การคิดค่า Maximum Demand

Maximum Demand หรือ Peak Demand คือค่าความต้องการใช้ไฟฟ้าเฉลี่ยสูงสุด Demand ในรอบของเดือนนั้นหรือรอบบิลนั้นๆ

การคิดค่า Maximum Demand นั้นคิดมาจากการเปรียบเทียบค่า Demand ในแต่ละ Interval (ในประเทศไทยจะใช้ interval ที่ 15 นาที) หากใน Interval ไหนมีค่ามากก็จะกลายเป็นค่า Maximum Demand แล้วทำการเปรียบเทียบแต่ละ Interval ไปเรื่อยๆ จนถึง Interval สุดท้ายของเดือนหรือของรอบบิลนั้นแล้วบันทึกลงไปในบิลค่าไฟ หลังจากนั้นจึงทำการ reset ค่า Maximum Demand ให้เป็น 0 เพื่อที่จะคำนวณเปรียบเทียบค่า Demand ในรอบเดือนหรือบิลใหม่ต่อไป

ตัวอย่างการเปรียบเทียบ Demand แต่ละ interval เพื่อนำมาคิดเป็นค่า Maximum Demand

ตัวอย่าง ค่า Maximum Demand ที่ทางการไฟฟ้านำมาคิดเงินจากผู้ใช้งาน การคิดค่าไฟฟ้าจาก กิจการขนาดกลางจากการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (PEA)

การคำนวณค่าความต้องการใช้ไฟฟ้าเฉลี่ย Block Demand

เราสามารถคำนวณ Demand หรือ ความต้องการใช้ไฟฟ้าเฉลี่ย ได้จากค่าพลังงานจากสูตรนี้

Demand = Energy x (60 ÷ Demand interval)

โดย
Demand คือ ความต้องการใช้ไฟฟ้าเฉลี่ย มีหน่วยเป็น W หรือ var
Energy คือ พลังงาน มีหน่วยเป็น Wh ในกรณีที่หา Demand W และจะเป็น varh ในกรณีที่หาค่า Demand var
Demand interval คือค่า Block เวลาที่ใช้ในการเฉลี่ย มีหน่วยเป็นนาที (ใช้ 15 นาที สำหรับประเทศไทย)

เราจะคิดค่า Demand จะมีการคำนวณค่าใหม่ทุกๆนาทีที่ครบตาม Demand Interval
หาก Demand interval คือ 15 นาทีเราก็จะคิด Demand Interval ที่นาทีที่ 00, 15, 30, 45
เช่นเวลา 00:00, 00:15, 00:30, 00:45, 01:00, 01:15, … ไปเรื่อยๆ

ตัวอย่าง ในการคำนวณค่า Demand W
ในช่วงเวลา 9:00 ถึง 9:05 มีการใช้ไฟฟ้า ที่ 230V 20A ก็จะได้ค่า Active Power = 4,600 และ Active Energy = 383.33 Wh
ในฃ่วงเวลา 9:05 ถึง 9:10 มีการใช้ ไฟฟ้า ที่ 230V 40A ก็จะได้ค่า Active Power = 9,200 และ Active Energy = 766.67 Wh
ในช่วงเวลา 9:10 ถึง 9:15 มีการใช้ ไฟฟ้า ที่ 230V 30A ก็จะได้ค่า Active Power = 6,900 และ Active Energy = 575 Wh
ดังนั้นเราจะได้ Active Energy ผลรวมจะได้ 1,725 Wh = 383.33 + 766.67 + 575
เมื่อคำนวณ Demand จะได้ 6,900 W = 1,725 x (60 ÷ 15)

และเมื่อเอามาพลอตกราฟก็จะได้กราฟดังรูป จะสังเกตว่า Instantaneous power จะเป็นกราฟที่เรียบเนื่องจากเราสมมติให้มีการใช้งานที่คงที่

แต่ในการใช้งานจริงๆแล้ว ค่า Instantaneous Power อาจจะไม่คงที่ ดังรูปนี้

จากตัวอย่างผลลัพธ์ที่เราคำนวณได้นั้นหมายความว่า ใน 15 นาทีนี้เรามีความต้องการใช้กำลังโดยเฉลี่ยเท่ากับ 6,900 W

และใน Demand var ก็จะมีการคำนวณเช่นเดียวกันเพียงแต่เปลี่ยนจาก Active Power และ Active Energy มาเป็น Reactive Power และ Reactive Energy แทน

ซึ่งวิธีการคำนวณค่า Demand แบบนี้เราเรียกได้ว่าเป็นการคำนวณค่า Demand แบบ Block Demand นั้นเอง

ทำความเข้าใจกับพลังงานไฟฟ้า vs กำลังไฟฟ้า

Wind_power_plants_in_Xinjiang%2C_China

เวลาการไฟฟ้าคิดค่าไฟจะคิดจากพลังงานไฟฟ้าที่เราใช้งานไปว่าแต่พลังงานไฟฟ้าที่ว่าเขาคิดยังไงมีนิยามอย่างไรนะ

ถ้าเราจะเปรียบเทียบพลังงานก็เปรียบเสมือนเหมือนพลังงานนั้นเป็นจำนวนน้ำที่ไหลออกมาจากก๊อกน้ำ หากเราเปิดวาวน้ำจากก๊อกน้ำแรงก็เปรียบเสมือนกำลังไฟฟ้า เปิดแรงก็มีน้ำไหลออกมาจำนวนมาก(กำลังไฟฟ้ามากก็กินพลังงานมากนั้นเอง) จากการเปรียบเทียบสังเกตให้ดีว่ากำลังไฟฟ้ากับพลังงานไฟฟ้านั้นแตกต่างกัน

โดยเราสามารถนิยามพลังงานไฟฟ้าได้ว่า พลังงานไฟฟ้าคือกำลังไฟฟ้าที่สะสมในช่วงเวลาหนึ่ง

มาดูนิยามของกำลังไฟฟ้ากันก่อน โดยเราสามารถเขียนเป็นสมการได้ว่า W = Ws = J/s
โดย W คือ Watt วัตต์ หมายถึงพลังงานที่ปล่อยออกมาในเวลา 1 วินาที โดย พลังงาน 1 Joule จูล ซึ่งจะเทียบเท่ากับการยกของหนัก 1 กิโลกรัมขึ้นสูง 10 เซนติเมตร (นิยามของ Joule คือ นิวตัน-เมตร)

โดยการวัดพลังงานไฟฟ้าจะวัดเป็นหน่วย kWh หรือที่การไฟฟ้าเรียกว่า หน่วย โดย 1 หน่วยก็คือ 1 kWh หรือเท่ากับ 1000 Wh

จากที่ว่า พลังงานไฟฟ้าคือกำลังไฟฟ้าที่สะสมในช่วงเวลาหนึ่ง
เราสามารถแปลงจากกำลังไฟฟ้า ไปเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ (Ws ไปเป็น Wh) ได้โดย
1÷ (60 x 60) hr = 1s
Wh = Ws ÷ 3600

ตัวอย่าง การคิดพลังงานไฟฟ้าจากกำลังไฟฟ้า

เตารีด 1600 W

philips-gc1930-org-01

IMG_20160222_083908450

W-> Wh = 1600 ÷ 3600 = 0.44 Wh ต่อ 1วินาที (1วินาทีใช้พลังงานไป 0.44 Wh)
ถ้าใช้เตารีดขนาดกำลังไฟฟ้า 1600 W ก็จะกินพลังงานไฟฟ้าใน 1 ชั่วโมงจะเท่ากับ 1600 Wh หรือ 1600 ÷ 1000 = 1.6 kWh หรือ 1.6 หน่วยนั้นเอง

หากค่าไฟหน่วยละ 3 บาท ก็จะต้องจ่ายเงินไป 1.6 x 3 = 4.8 บาท ถ้าใช้เป็นเวลา 1 ชั่วโมง

จะเห็นได้ว่าพลังงานไฟฟ้า vs กำลังไฟฟ้านั้นแตกต่างกันแต่มีความสัมพันธ์กัน หากกำลังไฟฟ้ามีค่ามากก็จะกินพลังงานมากทำให้เราต้องเสียค่าใช้จ่ายไปจำนวนมากนั้นเอง

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับ Demand ค่าความต้องการใช้กำลังไฟฟ้า

Demand คือการวัดความต้องการใช้พลังงาน (กำลังงาน) ในระหว่างช่วงเวลาที่เรากำหนด สามารถนำไปใช้ในการคิดคำนวณการคิดเงินจากผู้ใช้ไฟฟ้า รวมไปถึงจุดประสงค์ที่สำคัญก็คือการสามารถคำนวณและคาดคการณ์กำลังการผลิตไฟฟ้าได้
โดยทั่วไปการคำนวณค่า Demand จะคำนวณจาก ค่าความแตกต่างระหว่างการใช้งงานพลังงาน ณ เวลา แต่ละจุด ดังสมการด้านล่างนี้

fomula1

โดย D คือ Demand, E คือ พลังงงาน, t คือเวลา

มีวิธีคิดคำนวณอยู่ 2แบบ นั้นคือ
1. Block demand
เป็นการคำนวณค่า Demand ระบุการคำนวณในระยะช่วงเวลาที่กำหนดหรือ Demand interval ซึ่ง Demand interval กำหนดเป็นช่วงระยะเวลาเช่น 10นาที (ยุโรปใช้งานกันที่ 10 นาที) 15 นาที (ส่วนใหญ่ใช้กันที่ 15 นาที, ประเทศไทยก็ใช้ ค่า Demand ที่ค่านี้)
เมื่อจบ Demand interval ของแต่ละ block ค่า Demand ก็จะไปเริ่มต้นนับใหม่ ในทุกๆครั้งที่ครบ interval ไปเรื่อยๆ ทำให้แต่ละ block นั้นมีค่า Demand อิสระต่อกัน
ตัวอย่าง Block Demand

block+demand

Demand interval = 15 นาที
ที่เวลา 12:00 Demand จะถูกเคลียร์เป็นค่า 0 แล้วเริ่มนับใหม่
ที่เวลา 12:15 Demand จะถูกเคลียร์เป็นค่า 0 แล้วเริ่มนับใหม่
ที่เวลา 12:30 Demand จะถูกเคลียร์เป็นค่า 0 แล้วเริ่มนับใหม่
ที่เวลา 12:45 Demand จะถูกเคลียร์เป็นค่า 0 แล้วเริ่มนับใหม่

2. Sliding demand หรือ rolling demand
การคำนวณแบบ Sliding demand หรือ rolling demand จะคำนวณต่างจากแบบ Block demand โดย sliding demand จะเป็นการคำนวณที่มีการอ้างอิงถึง Block ที่ผ่านมา ซึ่งเรียกว่า sub-interval เป็นตัวบอกถึงความถี่ในการอัพเดตข้อมูล และมี Main-interval จะทำการคำนวณโดยนำค่า sub-block ตัวที่เก่าที่สุดออกแล้วอัพเดตค่า sub-interval ใหม่เข้าไป ซึ่งจะทำให้ค่า Demand นั้นมีการ เฉลี่ยแบบ rolling นั้นเอง

ตัวอย่าง Sliding Demand

sliding+demand

ปัจจุบันนิยมใช้ การคำนวณแบบ Block demand ซึ่งจะมีความซับซ้อนน้อย ทำให้การคำนวณได้รวดเร็วและ ผู้ใช้งานเข้าใจได้ง่าย