JP2006065843A - 樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】システムの構築条件を入力するだけで、人手による差異が生じることもなく、常に最適な分枝太さの組合せを自動的に容易に得る。
【解決手段】入力処理（Ｓ１）で入力された入力情報に基づいて必要電線太さを選定し（Ｓ２）、流側の電線太さが上流側の電線太さよりも細くなるように電線太さ調整処理を行う（Ｓ３）。そしてその後、入力情報に基づいて各ノードでの電源からの電圧降下を算出し（Ｓ４）、この電圧降下が許容電圧降下を超えているときは初期解算出処理を行い、各ノードにおいて電源からの電圧降下が許容電圧降下以下となるように可能な最小限の範囲で電線太さを太くし、初期解を得る（Ｓ５→Ｓ６）。次いで、初期解を仮想最適解に設定して逐次逓減して最適解算出処理を行い、経済的にも機能的にも最適な１つ又は複数の最適解を得（Ｓ７）、表示装置やプリンタに出力する（Ｓ８）。
【選択図】図３

Description

本発明は樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置、及び記憶媒体に関し、より詳しくは配電網や配管網が樹枝状（ツリー状）に形成された電力、水道・空気調和・ガス等の各種エネルギー供給システムにおける電線太さや導管太さ等の分枝太さを選定する分枝太さ選定装置、及び分枝太さ選定手順が格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。

この種のエネルギー供給システム、例えば樹枝状に形成された配電路システムでは、電気設備で使用する負荷等に応じて電力用ケーブルを選定する必要がある。

そこで、従来より、予めメモリに格納した電力ケーブルの電流計算に必要なサブルーチンを入力装置からＣＰＵに入力すると共に、オペレータは電流計算に必要なプログラム条件を前記入力装置から前記ＣＰＵに入力して電流計算を実行する工程と、前記電流計算の終了後、前記電流計算結果のケーブル選定表作成の演算処理を実行する工程と、負荷の定格電流を流した時に生ずる電圧降下により前記電線ケーブル表より使用可能なケーブルを選定する第１の選定工程と、前記定格電流とケーブルの許容電流との比較により前記ケーブル選定表より使用可能なケーブルを選定する第２の選定工程とからなる電力用ケーブル選定方法が提案されている（特許文献１）。

特許文献１では、電力用ケーブルの選定に必要なサブルーチンがメモリに格納されているので、オペレータはプログラム条件やパラメータ等を対話形式で入力装置から入力するのみで、ケーブルの電流計算、ケーブル選定表作成、及び導体温度の演算結果を自動的に出力装置から出力することができる。

また、その他の電気設備ケーブルの選定方法としては、許容電流値、短絡電流値及び電圧降下のうちのいずれかの条件を選択する条件選択過程と、この選択過程で選択された条件において、ケーブル用途を選出するケーブル用途選出過程と、この選出過程でケーブル用途が選出されたなら、その用途に応じて、ケーブルサイズを選定するケーブルサイズ選定過程とを備えた技術が提案されている（特許文献２）。

特許文献２では、ケーブル用途に応じたケーブルサイズを自動的に選定しているので、個人の能力差による選出間違いが生じるのを防止することができる。

他の従来技術としては、供給源ノードからあるノードに至る複数の経路のパイプの全抵抗を算出し、その全抵抗の最も小さい経路の上流側パイプを、当該ノードの上流側パイプとして算定すると共に、あるパイプの両端のノードに対して、前記流体供給源からの全抵抗の小さい方のノードを上流側ノードとし、大きい方のノードを下流側ノードとして算定する工程と、前記工程において、上流側パイプに指定されないパイプをループ源パイプとする工程と、管網のループ源パイプを無視し、前記各ノードが前記供給源ノードに対して何番目に下流側のノードであるかを示すノード順位を、前記供給源ノードから出発して、下流側のノードをたどり、供給源ノードから何番目に下流側のノードであるかを算定することにより決定する工程と、前記ループ源パイプの上流側ノードと下流側ノードから、ノード順位が減少するようにノードを追跡し、追跡されたノードを結んでループを選定する工程と、ループ源パイプの流量を「０」として管網のツリー構造とし、末端のノードからそのノードに供給されるパイプの流量を定め、各ノードの需要量を加えつつ上流側のパイプの流量を定めてパイプ流量の初期値とする技術も提案されている（特許文献３）。

特許文献３では、各ノードに対して上流側パイプに指定されないパイプをループ源パイプとし、このループ源パイプを管網から取り去った構造において、供給源からのノード順位を定め、このノード順位をもとにループの選定を行い、さらにループ源パイプの流量を「０」として、管網のツリー構造とし、末端のノードの需要量からそのノードに供給されるパイプの流量を定め、各ノードの需要量を加えつつ上流側のパイプの流量を定めて、パイプ流量の初期値としているので、管網のループ設定及び初期値設定を人手に依ることなくコンピュータで自動的に算出することができる。

特許第２６３５３４４号公報 特開２０００−２４２７０３号公報 特許第３３０８２８７号公報

しかしながら、特許文献１では、負荷点が１つの場合は許容電圧降下に基づいてケーブル太さを容易に算出することが可能であるが、ツリー構造の配電路システムの場合、負荷点（又は分岐点）が複数存在するため、電源から負荷点（又は分岐点）、又は負荷点（又は分岐点）間となる各区間の許容電圧降下は、通常、電源から末端までの許容電圧降下を、設計者の経験等に基づいて按分して決定することとなる。すなわち、ツリー構造の配電路システムの場合、設計者は、経験や勘等により末端の許容電圧降下から各区間の許容電圧降下を、按分して決めることとなるため、設計者によって電線太さが区々になる虞があり、しかも経済性も担保されず、不要なコスト高を招くという問題点があった。

また、特許文献２は、電圧降下等に応じてケーブル用途を選出し、該ケーブル用途に応じてケーブルサイズを選定しているが、特許文献１と同様、ツリー構造の配電路に応用した場合は、区間が複数存在するため、設計者が、経験等により末端の許容電圧降下から各区間の許容電圧降下を、按分して決めなければならず、したがって設計者によって電線太さが区々になる虞があり、また、不要なコスト高を招くという問題点があった。

さらに、特許文献３は、末端のノードの需要量からそのノードに供給されるパイプの流量を定め、各ノードの需要量を加えつつ上流側のパイプ流量を定めているが、コスト面も考慮した導管太さを算出するものではなく、最適な導管太さの組合せを設計者の経験や勘に頼ることなく容易且つ迅速に得ることができず、特にツリー構造が複雑さを増すと、導管路の個数も増加することから、最適な導管太さを得るのが益々困難になるという問題点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであって、システムの構築条件を入力するだけで、人手による差異が生じることもなく、常に最適な分枝太さの組合せを自動的に容易に得ることができる樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置、及び分枝太さ選定処理手順が格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置は、エネルギー供給源から多数の接合点を介して樹枝状に分枝されてなる各分枝路の分枝太さを選定する樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置であって、少なくとも各分枝路の識別情報及び前記接合点の前記エネルギー供給源からの許容回路損失を含む所定のシステム構築条件を入力する入力手段と、前記システム構築条件に基づいて前記各分枝路の必要分枝太さを算出する必要分枝太さ算出手段と、上流側分枝路の分枝太さが前記接合点を挟んで該上流側分枝路と対峙する下流側分枝路の分枝太さ以上であって且つ必要最小限の範囲で太くなるように、前記必要分枝太さを調整し、調整された必要分枝太さの組合せを必要最小解として得る分枝太さ調整手段と、前記エネルギー供給源から前記各接合点までの回路損失を前記システム構築条件及び前記必要最小解に基づいて各接合点毎に算出する回路損失算出手段と、前記各接合点における前記エネルギー供給源からの回路損失が前記許容回路損失を超える接合点が存在するか否かを判断する第１の判断手段と、前記第１の判断手段により前記エネルギー供給源からの回路損失が前記許容回路損失を超えている接合点が存在すると判断された場合は、前記各接合点において前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となるように前記各分枝路の分枝太さを再算出する分枝太さ再算出手段とを備え、前記分枝太さ再算出手段が、前記各接合点において前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となるように、前記必要最小解より太い新たな分枝太さの組合せを初期解として算出する初期解算出手段と、前記初期解を初期値として前記各分枝路毎に逓減処理を施しながらコスト評価が最小となるような分枝太さの組合せを最適解として算出する最適解算出手段とを有していることを特徴としている。

また、本発明の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置は、前記コスト評価は、少なくともコストと分枝路の距離との積の総和に基づいて行われることを特徴としている。

さらに、本発明の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置は、前記最適解算出手段は、前記コスト評価が同等な複数の最適解を算出することを特徴としている。

また、本発明の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置は、前記最適解算出手段が、前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失を超えている接合点が存在する場合に、算出された分枝太さの組合せを記憶する記憶手段を備えていることを特徴とし、さらには前記最適解算出手段が、前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失を超えている接合点が存在しない場合に、算出された分枝太さの組合せを記憶する記憶手段を備えていることを特徴としている。

本発明の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置は、前記樹枝状エネルギー供給システムが配電路システムであり、前記エネルギー供給源は電源であり、前記回路損失は電圧降下であり、かつ前記分枝路は電線であり、前記システム構築条件には前記配電路の布設条件、温度条件、電線種別、電気方式、及び許容電流値が含まれていることを特徴としている。

本発明の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置は、前記樹枝状エネルギー供給システムが配電路システムであり、前記エネルギー供給源は電源であり、前記回路損失は電圧降下であり、かつ前記分枝路は電線であり、さらに前記システム構築条件には前記配電路の布設条件、温度条件、電線種別、電気方式、許容電流値、及び短絡条件が含まれ、前記システム構築条件に基づき各分枝路の短絡電流を算出する短絡電流算出手段と、前記短絡電流に応じた分枝太さを算出する短絡分枝太さ算出手段と、前記分枝太さ調整手段により算出された必要最小解が前記短絡分枝太さ算出手段により算出された分枝太さ以上か否かを判断する第２の判断手段とを備え、前記分枝太さ再算出手段が、前記第１の判断手段の判断結果が肯定的な場合、及び前記第２の判断手段の判断結果が否定的な場合のうちの少なくともいずれか一方の場合に、前記各接合点における前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となり且つ前記各分枝路の分枝太さが短絡電流に耐えうる電線太さ以上となるように各分枝路の分枝太さを再演算すると共に、該分枝太さ再算出手段は、最大短絡電流に応じた短絡電線太さを算出する短絡電線太さ算出手段と、前記短絡電線太さを上流側が下流側以上の太さとなるように調整し、該調整された短絡電線太さの組合せを短絡解として算出する短絡解算出手段と、前記初期解、前記必要最小解、及び前記短絡解のうちの最大の電線太さの組合せを更新初期解として選定する更新初期解選定手段とを有し、前記最適解算出手段は、前記初期解に代えて前記更新初期解に基づき前記逓減処理を実行することを特徴としている。

さらに、本発明の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置は、前記最適解算出手段は、前記電源からの前記電圧降下が前記電源からの許容電圧降下を超える接合点が存在する場合及び前記短絡電流に耐え得る電線太さ未満となる電線が存在する場合のうちの少なくともいずれか一方の場合は、算出された分枝太さの組合せを記憶する記憶手段を備えていることを特徴とし、さらに前記最適解算出手段は、前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失を超える接合点が存在しない場合であって且つ前記短絡電流に耐え得る電線太さ未満となる電線が存在しない場合は、算出された分枝太さの組合せを記憶する記憶手段を備えていることを特徴としている。

また、本発明の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置は、前記樹枝状エネルギー供給システムは、配管路システムであり、前記回路損失は圧力損失であり、かつ前記分枝路は導管であり、さらに前記システム構築条件には、導管種別、前記導管を流れる流量、及び導管摩擦抵抗が含まれることを特徴としている。

また、本発明に係る記憶媒体は、エネルギー供給源から多数の接合点を介して樹枝状に分枝されてなる各分枝路の分枝太さを選定する分枝太さ選定手順が格納されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、所定のシステム構築条件に基づいて前記各分枝路の必要分枝太さを算出する必要分枝太さ算出手順と、上流側分枝路の分枝太さが前記接合点を挟んで該上流側分枝路と対峙する下流側分枝路の分枝太さ以上であって且つ必要最小限の範囲で太くなるように、前記必要分枝太さを調整し、調整された必要分枝太さの組合せを必要最小解として得る分枝太さ調整手順と、前記エネルギー供給源から前記各接合点までの回路損失を前記システム構築条件及び前記必要最小解に基づいて各接合点毎に算出する回路損失算出手順と、前記各接合点における前記エネルギー供給源からの回路損失が前記許容回路損失を超える接合点が存在するか否かを判断する第１の判断手順と、前記第１の判断手順により前記エネルギー供給源からの回路損失が前記許容回路損失を超えている接合点が存在すると判断された場合は、前記各接合点において前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となるように前記各分枝路の分枝太さを再算出する分枝太さ再算出手順とが格納され、かつ、前記分枝太さ再算出手順が、前記各接合点において前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となるように、前記必要最小解より太い新たな分枝太さの組合せを初期解として算出する初期解算出手順と、前記初期解を初期値として前記各分枝路毎に逓減処理を施しながらコスト評価が最小となるような分枝太さの組合せを最適解として算出する最適解算出手順とを有していることを特徴としている。

さらに、本発明の記憶媒体は、所定のシステム構築条件に基づき各分枝路の短絡電流を算出する短絡電流算出手順と、前記短絡電流に応じた分枝太さを算出する短絡分枝太さ算出手順と、前記分枝太さ調整手順により算出された必要最小解が前記短絡分枝太さ算出手順により算出された分枝太さ以上か否かを判断する第２の判断手順とが格納され、前記分枝太さ再算出手順が、前記第１の判断手順の判断結果が肯定的な場合、及び前記第２の判断手段の判断結果が否定的な場合のうちの少なくともいずれか一方の場合に、前記各接合点における前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となり且つ前記各分枝路の分枝太さが短絡電流に耐えうる電線太さ以上となるように各分枝路の分枝太さを再演算すると共に、該分枝太さ再算出手順は、最大短絡電流に応じた短絡電線太さを算出する算出する短絡電線太さ算出手順と、前記短絡電線太さを上流側が下流側以上の太さとなるように調整し、該調整された短絡電線太さの組合せを短絡解として算出する短絡解算出手順と、前記初期解、前記必要最小解、及び前記短絡解のうちの最大の電線太さの組合せを更新初期解として選定する更新初期解選定手順とを有し、前記最適解算出手順は、前記初期解に代えて前記更新初期解に基づき前記逓減処理を実行することを特徴としている。

上記分枝太さ選定装置及び記憶媒体によれば、各接合点におけるエネルギー供給源からの回路損失と許容回路損失とを比較し、前者が後者よりも大きい接合点が存在する場合は分枝太さが大きくなるような初期解を求め、該初期解を初期値として逓減処理を施し、これにより最適解を求めているので、システム構築条件を入力手段にするだけで所望の分枝太さの組合せを得ることができ、したがって設計者の経験や勘に頼って各分枝路の回路損失を按分することなく分枝路の分枝太さの組合せを容易且つ迅速に得ることができる。

また、前記最適解算出手段は、前記コスト評価が同等な複数の最適解を算出するので、コスト評価が最適な複数の電線太さの組合せが得られた場合は、ユーザは必要に応じて所望の最適な電線太さの組合せを容易に選択することができる。すなわち、各接合点におけるエネルギー供給源からの回路損失が許容回路損失以下であるコスト評価が最適な電線太さの組合せが複数存在する場合は複数の最適解が得られることになるが、この場合であってもこれら複数の最適解を有効なものとして全て算出することができるので、ユーザは必要に応じて所望の最適な電線太さの組合せを容易に選択することができる。

また、本発明は、前記最適解算出手段が、前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失を超えている接合点が存在する場合、及び／又は、前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失を超えている接合点が存在しない場合に、算出された分枝太さの組合せを記憶する記憶手段を備えているので、ユーザは以前算出した過去のデータを参照しつつ最適な分枝太さの組合せを選定することができる。

また、エネルギー供給システムが配電路システムの場合は、各分岐路の短絡電流と許容短絡電流を比較し、前者が後者よりも大きい分岐路が存在するときは分枝太さが大きくなるような短絡解を求め、初期解、必要最小解及び短絡解のうちの最大の電線太さの組合せを更新初期解に設定し、該更新初期解を初期値として逓減処理を施し、これにより最適解を求めているので、上述と同様、設計者の経験や勘に頼って各分枝路の回路損失を按分する必要がなく、且つ短絡電流にも耐え得る分枝路としての電線の太さの組合せを容易且つ迅速に得ることができる。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳説する。

図１は樹枝状システムの一例を示す概念図であって、本例ではエネルギー供給源としてのルート１が分枝路２ａを介して接合点としてのノード３ａに接続されると共に、ノード３ａは２本の分枝路２ｂ、２ｃを介してノード３ｂ、３ｃに接続され、またノード３ｂ、３ｃはそれぞれ分枝路２ｄ〜２ｇを介してノード３ｄ〜３ｇに接続され、さらにノード３ｆ、３ｇはそれぞれ分岐路２ｈ、２ｉを介してノード３ｈ、３ｉに接続されている。

そして、例えば、上記樹枝状システムが電気をエネルギー源とする配電路に適用される場合は、ルート１は電源、ノード３ａ〜３ｉは負荷電流が流れ込む負荷点や配電路の分岐点、端末機器、分枝路２ａ〜２ｉはルート１とノード３ａ、又はノード３ａ〜３ｉ間の区間をそれぞれ示している。また、上記樹枝状システムが液体や気体等の流体をエネルギー源とする配管路に適用される場合は、ルート１はエネルギー供給源、ノード３ａ〜３ｉは管路の分岐点又は端末装置、分枝路２ａ〜２ｉはルート１とノード３ａ、又はノード３ａ〜３ｉ間の導管をそれぞれ示している。

そして、上記樹枝状システムの各分枝路２ａ〜２ｉには識別番号としての区間番号（１）〜（９）が付されており、斯かる区間番号（１）〜（９）を降順で又は昇順でもって所定の演算処理を行い、機能的にも経済的にも最適な分枝太さの組合せ、すなわち、最適解を得ている。

例えば、上記樹枝状システムを配電路に適用した場合は、負荷電流や過電流遮断器の定格電流に基づいて電線太さを算出した後、上流側電線太さが下流側電線太さと同等以上となるように前記電線太さを調整する（以下、この調整された電線太さの組合せを「必要最小解」という。）。そして、この必要最小解に関し、各ノード３におけるルート１からの電圧降下の総計（以下、「全電圧降下」という。）が前記ルート１からの許容電圧降下よりも大きいノードが存在するときは、後述するように区間（１）から順次降順で初期解算出処理を行って必要最小解よりも太い電線太さの組合せ、すなわち初期解を算出し、その後区間（９）から順次昇順で最適解算出処理を行い、これにより１つ又は複数の最適解を得ている。

以下、上記樹枝状システムを配電路に適用した場合について、本発明の分枝太さ選定装置を詳述する。尚、配電路システムでは、システムの構築段階で既存の電線を改変することなく流用する固定区間が設けられることがあることから、本実施の形態でも配電路システムに固定区間が存在するものとして説明する。

図２は本発明に係る樹枝状システムの分枝太さ選定装置としての電線太さ選定装置の一実施の形態を示すブロック構成図である。

すなわち、該電線太さ選定装置は、布設方法や温度条件、後述する各種計算条件、各ノード３ａ〜３ｉや各区間２ａ〜２ｉに対する回路条件等を入力するキーボードやマウス等を備えた入力装置４と、後述する所定の演算プログラム、演算処理に使用される各種テーブルや各種データが格納されたＲＯＭ（読出専用メモリ）５と、演算結果を一時的に保存したりワークエリアとしての機能を有するＲＡＭ（随時読出書込メモリ）６と、演算結果、環境定義ファイル、ユーザデータファイル、演算プログラム等が必要に応じて記憶されたＨＤＤ（ハードディスクドライブ）７と、演算プログラムその他の各種データや演算結果を記憶したＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク等の記憶媒体が挿脱自在とされた外部記憶装置８と、演算結果等を表示する表示装置９と、演算結果を印字出力するプリンタ１０と、これら各構成要素の制御を司るＣＰＵ（中央演算処理装置）１１とを備えている。

図３は、上記電線太さ選定装置における電線太さ選定処理手順の第１の実施の形態を示すメインルーチンのフローチャートであって、本プログラムはＲＯＭ５から読み出されてＣＰＵ１１で実行される。

まず、ステップＳ１では、所定の入力情報を入力装置４に入力する。すなわち、ステップＳ１の入力処理では、電線種別のパラメータ、各種計算条件、各ノード３ａ〜３ｉや各区間２ａ〜２ｉの回路条件等が入力情報として入力される。

ここで、電線種別のパラメータとしては、各種電線種別、より線又は単線の区別、布設方法（空中、暗きょ布設、直接埋設布設、管路引き入れ布設等）や温度条件（周囲温度又は基底温度）、前記各布設方法や温度条件で使用される許容電流値、許容電流減少係数等があり、これらパラメータを細分化して入力しておくことにより、所望のシステム条件に応じた最適な電線太さを容易に選定することができる。また、布設方法を包含した電線種別を特定する識別情報、各規格太さの断面積やインピーダンス、条数、使用可能な最小電線太さや最大電線太さの指定等を必要に応じて入力する。

各種計算条件としては、配電路に共通する計算条件と各配電路に個別の計算条件がある。前者には、例えば後述するコスト及び総コスト長の算出式があり、後者には、例えば配電路の識別情報、低圧幹線、高圧又は特別高圧等の電気方式、標準電圧又は使用電圧、動力回路の種類、電圧降下式等がある。

回路条件としては、非動力負荷容量、動力負荷容量、始動方式別の動力負荷容量、負荷容量の力率、各ノード３（３ａ〜３ｉ）の需要率、区間２（２ａ〜２ｉ）に対する合成需要率、各ノード３のルート１からの許容電圧降下等があり、これら回路条件が必要に応じて入力される。また、電気方式によっては配電路の途中で電気方式が変更されることがあることから（例えば、低圧幹線）、区間２の電気方式も必要に応じて入力される。また、その他区間２の回路条件としては、電線種別（布設方法等を含む。）、こう長、許容電流低減率、固定区間の指定及び該固定区間の電線太さ等があり、これら回路条件が必要に応じて入力される。

尚、これら入力情報は、一旦入力処理を行った後は、ＨＤＤ７に格納することにより、次回以降は、更新入力情報以外は新たに入力処理を行うのを省略することができる。

次に、ステップＳ２では、ステップＳ１の入力処理で入力された入力情報に基づいて必要電線太さを選定し、続くステップＳ３では下流側の電線太さが上流側の電線太さ以下となるように電線太さ調整処理を行う。

次に、ステップＳ４では入力情報に基づき、各ノード３におけるルート１からの全電圧降下を算出する。すなわち、例えば、電圧の種別に応じ、直流７５０Ｖ以下、交流６００Ｖ以下の低圧の場合は数式（１）により、また直流７５０Ｖ超７０００Ｖ以下、交流６００Ｖ超７０００Ｖ以下の高圧又は７０００Ｖ超の特別高圧の場合は数式（２）により各区間２の電圧降下ΔＶを算出し、これら各区間２の電圧降下ΔＶを加算し、各ノード３におけるルート１からの電圧降下、すなわち全電圧降下を算出する。

ΔＶ＝Ｋ１・Ｌ・Ｉ／Ａ …（１）
ΔＶ＝Ｋ２・Ｉ・（ｒcosθ＋ｘsinθ）・Ｌ …（２）
尚、数式（１）、（２）中、Ｌは線路のこう長、Ｉは負荷電流、Ａは電線断面積、ｒは線路の交流導体抵抗、ｘは線路のリアクタンス、cosθは負荷端力率、Ｋ１及びＫ２は配電方式（単相２線式、単相３線式、三相３線式、三相４線式等）によって決まる定数である。

次いで、ステップＳ５では、予め設定されている各ノード３のルート１からの許容電圧降下とステップＳ４で算出された各ノード３での全電圧降下とを比較し、全電圧降下が許容電圧降下を超えるノードが存在するか否かを判断する。

そしてその答が否定（Ｎｏ）の場合は、各電線太さの選定に問題はないと判断し、ステップＳ８に進む。

一方、ステップＳ５の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ６に進んで初期解算出処理を行う。すなわち、各ノード３での全電圧降下が許容電圧降下以下となるように可能な最小限の範囲で電線太さを太くする処理を区間毎に降順で行い、これにより順次新たに電線太さを算出し、これら電線太さの組合せである初期解を得る。

そして、続くステップＳ７では、ステップＳ６で算出された初期解に基づいて最適解算出処理を行う。すなわち、初期解を仮想最適解として各区間の電線太さに対し逐次逓減処理を行い、区間を昇順しながら経済的にも最適な電線太さの組合せ、すなわち１つ又は複数の最適解を選定する。

続くステップＳ８では出力処理を行って演算結果を表示装置９に出力し、また必要に応じてプリンタ１０に印字出力し、本プログラムを終了する。尚、本プログラムの終了に先立って必要なデータ等はＨＤＤ７や外部記憶装置８に書き込まれて格納される。

以下、上述した必要電線太さ選定処理、電線太さ調整処理、初期解算出処理、及び最適解算出処理の各処理内容を詳述する。

図４はステップＳ２で実行される必要電線太さ選定処理ルーチンのフローチャートである。

まず、ステップＳ１１では各区間２の負荷電流を区間（９）からの昇順で算出する。すなわち、各ノード３に供給される非動力負荷容量、動力負荷容量、負荷容量の力率、需要率及び合成需要率に基づき、各区間２の負荷電流を算出する。尚、例えば動力幹線の場合は動力負荷電流等、必要な基礎データを算出し、電動機群等の始動電流による電圧降下を考慮すべき場合は、考慮すべき始動容量、始動容量の力率、始動時の需要率、合成需要率等に基づいて各区間の始動電流と始動電流の力率を算出しておく。そして、始動電流による電圧降下も、始動電流についての許容電圧降下に対し、以下に述べるような負荷電流による電圧降下の場合と同様の処理を行えばよい。

次に、ステップＳ１２では過電流遮断器の定格電流を算出する。すなわち、過電流遮断器は通常は少なくともルート１の下流側近傍に配され、必要に応じてノード３の下流側近傍に配されている。そして、このステップＳ１２では、負荷の種類（例えば、低圧の電灯幹線、低圧の一般動力幹線、低圧の特殊動力幹線、高圧動力幹線、高圧動力幹線以外の高圧又は特別高圧）に応じ、所定の内線規程その他の計算方法に基づいて過電流遮断器の定格電流を算出する。

次に、ステップＳ１３では、ステップＳ１１で算出された負荷電流及び低圧の場合のステップＳ１２で算出された過電流遮断器の定格電流、その他の必要な入力情報に基づいて各区間２の必要電線太さを算出する。

次に、ステップＳ１４では、電線種別によって設定されている最小電線太さとステップＳ１３の算出結果とを比較し、電線太さの太い方を必要電線太さに選定する。

そして続くステップＳ１５では、固定区間については入力処理（ステップＳ１）で入力された電線太さをそのまま当該区間の電線太さに選定し、メインルーチン（図３）に戻る。

図５はステップＳ３で実行される電線太さ調整処理ルーチンのフローチャートである。

上記必要電線太さ選定処理では、電線の布設方法や電線の温度条件のみによって、負荷電流や低圧幹線の場合に過電流遮断器の定格電流に基づいて電線太さを選定しているため、ノード３を挟んで下流側区間の電線太さが上流側区間の電線太さよりも太くなる虞があり、このため電線太さ調整処理では、固定区間を除き上流側区間の電線太さが下流側区間の電線太さ以上となるように処理区間を昇順しながら電線太さを調整している。

すなわち、ステップＳ２１では、電線太さの調整対象となる処理区間（図１の例でいうと、最降順区間である区間（９））を設定し、続くステップＳ２２では当該処理区間の直近上流側にはルート１が接続されているかを判断する。そして最初のループではその答が否定（Ｎｏ）となるため、ステップＳ２３に進み、当該処理区間が固定区間か否かを判断する。そしてその答えが肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ２７に進む一方、その答えが否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ２４に進み、上流側の区間は全て固定区間か否かを判断する。そしてその答えが肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ステップＳ２７に進む一方、その答えが否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ２５に進み、当該処理区間の上流側であって固定区間でない最下流区間の電線太さが当該処理区間の電線太さ以上か否かを判断する。

そして、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は電線太さを調整する必要がないことからステップＳ２７に進む。

一方、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ２６に進み、前記最下流側区間（図１の例でいえば区間（８））の電線太さを当該処理区間の電線太さ以上の所定最小太さに設定しステップＳ２７に進む。

そして、ステップＳ２７では、次昇順区間（例えば、区間（８））を処理区間に設定し、ステップＳ２２に戻る。

以下、各区間について上述と同様、ステップＳ２２〜ステップＳ２７の処理を繰り返し実行し、その後直近上流側がルート１になった時点でステップＳ２２の答は肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ２８に進んで各処理区間で算出された電線太さの組合せを必要最小解としてＲＡＭ６に保存し、メインルーチン（図３）に戻る。

図６は図３のステップＳ６で実行される初期解算出処理ルーチンのフローチャートである。

本ルーチンは、電線太さ調整処理（ステップＳ３）で算出された必要最小解の電線太さでは、全電圧降下が許容電圧降下を超えてしまうノードが存在する場合に、各区間の電線太さを必要最小解よりも太くなるようにルート１から順次降順で処理し、初期解を得ている。

まず、ステップＳ３１では処理区間（例えば、図１でいえば、区間（１））を設定し、続くステップＳ３２では処理区間の下流側に許容電圧降下を超えるノードが存在するか否かを判断する。

最初のループでは、ステップＳ３２の答は肯定（Ｙｅｓ）となるので、ステップＳ３３に進み、処理区間が固定区間か否かを判断する。

そして、ステップＳ３３の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合、すなわち固定区間の場合は電線太さに変更が生じないことからステップＳ４１に進み、次降順区間が存在するか否かを判断する。そしてステップＳ４１の答が否定（Ｎｏ）の場合は、処理すべき区間はないからステップＳ４５に進む一方、ステップＳ４１の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ４２に進んで次降順区間（例えば、区間（２））を処理区間に設定し、ステップＳ３２に戻る。

また、ステップＳ３３の答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ３４に進み、処理区間の電線太さＸ１を、可能な限り大きくした可能最大太さに設定し、第１のノードフラグＩ１を「０」に設定する。ここで、第１のノードフラグＩ１は電線太さＸ１を可能最大太さに設定した場合に下流側で許容電圧降下を超えるノードが存在しないと判断されたときに「１」に設定され、それ以外は「０」に設定される。また、可能最大太さとは、処理区間の電線種別の使用する最大の電線太さ以下であって、かつ処理区間の上流側に固定区間以外の区間が存在するときは、その最下流側区間の電線太さと同等以下となる最大の電線太さをいう。

次に、ステップＳ３５では処理区間の電線太さＸ１を可能最大太さに設定したことから再度処理区間の下流側全ノードにおける全電圧降下を上記数式（１）又は数式（２）に基づいて算出する。

次いで、ステップＳ３６では、処理区間の下流側に許容電圧降下を超えるノードが存在するか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ３８に進んで、今回ループの電線太さＸ１をレジスターＹ１にコピーすると共に、該電線太さＸ１を所定値α１だけ減じて新たな電線太さＸ１を設定し、また許容電圧降下を超える下流側ノードが存在しないことから第１のノードフラグＩ１を「１」に設定し、ステップＳ３５に戻る。ここで、所定値α１は、新たな電線太さＸ１がレジスターＹ１にコピーされた電線太さよりも規格上１ランク細くなるような値に設定される。

また、ステップＳ３６の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ３７に進み、第１のノードフラグＩ１が「０」か否かを判断する。そして、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ４０に進み、ステップＳ３４で設定された電線太さＸ１を当該処理区間の電線太さに設定し、ステップＳ４１に進む。すなわち、この場合はステップＳ３８が実行されることなくステップＳ３４→ステップＳ３５→ステップＳ３６→ステップＳ３７の順序で処理された場合であり、ステップＳ４０ではステップＳ３４で設定された電線太さＸ１、すなわち可能最大太さをそのまま当該処理区間の電線太さに設定し、ステップＳ４１に進む。そして、ステップＳ４１では次降順区間が存在するか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ４５に進む一方、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ４２で次降順区間を処理区間に設定し、ステップＳ３２に戻る。

一方、ステップＳ３７の答が否定（Ｎｏ）、すなわちステップＳ３６→ステップＳ３８のループが実行された結果、第１のノードフラグＩ１が「１」に設定されている場合は、ステップＳ３９に進み、当該処理区間の電線太さをレジスターＹ１にコピーされている電線太さに設定し、かつＩ１＝１であることから下流側ノードは全て許容電圧降下以下であり、したがって続くステップＳ４３では処理区間の下流側最大降順の次降順区間を検索し、ステップＳ４４に進む。

また、その後のループでステップＳ３２の答が否定（Ｎｏ）になると、許容電圧降下を超える下流側ノードが存在しないことから、このときもステップＳ４３に進み、処理区間の下流側最大降順の次降順区間を検索し、ステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４ではそのような区間が存在するか否かを判断し、その答が肯定（Ｙｅｓ）のときはステップＳ４２に進んで当該区間、すなわち次降順区間を処理区間に設定してステップＳ３２に戻り、上記処理を繰り返す。これにより、図１の例でいえば、ステップＳ４３及びステップＳ４４では、例えば、区間（２）の下流側最大降順区間（４）の次降順となる区間（５）が検索され、ステップＳ３２に戻って上記処理ステップが繰り返されることとなる。

また、ステップＳ４４の答が否定（Ｎｏ）になると、全区間について直近下流側ノードは許容電圧降下以下となるように電線太さが選定されたこととなることから、ステップＳ４５に進み、算出された電線太さの組合せを初期解としてＲＡＭ６に保存し、メインルーチン（図３）に戻る。

図７及び図８はステップＳ７で実行される最適解算出処理ルーチンのフローチャートであって、該最適解算出処理では、初期解を仮想最適解に設定すると共に、必要最小解より大きな区間（最適化対象区間）を昇順で検索して最適化対象区間を検出し、該最適化対象区間の電線太さを逓減すると共に、逓減された電線太さに応じて最適化対象区間の下流側区間の電線太さを調整し、最適化対象区間以降（最適化対象区間及びその下流側区間）の電線太さの組合せを総コスト長が最小となるように仮想最適解を更新し、さらに最適化対象区間の直近下流側区間以降に必要最小解より大きな区間がある区間を最適化調整区間とし、該最適化調整区間がある場合は下流側についても最適化処理を行い、これにより各ノードでの全電圧降下が許容電圧降下以下であって且つ経済的に最適な電線太さの組合せ、すなわち最適解を得ている。尚、各ノードでの全電圧降下が許容電圧降下以下の電線太さの組合せが複数存在する場合があることから、経済的に最適な電線太さの組合せは１つとは限らず、したがって複数の最適解が得られる場合がある。

以下、最適解算出処理について詳述する。

まず、ステップＳ５１ではステップＳ６で算出された初期解を仮想最適解としてＲＡＭ６に保存し、さらに総コスト長Ｔが同一となる最適解が複数得られる場合があることから、仮想最適解と同等のものを第２仮想最適解としてＲＡＭ６に保存する。

次いで、ステップＳ５２では仮想最適解に基づいて各ノードの全電圧降下を算出し、さらに下記数式（３）で定義される総コスト長Ｔを算出する。

ここで、ｎは区間数、Ｃはコスト、Ｐは電線の条数、Ｌは線路のこう長である。

尚、コストには布設材料を含む電線の単価や施工費、労務費等直接的に価格に反映されるもののみならず、電線材料や断面積等の間接的に価格に反映されるものも含む。

次いで、ステップＳ５３では区間（１）以外の各区間に対して、当該各区間以降の電線太さの組合せを１要素として作成し、そのような要素の集合体を第１の区間配列と定義し、各々第１の区間配列を構成する要素に対して当該各区間以降の部分コスト長（第１の部分コスト長）ＭＴ１を前記数式（３）に準じて夫々算出し、ＲＡＭ６に保存する。尚、区間（１）を除外したのは、以下の処理で使用されることがないためである。

次に、ステップＳ５４では区間（９）から昇順で必要最小解より大きな区間（最適化対象区間）を検索し、ステップＳ５５では最適化対象区間が存在するか否かを判断する。そして、ステップＳ５５の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ５６に進み、最適化対象区間の電線太さＺ１を所定値β１だけ減じて当該最適化対象区間の電圧降下を再計算する。ここで、所定値β１は、新たな電線太さＺ１が現在の電線太さＺ１よりも規格上１ランク細い電線太さとなるような値に設定される。

続くステップＳ５７では、当該最適化対象区間の電線太さが逓減されたことから下流側区間の全ての第１の区間配列の要素を全て削除する。

次いでステップＳ５８では当該最適化対象区間の下流側に固定区間以外の区間が存在するか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）のときは図８のステップＳ６０に進む一方、その答が肯定（Ｙｅｓ）、すなわち固定区間以外の区間がある場合はステップＳ５９に進み、最適化対象区間の下流側区間について調整処理を行う。すなわち、固定区間以外の区間が下流側に存在する場合は、上記ステップＳ５６で最適化対象区間の電線太さを細くしたことにより、最適化対象区間よりも下流側区間の下流側ノードにおける全電圧降下が許容電圧降下を超える虞があることから、下流側区間の電線太さを調整する。

図９は、図７のステップＳ５９で実行される下流側区間調整処理ルーチンのフローチャートである。

すなわち、まず、ステップＳ７１では前記最適化対象区間の次降順区間を調整区間及び開始区間に設定する。ここで、調整区間とは電線太さの調整対象となる区間をいい、開始区間とは本ルーチンの実行初期に設定される区間をいう。したがって、本ルーチンの初期状態では調整区間と開始区間とは同一区間となるが、調整区間は本ルーチンの実行中に逐次変動する区間であるのに対し、開始区間はステップＳ７１又はステップＳ８９で設定又は再設定されない限り変動しない区間を示している。

次に、ステップＳ７２では開始区間の下流側の全区間を必要最小解に設定した後、ステップＳ７３では調整区間が固定区間か否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）の場合、すなわち、固定区間の場合はステップＳ８３に進む一方、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ７４に進み、調整区間の電線太さＸ２を可能な限り大きくした可能最大太さに設定し、第２のノードフラグＩ２を「０」に設定する。ここで、第２のノードフラグＩ２は、下流側で許容電圧降下を超えるノードが存在しないと判断されたときに「１」に設定され、それ以外は「０」に設定される。また、可能最大太さとは、調整区間の電線種別に使用する最大の電線太さ以下であって、かつ固定区間を除く上流側の最下流側区間の電線太さと同等以下になる最大の電線太さをいう。

次に、ステップＳ７５では、調整区間の電線太さＸ２が可能最大太さに設定されたことから下流側の全ノードについて全電圧降下を算出し、続くステップＳ７６では、当該調整区間の下流側で許容電圧降下を超えるノードが存在するか否かを判断する。

そしてその答が否定（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ７９に進んで電線太さＸ２をレジスターＹ２にコピーし、さらに当該調整区間の下流側には許容電圧降下を超えるノードが存在しないことから、第２のノードフラグＩ２を「１」に設定し、続くステップＳ８０では電線太さＸ２が必要最小解か否かを判断する。

そしてその答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ８１に進み、電線太さＸ２を所定値α２だけ減じて新たな電線太さＸ２を設定し、ステップＳ７５に戻る。ここで、所定値α２は、所定値α１と同様、新たな電線太さＸ２が前回ループの電線太さよりも規格上１ランク細い電線太さとなるような値に設定される。

一方、ステップＳ７６又はステップＳ８０の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ７７に進み、第２のノードフラグＩ２が「０」か否かを判断する。そして、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ステップＳ７８に進み、調整区間の電線太さＸ２を可能最大太さに設定してステップＳ８３に進む。そしてステップＳ８３では開始区間の下流側の次降順区間を検索し、ステップＳ８５に進む。

一方、ステップＳ７７の答が否定（Ｎｏ）、すなわち第２のノードフラグＩ２が「１」のときはステップＳ８２に進んで調整区間の電線太さＸ２をレジスターＹ２にコピーされている値に設定し、その後ステップＳ８４に進む。そしてステップＳ８４では開始区間の下流側であって、調整区間の下流側以外の次降順区間を検索し、ステップＳ８５に進む。

ステップＳ８５ではステップＳ８３及びステップＳ８４の検索結果によりそのような区間が存在するか否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）のときはステップＳ８６に進み、当該区間を次調整区間に設定し、ステップＳ７３に戻って上記処理を繰り返す。

一方、ステップＳ８５の答が否定（Ｎｏ）のときはステップＳ８７に進み、開始区間の下流側以外の次降順区間を検索し、ステップＳ８８でそのような区間が存在するか否かを判断する。そして、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ステップＳ８９に進んで当該区間を次調整区間及び次開始区間に設定した後、ステップＳ７２に戻って上述の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ８８の答が否定（Ｎｏ）の場合は、下流側区間の調整が全て終了したこととなり、本ルーチンを終了して図８のステップＳ６０に進む。

すなわち、図１の例で言えば、最適化対象区間を区間２ａとした場合、次降順区間である区間２ｂが調整区間及び開始区間となる。そして、ステップＳ７３〜ステップＳ８２の処理を経て調整区間である区間２ｂの電線太さＸ２が決定する。そして、区間２ｂの電線太さＸ２が可能最大太さに設定されたとき（ステップＳ７８）又は区間２ｂが固定区間の場合はステップＳ８３→ステップＳ８５→ステップＳ８６を経て調整区間である区間２ｂの次降順区間、すなわち区間２ｄが次調整区間となる。

また、調整区間２ｄにおいて電線太さがＹ２に設定されたときは（ステップＳ８２）、第２のノードフラグＩ２が「１」の場合であり、許容電圧降下を超えるノードが存在しないことから調整区間である区間２ｄ以降の電線太さを調整する必要がなく、したがってステップＳ８４では、開始区間２ｂの下流側であって、調整区間２ｄの下流側以外の次降順区間、すなわち区間２ｅを次調整区間に設定する。

また、開始区間２ｂの下流側区間の電線太さが全て調整済みになると、ステップＳ８７〜ステップＳ８９で開始区間２ｂの下流側以外の次降順区間、すなわち、区間２ｃが次調整区間及び次開始区間に設定されることとなる。

次いで、図８のステップＳ６０では、ステップＳ５４で検索された最適化対象区間の下流側全ノードについての全電圧降下を上述した数式（１）又は数式（２）に基づいて再計算し、また総コスト長Ｔ１を数式（３）に準じて再計算し、続くステップＳ６１では所定の比較処理を行う。

図１０及び図１１はステップＳ６１で実行される比較処理ルーチンのフローチャートである。

ステップＳ９１では最適化対象区間の下流側に許容電圧降下を超えるノードが存在するか否かを判断し、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ９５に進む一方、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ９２に進み、最適化対象区間の下流側の各区間について、当該各区間以降の電線太さの組合せを当該各区間の第１の区間配列の要素として作成し、各々第１の区間配列を構成する要素に対し当該各区間以降の部分コスト長（第１の部分コスト長）ＭＴ１を数式（３）に準じて算出し、ＲＡＭ６に保存する。

次に、ステップＳ９３では最適化対象区間及び該最適化対象区間の下流側区間、すなわち最適化対象区間以降について部分比較処理を行う。

図１２はステップＳ９３で実行される部分比較処理ルーチンのフローチャートである。

ステップＳ１１１では最適化対象区間がルート１の直近下流側か否かを判断し、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は部分比較処理は総コスト長の比較になることから、ステップＳ１１２〜ステップＳ１１７の処理は必要がなく、したがって図１０のステップＳ９４に進む。

一方、ステップＳ１１１の答が否定（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ１１２に進んで最適化対象区間以降の部分コスト長（第２の部分コスト長）ＭＴ２を算出し、続くステップＳ１１３で最適化対象区間の第１の区間配列に要素が存在するか否かを判断する。

そして、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ１１６に進む一方、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１１４に進み、最適化対象区間において第２の部分コスト長ＭＴ２が第１の部分コスト長ＭＴ１と同等以下か否かを判断する。

そしてステップＳ１１４の答が否定（Ｎｏ）の場合は部分比較処理を終了し、図１０のステップＳ９４に進む。

一方、ステップＳ１１４の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１１５に進み、前記第２の部分コスト長ＭＴ２が前記第１の部分コスト長ＭＴ１より小さいか否かを判断する。そしてその答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ１１６に進み、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１１７で当該最適化対象区間の第１の区間配列の要素を全て削除し、ステップＳ１１６に進む。

そしてステップＳ１１６では、最適化対象区間の電線太さと該最適化対象区間の直近下流側各区間の第１の区間配列の各要素の全ての組合せを該最適化対象区間の第１の区間配列の要素としてＲＡＭ６に追加保存し、第１の部分コスト長ＭＴ１を第２の部分コスト長ＭＴ２に設定し、図１０のステップＳ９４に進む。

図１３は、第１の区間配列の要素を説明する説明図である。

すなわち、区間２ｃを最適化対象区間とした場合、一点鎖線Ａで示すように、区間２ｆ以降と区間２ｇ以降の各々について、実線の電線太さの組合せＶ１、Ｗ１と、破線の電線太さの組合せＶ２、Ｗ２の部分コスト長が等しく、かつこれら電線太さの組合せが区間２ｆ又は区間２ｇの第１の区間配列の要素であれば、最適化対象区間である区間２ｃの電線太さと電線太さの組合せＶ１及びＶ２と電線太さの組合せＷ１及びＷ２の４通りの組合せ（２ｃとＶ１とＷ１、２ｃとＶ１とＷ２、２ｃとＶ１とＷ２、２ｃとＶ２とＷ１、及び２ｃとＶ２とＷ２）が区間２ｃの第１の区間配列の要素として追加されることとなる。

尚、一般的には、最適化対象区間の直近下流側にｍ個の区間がある場合、追加する要素数Ｅは、下記の数式（４）で示される。

ここで、Ｎ_ｉはｉ番目の第１の区間配列の要素数（１≦ｉ≦ｍ）である。

次に図１０に戻り、ステップＳ９４では、配電路に許容電圧降下を超えるノードが存在するか否かを判断する。そして、ステップＳ９４又は上記ステップＳ９１の答が肯定（Ｙｅｓ）のときはステップＳ９５に進み、許容電圧降下を超えるノードが存在することから現在の電線太さの組合せを、不満足例として所定の範囲でＲＡＭ６に保存し、本比較処理を終了して図８のステップＳ６２に進む。ここに所定の範囲とは、例えば区間（１）の電線太さの範囲や上流側と下流側の電線太さの差を限定する範囲をいう。

一方、ステップＳ９４の答が否定（Ｎｏ）のときは、ステップＳ９６に進み、ステップＳ６０で算出された総コスト長（第２の総コスト長）Ｔ１が仮想最適解の総コスト長（第１の総コスト長）Ｔ以下か否かを判断する。そしてその答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ９７に進み、許容電圧降下を超えるノードが存在しないことから現在の電線太さの組合せを、満足例として前記所定の範囲でＲＡＭ６に保存し、本比較処理を終了してステップＳ６２（図８）に進む。

このように算出された現在の電線太さの組合せをＲＡＭ６に保存することにより、ユーザは以前算出した過去のデータを随時参照しつつ最適な分枝太さの組合せを選定することが可能となる。

一方、ステップＳ９６の答が肯定（Ｙｅｓ）のときは、ステップＳ９８に進み、仮想最適解を満足例として前記所定の範囲でＲＡＭ６に格納した後、現在の電線太さの組合せを仮想最適解に設定してＲＡＭ６に保存しステップＳ９９に進む。

そして、ステップＳ９９では第２の総コスト長Ｔ１が第１の総コスト長Ｔより小さいか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ１０１に進む一方、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１００でＲＡＭに保存されている第２仮想最適解を全て削除し、ステップＳ１０１に進む。

続いてステップＳ１０１では、第１の区間配列から求められた電線太さの組合せを第２仮想最適解としてＲＡＭ６に追加保存し、さらに第１の総コスト長Ｔ１を第２の総コスト長Ｔ２に設定して本比較処理を終了し、図８のステップＳ６２に進む。

尚、第１の区間配列から求まる電線太さの組合せを、図１３の説明図で説明すると、二点鎖線Ｂで示すように、最適化対象区間（又は後述の最適化調整区間）を区間２ｇとして電線太さの組合せがＷ１の場合、ステップＳ１０１を実行すると、区間２ｂ以降と区間２ｆ以降の各々について、実線の電線太さの組合せＵ１、Ｖ１と破線の電線太さの組合せＵ２、Ｖ２において部分コスト長が等しく、これら電線太さの組合せが区間２ｂ又は区間２ｆの第１の区間配列の要素であれば、区間２ｂ以降はＵ１及びＵ２、区間２ｆ以降はＶ１及びＶ２、並びに区間２ｂ以降及び区間２ｆ以降以外は現在の配電路の電線太さの組合せ、すなわち４通りの組合せとなる。

一般的にいうと、最適化対象区間（又は後述の最適化調整区間）の上流側ノードの直近下流側区間であって、最適化対象区間を除き該最適化対象区間とルート１との間にない区間の第１の区間配列の各要素の組合せと、これら区間以降以外は現在の配電路の電線太さの組合せであり、上記数式（４）と同様の数の組合せとなる。

次に、図８に戻り、ステップＳ６２では最適化対象区間の直近下流側区間について該直近下流側区間以降に必要最小解より大きな区間がある区間を最適化調整区間として降順に検索し、ステップＳ６３ではそのような区間が存在するか否かを判断する。その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ６５に進み、下流側最適化処理を行った後、ステップＳ６２に戻る。

図１４及び図１５はステップＳ６５で実行される下流側最適化処理ルーチンのフローチャートであって、この下流側最適化処理では、検索された最適化調整区間を必要最小解まで逓減したときに最適化調整区間以降の部分コスト長が最小となる第２の区間配列を求め、これにより最適化対象区間以降の電線太さを最適化している。

すなわち、ステップＳ１２１では最適化調整区間以降の電線太さの組合せを第２の区間配列としてＲＡＭ６に保存し、続くステップＳ１２２では最適化調整区間以降の部分コスト長（第３の部分コスト長）ＳＴ１を算出してＲＡＭ６に保存し、さらにフラグＪとフラグＨを「０」に設定する。ここで、フラグＪは第２の区間配列が後述のステップＳ１３８でステップＳ１２１の初期状態と異なるとき、すなわち部分最適化されたときに「１」に設定され、それ以外は「０」に設定される。フラグＨは初期状態のときは「０」に設定され、下流側が部分最適化されたときは「２」に設定され、これら以外は「１」に設定される。

続いてステップＳ１２３では、下流側の最適化調整区間を直近下流側区間について降順で検索し、ステップＳ１２４で最適化調整区間が存在するか否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１３３に進み、本ルーチンを再帰的に呼び出して実行し、ステップＳ１３４では本ルーチンの返り値によって部分最適化がなされたか否かを判断する。そして、その答が否定（Ｎｏ）、すなわち返り値が「０」のときはステップＳ１２３に戻る一方、その答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、すなわち返り値が「１」のときはステップＳ１３５に進んでフラグＨを「２」に設定し、ステップＳ１２３に戻る。

一方、ステップＳ１２４の答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ１２５に進み、フラグＨが「０」か否かを判断し、その答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、すなわち初期状態にあるときは図１５のステップＳ１２７に進む。

また、ステップＳ１２５の答が否定（Ｎｏ）、すなわち後述するステップＳ１２８又は前述したステップＳ１３５でフラグＨが「１」又は「２」に設定されており、初期状態にないときは、ステップＳ１２６に進んで最適化調整区間以降の各下流側ノードの全電圧降下が許容電圧降下以下か否かを判断する。そしてその答が否定（Ｎｏ）の場合は図１５のステップＳ１２７に進む一方、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１３６に進んで最適化調整区間以降の部分コスト長（第４の部分コスト長）ＳＴ２を再算出し、図１５のステップＳ１３７に進む。

次いで図１５のステップＳ１３７では、第４の部分コスト長ＳＴ２が第３の部分コスト長ＳＴ１以下か否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ１２７に進む一方、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１３８に進み、最適化調整区間の第２の区間配列を現在の最適化調整区間以降の電線太さの組合せに更新し、第３の部分コスト長ＳＴ１を第４の部分コスト長ＳＴ２に設定し、これにより部分コスト長が更新されたことからフラグＪを「１」に設定し、ステップＳ１４０に進む。

続いてステップＳ１４０ではフラグＨが「２」に設定されているか否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ１２７に進む一方、その答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、すなわちフラグＨが「２」に設定されているときは、下流側が部分最適化されたと判断してステップＳ１４１に進み、上述した部分比較処理（図１２）を最適化対象区間を最適化調整区間として再度実行し、ステップＳ１２７に進む。ここに、フラグＨによって部分比較処理の実行を制御したのは、後述するステップＳ１３２での比較処理中の部分比較処理と重複するのを避けるためである。

次に、図１５のステップＳ１２７では最適化調整区間が必要最小解か否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合は、ステップＳ１２８に進み、電線太さＺ２を所定値β２だけ減じて新たな電線太さＺ２を設定し、当該最適化調整区間の電圧降下を算出し、フラグＨを「１」に設定する。ここで、所定値β２は、所定値β１と同様、新たな電線太さＺ２が現在の電線太さよりも規格上１ランク細い電線太さとなるような値に設定される。

続くステップＳ１２９では、当該最適化調整区間に逓減処理が施されたことから下流側区間の全ての第１の区間配列の要素を全て削除し、ステップＳ１３０に進む。

次いで、ステップＳ１３０では、下流側に固定区間以外が存在するか否かを判断し、その答が肯定（Ｙｅｓ）のときはステップＳ１４２に進み、上述した下流側区間調整処理（図９）を再度実行し、ステップＳ１３１に進む。

そしてステップＳ１３１では下流側全ノードの全電圧降下及び総コスト長（第２の総コスト長）Ｔ１を再度算出し、続くステップＳ１３２では上述した比較処理（図１０、図１１）を最適化対象区間を最適化調整区間として再度実行し、ステップＳ１２３（図１４）に戻る。

一方、ステップＳ１２７の答が肯定（Ｙｅｓ）、すなわち最適化調整区間が必要最小解の場合はステップＳ１４３に進んで最適化調整区間以降を第２の区間配列の電線太さに戻し、また下流側ノードの全電圧降下を再計算し、さらにフラグＪを返り値としてステップＳ６２（図８）又はステップＳ１３４（図１４）に戻る。

そして、図８のステップＳ６３の答が否定（Ｎｏ）、すなわち最適化調整区間が存在しなかった場合はステップＳ６４で当該区間は必要最小解か否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）の場合は図７のステップＳ５６に戻る。

一方、ステップＳ６４の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ステップＳ６６で当該区間以降を仮想最適解に戻し、さらに下流側全ノードの全電圧降下を再算出して図７のステップＳ５４に戻る。

次に、図７に戻り、ステップＳ５５の答が否定（Ｎｏ）、すなわち必要最小解より大きな区間の電線太さが存在しなかったときは、ステップＳ６７に進み、仮想最適解を最終的な最適解に設定し、さらに第２仮想最適解を最適解と同等なものとしてＲＡＭ６に保存し、図３（メインルーチン）に戻る。

このように本第１の実施の形態では、各ノードにおける全電圧降下と許容電圧降下とを比較し、全電圧降下が許容電圧降下を超えるノードが存在する場合は、再演算して最適解を得ているので、設計者は経験や勘に頼って許容電圧降下を按分する手間を省くことができ、経済的にも最適な電線太さの組合せを容易かつ迅速に得ることができる。

尚、上記第１の実施の形態は、配電路システムについて詳述したが、配電路システム以外の空気や各種ガスなどの気体や液体等の流体供給設備における配管路システムにおいても、電圧降下に代えて圧力損失を使用し、ルート１をエネルギー供給源、ノード３を分岐点又は末端装置、区間２を導管とし、ルート１から各ノードまでの圧力損失の総計（全圧力損失）が各ノード３での許容圧力損失を超えるノードが存在する場合に上述と同様の初期解算出処理及び最適解算出処理を実行することにより、最適な導管太さを得ることができる。

また、上記第１の実施の形態の配電路システムでは、短絡電流を考慮しなかったが、短絡電流を考慮して電線太さを求めるようにするのも好ましい。

以下、第２の実施の形態として、短絡電流を考慮した電線太さの選定手順を詳述する。尚、本第２の実施の形態は、配電路システムに特有のものであり、配電路システム以外のシステム、例えば流体供給系の配管路システムの場合は考慮する必要がない。

図１６は本発明に係る第２の実施の形態の制御手順を示すメインルーチンのフローチャートである。

まず、ステップＳ１５１では入力処理を行う。すなわち、キーボードやマウス等を使用して入力情報を入力する。入力情報としては、第１の実施の形態で述べた入力情報に加え、短絡電流算出に必要な各電線種別のパラメータ、電源位置での短絡容量、過電流遮断器の動作時間、短絡電流計算法等が必要に応じて入力される。ここで、短絡電流計算法としては、各区間の直近下流側のノード位置の短絡電流を採用するか、或いは各区間の直近上流側のノード位置の短絡電流を採用するかが指定される。尚、前者の場合はルート１方向から視て区間の末端で短絡が生じる場合を想定したものであり、後者は区間の途中で短絡が生じる場合を想定したものである。配電路中の特定地点で短絡が発生すると、ルート１から短絡地点まで大電流が一様に流れるため、短絡地点がルート１に近い程、短絡電流は大きくなる。したがって、システムの安全性を考慮すると、後者の短絡電流計算法を採用した方が、設計上はより好ましいということになる。尚、ルート１（電源）内で短絡が発生したときの短絡電流を各区関に共通すると仮定する場合もあるが、この場合は、第１の実施の形態における必要電線太さ選定処理で、ルート１での短絡発生を考慮した電線太さを算出することにより、実質的に第１の実施の形態に含めることができる。

次いで、ステップＳ１５２〜ステップＳ１５４では、第１の実施の形態のステップＳ２〜ステップＳ４と同様、必要電線太さ選定処理、電線太さ調整処理、及び各ノードでの全電圧降下算出処理を行い、続くステップＳ１５５で短絡電流確認処理を行い、必要最小解が短絡電流に耐え得るか否かを確認する。

図１７は短絡電流確認処理ルーチンのフローチャートであって、本ルーチンではルート側から降順で順次短絡電流の確認処理を行っている。

ステップＳ１６１では、ルート１の直近下流側区間（図１の例でいえば、区間（１））を処理区間に設定し、確認フラグＳを「０」に設定する。ここで、確認フラグＳは、処理区間の電線太さが短絡電流に耐え得る電線太さ以上か否かを示し、前記電線太さ以上であれば確認フラグＳは「０」に設定され、前記電線太さ未満であれば確認フラグＳは「１」に設定される。このステップＳ１６１では、処理区間の電線太さは短絡電流に耐え得る電線太さ以上であると想定し、確認フラグＳを「０」に設定する。

次いで、ステップＳ１６２では処理区間の直近下流側ノードのパーセントインピーダンス％Ｚを算出し、続くステップＳ１６３では数式（５）に基づいて短絡電流Ｉｓを算出する。

Ｉｓ＝１００Ｉｎ／％Ｚ…（５）
ここで、Ｉｎは基準容量の定格電流である。

次に、ステップＳ１６４では、処理区間について短絡電流に応じた電線太さＸｓを選定する。すなわち、数式（６）に基づいて断面積Ａを算出し、断面積Ａ相等以上の電線太さのうち最小の電線太さＸｓを選定する。

ここで、ｔは短絡時に過電流遮断器が遮断するまでの最短動作時間、Ｋ３は絶縁体種及び導体種によって決定される定数である。

そして、ステップＳ１６５では必要最小解である処理区間の電線太さＸｄがステップＳ１６４で算出された電線太さＸｓ以上か否かを判断し、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ステップＳ１６７に進み、処理区間が最終降順区間か否かを判断する。そしてその答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ１６８に進んで次降順区関を処理区間に設定し、ステップＳ１６２に戻って上記処理ステップを繰り返す。

そして、ルート１の下流側区間の全てで必要最小解の電線太さＸｄが電線太さＸｓ以上であるとステップＳ１６７の答が肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ１６９に進んで確認結果ＳをＲＡＭ６に保存し、メインルーチン（図１６）に戻る。

また、ステップＳ１６５の答が否定（Ｎｏ）の場合は、当該処理区間の電線太さＸｄは短絡電流の電線太さＸｓ未満であることが確認されたことになるので、ステップＳ１６６に進んで確認フラグＳを「１」に設定し、続くステップＳ１６９で確認結果ＳをＲＡＭ６に保存してメインルーチン（図１６）に戻る。

すなわち、配電路中の一区間で電線太さが短絡電流に耐えられないことが確認された時点で確認結果（Ｓ＝１）をＲＡＭ６に保存し、本ルーチンを終了してメインルーチンに戻り、また、配電路中の全区間で電線太さが短絡電流に耐え得ることが確認された場合は確認結果（Ｓ＝０）をＲＡＭ６に保存し、本ルーチンを終了してメインルーチン（図１６）に戻る。

尚、図１７では区間の直近下流側のノード位置での短絡電流を順次算出しているが、区間の直近上流側のノード位置での短絡電流を順次算出する場合も、略同様にすればよい。

次に、図１６に戻り、ステップＳ１５６では、各ノードでの全電圧降下が許容電圧降下以下であって、かつ短絡電流確認処理で得られた確認フラグＳが「０」か否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）のときはステップＳ１５９に進み、必要最小解を所望電線太さの組合せとして表示装置９やプリンタ１０に出力して処理を終了し、一方、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ１５７に進み、更新初期解選定処理を行う。

図１８は更新初期解選定処理ルーチンのフローチャートである。

すなわち、ステップＳ１７１では各ノードでの全電圧降下が許容電圧降下以下か否かを判断し、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１７３に進む一方、その答が否定（Ｎｏ）の場合は第１の実施の形態で詳述した初期解算出処理ルーチン（図６）を実行して初期解を求め、その後ステップＳ１７３に進む。

そしてステップＳ１７３では最大短絡電流電線太さ算出処理を実行し、最大短絡電流に耐え得る電線太さを算出する。

図１９はステップＳ１７３で実行される最大短絡電流電線太さ算出処理ルーチンのフローチャートであって、本第２の実施の形態では区間の直近下流側のノード位置での短絡電流に基づいて電線太さを算出している。

すなわち、ステップＳ１８１ではルート１の直近下流側を処理区間（図１の例でいえば区間（１））に設定し、ステップＳ１８２では該処理区間が固定区間か否かを判断し、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１９３に進んで最終降順区間か否かを判断する。そして、ステップＳ１９３の答が否定（Ｎｏ）であれば、ステップＳ１９４に進んで次降順区関を処理区間に設定した後、ステップＳ１８２に戻る。

一方、ステップＳ１８２の答が否定（Ｎｏ）、すなわち、当該処理区間が固定区間でないときはステップＳ１８３に進み、処理区間の電線太さＸ３を可能最大太さＦに設定し、かつ電線フラグＧを「０」に設定する。ここで、可能最大太さＦとは、図６のステップＳ３４で述べた可能最大太さと同様、処理区間の電線種別の使用する最大の電線太さ以下であって、かつ処理区間の上流側に固定区間以外の区間が存在するときは、その最下流側区間の電線太さと同等以下となる最大の電線太さをいう。また、電線フラグＧは、電線太さＸ３が可能最大太さＦよりも細くされた場合に「１」に設定され、それ以外は「０」に設定される。

次いで、ステップＳ１８４では、ステップＳ１６２、１６３（図１７）と同様の方法で、直近下流側ノード（直近上流側のノード位置での短絡電流を採用する場合は直近上流側）のパーセントインピーダンス％Ｚを算出し、さらにパーセントインピーダンス％Ｚに基づいて短絡電流Ｉｓを算出する。そして、ステップＳ１８５では短絡電流に応じた処理区間の電線太さＺ３を算出する。続くステップＳ１８６では電線フラグＧが「０」か否かを判断し、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ１８７に進んで可能最大太さＦがステップＳ１８５で算出された電線太さＺ３より大きいか否かを判断する。

そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）のときはステップＳ１９０に進み、算出された電線太さＺ３をレジスターＹ３にコピーし、さらにＹ３値は可能最大太さＦより小さい（電線太さが細い）ことから電線フラグＧを「１」に設定し、ステップＳ１８４に戻る。

一方、ステップＳ１８７の答が否定（Ｎｏ）のときは可能最大太さＦをＲＡＭ６に保存し、ステップＳ１９２に進む。

そしてその後のループでステップＳ１８６の答が否定（Ｎｏ）になると、ステップＳ１８９に進み、レジスターＹ３に保存されている電線太さが電線太さＺ３より大きいか否かを判断する。

そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）のときはステップＳ１９０に進み、今回ループで算出された電線太さＺ３をレジスターＹ３にコピーし、かつ電線フラグＧを「１」に設定し、ステップＳ１８４に戻る。

一方、ステップＳ１８９の答が否定（Ｎｏ）のときはステップＳ１９１に進み、ステップＳ１８５で算出された今回ループの電線太さＺ３をＲＡＭ６に保存し、ステップＳ１９２に進む。

そしてステップＳ１９２では、当該処理区間の電線太さＸ３を可能最大太さＦに設定し、ステップＳ１９３に進む。すなわち、下流側の最大短絡電流を算出するためには今回ループの処理区間の電線太さを可能最大太さＦにして下流側の次処理区間の電線太さを算出する必要があることから、ステップＳ１９２では処理区間の電線太さＸ３を可能最大太さＦに設定する。

そして、ステップＳ１９３では当該処理区間が最終降順区間か否かを判断し、その答が否定（Ｎｏ）のときはステップＳ１９４に進んで次降順区間を処理区間に設定し、ステップＳ１８２に戻って上述の処理ステップを繰り返す。

一方、ステップＳ１９３の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、全区間で最大短絡電流に耐え得る電線太さが算出されていることからステップＳ１９５に進み、固定区間以外の区間の電線太さＸ３をＲＡＭ６の保存値、すなわちＦ値又はＺ３値に設定し、図１８のステップＳ１７４に進んで最大短絡電流電線太さ調整処理を行う。

図２０はステップＳ１７４で実行される最大短絡電流電線太さ調整処理ルーチンのフローチャートである。

ステップＳ２０１では、電線太さの調整対象となる処理区間（例えば、区間（９））を設定し、続くステップＳ２０２では当該処理区間の直近上流側はルート１に接続されているか否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ステップＳ２０８に進む一方、その答が否定（Ｎｏ）のときはステップＳ２０３に進み、当該処理区間が固定区間か否かを判断する。そしてその答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ２０７に進む一方、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ２０４に進み、上流側の区間は全て固定区間か否かを判断する。その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ステップＳ２０７に進む一方、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ２０５に進み、当該処理区間の上流側であって固定区間でない最下流側区間の電線太さが当該処理区間の電線太さ以上か否かを判断する。

そして、その答が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ２０７に進む一方、その答が否定（Ｎｏ）の場合はステップＳ２０６に進み、前記最下流側区間の電線太さを処理区間以上の所定最小太さに設定し、ステップＳ２０７に進む。

そして、ステップＳ２０７では、次昇順区間（図１の例でいえば区間（８））を処理区間に設定し、ステップＳ２０２に戻る。

以下、各区間について昇順でステップＳ２０２〜ステップＳ２０７の処理を繰り返し実行し、直近上流側がルート１になった時点でステップＳ２０２の答は肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ２０８に進んで短絡電流に対する電線太さの調整がなされた電線太さの組合せを短絡解としてＲＡＭ６に保存し、図１８のステップＳ１７５に進む。

そして、図１８のステップＳ１７５では、各区間についてステップＳ１７２で算出された初期解、ステップＳ１５３で算出された必要最小解（ステップＳ１７２の初期解算出処理が実行されなかった場合）、及びステップＳ１７４で算出された短絡解のうち、最大となる電線太さの組合せ、すなわち最大解を更新初期解に選定して本ルーチンを終了し、メインルーチン（図１６）に戻る。

そして、続く図１６のステップＳ１５８では第１の実施の形態と略同様の手順で最適解算出処理を実行する。

図２１は最適解算出処理ルーチンの要部フローチャートである。

すなわち、ステップＳ２１１では、ステップＳ１５７の更新初期解選定処理で選定された更新初期解を仮想最適解に設定し、仮想最適解と同等のものを第２仮想最適解に設定し、これらをＲＡＭ６に保存し、その後は図７のステップＳ５２以降と同様の処理手順を実行し、１つ又は複数の最適解を算出する。

尚、第１の実施の形態では、図７及び図８の最適解算出処理ルーチン内で実行されるステップＳ５２、ステップＳ５６、ステップＳ６０、ステップＳ６６、下流側区間調整処理ルーチン（図９）のステップＳ７５、下流側最適化処理ルーチン（図１４及び図１５）のステップＳ１２８、ステップＳ１３１、及びステップＳ１４３において、全電圧降下又は電圧降下を算出しているが、本第２の実施の形態では、これらに加え、該当区間の短絡電流に耐え得る電線太さも算出される。

さらに、本第２の実施の形態では、下流側区間調整処理ルーチン（図９）のステップＳ７６、比較処理ルーチン（図１０及び図１１）のステップＳ９１及びステップＳ９４では、許容電圧降下を超えるノードが存在するか否かの判断に加えて、ＯＲ条件で電線太さが短絡電流に耐え得る電線太さより小さい区間が存在するか否かの判断を行い、また、下流側最適化処理ルーチン（図１４及び図１５）のステップＳ１２６では、許容電圧降下以下か否かの判断に加えて、ＡＮＤ条件で最適化調整区間以降の各区間の電線太さが短絡電流に耐え得る電線太さ以上か否かの判断を行う。

そしてこのように最適解が算出されると、図１６のメインルーチンに戻り、ステップＳ１５９では演算結果を表示装置９やプリンタ１０に出力し、本プログラムを終了する。

このように本第２の実施の形態では、電圧降下に加え短絡電流が許容短絡電流を超えている場合も、再演算して最適解を得ているので、設計者は経験や勘に頼って許容電圧降下を按分する手間を省くことができると同時に、短絡電流にも耐え得る経済的にも最適な電線太さの組合せを容易かつ迅速に得ることができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態ではルート１が１個のノード３に接続され、ノード３から樹枝状に分枝路２が形成されているが、図２２に示すようにルート１から複数の分枝路２を介して複数のノード３を有するようにシステムを構築した場合も、同様に本発明を適用できるのはいうまでもない。

また、上記実施の形態では、分枝太さ選定装置のＲＯＭ５内に予め上記フローチャートで示した演算プログラムが格納されている場合について述べたが、上記演算プログラムをＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク等の記憶媒体に記憶させておき、これら記憶媒体を上記分枝太さ選定装置にインストールして演算処理を実行するのも好ましい。

本発明に係る樹枝状エネルギー供給システムの一実施の形態を示す概念図である。 本発明に係る分枝太さ選定装置としての電線太さ選定装置の一実施の形態を示すブロック構成図である。 電線太さ選定処理手順の一実施の形態（第１の実施の形態）を示すメインルーチンのフローチャートである。 必要電線太さ選定処理ルーチンのフローチャートである。 電線太さ調整処理ルーチンのフローチャートである。 初期解算出処理ルーチンのフローチャートである。 最適解算出処理ルーチンのフローチャート（１／２）である。 最適解算出処理ルーチンのフローチャート（２／２）である。 下流側区間調整処理ルーチンのフローチャートである。 比較処理ルーチンのフローチャート（１／２）である。 比較処理ルーチンのフローチャート（２／２）である。 部分比較処理ルーチンのフローチャートである。 第１の区間配列の要素概念を説明するための説明図である。 下流側最適化処理ルーチンのフローチャート（１／２）である。 下流側最適化処理ルーチンのフローチャート（２／２）である。 本発明の第２の実施の形態に係る分枝太さ選定装置の処理手順を示すメインルーチンのフローチャートである。 短絡電流確認処理ルーチンのフローチャートである。 更新初期解選定処理ルーチンのフローチャートである。 最大短絡電流電線太さ算出処理ルーチンのフローチャートである。 最大短絡電流電線太さ調整処理ルーチンのフローチャートである。 第２の実施の形態に係る最適解算出処理ルーチンの要部フローチャートである。 本発明に係る樹枝状エネルギー供給システムの他の実施の形態の概念図である。

符号の説明

１ ルート、電源（供給源）
２ 分枝路、区間
３ ノード、接合点
４ 入力装置（入力手段）
６ ＲＡＭ（記憶手段）
１１ ＣＰＵ

Claims (12)

1. エネルギー供給源から多数の接合点を介して樹枝状に分枝されてなる各分枝路の分枝太さを選定する樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置であって、
   少なくとも各分枝路の識別情報及び前記接合点の前記エネルギー供給源からの許容回路損失を含む所定のシステム構築条件を入力する入力手段と、
   前記システム構築条件に基づいて前記各分枝路の必要分枝太さを算出する必要分枝太さ算出手段と、
   上流側分枝路の分枝太さが前記接合点を挟んで該上流側分枝路と対峙する下流側分枝路の分枝太さ以上であって且つ必要最小限の範囲で太くなるように、前記必要分枝太さを調整し、調整された必要分枝太さの組合せを必要最小解として得る分枝太さ調整手段と、
   前記エネルギー供給源から前記各接合点までの回路損失を前記システム構築条件及び前記必要最小解に基づいて各接合点毎に算出する回路損失算出手段と、
   前記各接合点における前記エネルギー供給源からの回路損失が前記許容回路損失を超える接合点が存在するか否かを判断する第１の判断手段と、
   前記第１の判断手段により前記エネルギー供給源からの回路損失が前記許容回路損失を超えている接合点が存在すると判断された場合は、前記各接合点において前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となるように前記各分枝路の分枝太さを再算出する分枝太さ再算出手段とを備え、
   前記分枝太さ再算出手段が、前記各接合点において前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となるように、前記必要最小解より太い新たな分枝太さの組合せを初期解として算出する初期解算出手段と、
   前記初期解を初期値として前記各分枝路毎に逓減処理を施しながらコスト評価が最小となるような分枝太さの組合せを最適解として算出する最適解算出手段とを有していることを特徴とする樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
2. 前記コスト評価は、少なくともコストと分枝路の距離との積の総和に基づいて行われることを特徴とする請求項１記載の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
3. 前記最適解算出手段は、前記コスト評価が同等な複数の最適解を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
4. 前記最適解算出手段は、前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失を超える接合点が存在する場合に、算出された分枝太さの組合せを記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
5. 前記最適解算出手段は、前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失を超える接合点が存在しない場合に、算出された分枝太さの組合せを記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
6. 前記樹枝状エネルギー供給システムは配電路システムであり、前記エネルギー供給源は電源であり、前記回路損失は電圧降下であり、かつ前記分枝路は電線であり、
   前記システム構築条件には前記配電路の布設条件、温度条件、電線種別、電気方式、及び許容電流値が含まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
7. 前記樹枝状エネルギー供給システムは配電路システムであり、前記エネルギー供給源は電源であり、前記回路損失は電圧降下であり、かつ前記分枝路は電線であり、さらに前記システム構築条件には前記配電路の布設条件、温度条件、電線種別、電気方式、許容電流値、及び短絡条件が含まれ、
   前記システム構築条件に基づき各分枝路の短絡電流を算出する短絡電流算出手段と、
   前記短絡電流に応じた分枝太さを算出する短絡分枝太さ算出手段と、
   前記分枝太さ調整手段により算出された必要最小解が前記短絡分枝太さ算出手段により算出された分枝太さ以上か否かを判断する第２の判断手段とを備え、
   前記分枝太さ再算出手段が、前記第１の判断手段の判断結果が肯定的な場合、及び前記第２の判断手段の判断結果が否定的な場合のうちの少なくともいずれか一方である場合に、前記各接合点における前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となり且つ前記各分枝路の分枝太さが短絡電流に耐えうる電線太さ以上となるように各分枝路の分枝太さを再演算すると共に、
   該分枝太さ再算出手段は、最大短絡電流に応じた短絡電線太さを算出する短絡電線太さ算出手段と、
   前記短絡電線太さを上流側が下流側以上の太さとなるように調整し、該調整された短絡電線太さの組合せを短絡解として算出する短絡解算出手段と、
   前記初期解、前記必要最小解、及び前記短絡解のうちの最大の電線太さの組合せを更新初期解として選定する更新初期解選定手段とを有し、
   前記最適解算出手段は、前記初期解に代えて前記更新初期解に基づき前記逓減処理を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
8. 前記最適解算出手段は、前記電源からの前記電圧降下が前記電源からの許容電圧降下を超える接合点が存在する場合及び前記短絡電流に耐え得る電線太さ未満となる電線が存在する場合のうちの少なくともいずれか一方の場合に、算出された分枝太さの組合せを記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項７記載の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
9. 前記最適解算出手段は、前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失を超える接合点が存在しない場合であって且つ前記短絡電流に耐え得る電線太さ未満となる電線が存在しない場合に、算出された分枝太さの組合せを記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
10. 前記樹枝状エネルギー供給システムは、配管路システムであり、前記回路損失は圧力損失であり、かつ前記分枝路は導管であり、さらに前記システム構築条件には、導管種別、前記導管を流れる流量、及び導管摩擦抵抗が含まれることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の樹枝状エネルギー供給システムの分枝太さ選定装置。
11. エネルギー供給源から多数の接合点を介して樹枝状に分枝されてなる各分枝路の分枝太さを選定する分枝太さ選定手順が格納されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
    所定のシステム構築条件に基づいて前記各分枝路の必要分枝太さを算出する必要分枝太さ算出手順と、上流側分枝路の分枝太さが前記接合点を挟んで該上流側分枝路と対峙する下流側分枝路の分枝太さ以上であって且つ必要最小限の範囲で太くなるように、前記必要分枝太さを調整し、調整された必要分枝太さの組合せを必要最小解として得る分枝太さ調整手順と、前記エネルギー供給源から前記各接合点までの回路損失を前記システム構築条件及び前記必要最小解に基づいて各接合点毎に算出する回路損失算出手順と、前記各接合点における前記エネルギー供給源からの回路損失が前記許容回路損失を超える接合点が存在するか否かを判断する第１の判断手順と、前記第１の判断手順により前記エネルギー供給源からの回路損失が前記許容回路損失を超えている接合点が存在すると判断された場合は、前記各接合点において前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となるように前記各分枝路の分枝太さを再算出する分枝太さ再算出手順とが格納され、
    かつ、前記分枝太さ再算出手順が、前記各接合点において前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となるように、前記必要最小解より太い新たな分枝太さの組合せを初期解として算出する初期解算出手順と、前記初期解を初期値として前記各分枝路毎に逓減処理を施しながらコスト評価が最小となるような分枝太さの組合せを最適解として算出する最適解算出手順とを有していることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
12. 所定のシステム構築条件に基づき各分枝路の短絡電流を算出する短絡電流算出手順と、前記短絡電流に応じた分枝太さを算出する短絡分枝太さ算出手順と、前記分枝太さ調整手順により算出された必要最小解が前記短絡分枝太さ算出手順により算出された分枝太さ以上か否かを判断する第２の判断手順とが格納され、
    前記分枝太さ再算出手順が、前記第１の判断手順の判断結果が肯定的な場合、及び前記第２の判断手順の判断結果が否定的な場合のうちの少なくとも一方の場合に、前記各接合点における前記エネルギー供給源からの前記回路損失が前記許容回路損失以下となり且つ前記各分枝路の分枝太さが短絡電流に耐えうる電線太さ以上となるように各分枝路の分枝太さを再演算すると共に、
    該分枝太さ再算出手順は、最大短絡電流に応じた短絡電線太さを算出する短絡電線太さ算出手順と、前記短絡電線太さを上流側が下流側以上の太さとなるように調整し、該調整された短絡電線太さの組合せを短絡解として算出する短絡解算出手順と、前記初期解、前記必要最小解、及び前記短絡解のうちの最大の電線太さの組合せを更新初期解として選定する更新初期解選定手順とを有し、
    前記最適解算出手順は、前記初期解に代えて前記更新初期解に基づき前記逓減処理を実行することを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ読取可能な記憶媒体。

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