電気施設管理-計算43【電験3種 法規】発電と負荷の交点で受電・送電を分ける!受電62.1MWh・比率0.25=(a)(3)(b)(4) 平成20年度 B問題13 完全解説

電験3種 法規科目 電気施設管理 平成20年度 B問題13 発電が負荷を超えたら送電!受電62.1MWh

今回は平成20年度 法規科目 B問題13自家用水力発電所(出力一定)をもつ工場の受電・送電電力量を求める問題です。平成29年度 B問13(電気施設管理-計算25)と同系統の逆潮流の計算です。

ポイントは「発電(一定)と負荷曲線の交点で受電・送電が切り替わる」こと。負荷が発電を上回る時間帯は受電、下回る時間帯は送電(逆潮流)。それぞれの差の面積を求めます。

出題のポイント

目次

平成20年度 法規科目 B問題13:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 法規科目 配電 平成20年度 B問題13 問題文
平成20年度 法規科目 B問題13 問題文

電験3種 法規科目 【電気施設管理】 平成20年度 B問題13

 自家用水力発電所(出力10MW一定)をもつ工場が電力系統と常時系統連系している。負荷が発電を上回れば受電、下回れば送電(逆潮流)する。負荷曲線は9時以降P=−0.8t+24.2[MW]。次の(a)及び(b)に答えよ。

(注)平成20年度は公式問題PDFが公表されていないため、電験王等の過去問データに基づいて問題文を再構成しています。

自家用水力発電所(出力10MW一定、所内電力は無視)を有し、電力系統と常時系統連系(逆潮流可能)している工場がある。工場の1日の負荷は図の負荷曲線のように変化する。負荷が発電出力を上回るときは系統から受電し、下回るときは余剰を系統へ送電する。負荷曲線は9時以降、時刻t[時]に対しP=−0.8t+24.2[MW]で表される。次の(a)及び(b)に答えよ。

(a) この日の受電電力量[MW·h]の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)から一つ選べ。

(1)45.4 (2)58.6 (3)62.1 (4)65.6 (5)70.7 MW·h

(b) この日の送電電力量の受電電力量に対する比率の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)から一つ選べ。

(1)0.20 (2)0.22 (3)0.23 (4)0.25 (5)0.28

ポイント解説:発電と負荷の交点で受電・送電を分ける

受電・送電の切替時刻:発電出力は10MW一定。負荷曲線P=−0.8t+24.2が10MWになる時刻が切替点です。
 10=−0.8T+24.2 → 0.8T=14.2 → T≒17.75[時]
この時刻より前は負荷>発電で受電、後は負荷<発電で送電となります。

(a) 受電電力量:受電する時間帯(切替時刻まで)の「負荷−発電」の面積を求めます。負荷曲線と10MW線で挟まれる三角形状の面積を積算すると
 受電電力量≒62.1[MW·h]。よって(a)は(3)

(b) 送電/受電の比率:切替時刻以降、負荷が10MWを下回る時間帯の「発電−負荷」の面積が送電電力量:≒15.6[MW·h]。比率は
 送電/受電=15.6/62.1≒0.25(b)は(4)。負荷が発電を上回る時間の方が長いので、受電の方がずっと多くなります。

問題の解説

STEP1 切替時刻

10=−0.8T+24.2 → T≒17.75時(負荷=発電)

STEP2 (a)受電

切替時刻までの(負荷−発電)の面積≒62.1MWh →(3)

STEP3 (b)比率

送電≒15.6MWh、送電/受電=15.6/62.1≒0.25 →(4)

答え:(a)-(3),(b)-(4)

💡 覚え方
系統連系(逆潮流可)の発電=発電と負荷の交点で受電・送電が切り替わる負荷>発電→受電、負荷<発電→送電。それぞれ差の面積(電力×時間)を積算。負荷曲線が一次関数なら三角形・台形の面積で計算。切替時刻は負荷曲線=発電出力を解く。

⚠️ よくある間違い
切替時刻は負荷曲線=発電出力で求める。受電は負荷が発電を上回る部分、送電は下回る部分の面積。比率は送電÷受電(逆にしない)。面積は電力[MW]×時間[h]。

まとめ

発電出力10 MW(一定)
切替時刻10=−0.8T+24.2 → T≒17.75時
(a)受電電力量≒62.1 MW·h →(3)
送電電力量≒15.6 MW·h
(b)比率15.6/62.1≒0.25 →(4)
原理交点で受電・送電を分け面積計算

▼あわせて解きたい関連問題
・自家用水力の逆潮流(電気施設管理-計算25):【法規】平成29年度 B問題13
・太陽電池の日負荷曲線(電気施設管理-計算5):【法規】令和7年度上期 B問題13

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