【問題】
【難易度】★★★☆☆(普通)
次の文章は,供給予備力を考慮した発電機の出力配分に関する記述である。文中の に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選びなさい。
ある電力系統には,表に示す G1 から G6 の発電機があり, G1 は最大容量の出力で一定運転の制約がある発電機, G2 は最低運転出力から最大容量までの任意の出力で一定運転の制約がある発電機であり,その他の G3 から G6 は最低運転出力から最大容量までの範囲で調整運転が可能な発電機である。なお, G3 を揚水動力として運転するときは,発電の最大容量と等しい負荷電力で運転するものとする。
単位:[MW]
a.負荷が最大のとき,全発電機を運転し, G1 と G2 を最大出力一定とする場合,調整運転する G3 から G6 の合計出力は,上げ余力を確保して最大 (1) [MW] であり,この系統が供給できる最大電力は (2) [MW] である。
b.負荷が減少するのに合わせて, G3 を停止し, G1 は最大出力一定, G2 を最低出力とし,その他の発電機は上げ余力を確保しながら台数を調整して運転することとすれば,この系統が供給できる最大電力は (3) [MW] ,最小電力は (4) [MW] である。
c.負荷が最小となるとき, G3 は揚水運転して, G1 は最大出力一定, G2 を最低出力とし,その他の発電機は上げ余力を確保しながら最小限の台数で運転することとすれば,この系統が供給できる最小電力は (5) [MW] である。ただし, G3 は発電に切り替えできないものとする。
〔問4の解答群〕
(イ) 295 (ロ) 305 (ハ) 315(ニ) 395 (ホ) 415 (ヘ) 420(ト) 450 (チ) 500 (リ) 550(ヌ) 780 (ル) 830 (ヲ) 900(ワ) 1 000 (カ) 1 050 (ヨ) 1 150
【ワンポイント解説】
系統運用における発電機の出力配分に関する問題です。
受験生にその場で考えさせ,読解能力や論理的思考能力を見るいかにも 1 種らしい問題と言えます。
落ち着いて一つ一つ条件を整理することが肝になります。
【解答】
(1)解答:チ
G3 から G6 の合計最大出力は, G3 から G6 の最大容量の合計から,最も大きい容量である G4 の 350 [MW] を上げ余力として差し引いた出力となる。したがって,
(100+350+250+150)−350=500 [MW]
(2)解答:ワ
(1)より, G1 と G2 を最大出力一定として,系統が供給できる最大電力は,
300+200+500=1 000 [MW]
(3)解答:ヌ
題意に沿って,最大電力時の各出力を整理すると下表のようになる。ただし, G4 から G6 の合計において下表から上げ余力を確保する必要がある。
発電機種 別最大出力出力G1出力一定運転300300G2出力一定運転20080G3揚水式発電1000G4調整運転350350G5調整運転250250G6調整運転150150
(300+80+350+250+150)−350=780 [MW]
(4)解答:ヘ
最大出力を出す発電機 G1 が脱落したときの上げ余力 300 [MW] を確保可能なパターンは下表のパターン A もしくはパターン B となる。
発電機種 別最大出力出力パターン A出力パターン BG1出力一定運転300300300G2出力一定運転2008080G3揚水式発電10000G4調整運転350350G5調整運転250025G6調整運転150015
300+80+25+15=420 [MW]
(5)解答:ロ
G3 は 100 [MW] で揚水運転しているので,発電機が脱落したときは揚水運転を停止することで上げ余力 100 [MW] を確保できる。そのため,最も大きい出力である G1 が脱落したときの上げ余力は 200 [MW] 確保する必要がある。よって,下表のパターンが第一に考えられる。
発電機種 別最大出力出力G1出力一定運転300300G2出力一定運転20080G3揚水式発電100−100G4調整運転3500G5調整運転25025G6調整運転1500
300+80−100+25=305 [MW]