電力系統の研究

揚水発電所は最大出力は電力会社のサイトに結構掲載されているのですが、蓄電能力についてはあまり触れられていません。揚水発電所の蓄電能力について調べてみました。

１．九州電力の小丸川揚水発電所で計算してみた。
九州電力の小丸川揚水発電所は、小丸川の支流大瀬内谷川の最上流部に上部ダムを築造して上部調整池とし、小丸川中流部に下部ダムを築造して下部調整池とした純揚水発電所で、九州電力最大の揚水発電所である。九州電力のサイトによると、小丸川発電所の諸元は以下の通りである。

表1 小丸川発電所の諸元 *1

発電所所在地　宮崎県児湯郡木城町大字石河内
水系及び河川名　小丸川水系小丸川及び大瀬内谷川
発電方式　　　　ダム水路式（純揚水式）
最大出力　　　　120万kW（30万kW×４台）
最大使用水量　　222m3/s
有効落差　　　　　646.20m
主要工程
着工平成11年２月
運開平成19年７月（４号機）
平成21年１月（３号機）
平成22年７月（１号機）
平成23年７月（２号機）

上記によると、小丸川発電所の最大使用水量は 222 [m3/s] 、最大使用水量を使用している時、最大出力となる。最大使用水量を流し続けられる時間は、有効貯水容量が5,600×10^3 [m3 ]であるため、
最大出力継続時間[hour]=有効貯水容量[m3 ]÷最大使用水量[m3/s]
=5,600×10^3÷222[m3/s ]÷3600[s/h]=7.01[h](式.1)
となり、約７時間となる。よって、揚水発電所に蓄電できる電力量は、
揚水発電所の蓄電量[Wh]=最大出力×最大出力継続時間
=1,200,000[kW]×7.01[h]=8.4[GWh](10.2)
となる。揚水発電所は一種の巨大な蓄電池と考えることができますが、入力した電気エネルギーと発生した電気エネルギーの比である総合効率は，発電所の設計にもよるがおおむね70%程度(*2)である。よって、充放電の過程で30%程度が損失となる。

2.他の九州の揚水発電所も計算してみた。

同様に九州電力が所有する揚水発電所を計算すると表2となる。

表2 九州電力の純揚水の蓄電量
発電所名　　　　最大出力最大使用水量有効貯水量　　蓄電量　　　参考
大平発電所　　500MW124m3/s　　3,960,000m34.4GWhURL*3
小丸川発電所1,200MW222m3/s　　　5,600,000m38.4GWhURL*1
天山揚水発電所325MW140m3/s　　　3,270,000m32.1GWhURL*4

合計14.9GWh

３．未来の電動自動車社会での車の蓄電池の可能性
日本には2017年3月末時点で自動車は約8000万台もあるそうです。これが全て最新型のLeafになると40kWhx8,000万台=3,200GWhの蓄電池になってしまう。実際、すべての車が充電中というわけにはいかないし、充放電時の損失もあるし、ユーザーは充放電を繰り返すことによる蓄電池の劣化をいやがるだろう。しかし、この電気自動車の充電負荷をちょびっとだけ調整するだけで、何かすごいことになってしまうような気がしてきました。もう少し深堀してみようと思います。

（誤りがあったらご教示いただけると幸甚にございます。）

*1 九州電力ホームページ「小丸川発電所の概要」(http://www.kyuden.co.jp/effort_water_omarugawa_index.html)
*2 電気工学ハンドブックp.1220
*3 九州電力ホームページ「大平揚水式発電所」(http://www.kyuden.co.jp/var/rev0/0061/3236/hydro_ohira.pdf)
*4 九州電力ホームページ「天山揚水式発電所」(http://www.kyuden.co.jp/company_pamphlet_book_plant_hydro_tenzan.html)

世界のどこかで「コンセント」と叫ぶ

Sat, 05 May 2018 15:58:22 +0900

海外で日本人がやってしまう失敗談。

「あたし国際派なのよ」とカッコをつけていても、

日本人なら初めての海外出張・旅行の時に電気の取出口を「コンセント」と言ってしまったことはあるでしょう（笑）私もやってしまいました。

例えば、日本から持ってきた電化製品を使うためにホテルマンにコンセントの変換プラグを貸してほしい時、コンセントアダプター、コンセントアタッチメント等と言ってしまう。ホテルマンは首をかしげる。「かぅんせんと」などと英語風に言ってみる。やっぱり首をかしげる。身振り手振りも加えて「コンセント！」と大きな声で言ってみる。ホテルマンはやっぱり首をかしげている。（正解はアダプタプラグ(Adaptor Plug)）

実はこのコンセントと言う言葉は和製英語で英語では(Outlet米語：流れ出す口の意味）なのである。

では、このコンセントという英語っぽい言葉はいったいどこから来たのか。

実は明治時代に日本に電気器具が入ってきたとき、コンセントは今のような形ではなく、ノートパソコンのアダプタとパソコンをつなぐ同心円状の丸い形をしていたそうです。（図１参照）その同心円状のプラグは英語ではConcentric Plug（コンセントリック・プラグ：同心円状のプラグ）と呼ばれていたそうです。

図１．Concentric Plug

(source:http://www.plugsocketmuseum.nl/ContEUR_differentPins.html

その後、東京電灯の技術資料に差し込むほうをプラグ、差し込まれるほうをコンセントと規定されてしまい(ちなみに差し込む方をプラグという言い方は英語的にも正解)。すっかり部屋についていること電気の取出口を「コンセント」と呼ぶことが一般化し今に至るそうです。

ゆえに外国でコンセントと言っても全く通じません。米国ではOutlet、英国ではSocketと呼ばれるそうです。

2，3年前まで東京電力のホームページ（電気の資料館のサイトだったと思う）に上記の経緯が掲載されていて、自らoutletをコンセントと命名したのは私（東京電力の前身の東京電灯）ですと吐露されていたのですが、いつしか消滅してしまいました。

下記ＵＲＬでは英語の専門家がコンセントの語源を調査しています。英語の専門家もコンセントで頭を悩ませたことでしょう。

やっとコンセントの語源に納得　http://www.geocities.jp/nk1028nk/a121113a.html

東北北部基幹系統のインピーダンスマップ想像図(その2:R,Y成分追加)

Mon, 15 Jan 2018 14:58:32 +0900

作成したインピーダンスマップ（Ｘ成分のみ）にさらにＲ分、Ｙ分を追加した。

1. 架空送電線路パラメータ

架空送電線路パラメータは下表を参照した。

表１．架空送電線路定数例

電圧 [kV]	公称断面積ACSR [m2]	等価線間距離 [m]	Ω値			％値(1,000MVA基準)
電圧 [kV]	公称断面積ACSR [m2]	等価線間距離 [m]	r (20℃) [Ω/km]	x [Ω/km]	y [μS/km]	r (20℃) [%/km]	x [%/km]	Y [%/km]
275	330 x 2	10.0	0.0444	0.319	3.53	0.0587	0.422	0.0267
275	610 x 2	10.0	0.0237	0.308	3.65	0.0313	0.407	0.0276
500	410 x 4	10.0	0.0176	0.279	3.99	0.00704	0.1114	0.0998
500	810 x 4	10.0	0.0089	0.274	4.06	0.00356	0.1096	0.1016

(Source: 新田目倖造著, 「電力系統技術計算の基礎」,電気書院, 表3.6より)

2. 各送電線路の亘長

各送電線路の亘長はGoogleEarthより測定し、弛度を考慮し1.2倍した。下図にそれぞれの送電線路の亘長を示す。なお、送電線路の線種はデータがなかったため、一般的な送電線路の仕様・送電線路の容量から想定した。

図１．東北北部基幹系統の線路長、線種（想像図）

３. 作成したインピーダンスマップ(1,000MVA基準)

図２に作成したインピーダンスマップを示す。

図２．東北北部基幹系統のインピーダンスマップ（想像図）

東北電力北部地域基幹系インピーダンス線図(L分のみ)(想像図)

Mon, 01 Jan 2018 23:43:52 +0900

初版2018.1.1、

修正2018.1.9、各送電線の距離図を追加

１．はじめに

東北電力北部地域で送電線容量が満杯になってしまい新規電源が接続できない状況であるとのこと。東北電力の送電線の状況を調査してみようと思い北部地域のL分のインピーダンス線図を作ってみることにしました。

２．基準容量

基準容量は一般的な1000MVA基準とした。

３．変圧器のリアクタンス

変圧器のリアクタンスは東北電力の資料がなかったため、東京電力の流通設備形成ルールを参考として、Zt=14%とした。上北変電所には2unit、岩手、宮城にはそれぞれ1unitの500/275kVの変圧器が設置されてるようであるので、その通りとした。

４．線路定数、送電線の線路長

線路定数は不明なので、仮定条件として下記のパラメータを使った。(Source: 長谷川他、電気学会大学講座　電力系統工学、p.34の例題のパラメータ)を使った。

■線路定数のパラメータ

500kV送電線TACSR810mm2、4導体（1回線当り）：抵抗0.0105Ω/km、正相インダクタンス1.00mH/km、正相静電容量0.0155uF/km

275kV送電線ACSR410mm2、4導体(1回線当り)：抵抗0.0191Ω/km、正相インダクタンス0.963mH/km、正相静電容量0.0163uF/km

※抵抗成分、静電容量成分は無視

５．送電線の線路長

距離はGoogleからピックアップし、送電線の弛度を考慮し、線路長は距離を1.2倍した。

図１．東北北部基幹系の送電線距離（GoolgeEarthからPickup）

６．作成した東北電力北部地域基幹系インピーダンス線図（想像図）

500kV系統が青、275kV系統が赤である。

図２．東北北部基幹系のインピーダンス線図（想像図）

経済財務分析参考資料一覧

Sun, 03 Dec 2017 19:03:30 +0900

経済財務分析(Economic and Financial Analysis)の参考資料をまとめました。とりあえず、資料１から読んでいけば良いかと思います。日本語で書かれた財務分析に関する参考書は多数あるのですが、経済分析に関する参考書はほとんどありません。どなたかいい参考書を見つけたら、ご教示いただけると幸いです。

更新履歴

2017.12.11 初版

2017.12.11 鉱工業関係財務・経済分析基本ガイドライン(送配電線). を追加。

■資料1 鉱工業関係財務・経済分析基本ガイドライン(送配電線). -- 国際協力事..., 1988.7.http://libopac.jica.go.jp/images/report/P0000020490.html

内容：古い資料ですが、送配電建設プロジェクトを例に財務分析と経済分析の知識を一通り得ることができる日本語の貴重な資料です。

■資料2　鉱工業関係財務・経済分析基本ガイドライン(水力発電編)(1986年)

http://open_jicareport.jica.go.jp/643/643/643_000_10338481.html

内容：古い資料ですが、水力発電所建設プロジェクトを例に財務分析と経済分析の知識を一通り得ることができる日本語の資料です。

■資料3　プロジェクトの経済・財務分析 = Economic and financial appraisal of ADB-assisted projects. -（１９８０年）

http://open_jicareport.jica.go.jp/360/360/360_000_10128940.html

内容：1980年に書かれた資料です。ＡＤＢの経済・財務分析の考え方を日本語で読むことができます。

■資料4　経済財政分析ディスカッション・ペーパー・シリーズ

http://www5.cao.go.jp/keizai3/discussion-paper/menu.html

日本政府の経済に対する考え方が垣間見られる資料です。

■資料5　Guidelines for the Economic Analysis of Projects

https://www.adb.org/documents/guidelines-economic-analysis-projects

内容：アジア開発銀行の経済分析に関するガイドラインです。アジア開発銀行で実施されるプロジェクトは全て、このガイドラインに沿って評価された上で融資が実行されます。英語ができる人はこちらも合わせて読んで見ては。

■資料6　整理中。内容も未確認。

https://ec.europa.eu/europeaid/sites/devco/files/methodology-financial-and-economic-project-analyses-decision-making-tool_en_2.pdf

内容：（冒頭のGoogle 機械翻訳）

このマニュアルは、欧州共同体委員会の報告プロセスの結果です。それは、開発プロジェクトの成果と実行可能性を分析する欧州委員会の懸念に対応しています。採用された方法論は、開発プロジェクトを分析し、経済への影響を評価する上で最も有用な財政的および経済的データを強調することを目的としています。

欧州委員会が資金調達するプロジェクトは、教育プロジェクト、農業プロジェクト、都市計画、小規模企業を支援するプロジェクト、健康プロジェクトなど、さまざまな種類のものがあります。このマニュアルでは、エコノミストの視点からこれらのすべてを検討しています。財務および経済分析は、技術的、社会的および環境的専門家による分析を補完するプロジェクトの部分的な見解と、セクター別政策との一貫性に関する分析を提供する。

提案された方法論の基本的な考え方は、プロジェクトが異なる視点から分析され、それぞれが有益な情報を提供するということである。予算、経済的実行可能性、経済政策目標への影響などさまざまな観点から、プロジェクト参加者が直面している制約、国家経済のための賭け金とリスクなどが含まれます。

財務および経済分析の最終目的は、費用、資源使用効率（特に投資に対する経済的および経済的利益）、現行の経済政策および構造改革へのプロジェクトの関連性を可能な限り正確に決定することです。