多様性係数

電力を貯蔵することはできません。したがって、必要なときに必要量だけ電力を発生させる必要があります。発電所や変電所、またはその他の電力設備は、接続されているすべての負荷の最大需要を満たす必要があります。しかし幸運なことに、ある電源に接続されたすべての負荷の最大需要が同時に起こることはほとんどありません。代わりに、さまざまな負荷の最大需要は1日の異なる時間帯に発生します。この電力負荷の一特性により、比較的小さな電力源で多くの消費者または負荷を満たすことができます。ここで負荷多様性係数という概念が登場します。負荷多様性係数は、システムに接続された個々の負荷の最大需要の合計と、システム自体の同時最大需要の比として定義されます。具体的な例を挙げることでより理解しやすくなります。変電所における最大同時負荷は、個々の負荷の最大需要の合計よりも少なければなりません。なぜなら、これらの個々の負荷の最大需要は同時に発生しないからです。

例えば変電所を考えます。その変電所に接続されている負荷を、家庭用負荷、商業用負荷、工業用負荷、市街地用負荷、灌漑用負荷、および鉄道用負荷に分類することができます。

• 家庭用負荷には照明器具、ファン、冷蔵庫、ヒーター、テレビ、エアコン、給水ポンプなどが含まれます。住宅用または家庭用負荷の最大需要は通常夕方に発生します。

• 商業用負荷には店舗やレストランでの照明器具や電気製品が含まれます。これらの負荷消費は夕方だけでなく昼間も増加します。

• 工業用負荷には重い工業機械が含まれます。

• 市街地用負荷には街路灯システムや給水ポンプステーションの給水ポンプシステムが含まれます。これらの負荷消費は24時間中一貫していません。

• 灌漑は昼間にのみ電力を消費します。

• 鉄道用負荷は通勤時間帯の始まりと終わりに最大になります。

これで、変電所に接続されたすべての負荷の最大需要が同時に発生することはないことがわかります。代わりに、それらは24時間の間で異なる時間帯に発生します。このような電力負荷の多様性により、比較的小さな容量の変電所または同様の設備を構築して大きな接続負荷に対応することができます。

変電所Xを考えます。A、B、C、Eは変電所Xに接続された下流の変電所です。これらの変電所の最大需要はそれぞれAメガワット、Bメガワット、Cメガワット、Dメガワット、Eメガワットです。変電所Xの同時最大需要はXメガワットです。負荷多様性係数の計算式は以下の通りです。

負荷多様性係数の値は必ず1より大きいはずです。可能な限り大きな負荷多様性係数を持つことは、電力事業の商業的な実現可能性を高めるために望ましいです。

ここでは、負荷多様性係数の実際の例を示します。電力変圧器に以下のような負荷が接続されています。産業用負荷は1500kW、家庭用負荷は100kW、市街地用負荷は50kWです。変圧器の最大需要は1000kWです。負荷多様性係数は以下の通りです。

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