JP2011227836A

JP2011227836A - 耐雷設備配置算出装置、及び、耐雷設備配置算出方法

Info

Publication number: JP2011227836A
Application number: JP2010099268A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Sakamoto; 芳樹坂本; Narimitsu Okabe; 成光岡部; Teru Miyazaki; 輝宮崎
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2011-11-10

Abstract

【課題】ユーザの要求に基づいて、費用を抑えながら全体として効率よく耐雷対策を行うための設備配置情報を提供する。
【解決手段】雷リスク変動値算出部１５により、雷リスク低減領域として選定された単位メッシュに耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値と、雷リスク増加領域として選定された単位メッシュから耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値とを算出し、最適設備配置設定部１６により、雷リスク変動値算出部１５による算出結果に基づき、耐雷設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値が、目標雷リスク値以下であり、かつ、耐雷設備変更によって生じるコストが目標コスト値以下である条件を満たしているとき、単位メッシュの耐雷設備を再設定し、出力部１７により、最適設備配置設定部１６により再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を出力する。
【選択図】図９

Description

本発明は、配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域の配電系統の設備状況のうち、最適な耐雷設備の配置に関する情報を算出する耐雷設備配置算出装置、及び、耐雷設備配置算出方法に関する。

電力系統の一部を構成する変電所は、その変電所に接続された配電線及びその配電設備に落雷したとき、過剰な電流が流れるのを防止するため、電力供給を停止する。このような電力供給の停止は、配電線雷事故と呼ばれる。配電線には、このような配電線雷事故を防止する耐雷対策として、その上端に架空地線が設けられているものがある。また、耐雷対策として、配電線に接続された電柱には、落雷により過剰に電流が流れるため、この過剰電流を接地方向へ流す耐雷素子が設けられているものがある。

従来から行われている耐雷対策は、上述した架空地線や耐雷素子などの耐雷設備の施設状況を考慮したものではなく、経験的に、または、統計的に雷の発生頻度が高い地域に対して、より多くの耐雷設備を配備するというものである。

耐雷対策においては、過去の落雷数や配電線雷事故数や現状の耐雷設備の施設状況などの関係に基づいて、将来起こりうる配電線雷事故数を定量的に予測して、この予測結果を利用して、耐雷設備を効率よく配備することが望まれる。

例えば、特許文献１には、年間事故件数が多い単位領域（以下、メッシュという。）や少ないメッシュにおいて、どのように設備変更すれば耐雷対策コストと配電線事故率を最小化できるかを算出する発明について記載されている。具体的に、特許文献１に記載された発明は、１つの配電線において、当該配電線が通過する全メッシュのうち、設備変更するメッシュとしないメッシュの配電線事故率が設備変更前後でどのように変化するかを算出し、配電線事故数の変化量を定量的に計算するものである。

特開２００８−２１７５４１号公報

特許文献１に記載された発明では、施設状況の変更による費用を算出して、算出した費用をユーザに提供できる。しかし、特許文献１に記載された発明では、単にユーザにより選択された施設状況の変更に伴って発生する費用を算出しているため、ユーザの要求に基づいて、費用を抑えながら全体として効率よく耐雷設備を配置するための情報を提案することが望まれる。

そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、ユーザの要求に基づいて、費用を抑えながら全体として効率よく耐雷対策を行うための設備配置情報を提供することが可能な耐雷設備配置算出装置、及び、耐雷設備配置算出方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る耐雷設備配置算出装置は、配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値が入力される雷リスク値入力部と、雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、単位領域毎に、雷リスク値入力部に入力された雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とを設定する初期設定部と、配電線通過地域において耐雷設備の変更に要する目標コストと、該耐雷設備を変更したときの目標雷リスク値とが入力される目標情報入力部と、配電線通過地域の単位領域から、初期設定部により設定された追加条件に従って耐雷設備を追加することで雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定部と、雷リスク低減領域以外の単位領域から、初期設定部により設定された省略条件に従って耐雷設備を省略することで雷リスクを増加させる雷リスク増加領域を選定する雷リスク増加領域選定部と、雷リスク低減領域として選定された単位領域に耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値と、雷リスク増加領域として選定された単位領域から該耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値とを算出する雷リスク変動値算出部と、雷リスク変動値算出部による算出結果に基づき、耐雷設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値が、目標コスト入力部に入力された目標雷リスク値以下であり、かつ、耐雷設備変更によって生じるコストが目標コスト入力部に入力された目標コスト値以下である条件を満たしているとき、単位領域の耐雷設備を再設定する最適設備配置設定部と、最適設備配置設定部により再設定された各単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力部とを備える。

また、本発明に係る耐雷設備配置算出方法は、配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値を入力する雷リスク値入力ステップと、雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、単位領域毎に、雷リスク値入力ステップにより入力した雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とを設定する初期設定ステップと、配電線通過地域において耐雷設備の変更に要する目標コストと、耐雷設備を変更したときの目標雷リスク値とを入力する目標情報入力ステップと、配電線通過地域の単位領域から、初期設定ステップにより設定した追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定ステップと、雷リスク低減領域以外の単位領域から、初期設定ステップにより設定された省略条件に従って耐雷設備を省略することで雷リスクを増加させる雷リスク増加領域を選定する雷リスク増加領域選定ステップと、雷リスク低減領域として選定された単位領域に耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値と、雷リスク増加領域として選定された単位領域から耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値とを算出する雷リスク変動値算出ステップと、雷リスク変動値算出ステップによる算出結果に基づき、耐雷設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値が、目標コスト入力ステップにより入力された目標雷リスク値以下であり、かつ、耐雷設備変更によって生じるコストが目標コスト入力ステップにより入力された目標コスト値以下である条件を満たしているとき、耐雷設備変更後の単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定ステップと、最適設備配置設定ステップにより再設定された各単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力ステップとを有する。

また、本発明に係る耐雷設備配置算出装置は、配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値が入力される雷リスク値入力部と、雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、単位領域毎に、雷リスク値入力部に入力された雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とを設定する初期設定部と、配電線通過地域において耐雷設備の変更に要する目標コストを入力する目標コスト入力部と、配電線通過地域の単位領域から、初期設定部により設定された追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定部と、雷リスク低減領域以外の単位領域から、初期設定部により設定された省略条件に従って耐雷設備を省略することで雷リスクを増加させる雷リスク増加領域を選定する雷リスク増加領域選定部と、雷リスク低減領域として選定された単位領域に耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値と、雷リスク増加領域として選定された単位領域から、耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値とを算出する雷リスク変動値算出部と、雷リスク変動値算出部による算出結果に基づき、耐雷設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値が低減されおり、且つ、耐雷設備変更によって生じるコストが目標コスト入力部に入力された目標コスト値以下である条件を満たしているとき、耐雷設備変更後の単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定部と、最適設備配置設定部により再設定された単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力部とを備える。

また、本発明に係る耐雷設備配置算出方法は、配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値を入力する雷リスク値入力ステップと、雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、単位領域毎に、雷リスク値入力ステップにより入力した雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とを設定する初期設定部と、配電線通過地域において耐雷設備の変更に要する目標コストを入力する目標コスト入力ステップと、配電線通過地域の単位領域から、初期設定部により設定した追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定部と、雷リスク低減領域以外の単位領域から、初期設定部により設定した省略条件に従って耐雷設備を省略することで雷リスクを増加させる雷リスク増加領域を選定する雷リスク増加領域選定部と、雷リスク低減領域として選定された単位領域に耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値と、雷リスク増加領域として選定された単位領域から、耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値とを算出する雷リスク変動値算出ステップと、雷リスク変動値算出ステップによる算出結果に基づき、耐雷設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値が低減されおり、且つ、耐雷設備変更によって生じるコストが目標コスト入力ステップにより入力した目標コスト値以下である条件を満たしているとき、耐雷設備変更後の単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定ステップと、最適設備配置設定ステップにより再設定した単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力ステップとを有する。

また、本発明に係る耐雷設備配置算出装置は、配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値が入力される雷リスク値入力部と、雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、単位領域毎に、雷リスク値入力部に入力された雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件を設定する初期設定部と、配電線通過地域の耐雷設備を変更したときの目標雷リスク値を入力する目標リスク入力部と、配電線通過地域の単位領域から、初期設定部により設定された追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定部と、雷リスク低減領域として選定された単位領域に耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値を算出する雷リスク変動値算出部と、雷リスク変動値算出部による算出結果に基づき、耐雷設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値が、目標雷リスク入力部に入力された目標雷リスク値以下であるとき、耐雷設備変更後の単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定部と、最適設備配置設定部により再設定された単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力部とを備える。

また、本発明に係る耐雷設備配置算出方法は、配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値を入力する雷リスク値入力ステップと、雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、単位領域毎に、雷リスク値入力ステップにより入力した雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件を設定する初期設定ステップと、配電線通過地域の耐雷設備を変更したときの目標雷リスク値を入力する目標リスク入力ステップと、配電線通過地域の単位領域から、初期設定ステップにより設定した追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定ステップと、雷リスク低減領域として選定された単位領域に耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値を算出する雷リスク変動値算出ステップと、雷リスク変動値算出ステップによる算出結果に基づき、耐雷設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値が、目標雷リスク入力ステップにより入力した目標雷リスク値以下であるとき、耐雷設備変更後の単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定ステップと、最適設備配置設定ステップにより再設定された単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力ステップとを有する。

本発明によれば、単位領域毎に、雷害区分に応じた耐雷設備の変更条件を設定して、選定された単位領域に対して耐雷設備を省略又は追加して、耐雷設備変更後の施設状況が目標となる条件を満たしている再設定された各単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する。このようにして、本発明によれば、ユーザの要求に基づいて、全体として効率よく耐雷対策を行うための設備配置情報をユーザに提供することができる。

具体的に、本発明によれば、目標コストに基づいて、雷リスク低減メッシュと雷リスク増加メッシュとを選定してそれぞれ耐雷設備を省略、追加して、耐雷設備変更によるコストが目標コストを満たしている再設定された各単位メッシュの雷害区分を示す情報を出して、費用を抑えながら全体として効率よく耐雷対策を行うための設備配置情報を提供することができる。

また、本発明によれば、目標雷リスク値に基づいて、雷リスク低減メッシュを選定して耐雷設備を追加して、耐雷設備変更後の雷リスク値が目標雷リスク値の条件を満たしている再設定された各単位メッシュの雷害区分を示す情報を出力して、目標雷リスク値を満たしつつ、全体として効率よく耐雷対策を行うための設備配置情報を提供することができる。

本発明が適用された耐雷設備配置算出装置が組み込まれるコンピュータの構成について説明するための図である。配電線通過地域と、この配電線通過地域を区分した単位メッシュとを模式的に示す図である。雷事故予測数算出部の構成について説明するための図である。図４（Ａ）は、モデル設定部により設定された配電系統モデルの具体例を示す図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示すような配電系統モデルに対して、直撃雷発生率が一致するという意味で等価な解析モデル系統を示す図である。ＥＭＴＰ過電圧解析モデルを示す図である。図６（Ａ）は接地施設パターンを示す図であり、図６（Ｂ）は避雷器取付けパターン数を示す図である。配電線雷事故発生率を算出する算出工程の説明に供するフローチャートである。配電線雷事故発生率を算出する算出工程の説明に供するフローチャートである。設備配置算出部の構成について説明するための図である。目標コストと目標リスク値との両方を満たすように再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を出力する処理の説明に供するフローチャートである。図１１（Ａ）は、行方向に１〜４、列方向にＡ〜Ｄで規定される合計１６個の単位メッシュからなる配電線通過地域の具体例を示す図であり、図１１（Ｂ）は、再設定された各単位メッシュの雷リスク値に基づいて雷害区分を再設定した配電線通過地域の具体例を示す図である。目標コストを満たすように再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を出力する処理の説明に供するフローチャートである。耐雷対策費と雷事故数との関係について説明するための図である。目標雷リスク値を満たすように再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を出力する処理の説明に供するフローチャートである。図１５（Ａ）は、行方向に１〜４、列方向にＡ〜Ｄで規定される合計１６個の単位メッシュからなる配電線通過地域の具体例を示す図であり、図１５（Ｂ）は、再設定された各単位メッシュの雷リスク値に基づいて雷害区分を再設定した配電線通過地域の具体例を示す図である。図１６（Ａ）は、配電線通過地域全体の雷リスク値に基づいて４段階の区分に分けた雷害区分を示す図であり、図１６（Ｂ）は、雷リスク値が平均化されながら全体の雷リスク値が低減された状態の雷害区分を示す図である。

以下、本発明が適用された耐雷設備配置算出装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。この算出装置は、配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域の配電系統の設備状況のうち、最適な耐雷設備の配置に関する情報を算出する装置であり、例えば図１に示すような通常のコンピュータ１にソフトウェアをインストールすることによって実現されるものである。

＜全体構成について＞
コンピュータ１は、ハードウェア構成として、キーボードやマウスなどのデータを入力するデータ入力部２と、データ入力部２に入力されたデータに応じて演算処理を行うＣＰＵやＲＡＭ等で構成された演算部３と、各種データを管理するデータベースが構築されたハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶部４と、演算部３による演算結果を表示するＣＲＴディスプレイやＬＣＤディスプレイなどの表示部５とを備えている。

このコンピュータ１にインストールされるプログラムは、最適な耐雷設備の配置に関する情報の算出処理をコンピュータに実行させるプログラムであり、記憶媒体やネットワークを介して拡布されてコンピュータにインストールされる。なお、この算出装置は、ハードウェアによって実現してもよい。

最適な耐雷設備の配置に関する情報を算出するため、記憶部４には、図２に示すように配電線が通過する配電線通過地域を区分した単位メッシュ毎の施設状況と落雷に関するデータを管理するメッシュ情報データベース４ａと、単位メッシュ毎の雷事故予測数を管理する雷事故数予測情報データベース４ｂとが構築されている。

メッシュ情報データベース４ａは、単位メッシュにおける配電系統の施設状況に関する情報として、例えば、単位メッシュ内を通過する配電線の線路長を示す線路密度と、配電線に設けられた避雷器の施設状況を示す避雷器施設率と、配電線に設けられた架空地線の施設状況を示す架空地線施設率とを管理している。また、メッシュ情報データベース４ａは、落雷に関するデータとして、単位メッシュ毎に、落雷数と配電線雷事故数とを管理している。さらに、メッシュ情報データベース４ａは、単位メッシュ内の土地利用区分に関する情報と、カメラ観測等により観測される単位落雷観測数当たりの落雷数を示す多重度情報とを管理している。

雷事故数予測情報データベース４ｂは、単位メッシュ毎に、後述する雷事故予測数算出部３ａによりメッシュ情報データベース４ａを参照して、配電系統の設備状況と落雷数とに基づいて算出される雷事故予測数を管理している。また、雷事故数予測情報データベース４ｂは、後述する設備配置算出部３ｂによって設定された耐雷設備の追加条件と省略条件に従って、雷事故予測数算出部３ａにより算出される雷事故予測数を管理してもよい。

データ入力部２には、ユーザによって操作入力されるキーボードやマウスであって、次のようなデータが入力される。すなわち、データ入力部２には、配電線通過地域において耐雷設備を変更するに要するコスト（以下、目標コストという。）と、耐雷設備を変更したときの目標とする雷リスク値（以下、目標雷リスク値という。）と、例えば特定の単位メッシュから優先して雷リスク値を低減するなど、どのようにして配電線通過地域全体の雷リスク値の低減を図るかを示す雷リスク低減方法とが入力される。ここで、雷リスク値は、上述した雷事故予測数に対応する値である。

演算部３は、データ入力部２に入力された目標コストと目標雷リスク値とを満たすように、最適な耐雷設備の配置に関する情報を算出するため、雷事故予測数算出部３ａと、設備配置算出部３ｂとを備える。

雷事故予測数算出部３ａは、記憶部４に構築されたメッシュ情報データベース４ａを参照して、耐雷設備変更前の各単位メッシュにおける雷事故予測数を算出する。また、雷事故予測数算出部３ａは、設備配置算出部３ｂによって設定された耐雷設備の追加条件と省略条件に従って、耐雷設備変更後の各単位メッシュにおける雷事故予測数を算出する。なお、具体的な雷事故予測数の算出処理については後述する。

設備配置算出部３ｂは、本発明が適用された耐雷設備配置算出装置に相当し、記憶部４に構築された各種情報と、雷事故予測数算出部３ａにより算出される雷事故予測数に対応する雷リスク値とを用いて、最適な耐雷設備の配置に関する情報を算出して、算出結果を表示部５に出力する処理を行う。

＜雷事故予測数算出部について＞
以上のような構成からなるコンピュータ１において、雷事故予測数算出部３ａの具体的な構成について説明する。

雷事故予測数算出部３ａは、単位メッシュで発生する落雷のうち配電系統に直撃する直撃雷が発生する直撃雷発生率を算出して、直撃雷発生率を用いて、精度良く雷事故予測数を算出する。

ここで、直撃雷とは架空地線、電力線、柱体を含む配電設備への雷撃であり、これに対して誘導雷とは配電設備直撃雷以外の雷撃である。実配電線の雷事故の主要因が直撃雷であるため、雷事故予測数算出部３ａは、直撃雷発生率を用いることで精度良く雷事故予測数を算出できる。

雷事故予測数算出部３ａは、直撃雷発生率を用いて雷事故予測数を算出するため、図３に示すような構成を有する。すなわち、雷事故予測数算出部３ａは、単位メッシュの配電系統モデルを設定するモデル設定部１０１と、直撃雷発生領域を算出する直撃雷発生領域算出部１０２と、単位メッシュで発生する落雷が配電系統への直撃雷となるか否かを判定する直撃雷判定部１０３とを備える。また、雷事故予測数算出部３ａは、配電系統に直撃雷が発生することにより印加される電圧レベルによって雷事故が発生するか否かを判定する直撃雷事故判定部１０４と、配電系統に誘導雷が発生することにより印加される電圧レベルによって雷事故が発生するか否かを判定する誘導雷事故判定部１０５とを備える。さらに、雷事故予測数算出部３ａは、直撃雷事故判定部１０４及び誘導雷事故判定部１０５による判定結果に応じて雷事故発生率を算出する雷事故発生率算出部１０６を備える。

モデル設定部１０１は、例えば、記憶部４のメッシュ情報データベース４ａにアクセスして、単位メッシュ内の避雷器の施設状況を示す避雷器施設率と、単位メッシュ内を通過する配電線の線路長を示す線路密度とで決定される配電系統モデルを設定する。

モデル設定部１０１は、精密に落雷によって発生する配電線雷事故をより正確に模擬するため、記憶部４のメッシュ情報データベース４ａを参照して、単位メッシュ内の土地利用区分に関する情報と、カメラ観測等により観測される単位落雷観測数当たりの落雷数を示す多重度情報とを設定する。また、モデル設定部１０１は、記憶部４のメッシュ情報データベース４ａを参照して、過去の所定期間に発生した落雷数を、単位メッシュ内で予測される落雷予測数として設定する。

直撃雷発生領域算出部１０２は、モデル設定部１０１により設定された配電系統モデルのうち避雷器が施設されていない配電線の線路長と、落雷の雷撃電流により決定される雷撃吸引距離とから、単位領域（以下、単位メッシュという。）で発生する落雷のうち、この配電系統モデルに直撃する直撃雷が発生する直撃雷発生領域を算出する。

具体的に、直撃雷発生領域算出部１０２は、避雷器施設率がＸ％の場合、配電線のＸ％に相当する線路部分は周辺の建築物の遮蔽効果により直撃雷が発生しないものとし、避雷器が施設されていない残りの部分に下記の（３）式を適用して直撃雷が発生する雷撃吸引範囲を算出する。

ここで、Ｉは雷撃電流値である。

例えば、モデル設定部１０１により図４（Ａ）に示すような合計５つの配電柱３００ａ〜３００ｅからなる配電系統モデル３００が設定された場合、直撃雷発生領域算出部１０２は、避雷器Ｔｒが施設されていない配電柱３００ａ〜３００ｃに接続された配電線の線路長である０．６［ｋｍ］と、雷撃吸引距離０．０７７６［ｋｍ］との乗算結果から、図４（Ａ）の斜線で示される矩形領域を直撃雷発生領域３０１として算出する。

このようにして、雷事故予測数算出部３ａでは、直撃雷発生領域算出部１０２により、図４（Ａ）の斜線で示される直撃雷発生領域３０１を算出して、この直撃雷発生領域３０１を判定指標として直撃雷が発生するか否かを判定して、配電線雷事故発生率を算出することができる。

配電線雷事故発生率を精度良く算出するためには、避雷器が設けられた電柱への落雷パターンと接地された電柱への落雷パターンを複数設定して各パターンを考慮した試行数の落雷を模擬して配電線雷事故となるかを判定する必要がある。したがって、図４（Ａ）に示すような配電系統モデル３００を仮定して配電線雷事故を模擬することは可能であるものの、演算処理が複雑である。

そこで、雷事故発生率の算出精度を保障しつつ上述した演算処理の簡略化を図るため、直撃雷発生領域算出部１０２は、図４（Ａ）に示すような配電系統モデル３００に対して、直撃雷発生率が一致するという意味で等価な解析モデル系統４００に変換することが好ましい。解析モデル系統４００は、避雷器施設率と線路密度が配電系統モデル３００と同様な、合計５つの配電柱４００ａ〜４００ｅからなる配電系統モデルである。直撃雷発生領域算出部１０２は、図４（Ｂ）に示すように、避雷器の有無に関わらず全ての配電柱４００ａ〜４００ｅと接続された配電線の線路長と雷撃吸引距離とにより決まる直撃雷発生領域４０１を算出する。すなわち、直撃雷発生領域算出部１０２は、モデル設定部１０１により設定された配電系統モデルの配電線の線路長と、下記の（４）式に従って補正係数Ｃを乗じて補正した雷撃吸引距離ｒとから、解析モデル系統の直撃雷発生領域を算出する。

ここで、補正係数Ｃは、配電系統モデルの配電線の線路長と、（４）式により得られる雷撃吸引距離との乗算値を単位メッシュの面積で除した値が、この配電系統モデルのうち避雷器が施設されていない配電線の線路長と、（３）式により得られる雷撃吸引距離とを乗じた乗算値を単位メッシュの面積で除して得られる直撃雷発生率と一致するように決定された値である。

直撃雷発生領域算出部１０２は、まず、避雷器が施設されていない配電線の線路長と、（３）式により得られる雷撃吸引距離とを乗じた乗算値を単位メッシュの面積で除して得られる直撃雷発生率を算出して、この算出結果を用いて補正係数Ｃを導出するようにしても良いし、下記の処理に従って予め避雷器施設率と線路密度に対応付けた補正係数Ｃを記憶した補正係数テーブル１０２ａを設けていることで、更に演算処理工程の簡略化を図ることができる。

例えば、下記の表１に示すように、避雷器が施設されていない配電線の線路長と、（３）式により得られる雷撃吸引距離とから得られる直撃雷発生率を配電系統モデルの設備条件に応じて算出する。

そして、補正係数テーブル１０２ａは、表１で示される直撃雷発生率が（４）式により得られる雷撃吸引距離との乗算値を単位メッシュの面積で除した値と一致するような補正係数Ａ（＝Ｃ×８）を表２に示すように記憶する。

以上のようにして、直撃雷発生領域算出部１０２は、モデル設定部１０１からの情報に基づいて、補正係数テーブル１０２ａから補正係数Ｃを参照して、配電系統モデルの配電線の線路長と、（４）式に従って補正係数Ｃを乗じて補正した雷撃吸引距離ｒとから、解析モデル系統の直撃雷発生領域を算出する。そして、直撃雷発生領域算出部１０２は、算出した解析モデル系統の直撃雷発生領域を直撃雷判定部１０３に通知する。

直撃雷判定部１０３は、単位メッシュ内において発生される落雷位置が、直撃雷発生領域算出部１０２で算出される直撃雷発生領域であるか否かを判定する。そして、直撃雷判定部１０３は、判定結果を直撃雷事故判定部１０４及び誘導雷事故判定部１０５にそれぞれ通知する。

直撃雷事故判定部１０４は、直撃雷判定部１０３により落雷位置が直撃雷発生領域であると判定されたとき、配電系統モデルに直撃雷が発生することにより印加される電圧レベルによって雷事故が発生するか否かを判定する。これに対して、誘導雷事故判定部１０５は、直撃雷判定部１０３により落雷位置が直撃雷発生領域でないと判定されたとき、配電系統モデルに誘導雷が発生することにより印加される電圧レベルによって雷事故が発生するか否かを判定する。

具体的に、直撃雷事故判定部１０４及び誘導雷事故判定部１０５では、ＥＭＴＰ過電圧解析モデルを用いて落雷による配電系統モデルの動作を模擬することにより、雷事故が発生するか否かを判定する。本実施形態では、ＥＭＴＰ過電圧解析モデルの一例として、図５に示すように、架空地線１相、高圧線３相、共同アース線１相の５相分布定数で配電線を模擬して線路定数を求めた。観測地区内の設備データを基に設定した解析条件は、表３のようにした。

すなわち、接地極のモデルは、土中放電現象による接地抵抗値低減を模擬し、接地抵抗Ｒｇは観測地区の平均値（４７Ω）に設定し、非接地柱については柱体の抵抗値Ｒｃとして１５０Ωを用いた。また、柱上変圧器に内蔵されるＺｎＯ素子（制限電圧３６ｋＶ）は非線形の抵抗特性により表現する。例えば、避雷器施設率が５０％の場合には、図５に示したＥＭＴＰ過電圧解析モデルにおいて、電柱２柱に１柱の間隔で避雷器を配置するものとする。高圧クランプ碍子のスパークオーバは、動作閾値を５０％閃絡値である１２０ｋＶに設定し、２相以上の地絡が発生した場合を「配電線雷事故」と判定する。また、雷撃電流波形は、雷事故計算で実績のある波頭長を２μ秒とし、波尾長を７０μ秒とした。

以上のようなＥＭＴＰ過電圧解析モデルを用いて、直撃雷事故判定部１０４及び誘導雷事故判定部１０５では、配電系統モデルに印加される電圧レベルによって配電線雷事故が発生するか否かを判定して、判定結果を雷事故発生率算出部１０６に通知する。

雷事故発生率算出部１０６は、配電線系統モデルに所定数の落雷を模擬的に発生させたときに、直撃雷事故判定部１０４及び誘導雷事故判定部１０５による判定結果に応じて雷事故発生率を算出する。

このようにして、雷事故発生率算出部１０６は、任意の落雷位置、すなわち雷撃印加点に応じた１雷撃当たりの雷事故発生確率を求めるが、その際、接地施設有無、避雷器施設有無などの雷撃箇所の設備条件により雷事故率は異なるため、このような条件を考慮して雷事故発生確率を求める。

そこで、雷事故予測数算出部３ａでは、解析に必要な避雷器柱への落雷パターンと接地柱への落雷パターン毎に、上述したＥＭＴＰ過電圧解析モデルにより雷事故を模擬して、雷事故発生率算出部１０６により、下記の（５）式から総合的な雷事故発生確率を求める。

ここで、ｍは接地施設パターン数を示し、ｎは避雷器取付けパターン数を示し、ｌは、解析系統モデルの配電線から垂直方向への落雷位置のパターン数を示す。

例えば、接地施設間隔が１極／２柱、避雷器施設間隔が１柱／２柱の線路で柱頂に落雷する場合、図６（Ａ）に示すように接地施設６００が２パターン、図６（Ｂ）に示すように、避雷器７００の取付けが２パターンの合計４パターンに対して各々ＥＭＴＰ過電圧解析モデルにより雷事故を模擬し、ある雷撃電流を印加した場合の雷事故発生有無をＲ_Ｇ，Ａ（Ｉ）で表す。なお、雷撃電流値の確率密度関数Ｐ（Ｉ）は、直撃率の算出に用いたものと同様のものを適用する。

雷事故予測数算出部３ａでは、図７及び図８に示すフローチャートに従って、各処理部が次のような処理を行うことによって、上記の（５）式を用いて配電線雷事故発生率を算出する。

ステップＳ１０１において、雷事故予測数算出部３ａには、モデル設定部１０１により設定された避雷器施設率と線路密度が入力される。

ステップＳ１０２において、直撃雷発生領域算出部１０２は、避雷器施設率と線路密度から、補正係数テーブル１０２ａを参照して、直撃雷発生率に基づく補正係数を導出する。

ステップＳ１０３において、直撃雷発生領域算出部１０２は、避雷器施設率、線路密度、架空地線有無から解析モデル系統を選定して、補正係数と配電線路長とから解析モデル系統における直撃雷発生領域を算出する。

続いて、雷事故予測数算出部３ａは、ＥＭＴＰ過電圧解析モデルの解析条件を次のように設定する。すなわち、雷事故予測数算出部３ａは、接地施設パターン、避雷器取付けパターンに応じて解析モデル系統の配電設備を順次設定する（ステップＳ１０４）。また、雷事故予測数算出部３ａは、波高値を決定し（ステップＳ１０５）、波頭長を決定し（ステップＳ１０６）、波尾長を決定する（ステップＳ１０７）。また、雷事故予測数算出部３ａは、ステップＳ１０８において、落雷位置のパターン数ｌに基づき、配電線上から垂直方向へ所定の刻み幅毎に離れていくように落雷位置を順次設定する。

以上のようにして設定されたＥＭＴＰ過電圧解析モデルに対して、直撃雷判定部１０３は、落雷位置から配電線までの落雷距離を算出して（ステップＳ１０９）、落雷距離と補正係数Ｃにより補正された雷撃吸引距離とを比較して、直撃雷発生領域に落雷して直撃雷となるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、直撃雷となるときステップＳ１１１に進み、直撃雷ではなく誘導雷となるときステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１１において、直撃雷事故判定部１０４は、ＥＭＴＰ過電圧解析モデルに直撃雷を発生させ、ステップＳ１１２により、ＥＭＴＰ過電圧解析モデルの高圧クランプ碍子に印加される電圧応答を模擬して、ステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１３において、誘導雷事故判定部１０５は、ＥＭＴＰ過電圧解析モデルに誘導雷を発生させ、ステップＳ１１４により、ＥＭＴＰ過電圧解析モデルの高圧クランプ碍子に印加される電圧応答を模擬して、ステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１５において、直撃雷事故判定部１０４及び誘導雷事故判定部１０５は、高圧クランプ碍子に印加される電圧レベルが１２０［ｋＶ］を越えてスパークオーバしたとき配電線雷事故が発生したと判定する。

ステップＳ１１６において、雷事故予測数算出部３ａは、落雷試行回数が、雷撃電流Ｉ、接地施設パターン数ｍ、避雷器取付けパターン数ｎ、及び、落雷位置パターンｌにより決定される最大試行数に達したか否かを判断する。雷事故予測数算出部３ａは、落雷試行回数が最大試行数に達するまで、ステップＳ１０４に戻って繰り返しステップＳ１０４乃至ステップＳ１１５の処理を行い、落雷試行回数が最大試行数になるとステップＳ１１７に進む。

ステップＳ１１７において、雷事故発生率算出部１０６は、避雷器施設率ｘ，線路密度ｙにおける落雷１個に対する雷事故発生確率ｆ（ｘ、ｙ）を、ステップＳ１１５により得られるＲ_Ｇ，Ａ（Ｉ）と、上記の（５）式を用いて配電線雷事故発生率を算出して、ステップＳ１１８に進む。

ステップＳ１１８において、雷事故発生率算出部１０６は、モデル設定部１０１により設定された土地利用区分に関する情報から、配電系統モデルが森林地区であるか否かを判断して、森林地区であるときステップＳ１１９に進み、それ以外のとき本処理工程を終了する。

ステップＳ１１９において、雷事故発生率算出部１０６は、ステップＳ１１８により算出した雷事故発生確率ｆ（ｘ、ｙ）を１／２倍して、本処理工程を終了する。

ここで、雷事故発生確率ｆ（ｘ、ｙ）を１／２倍にするのは、森林地区がその他の地区と比較して雷事故発生確率が１／２程度であるからである。

このようにして、雷事故発生率算出部１０６は、配電線周辺の樹木による雷遮蔽効果を考慮して、より精度良く雷事故発生率を算出することができる。なお、上述した「森林地区」の具体例に限定されず、雷事故発生確率ｆ（ｘ、ｙ）を、上述した各地域の実測結果に基づいた土地利用区分に関する情報で決まる区分特性係数で除して出力することで精度良く雷事故発生率を算出することができる。

以上のようにして、雷事故予測数算出部３ａでは、上記の（５）式を用いて配電線雷事故発生率を算出するが、（５）式においては、架空地線施設率が０％、または１００％の場合しか計算することができない。よって、架空地線施設が０％、または１００％の場合、雷事故予測数算出部３ａは、上記の（５）式を用いて配電線雷事故発生率を算出すればよいが、それ以外の場合は次のようにして算出することを要する。

すなわち、雷事故予測数算出部３ａでは、（５）式による処理を拡張して、架空地線施設率ｋ（ｘ，ｙ）に応じた単位落雷数に対する雷事故発生率Ｆ（ｘ、ｙ）を（６）式を用いて求める。

ここで、ｆ_ｇｗ（ｘ、ｙ）は、架空地線有りの条件で（５）式により算出した雷事故発生率であり、ｆ_ｎｇｗ（ｘ、ｙ）は、架空地線無しの条件で（５）式により算出した雷事故発生率である。

以上のようにして、雷事故予測数算出部３ａでは、避雷器施設率及び配電線の線路密度を考慮して、直撃雷発生領域算出部１０２により、単位メッシュで発生する落雷のうち、この配電系統モデルに直撃する直撃雷が発生する直撃雷発生領域を算出し、直撃雷判定部１０３により、この直撃雷発生領域を用いて直撃雷が発生するか否かを定量的に判断して、雷事故発生率算出部１０６により、単位落雷数当たり配電系統に雷事故が発生する配電線雷事故発生率を容易且つ精度良く算出する。

さらに、雷事故予測数算出部３ａは、雷事故発生率算出部１０６が、配電線雷事故発生率から、落雷予測数に対する配電線雷事故予測件数を、次のようにして算出する。

すなわち、雷事故発生率算出部１０６は、下記の（７）式に示すように、雷事故発生率Ｆ（ｘ、ｙ）を落雷予測数Ｌ（ｘ、ｙ）で乗じて、多重度情報で決まる多重度係数ｍで除した値を、雷事故予測件数として出力する。

例えば、多重度情報で決まる多重度係数ｍは、観測結果に基づいた値を用いることが、算出精度を高める観点から望ましく、多重度を測定した平均値には３．５程度といったものもあるが、本実施形態では多重度を３に設定した。

以上のようにして、雷事故予測数算出部３ａは、各単位メッシュにおける落雷予測数に対する配電線雷事故予測件数を、記憶部４の雷事故数予測情報データベース４ｂに記憶させる。また、雷事故予測数算出部３ａは、後述するように設備配置算出部３ｂによる算出要求に従って、耐雷設備を変更した単位メッシュの配電線雷事故予測件数を、雷リスク値として算出して設備配置算出部３ｂに出力する。

なお、雷事故予測数算出部３ａは、直撃雷発生率を用いて雷事故予測数を算出しているが、他の算出方法により、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいて、単位メッシュ毎の雷事故予測数を算出するようにしてもよい。

＜設備配置算出部について＞
以上のような構成からなる雷事故予測数算出部３ａにより算出される雷事故予測数と、記憶部４に構築された各種情報を用いて最適な耐雷設備配置に関する情報を算出するため、設備配置算出部３ｂは、具体的に図９に示すような構成を有している。

すなわち、設備配置算出部３ｂは、雷リスク値が入力される雷リスク値入力部１１と、雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定する雷害区分初期設定部１２と、目標コストと目標雷リスク値とが入力される目標情報入力部１３とを備える。また、設備配置算出部３ｂは、雷リスク値の変更対象メッシュを選定するメッシュ選定部１４と、メッシュ選定部１４により選定された単位メッシュの耐雷設備変更によって変動する雷リスク値を算出する雷リスク変動値算出部１５と、雷リスク変動値算出部１５による算出結果に基づいて単位メッシュの耐雷設備を再設定する最適設備配置設定部１６と、再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を出力する出力部１７とを備える。

雷リスク値入力部１１は、雷事故数予測情報データベース４ｂから、雷事故予測数算出部３ａによって予め算出された各単位メッシュの雷事故数予測数を、雷リスク値として入力される。そして、雷リスク値入力部１１は、入力された各単位メッシュの雷リスク値を、雷害区分初期設定部１２に通知する。

雷害区分初期設定部１２は、雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、単位メッシュ毎に、雷リスク値入力部１１に入力された雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定する。そして、雷害区分初期設定部１２は、単位メッシュ毎に、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とを設定する。また、雷害区分初期設定部１２は、単位メッシュ毎に、雷リスク値と初期設定した雷害区分とを対応付けてメッシュ判定部１４に通知する。

目標情報入力部１３は、データ入力部２を介して、配電線通過地域において耐雷設備を変更するに要する目標コストと、耐雷設備を変更したときの目標雷リスク値とが入力される。また、目標情報入力部１３は、雷リスク低減方法が入力される。そして、目標情報入力部１３は、目標コストと目標雷リスク値と雷リスク低減方法とをメッシュ選定部１４に通知する。

メッシュ選定部１４は、耐雷設備を追加することで雷リスク値の低減を図る雷リスク低減メッシュを選定する雷リスク低減メッシュ選定部１４ａと、耐雷設備を省略することで雷リスク値の増加を図る雷リスク増加メッシュを選定する雷リスク増加メッシュ選定部１４ｂとを有する。

雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、雷害区分初期設定部１２により設定された追加条件に従って耐雷設備を追加することで雷リスクを低減させる雷リスク低減メッシュを選定する。雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、雷リスク低減方法が選定されている場合には、雷リスク低減方法に従って雷リスク低減メッシュを選定する。なお、雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、配電線通過地域からランダムに雷リスク低減メッシュを選定したり、目標情報入力部１３に入力された情報に基づいて選定してもよい。具体的には、雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、目標雷リスク値が低い場合にはより多くの耐雷設備を必要とする観点から、目標情報入力部１３に入力された目標雷リスク値に対して反比例するなど単調減少するメッシュ数の雷リスク低減領域を選定するようにしてもよい。また、雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、目標コストが高い場合にはより多く耐雷設備を配置できるという観点から、目標情報入力部１３に入力された目標雷コストに対して比例するなど単調増加するメッシュ数の雷リスク低減領域を選定するようにしてもよい。

雷リスク増加メッシュ選定部１４ｂは、雷害区分初期設定部１２により設定された省略条件に従って耐雷設備を省略することで雷リスクを増加させる雷リスク増加メッシュを選定する。雷リスク増加メッシュ選定部１４ｂは、配電線通過地域からランダムに雷リスク増加メッシュを選定してもよいが、目標情報入力部１３に入力された情報に基づいて選定することが好ましい。具体的には、雷リスク増加メッシュ選定部１４ｂは、目標雷リスク値が低い場合には耐雷設備の省略をできるだけ抑制することが必要であるという観点から、目標情報入力部１３に入力された目標雷リスク値に対して比例するなど単調増加するメッシュ数の雷リスク増加メッシュを選定することが好ましい。また、雷リスク増加メッシュ選定部１４ｂは、目標コストが高い場合には耐雷設備の省略を抑制できるという観点から、目標情報入力部１３に入力された目標雷コストに対して反比例するなど単調減少するメッシュ数の雷リスク増加領域を選定することが好ましい。

雷リスク変動値算出部１５は、雷リスク低減メッシュに耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値を算出する。また、雷リスク変動値算出部１５は、雷リスク増加メッシュから耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値を算出する。

最適設備配置設定部１６は、雷リスク変動値算出部１５による算出結果に基づき、雷設備変更後の配電線通過地域が、目標情報入力部１３に入力された目標を満たしているかを判断して、満たしているとき、単位メッシュの耐雷設備を再設定して出力部１７に通知する。

出力部１７は、最適設備配置設定部１６により再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を表示部５に出力する。

以上のような構成からなる設備配置算出部３ｂでは、例えば、図１０に示すようなフローチャートに従って、目標コストと目標リスク値との両方を満たすように再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を表示部５に表示出力する。

ステップＳ１において、雷リスク値入力部１１は、単位メッシュ毎に、入力された現状の雷リスク値を割り当てる。

ステップＳ２において、雷害区分初期設定部１２は、単位メッシュ毎に、雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定する。

ステップＳ３において、雷害区分初期設定部１２は、単位メッシュ毎に、雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とをそれぞれ設定する。

ステップＳ４ａにおいて、雷リスク増加メッシュ選定部１４ｂは、耐雷設備に要するコストの低減を図る単位メッシュを選定する。例えば、雷リスク増加メッシュ選定部１４ｂは、雷害区分初期設定部１２により初期設定された雷害区分のうち、雷リスク値が小さい雷害区分として初期設定された単位メッシュから優先して、目標情報入力部１３に入力された目標コストと反比例するメッシュ数の雷リスク増加領域を選定し、ステップＳ５ａに進む。

ステップＳ４ｂにおいて、雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、雷リスク値の低減を図る単位メッシュを選定する。例えば、雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、雷害区分初期設定部１２により初期設定された雷害区分のうち、雷リスク値が大きい雷害区分として初期設定された単位メッシュから優先して、目標情報入力部１３に入力された目標雷リスク値と反比例するメッシュ数の雷リスク増加メッシュを選定し、ステップＳ５ｂに進む。

ステップＳ５ａにおいて、雷リスク変動値算出部１５は、ステップＳ３で設定した省略条件を参照して、機材省略に伴う増分雷リスク値を算出する。具体的に、雷リスク変動値算出部１５は、ステップＳ４ａで選定した雷リスク増加メッシュの設備変更に伴って増加する雷リスク値と削減コストを算出して、ステップＳ６に進む。

ステップＳ５ｂにおいて、雷リスク変動値算出部１５は、ステップＳ３で設定した追加条件を参照して、機材追加に伴う必要コストを算出する。具体的に、雷リスク変動値算出部１５は、ステップＳ４ｂで選定した雷リスク低減メッシュの設備変更に伴って減少する雷リスク値と追加コストを算出して、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、最適設備配置設定部１６は、ステップＳ５ａ、Ｓ５ｂによって算出された雷リスク値に基づいて、設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値を算出して、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、最適設備配置設定部１６は、ステップＳ６で算出した配電線通過地域全体の雷リスク値が、目標リスク値以下であるかを判断して、目標リスク値以下であるときステップＳ９に進み、目標リスク値以下でないときステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、設備配置算出部３ｂは、目標リスク値を満たすため、ユーザによって新たな目標コストをデータ入力部２により再入力を促す画面を表示部に表示させる。その後、目標情報入力部１３に目標リスク値が再入力されると、ステップＳ４ａ、Ｓ４ｂに戻る。

ステップＳ９において、最適設備配置設定部１６は、ステップＳ５ａで算出された追加コストと、ステップＳ５ｂで算出された削減コストとの合計値が、目標コスト以下であるか判断し、目標コスト以下であるときステップＳ１１に進み、目標コスト以下ではないときステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０において、設備配置算出部３ｂは、目標コストを満たすため、ユーザによって新たな目標雷リスク値をデータ入力部２により再入力する画面を表示部に表示させる。その後、目標情報入力部１３に目標コストが再入力されると、ステップＳ４ａ、Ｓ４ｂに戻る。

ステップＳ１１において、最適設備配置設定部１６は、設備変更後の各単位メッシュの雷害区分を再設定して、再設定した単位メッシュの耐雷設備を出力部１７に通知する。そして、出力部１７は、最適設備配置設定部１６により再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を表示部５に出力し、当該処理工程を終了する。

ここで、配電線通過地域の具体例として、図１１（Ａ）に示すような行方向に１〜４、列方向にＡ〜Ｄで規定される合計１６個の単位メッシュから構成され、各、単位メッシュが、合計４つの雷害区分である「区分１」から「区分４」のいずれかに割り当てられるものとする。なお、「区分１」から「区分４」になるのに伴って、雷リスク値が大きいことを示している。

配電線通過地域の具体例として、図１１（Ａ）に示すような行方向に１〜４、列方向にＡ〜Ｄで規定される合計１６個の単位メッシュに対して、図１０に示したフローチャートに従って、設備配置算出部３ｂが処理を行うことで、下記の表のような入出力関係が得られる。また、図１１（Ａ）中の各単位メッシュには、現状の雷害区分「区分１」から「区分４」を示している。

ここで、「現状」の欄において、「雷リスク値」は、雷リスク値入力部１１に入力される値であり、「雷害区分」は、雷害区分初期設定部１２によって設定される値であり、「ＧＷ施設率」は、メッシュ情報データベース４ａで管理された情報である。また、「対応策」の欄において、「設備追加」は、雷害区分初期設定部１２によって設定される設備追加に伴う追加コストであり、「ＧＷ省略」は、雷害区分初期設定部１２によって耐雷設備のうち架空地線ＧＷの省略に伴う削減コストである。また、「対策後」の欄においては、追加コストに応じた低減後の雷リスク値とその雷害区分、及び、削除コストに応じた増加後の雷リスク値とその雷害区分を示している。

設備配置算出部３ｂは、図１１（Ａ）に示すような配電線通過地域に対して、行と列とから規定される単位メッシュ「１Ａ」〜「２Ｃ」を雷リスク低減領域に選定し、単位メッシュ「２Ｄ」〜「４Ｄ」を雷リスク増加領域に選定することで、図１１（Ｂ）に示すように、雷害区分を再設定することができる。ここで、追加コストと削減コストとの合計値は、表４の「対策案」を参照することで、「２３０」となる。

以上のようにして、設備配置算出部３ｂは、目標コストと目標雷リスク値との両方の値に基づいて、雷リスク低減領域と雷リスク増加領域に選定してそれぞれ耐雷設備を省略、追加して、耐雷設備変更後の施設状況が目標となる条件を満たしている再設定された各単位メッシュの雷害区分を示す情報を出力する。

このようにして、設備配置算出部３ｂは、ユーザの要求に基づいて、費用を抑えながら全体として効率よく耐雷対策を行うための設備配置情報を提供することができる。

なお、設備配置算出部３ｂは、目標コストと目標雷リスク値のうち、少なくとも一方の値を満たすようにして、配電線通過地域の耐雷設備を変更するための設備変更情報をユーザに提供するようにしてもよい。

例えば、第１の変形例として、設備配置算出部３ｂは、例えば、図１２に示すようなフローチャートに従って、目標コストを満たすように再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を表示部に出力することができる。なお、この変形例においては、目標情報入力部１３に入力されうる情報のうち、目標コストのみを用いて処理を行うものとする。

ステップＳ２１において、雷リスク値入力部１１は、単位メッシュ毎に、入力された現状の雷リスク値を割り当てる。

ステップＳ２２において、雷害区分初期設定部１２は、単位メッシュ毎に、雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定する。

ステップＳ２３において、雷害区分初期設定部１２は、単位メッシュ毎に、雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とをそれぞれ設定する。

ステップＳ２４ａにおいて、雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、例えば、雷害区分初期設定部１２により初期設定された雷害区分のうち、雷リスクが大きい雷害区分として初期設定された単位メッシュから、目標情報入力部１３に入力された目標コストに比例するメッシュ数の雷リスク低減領域を選定し、ステップＳ２５ａに進む。

ステップＳ２４ｂにおいて、雷リスク増加メッシュ選定部１４ｂは、例えば、雷害区分初期設定部１２により初期設定された雷害区分のうち、雷リスクが小さい雷害区分として初期設定された単位メッシュから、目標情報入力部１３に入力された目標コストと反比例するメッシュ数の雷リスク増加メッシュを選定し、ステップＳ２５ａに進む。

ステップＳ２５ａにおいて、雷リスク変動値算出部１５は、ステップＳ２３で設定した追加条件を参照して、ステップＳ２４ａで選定した雷リスク低減メッシュの設備変更に伴って変化する雷リスク値と追加コストを算出して、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２５ｂにおいて、雷リスク変動値算出部１５は、ステップＳ２３で設定した省略条件を参照して、ステップＳ４ｂで選定した雷リスク増加メッシュの設備変更に伴って変化する雷リスク値と削減コストを算出して、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６において、最適設備配置設定部１６は、ステップＳ２５ａ、Ｓ２５ｂによって算出された雷リスク値に基づいて、設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値を算出して、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７において、最適設備配置設定部１６は、ステップＳ２６で算出した配電線通過地域全体の雷リスク値が低減されているかを判断して、雷リスク値が低減されているときステップＳ２９に進み、雷リスク値が低減されていないときステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８において、設備配置算出部３ｂは、ユーザによって新たな目標コストをデータ入力部により再入力を促す画面を表示部５に表示させる。その後、目標情報入力部１３に目標コストが再入力されると、ステップＳ２４ｂ、Ｓ２４ｂに戻る。

ステップＳ２９において、最適設備配置設定部１６は、ステップＳ５ａで算出された追加コストと、ステップＳ５ｂで算出された削減コストとの合計値が、目標コスト以下であるか判断し、目標コスト以下であるときステップＳ３０に進み、目標コスト以下ではないときステップＳ２８に進む。

ステップＳ３０において、最適設備配置設定部１６は、設備変更後の各単位メッシュの雷害区分を再設定して、再設定した単位メッシュの耐雷設備を出力部１７に通知する。そして、出力部１７は、最適設備配置設定部１６により再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を表示部５に出力し、当該処理工程を終了する。

以上のようにして、設備配置算出部３ｂは、目標コストに基づいて、雷リスク低減メッシュと雷リスク増加メッシュとを選定してそれぞれ耐雷設備を省略、追加して、耐雷設備変更によるコストが目標コストを満たしている再設定された各単位メッシュの雷害区分を示す情報を出力する。このようにして、設備配置算出部３ｂは、ユーザの要求に基づいて、費用を抑えながら全体として効率よく耐雷対策を行うための設備配置情報を提供することができる。

このようにして、費用を抑えながら全体として効率よく耐雷対策が可能なのは、図１３の耐雷対策費と雷事故数との関係から明らかである。まず、雷リスク値を考慮せずに全ての単位メッシュに対して同等の耐雷強化対策を行った場合には、直線Ｌ１のようにして雷事故数が変化する。これに対して、設備配置算出部３ｂは、雷リスク値が比較的小さい単位メッシュについては耐雷設備を省略させることで、Ｌ２のようにして雷事故数を増加させてしまうが、Ｌ２で示される削減された費用を耐雷強化対策が必要な単位メッシュに割り当てることで、Ｌ３に示すように割り当てられた費用に対して効率よく雷事故数を減少させることができる。

また、第２の変形例として、設備配置算出部３ｂは、例えば、図１４に示すようなフローチャートに従って、目標雷リスク値を満たすように再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を表示部５に出力することができる。この変形例においては、目標情報入力部１３に、少なくとも目標雷リスク値が入力されればよいが、雷リスク低減方法もユーザによって入力されることが好ましい。以下では、雷リスク低減方法の具体例として、雷リスク値の高い単位メッシュなど特定の単位メッシュを優先低減する第１の雷リスク低減方法と、配電線通過地域全体の雷リスク値を平均的に低減する第２の雷リスク低減方法とのうち、いずれか一方を選定して処理を行うものとする。

ステップＳ４１において、雷リスク値入力部１１は、単位メッシュ毎に、入力された現状の雷リスク値を割り当てる。

ステップＳ４２において、雷害区分初期設定部１２は、単位メッシュ毎に、雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定する。

ステップＳ４３において、雷害区分初期設定部１２は、単位メッシュ毎に、雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件を設定する。

ステップＳ４４において、雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、特定の単位メッシュを優先低減する第１の雷リスク低減方法が選定されている場合、雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、特定の単位メッシュから優先して雷リスク低減領域を選定する。また、配電線通過地域全体の雷リスク値を平均的に低減する第２の雷リスク低減方法が選定されている場合、雷リスク低減メッシュ選定部１４ａは、配電線通過地域の全ての単位メッシュを雷リスク低減領域に選定する。

ステップＳ４５において、雷リスク変動値算出部１５は、ステップＳ４３で設定した追加条件を参照して、ステップＳ４４で選定した雷リスク低減メッシュの設備変更に伴って変化する雷リスク値を算出して、ステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６において、最適設備配置設定部１６は、ステップＳ２５によって算出された雷リスク値に基づいて、設備変更後の配電線通過地域全体の雷リスク値を算出して、ステップＳ４７に進む。

ステップＳ４７において、最適設備配置設定部１６は、ステップＳ４６で算出した配電線通過地域全体の雷リスク値が目標雷リスク値以下であるかを判断して、目標雷リスク値以下であるときステップＳ４９に進み、目標雷リスク値以下でないときステップＳ４８に進む。

ステップＳ４８において、設備配置算出部３ｂは、ユーザによって新たな目標雷リスク値と雷リスク値低減方法をデータ入力部２により再入力を促す画面を表示部５に表示させる。その後、目標情報入力部１３に目標雷リスク値が再入力されると、ステップＳ４４に戻る。

ステップＳ４９において、設備配置算出部３ｂは、設備変更後の各単位メッシュの雷害区分を再設定して、再設定した単位メッシュの耐雷設備を出力部１７に通知する。そして、出力部１７は、最適設備配置設定部１６により再設定された各単位メッシュの雷リスク値を示す情報を表示部５に出力し、当該処理工程を終了する。

以上のようにして、設備配置算出部３ｂは、目標雷リスク値に基づいて、雷リスク低減メッシュを選定して耐雷設備を追加して、耐雷設備変更後の雷リスク値が目標雷リスク値の条件を満たしている再設定された各単位メッシュの雷害区分を示す情報を出力する。このようにして、設備配置算出部３ｂは、ユーザの要求に基づいて、目標雷リスク値を満たしつつ、全体として効率よく耐雷対策を行うための設備配置情報を提供することができる。

例えば、設備配置算出部３ｂは、図１５（Ａ）に示すような配電線通過地域に対して、第２の雷リスク低減方法に従って、単位メッシュ「１Ａ」〜「４Ｄ」を雷リスク低減領域に選定することで、図１５（Ｂ）に示すように、雷害区分を再設定することができる。

ここでは、設備配置算出部３ｂは、上述した表４のような入出力関係が得られているものとすると、追加コストと削減コストとの合計値は、例えば、表４の「対策案」を参照することで、「７９０」となる。

以上のようにして、本発明が適用された設備配置算出部３ｂは、単位メッシュ毎に、雷害区分に応じた耐雷設備の変更条件を設定して、選定された単位メッシュに対して耐雷設備を省略又は追加して、耐雷設備変更後の施設状況が目標となる条件を満たしている再設定された各単位メッシュの雷害区分を示す情報を出力する。このようにして、設備配置算出部３ｂは、ユーザの要求に基づいて、全体として効率よく耐雷対策を行うための設備配置情報をユーザに提供することができる。

例えば、配電線通過地域全体の雷リスク値に基づいて４段階の区分に分けた雷害区分が図１６（Ａ）に示すような場合には、設備配置算出部３ｂは、リスク分散して、図１６（Ｂ）に示すような雷リスク値が平均化されながら全体の雷リスク値を効率よく低減することができる。

１コンピュータ、２データ入力部、３演算部、３ａ雷事故予測数算出部、３ｂ設備配置算出部、４記憶部、４ａメッシュ情報データベース、４ｂ雷事故数予測情報データベース、５表示部、１１雷リスク値入力部、１２雷害区分初期設定部、１３目標情報入力部、１４メッシュ選定部、１４ａ雷リスク低減メッシュ選定部、１４ｂ雷リスク増加メッシュ選定部、１５雷リスク変動値算出部、１６最適設備配置設定部、１７出力部、１０１モデル設定部、１０２直撃雷発生領域算出部、１０２ａ補正係数テーブル、１０３直撃雷判定部、１０４直撃雷事故判定部、１０５誘導雷事故判定部、１０６雷事故発生率算出部、３００配電系統モデル、３００ａ−３００ｅ、４００ａ−４００ｅ配電柱、３０１、４０１直撃雷発生領域、４００解析モデル系統、６００接地施設、７００避雷器

Claims

配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値が入力される雷リスク値入力部と、
上記雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、上記単位領域毎に、上記雷リスク値入力部に入力された雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とを設定する初期設定部と、
上記配電線通過地域において耐雷設備の変更に要する目標コストと、該耐雷設備を変更したときの目標雷リスク値とが入力される目標情報入力部と、
上記配電線通過地域の単位領域から、上記初期設定部により設定された追加条件に従って耐雷設備を追加することで雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定部と、
上記雷リスク低減領域以外の単位領域から、上記初期設定部により設定された省略条件に従って耐雷設備を省略することで雷リスクを増加させる雷リスク増加領域を選定する雷リスク増加領域選定部と、
上記雷リスク低減領域として選定された単位領域に上記耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値と、上記雷リスク増加領域として選定された単位領域から該耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値とを算出する雷リスク変動値算出部と、
上記雷リスク変動値算出部による算出結果に基づき、耐雷設備変更後の上記配電線通過地域全体の雷リスク値が、上記目標コスト入力部に入力された目標雷リスク値以下であり、かつ、該耐雷設備変更によって生じるコストが上記目標コスト入力部に入力された目標コスト値以下である条件を満たしているとき、上記単位領域の耐雷設備を再設定する最適設備配置設定部と、
上記最適設備配置設定部により再設定された各単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力部とを備える耐雷設備配置算出装置。
配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値を入力する雷リスク値入力ステップと、
上記雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、上記単位領域毎に、上記雷リスク値入力ステップにより入力した雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とを設定する初期設定ステップと、
上記配電線通過地域において耐雷設備の変更に要する目標コストと、該耐雷設備を変更したときの目標雷リスク値とを入力する目標情報入力ステップと、
上記配電線通過地域の単位領域から、上記初期設定ステップにより設定した追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定ステップと、
上記雷リスク低減領域以外の単位領域から、上記初期設定ステップにより設定された省略条件に従って耐雷設備を省略することで雷リスクを増加させる雷リスク増加領域を選定する雷リスク増加領域選定ステップと、
上記雷リスク低減領域として選定された単位領域に上記耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値と、上記雷リスク増加領域として選定された単位領域から該耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値とを算出する雷リスク変動値算出ステップと、
上記雷リスク変動値算出ステップによる算出結果に基づき、耐雷設備変更後の上記配電線通過地域全体の雷リスク値が、上記目標コスト入力ステップにより入力された目標雷リスク値以下であり、かつ、該耐雷設備変更によって生じるコストが上記目標コスト入力ステップにより入力された目標コスト値以下である条件を満たしているとき、該耐雷設備変更後の上記単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定ステップと、
上記最適設備配置設定ステップにより再設定された各単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力ステップとを有する耐雷設備配置算出方法。
配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値が入力される雷リスク値入力部と、
上記雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、上記単位領域毎に、上記雷リスク値入力部に入力された雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とを設定する初期設定部と、
上記配電線通過地域において耐雷設備の変更に要する目標コストを入力する目標コスト入力部と、
上記配電線通過地域の単位領域から、上記初期設定部により設定された追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定部と、
上記雷リスク低減領域以外の単位領域から、上記初期設定部により設定された省略条件に従って耐雷設備を省略することで雷リスクを増加させる雷リスク増加領域を選定する雷リスク増加領域選定部と、
上記雷リスク低減領域として選定された単位領域に上記耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値と、上記雷リスク増加領域として選定された単位領域から、該耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値とを算出する雷リスク変動値算出部と、
上記雷リスク変動値算出部による算出結果に基づき、耐雷設備変更後の上記配電線通過地域全体の雷リスク値が低減されおり、且つ、該耐雷設備変更によって生じるコストが上記目標コスト入力部に入力された目標コスト値以下である条件を満たしているとき、該耐雷設備変更後の上記単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定部と、
上記最適設備配置設定部により再設定された単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力部とを備える耐雷設備配置算出装置。
配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値を入力する雷リスク値入力ステップと、
上記雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、上記単位領域毎に、上記雷リスク値入力ステップにより入力した雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件と省略条件とを設定する初期設定部と、
上記配電線通過地域において耐雷設備の変更に要する目標コストを入力する目標コスト入力ステップと、
上記配電線通過地域の単位領域から、上記初期設定部により設定した追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定部と、
上記雷リスク低減領域以外の単位領域から、上記初期設定部により設定した省略条件に従って耐雷設備を省略することで雷リスクを増加させる雷リスク増加領域を選定する雷リスク増加領域選定部と、
上記雷リスク低減領域として選定された単位領域に上記耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値と、上記雷リスク増加領域として選定された単位領域から、該耐雷設備を省略することによって変動する雷リスク値とを算出する雷リスク変動値算出ステップと、
上記雷リスク変動値算出ステップによる算出結果に基づき、耐雷設備変更後の上記配電線通過地域全体の雷リスク値が低減されおり、且つ、該耐雷設備変更によって生じるコストが上記目標コスト入力ステップにより入力した目標コスト値以下である条件を満たしているとき、該耐雷設備変更後の上記単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定ステップと、
上記最適設備配置設定ステップにより再設定した単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力ステップとを有する耐雷設備配置算出方法。
配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値が入力される雷リスク値入力部と、
上記雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、上記単位領域毎に、上記雷リスク値入力部に入力された雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件を設定する初期設定部と、
上記配電線通過地域の耐雷設備を変更したときの目標雷リスク値を入力する目標リスク入力部と、
上記配電線通過地域の単位領域から、上記初期設定部により設定された追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定部と、
上記雷リスク低減領域として選定された単位領域に上記耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値を算出する雷リスク変動値算出部と、
上記雷リスク変動値算出部による算出結果に基づき、耐雷設備変更後の上記配電線通過地域全体の雷リスク値が、上記目標雷リスク入力部に入力された目標雷リスク値以下であるとき、該耐雷設備変更後の上記単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定部と、
上記最適設備配置設定部により再設定された単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力部とを備える耐雷設備配置算出装置。
配電線が通過する配電線通過地域が区分された単位領域毎に、配電系統の施設状況と落雷数とに基づいた配電線雷事故予測数を示す雷リスク値を入力する雷リスク値入力ステップと、
上記雷リスク値の増加に対応付けて複数設定された雷害区分の中から、上記単位領域毎に、上記雷リスク値入力ステップにより入力した雷リスク値に応じた雷害区分を初期設定して、初期設定した雷害区分に応じた耐雷設備の追加条件を設定する初期設定ステップと、
上記配電線通過地域の耐雷設備を変更したときの目標雷リスク値を入力する目標リスク入力ステップと、
上記配電線通過地域の単位領域から、上記初期設定ステップにより設定した追加条件に従って耐雷設備を追加して雷リスクを低減させる雷リスク低減領域を選定する雷リスク低減領域選定ステップと、
上記雷リスク低減領域として選定された単位領域に上記耐雷設備を追加することによって変動する雷リスク値を算出する雷リスク変動値算出ステップと、
上記雷リスク変動値算出ステップによる算出結果に基づき、耐雷設備変更後の上記配電線通過地域全体の雷リスク値が、上記目標雷リスク入力ステップにより入力した目標雷リスク値以下であるとき、該耐雷設備変更後の上記単位領域の雷害区分を再設定する最適設備配置設定ステップと、
上記最適設備配置設定ステップにより再設定された単位領域の雷リスク値を示す情報を出力する出力ステップとを有する耐雷設備配置算出方法。