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

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 【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で(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
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