電力需要を把握するには負荷曲線が重要になる

配電線につながる負荷の最小単位は電気機器ですが、日常これらの負荷の使われ方は、時間によって、季節によってあるいは地域によってなどさまざまです。

電力会社はそのさまざまな電力需要を把握して、安定的で無駄のない電力設備を備える責務を負っています。

電力は発電所からの生産と負荷側の消費が同時に行われるため、貯蔵することが難しく、また設備の準備には相当の期間と費用がかかるので、設備の設計段階で相当な需要予測を立てておかなければいけません。

そこで電力の需要をつかむために必要になるのが負荷曲線です。

負荷曲線は、ロードカーブとも呼ばれ、１日あるいは１年の使われる電力量の変化を表したグラフのことです。

負荷の電力需要に適した受電・変電設備を推定し、設計するために必要となるものです。

 

需要率とは何か

負荷設備にはいろいろな電気機器が集まっていますが、これらの機器が全部同時に動くわけではありません。したがって、全部の機器が動けるだけの電力設備は必要ないわけです。たとえば、20キロワットの空気調整器が２台、10キロワットの換気扇が６台ある場合、100キロワット（負荷設備容量）の電力を供給する設備が必要かといえば、通常一斉に動かすことはないので、70％程度の電力、つまり70キロワット程度の電力供給（最大需要電力）で支障がないのです。このような場合、需要率は70％といいます。

この判断のもとになる需要率は次の式で表します。

需要率＝（最大需要電力〔kW〕）÷（負荷設備容量〔kW〕）×100〔％〕

 

一般家庭では、この需要率を使って契約アンペアを決めます。

たとえば、ある家庭の分電盤に、100ボルト、20アンペアの小ブレーカが上下５個ずつ、計10個設置してあったとすれば、10個×20アンペア＝200アンペアの電流を供給してもらう必要があるでしょうか。この家庭の全部屋の電気製品が全部同時に稼動することはありませんから、需要率を算定したデータをもとに、電力会社への契約電力の申し込みを行うことになります。この場合、需要率20％として40アンペア、需要率30％として60アンペアの契約をすればよいことになります。

 

負荷率、不等率って何？

負荷率は次の式で計算します。

負荷率＝（平均需要電力〔kW〕）÷（最大需要電力〔kW〕）×100〔％〕

 

いま20軒の家庭があり、ある夏、この家庭の合計の最大需要電力が60キロワットであったとします。しかし、年間の平均需要電力は30キロワットでした。この場合、負荷率を計算すると30÷60 ＝0.5×100＝50％となります。

このことは電力会社側から考えると、本来、平均需要電力分の30キロワット程度の電力を供給すれば間に合うはずが、負荷が均一でないために、60キロワットの電力に対応する能力のある変圧器などの設備を用意しなければならないことになります。年間で見ると設備が遊ぶ部分が出ることがわかります。この遊ぶ部分の設備費は、電気料金に反映することになります。

 

不等率は次の式で計算します。

不等率＝（複数の負荷群の最大需要電力の代数和〔kW〕）÷（複数の負荷群の最大需要電力の総合値〔kW〕）×100　〔％〕

 

この不等率を求める場合は、負荷となる地域が２ヵ所以上必要です。

たとえば、事務所ビルがある（Ａ）地域と商業地域のような（Ｂ）地域で、生活形態の異なる２ヵ所に電力供給する場合に、不等率は地域需要の参考となるデータを導いてくれます。

（Ａ）地域と（Ｂ）地域を含めた配電設備を計画するときに、設備全体の最大需要電力は（Ａ）と（Ｂ）の最大電力の和より小さくてよいのです。不等率の式を求めることは、配電設備の容量（規模）を決める数値に利用されます。

 

豆知識 2015-06-15