒng)在平常 時(shí)，與系統(tǒng)電源連接，并且在災(zāi)害等應(yīng)急時(shí)，能作為應(yīng)急用電源運(yùn)轉(zhuǎn)，在 平常時(shí)和非常時(shí)都是有用的。


圖1是表示以往的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的應(yīng)急電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是表示本發(fā)明的其他實(shí)施例的應(yīng)急電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例。
圖2表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的應(yīng)急電源系統(tǒng)。該應(yīng)急電源系統(tǒng)與系 統(tǒng)電源連接，作為分散電源，具有輸出交流電的燃料電池系統(tǒng)ll，并且具 有用于向負(fù)載供給來(lái)自系統(tǒng)電源的電力和來(lái)自燃料電池系統(tǒng)11的電力的
配電盤(pán)14。該應(yīng)急電源系統(tǒng)還具有在系統(tǒng)電源一側(cè)的停電時(shí)供給用于起 動(dòng)燃料電池系統(tǒng)11的電力的二次電池16;將二次電池16充電，并且將從
二次電池16輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，向配電盤(pán)14供給的功率調(diào)節(jié)器 (PCS) 17。作為二次電池16，例如使用鋰離子電池、鎳氫電池或者鉛蓄 電池等。
配電盤(pán)14具有燃料電池11的輸出所連接的母線31;在與系統(tǒng)電源
連接的配電線39和母線31之間設(shè)置的斷路器32;在母線31和二次電池 16 —側(cè)的功率調(diào)節(jié)器17之間設(shè)置的開(kāi)關(guān)33;和設(shè)置在母線31和負(fù)載之 間的開(kāi)關(guān)34、 35。斷路器32從燃料電池系統(tǒng)11內(nèi)的后面描述的功率調(diào)節(jié) 器(PCS) 13收到停電檢測(cè)信號(hào)時(shí)，斷開(kāi)為開(kāi)放狀態(tài)(即斷路狀態(tài))。換 言之，斷路器32自動(dòng)從系統(tǒng)電源一側(cè)斷開(kāi)母線31。
在本實(shí)施例中，作為電力消耗用戶的住宅內(nèi)的負(fù)載，有只在系統(tǒng)電源 的工作時(shí)供給電力就可以的通常負(fù)載41、不僅系統(tǒng)電源的工作時(shí)在系統(tǒng)電 源的停電時(shí)也應(yīng)該供給電力的應(yīng)急負(fù)載42等2種。通常負(fù)載41通過(guò)開(kāi)關(guān) 34與母線31連接，應(yīng)急負(fù)載42通過(guò)開(kāi)關(guān)35與母線31連接。在該應(yīng)急電 源系統(tǒng)中，來(lái)自系統(tǒng)電源的交流電和來(lái)自燃料電池系統(tǒng)11的交流電通過(guò) 配電盤(pán)14，并通過(guò)同一住宅內(nèi)配電線向各負(fù)載41、 42供給。而且，在二 次電池16處于充電狀態(tài)時(shí)，按照負(fù)載一側(cè)的電力消耗狀況，從二次電池 16輸出，由功率調(diào)節(jié)器17從直流電轉(zhuǎn)換的交流電向負(fù)載41、 42供給。燃
料電池自身難以對(duì)負(fù)載的急劇變化進(jìn)行對(duì)應(yīng)，所以負(fù)載急劇增加時(shí)，對(duì)負(fù) 載供給來(lái)自二次電池16的電力，負(fù)載急劇減少時(shí)，將二次電池16充電，
從而在系統(tǒng)電源是通常狀態(tài)時(shí)，能效率良好地使該應(yīng)急電源系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 燃料電池系統(tǒng)11具有由將燃料重整而生成氫的重整器和供給氫、氧(空缺)來(lái)發(fā)電的燃料電池主體構(gòu)成的燃料電池12;將由燃料電池12 充電的直流電轉(zhuǎn)換為交流電來(lái)進(jìn)行輸出的功率調(diào)節(jié)器13。作為燃料，例如， 使用燈油或LPG (液化石油氣)或天然氣，因此，該燃料電池系統(tǒng)11具 有將碳化氫作為燃料的燃料電池。作為重整器或燃料電池主體所使用的與 圖1所示的以往的電源系統(tǒng)的同樣。
作為功率調(diào)節(jié)器13，使用與圖1所示的以往的電源系統(tǒng)中使用的功率 調(diào)節(jié)器92同樣的功率調(diào)節(jié)器，但是圖2所示的應(yīng)急電源系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié) 器13與圖1所示的功率調(diào)節(jié)器的不同點(diǎn)在于，具有在檢測(cè)到系統(tǒng)電源一 側(cè)的停電時(shí)，停止燃料電池系統(tǒng)11的動(dòng)作，并且將檢測(cè)到系統(tǒng)電源的停 電的意思的信號(hào)即停電檢測(cè)信號(hào)向配電盤(pán)14輸出的功能。另外，作為在 功率調(diào)節(jié)器13檢測(cè)系統(tǒng)電源一側(cè)的停電的方法，在與系統(tǒng)電源連接的分 散電源的功率調(diào)節(jié)器，能使用現(xiàn)在一般使用的方法。
下面，說(shuō)明圖2所示的應(yīng)急電源系統(tǒng)的動(dòng)作。
系統(tǒng)電源正常工作時(shí)，斷路器32、各開(kāi)關(guān)33 35都閉合，成為導(dǎo)通狀 態(tài)，來(lái)自系統(tǒng)電源的交流電、來(lái)自燃料電池系統(tǒng)11的交流電、根據(jù)狀況 來(lái)自二次電池16的由功率調(diào)節(jié)器17轉(zhuǎn)換后的交流電通過(guò)配電盤(pán)14向負(fù) 載41、 42供給。燃料電池系統(tǒng)11不起動(dòng)時(shí)，用于將燃料電池系統(tǒng)11起 動(dòng)的電力從系統(tǒng)電源向功率調(diào)節(jié)器13供給。此外，二次電池16由功率調(diào) 節(jié)器17控制其充放電，以使為規(guī)定的充電電平以上。在本實(shí)施例中，所 謂規(guī)定的充電電平是指能從二次電池16供給燃料電池系統(tǒng)11的起動(dòng)所需 要的電力的全部以上的充電電平。
假設(shè)系統(tǒng)電源停止即停電。通過(guò)燃料電池系統(tǒng)11的功率調(diào)節(jié)器13檢 測(cè)到此停電，其結(jié)果，功率調(diào)節(jié)器13自動(dòng)停止燃料電池系統(tǒng)ll的運(yùn)轉(zhuǎn)， 此外，根據(jù)需要，將燃料電池系統(tǒng)11從配電盤(pán)14電斷開(kāi)，并且向配電盤(pán) 14發(fā)送停電檢測(cè)信號(hào)。其結(jié)果，將斷路器32斷開(kāi)到開(kāi)放一側(cè)，將配電盤(pán) 14的母線31和與系統(tǒng)電源連接的配電線39斷開(kāi)。這時(shí)，二次電池16 — 側(cè)的功率調(diào)節(jié)器17也檢測(cè)到停電，并將二次電池16從配電盤(pán)M電斷開(kāi)。
這樣從配電盤(pán)14的母線31斷開(kāi)系統(tǒng)電源，停止燃料電池系統(tǒng)11和 來(lái)自二次電池16的電力的供給，從而也停止向負(fù)載41、 42的交流電的供 給。在該狀態(tài)下，為了使燃料電池系統(tǒng)11作為應(yīng)急用電源工作，首先，開(kāi)關(guān)34、 35作為開(kāi)放狀態(tài)，將負(fù)載41、 42從配電盤(pán)14斷開(kāi)，接著使二 次電池16 —側(cè)的功率調(diào)節(jié)器17工作，將來(lái)自二次電池16的電力由功率 調(diào)節(jié)器17轉(zhuǎn)換取得的交流電供給配電盤(pán)14。然后，操作燃料電池系統(tǒng)ll 的功率調(diào)節(jié)器13，使燃料電池系統(tǒng)11起動(dòng)。即開(kāi)始燃料電池12的各輔助 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)，使燃料電池12起動(dòng)。若燃料電池12起動(dòng)，輸出規(guī)定的直流 電，則該直流電就通過(guò)功率調(diào)節(jié)器13轉(zhuǎn)換為交流電，供給配電盤(pán)14的母 線31，所以閉合與應(yīng)急負(fù)載42連接的開(kāi)關(guān)35，向應(yīng)急負(fù)載42供給交流 電。
如上所述，進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)11的再起動(dòng)，重新開(kāi)始對(duì)應(yīng)急負(fù)載42 的交流電的供給。
接著，說(shuō)明系統(tǒng)電源從停電到恢復(fù)時(shí)的動(dòng)作。在配電盤(pán)14，在比斷路 器32更靠系統(tǒng)電源一側(cè)的位置上，如果設(shè)置用來(lái)自系統(tǒng)電源一側(cè)的電力 發(fā)光的指示燈，通過(guò)指示燈再點(diǎn)亮，就能知道系統(tǒng)電源從停電恢復(fù)了的情 況。這時(shí)，以手動(dòng)使燃料電池系統(tǒng)ll停止，根據(jù)需要，開(kāi)放幵關(guān)33后， 閉合斷路器32，向配電盤(pán)14的母線31供給來(lái)自系統(tǒng)電源一側(cè)的電力。然 后，使燃料電池系統(tǒng)ll再起動(dòng)，此外，通過(guò)將開(kāi)關(guān)33、 34閉合，返回到 最初說(shuō)明的通常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在以上的動(dòng)作中，系統(tǒng)電源一側(cè)變?yōu)橥ｋ?，斷路?2成為開(kāi)放狀態(tài) 后，系統(tǒng)電源恢復(fù)時(shí)，再接通斷路器32，將斷路器32變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，但 是在接通斷路器32的時(shí)刻，燃料電池系統(tǒng)ll必須停止。因此，優(yōu)選在配 電盤(pán)14設(shè)置燃料電池系統(tǒng)11工作、或者燃料電池系統(tǒng)11處于起動(dòng)過(guò)程 時(shí)使開(kāi)放狀態(tài)的斷路器32不再接通的聯(lián)鎖裝置。
此外，在上述的步驟中，燃料電池系統(tǒng)11的起動(dòng)或各開(kāi)關(guān)33 35的 通斷、各功率調(diào)節(jié)器13、 17的操作等由基于操作員的手動(dòng)進(jìn)行，但是為 了能自動(dòng)進(jìn)行這些過(guò)程，也可以在配電盤(pán)14設(shè)置控制電路。圖3表示具 有這樣的控制電路的應(yīng)急電源系統(tǒng)。
圖3所示的應(yīng)急電源系統(tǒng)與圖2所示的應(yīng)急電源系統(tǒng)不同點(diǎn)在于，在 配電盤(pán)14內(nèi)設(shè)置有控制電路36?？刂齐娐?6使配電盤(pán)14內(nèi)的斷路器32 恢復(fù)到導(dǎo)通狀態(tài)，能控制配電盤(pán)14內(nèi)的各開(kāi)關(guān)33 35，并且能構(gòu)成為向燃 料電池系統(tǒng)U內(nèi)的功率調(diào)節(jié)器13、或?qū)?lái)自二次電池16的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的功率調(diào)節(jié)器17輸出指令。為了向功率調(diào)節(jié)器13、 17傳遞來(lái)自控
制電路36的指令，在配電盤(pán)14與這些功率調(diào)節(jié)器13、 17之間設(shè)置了信 號(hào)線37、 38。
控制電路36例如具有用于應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變的按鈕開(kāi)關(guān)即應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn) 開(kāi)關(guān)、用于通常運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變的按鈕開(kāi)關(guān)即通常運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)電源一側(cè) 變?yōu)橥ｋ?，如上所述，斷路?2斷開(kāi)為開(kāi)放狀態(tài)，在來(lái)自燃料電池系統(tǒng) 11和二次電池16的電力的供給停止的狀態(tài)下，如果操作應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)， 控制電路36就將開(kāi)關(guān)34、 35變?yōu)殚_(kāi)放狀態(tài)，從而使燃料電池系統(tǒng)11起 動(dòng)，自動(dòng)執(zhí)行直到將開(kāi)關(guān)35變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的上述的處理。此外，處于應(yīng) 急運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，操作通常運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)時(shí)，控制電路36確認(rèn)了系統(tǒng)電源的恢 復(fù)后，自動(dòng)執(zhí)行燃料電池系統(tǒng)11的停止和從斷路器32的接通到燃料電池 系統(tǒng)的再起動(dòng)、開(kāi)關(guān)33、 34的接通的處理。通過(guò)設(shè)置這樣的控制電路36， 能簡(jiǎn)單進(jìn)行基于本發(fā)明的應(yīng)急電源系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)操作。
權(quán)利要求
1. 一種應(yīng)急電源系統(tǒng)，具有與系統(tǒng)電源連接的燃料電池系統(tǒng)，包括與所述系統(tǒng)電源連接，并且向負(fù)載供給電力的配電盤(pán)；設(shè)置在所述系統(tǒng)電源和所述配電盤(pán)之間的斷路器；第一功率調(diào)節(jié)器，其設(shè)置在所述燃料電池系統(tǒng)內(nèi)，從燃料電池將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，向所述配電盤(pán)供給；二次電池；和第二功率調(diào)節(jié)器，其從所述二次電池將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，向所述配電盤(pán)供給；在檢測(cè)到所述第一功率調(diào)節(jié)器中所述系統(tǒng)電源的停電時(shí)，所述第一功率調(diào)節(jié)器使所述燃料電池系統(tǒng)的動(dòng)作停止，并且對(duì)所述斷路器發(fā)送停電檢測(cè)信號(hào)，將所述斷路器變?yōu)殚_(kāi)放狀態(tài)，所述斷路器為開(kāi)放狀態(tài)時(shí)，通過(guò)從所述二次電池經(jīng)由所述第二功率調(diào)節(jié)器供給的電力，能起動(dòng)所述燃料電池系統(tǒng)，起動(dòng)后，從該燃料電池系統(tǒng)向所述配電盤(pán)供給交流電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)急電源系統(tǒng)，其特征在于， 連接在所述配電盤(pán)上的負(fù)載是通常負(fù)載和應(yīng)急負(fù)載，所述系統(tǒng)電源在通常工作時(shí)，對(duì)所述通常負(fù)載和所述應(yīng)急負(fù)載供給電力，.所述斷路器處于 開(kāi)放狀態(tài)，在所述燃料電池系統(tǒng)起動(dòng)后，只對(duì)所述應(yīng)急負(fù)載供給電力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)急電源系統(tǒng)，其特征在于， 所述應(yīng)急負(fù)載的負(fù)載容量低于所述燃料電池系統(tǒng)的額定輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項(xiàng)所述的應(yīng)急電源系統(tǒng)，其特征在于，在所述斷路器處于開(kāi)放狀態(tài)時(shí)，在所述系統(tǒng)電源已經(jīng)恢復(fù)的情況下， 停止所述燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，然后，將所述斷路器返回到導(dǎo)通狀態(tài)，在 所述斷路器返回到導(dǎo)通狀態(tài)后，再起動(dòng)所述燃料電池系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項(xiàng)所述的應(yīng)急電源系統(tǒng)，其特征在于，還設(shè)置控制電路，其控制所述斷路器的從所述開(kāi)放狀態(tài)向所述導(dǎo)通狀態(tài)的恢復(fù)，并產(chǎn)生對(duì)所述第一和第二功率調(diào)節(jié)器的指令。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項(xiàng)所述的電源系統(tǒng)，其特征在于， 所述燃料電池系統(tǒng)具有將碳化氫作為燃料的燃料電池。
7. —種配電盤(pán)，使燃料電池系統(tǒng)和系統(tǒng)電源連接，并用于對(duì)負(fù)載供給電力，包括與所述燃料電池系統(tǒng)連接的母線；和斷路器，其設(shè)置在所述母線與所述系統(tǒng)電源之間，并在所述燃料電池 系統(tǒng)檢測(cè)到所述系統(tǒng)電源的停電時(shí)，根據(jù)從所述燃料電池系統(tǒng)送來(lái)的信號(hào)，成為開(kāi)放狀態(tài)；能將二次電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換后取得的交流電向所述母線供給，在 所述斷路器處于開(kāi)放狀態(tài)時(shí)，能通過(guò)從所述二次電池供給的電力，起動(dòng)所 述燃料電池系統(tǒng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的配電盤(pán)，其特征在于， 連接通常負(fù)載和應(yīng)急負(fù)載，在所述系統(tǒng)電源通常工作時(shí)，向所述通常負(fù)載和所述應(yīng)急負(fù)載供給電力，所述斷路器處于開(kāi)放狀態(tài)，在所述燃料電 池系統(tǒng)起動(dòng)后，只向所述應(yīng)急負(fù)載供給電力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的配電盤(pán)，其特征在于，還具有 設(shè)置在所述母線與所述通常負(fù)載之間的第一幵關(guān)； 設(shè)置在所述母線與所述應(yīng)急負(fù)載之間的第二幵關(guān)；和控制電路，其控制所述斷路器的從所述開(kāi)放狀態(tài)向所述導(dǎo)通狀態(tài)的返 回，并控制所述第一和第二開(kāi)關(guān)上的通斷。
全文摘要
具有燃料電池系統(tǒng)，并且與系統(tǒng)電源連接，在系統(tǒng)電源停止時(shí)，能從燃料電池系統(tǒng)向負(fù)載供給電力的應(yīng)急電源系統(tǒng)，其具有與系統(tǒng)電源連接的配電盤(pán)、設(shè)置在系統(tǒng)電源和配電盤(pán)之間的斷路器、二次電池。設(shè)置在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的功率調(diào)節(jié)器的輸出提供給配電盤(pán)。檢測(cè)到系統(tǒng)電源的停電時(shí)，功率調(diào)節(jié)器停止燃料電池系統(tǒng)的動(dòng)作，并且將停電檢測(cè)信號(hào)向斷路器送出，將斷路器變?yōu)閿嗦窢顟B(tài)。斷路器是斷路狀態(tài)時(shí)，通過(guò)從二次電池經(jīng)由配電盤(pán)供給的電力，使燃料電池系統(tǒng)起動(dòng)，起動(dòng)后，從燃料電池系統(tǒng)向配電盤(pán)供給交流電。
文檔編號(hào)H02J3/38GK101421898SQ20078001367
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者井深丈, 川路幸弘, 西山拓雄 申請(qǐng)人:新日本石油株式會(huì)社