(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架線電力の供給を受けて走行する車両の回生電力を蓄電するとともに架線に電力を供給する蓄電ユニットと、当該蓄電ユニットとは異なる電力の供給系統である他電力供給系統とを有する統合電力供給設備を備えた架線交通システムの解析装置であって、
前記架線交通システムにおいて前記蓄電ユニットへ入力する最大入力電力と、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容入力電力とに基づいて、前記最大入力電力の前記許容入力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第１最小並列数として算出する第１最小並列数算出部と、
前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記統合電力供給設備の放電量全体のうち前記他電力供給系統の電力供給負担率γとした場合の前記蓄電ユニットの放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第２最小並列数として算出する第２最小並列数算出部と、
前記第１最小並列数と、前記第２最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第１必要並列数として特定する蓄電装置並列数特定部と、
前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットのコストとからなる電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記電力供給設備コスト値を算出する電力設備構成条件特定部と、
を備えることを特徴とする解析装置。
【請求項２】
前記架線交通システムが、前記他電力供給系統が架線に接続する位置とは異なる箇所に接続された、蓄電ユニットを含んで構成される蓄電電力供給設備をさらに備え、
前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットから出力する最大出力電力と、当該蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容出力電力とに基づいて、前記最大出力電力の前記許容出力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第３最小並列数として算出する第３最小並列数算出部と、
前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記蓄電電力供給設備の放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第４最小並列数として算出する第４最小並列数算出部と、を備え、
前記蓄電装置並列数特定部は、前記第３最小並列数と、前記第４最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第２必要並列数として特定し、
前記電力設備構成条件特定部は、
前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される前記統合電力供給設備の蓄電ユニットのコストと、前記第２必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットを有する前記蓄電電力供給設備のコストと、からなる全体電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力すると共に前記第２必要並列数を前記蓄電電力供給設備の構成条件として出力し、
前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記全体電力供給設備コスト値を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の解析装置。
【請求項３】
架線電力の供給を受けて走行する車両の回生電力を蓄電するとともに架線に電力を供給する蓄電ユニットと、当該蓄電ユニットとは異なる電力の供給系統である他電力供給系統とを有する統合電力供給設備を備えた架線交通システムの解析装置の解析方法であって、
前記架線交通システムにおいて前記蓄電ユニットへ入力する最大入力電力と、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容入力電力とに基づいて、前記最大入力電力の前記許容入力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第１最小並列数として算出し、
前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記統合電力供給設備の放電量全体のうち前記他電力供給系統の電力供給負担率γとした場合の前記蓄電ユニットの放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第２最小並列数として算出し、
前記第１最小並列数と、前記第２最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第１必要並列数として特定し、
前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットのコストとからなる電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記電力供給設備コスト値を算出する
ことを特徴とする解析方法。
【請求項４】
前記架線交通システムが、前記他電力供給系統が架線に接続する位置とは異なる箇所に接続された、蓄電ユニットを含んで構成される蓄電電力供給設備をさらに備え、
前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットから出力する最大出力電力と、当該蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容出力電力とに基づいて、前記最大出力電力の前記許容出力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第３最小並列数として算出し、
前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記蓄電電力供給設備の放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第４最小並列数として算出し、
前記第３最小並列数と、前記第４最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第２必要並列数として特定し、
前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される前記統合電力供給設備の蓄電ユニットのコストと、前記第２必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットを有する前記蓄電電力供給設備のコストと、からなる全体電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力すると共に前記第２必要並列数を前記蓄電電力供給設備の構成条件として出力し、
前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記全体電力供給設備コスト値を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の解析方法。
【請求項５】
架線電力の供給を受けて走行する車両の回生電力を蓄電するとともに架線に電力を供給する蓄電ユニットと、当該蓄電ユニットとは異なる電力の供給系統である他電力供給系統とを有する統合電力供給設備を備えた架線交通システムの解析装置のコンピュータを、
前記架線交通システムにおいて前記蓄電ユニットへ入力する最大入力電力と、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容入力電力とに基づいて、前記最大入力電力の前記許容入力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第１最小並列数として算出する第１最小並列数算出手段、
前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記統合電力供給設備の放電量全体のうち前記他電力供給系統の電力供給負担率γとした場合の前記蓄電ユニットの放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第２最小並列数として算出する第２最小並列数算出手段、
前記第１最小並列数と、前記第２最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第１必要並列数として特定する蓄電装置並列数特定手段、
前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットのコストとからなる電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記電力供給設備コスト値を算出する電力設備構成条件特定手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
前記他電力供給系統が架線に接続する位置とは異なる箇所に接続された、蓄電ユニットを含んで構成される蓄電電力供給設備をさらに備えた前記架線交通システムの解析装置のコンピュータを、
前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットから出力する最大出力電力と、当該蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容出力電力とに基づいて、前記最大出力電力の前記許容出力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第３最小並列数として算出する第３最小並列数算出手段、
前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記蓄電電力供給設備の放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第４最小並列数として算出する第４最小並列数算出手段、
として機能させ、
前記蓄電装置並列数特定手段は、前記第３最小並列数と、前記第４最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第２必要並列数として特定し、
前記電力設備構成条件特定手段は、
前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される前記統合電力供給設備の蓄電ユニットのコストと、前記第２必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットを有する前記蓄電電力供給設備のコストと、からなる全体電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力すると共に前記第２必要並列数を前記蓄電電力供給設備の構成条件として出力し、
前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記全体電力供給設備コスト値を算出する
ことを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架線交通システムに備えられた電力供給設備の構成条件を解析する解析装置並びに解析方法及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
架線から電力の供給を受けて車両（電車など）が走行する架線交通システムにおいては、電力コストの観点から架線の場所によらず電圧が平準化されることが求められている。特に変電所から離れた箇所では、架線電圧の変化が激しい箇所が多いため、電圧変動抑制を行う技術が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９―６７２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述のような特許文献の技術においては、架線交通システムに備えられた電力供給設備のうち、当該電力供給設備のコストに影響を与える構成（例えば、架線電力の供給を受けて走行する車両の回生電力を蓄電する蓄電ユニット内の蓄電装置の並列数や、変電所における整流器の性能）を、当該電力供給設備の目標コスト以下となるように適切に決定することが求められている。
【０００５】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる架線交通システムの解析装置並びに解析方法及びそのプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、架線電力の供給を受けて走行する車両の回生電力を蓄電するとともに架線に電力を供給する蓄電ユニットと、当該蓄電ユニットとは異なる電力の供給系統である他電力供給系統とを有する統合電力供給設備を備えた架線交通システムの解析装置であって、前記架線交通システムにおいて前記蓄電ユニットへ入力する最大入力電力と、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容入力電力とに基づいて、前記最大入力電力の前記許容入力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第１最小並列数として算出する第１最小並列数算出部と、前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記統合電力供給設備の放電量全体のうち前記他電力供給系統の電力供給負担率γとした場合の前記蓄電ユニットの放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第２最小並列数として算出する第２最小並列数算出部と、前記第１最小並列数と、前記第２最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第１必要並列数として特定する蓄電装置並列数特定部と、前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットのコストとからなる電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記電力供給設備コスト値を算出する電力設備構成条件特定部と、を備えることを特徴とする解析装置である。
【０００７】
また本発明は、前記架線交通システムが、前記他電力供給系統が架線に接続する位置とは異なる箇所に接続された、蓄電ユニットを含んで構成される蓄電電力供給設備をさらに備え、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットから出力する最大出力電力と、当該蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容出力電力とに基づいて、前記最大出力電力の前記許容出力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第３最小並列数として算出する第３最小並列数算出部と、前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記蓄電電力供給設備の放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第４最小並列数として算出する第４最小並列数算出部と、を備え、前記蓄電装置並列数特定部は、前記第３最小並列数と、前記第４最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第２必要並列数として特定し、前記電力設備構成条件特定部は、前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される前記統合電力供給設備の蓄電ユニットのコストと、前記第２必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットを有する前記蓄電電力供給設備のコストと、からなる全体電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力すると共に前記第２必要並列数を前記蓄電電力供給設備の構成条件として出力し、前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記全体電力供給設備コスト値を算出することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、架線電力の供給を受けて走行する車両の回生電力を蓄電するとともに架線に電力を供給する蓄電ユニットと、当該蓄電ユニットとは異なる電力の供給系統である他電力供給系統とを有する統合電力供給設備を備えた架線交通システムの解析装置の解析方法であって、前記架線交通システムにおいて前記蓄電ユニットへ入力する最大入力電力と、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容入力電力とに基づいて、前記最大入力電力の前記許容入力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第１最小並列数として算出し、前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記統合電力供給設備の放電量全体のうち前記他電力供給系統の電力供給負担率γとした場合の前記蓄電ユニットの放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第２最小並列数として算出し、前記第１最小並列数と、前記第２最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第１必要並列数として特定し、前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットのコストとからなる電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記電力供給設備コスト値を算出することを特徴とする解析方法である。
【０００９】
また本発明は、前記架線交通システムが、前記他電力供給系統が架線に接続する位置とは異なる箇所に接続された、蓄電ユニットを含んで構成される蓄電電力供給設備をさらに備え、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットから出力する最大出力電力と、当該蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容出力電力とに基づいて、前記最大出力電力の前記許容出力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第３最小並列数として算出し、前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記蓄電電力供給設備の放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第４最小並列数として算出し、前記第３最小並列数と、前記第４最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第２必要並列数として特定し、前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される前記統合電力供給設備の蓄電ユニットのコストと、前記第２必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットを有する前記蓄電電力供給設備のコストと、からなる全体電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力すると共に前記第２必要並列数を前記蓄電電力供給設備の構成条件として出力し、前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記全体電力供給設備コスト値を算出することを特徴とする請求項３に記載の解析方法である。
【００１０】
また本発明は、架線電力の供給を受けて走行する車両の回生電力を蓄電するとともに架線に電力を供給する蓄電ユニットと、当該蓄電ユニットとは異なる電力の供給系統である他電力供給系統とを有する統合電力供給設備を備えた架線交通システムの解析装置のコンピュータを、前記架線交通システムにおいて前記蓄電ユニットへ入力する最大入力電力と、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容入力電力とに基づいて、前記最大入力電力の前記許容入力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第１最小並列数として算出する第１最小並列数算出手段、前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記統合電力供給設備の放電量全体のうち前記他電力供給系統の電力供給負担率γとした場合の前記蓄電ユニットの放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電ユニットを構成する前記蓄電装置の第２最小並列数として算出する第２最小並列数算出手段、前記第１最小並列数と、前記第２最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第１必要並列数として特定する蓄電装置並列数特定手段、前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットのコストとからなる電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力し、前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記電力供給設備コスト値を算出する電力設備構成条件特定手段、として機能させることを特徴とするプログラムである。
【００１１】
また本発明は、前記他電力供給系統が架線に接続する位置とは異なる箇所に接続された、蓄電ユニットを含んで構成される蓄電電力供給設備をさらに備えた前記架線交通システムの解析装置のコンピュータを、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットから出力する最大出力電力と、当該蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容出力電力とに基づいて、前記最大出力電力の前記許容出力電力に対する割合より大きい最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第３最小並列数として算出する第３最小並列数算出手段、前記架線交通システムにおいて最も前記車両の運行密度の高い所定時間帯における前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットの低下電力量と、前記所定時間帯の回生電力に基づく前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、前記蓄電電力供給設備の放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第４最小並列数として算出する第４最小並列数算出手段、として機能させ、前記蓄電装置並列数特定手段は、前記第３最小並列数と、前記第４最小並列数とを比較して、大きい値を、前記蓄電電力供給設備の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第２必要並列数として特定し、前記電力設備構成条件特定手段は、前記電力供給負担率γである場合の前記他電力供給系統のコストと、前記第１必要並列数の蓄電装置で構成される前記統合電力供給設備の蓄電ユニットのコストと、前記第２必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットを有する前記蓄電電力供給設備のコストと、からなる全体電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下である場合には前記電力供給負担率γおよび前記第１必要並列数を前記統合電力供給設備の構成条件として出力すると共に前記第２必要並列数を前記蓄電電力供給設備の構成条件として出力し、前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値を超える場合には前記全体電力供給設備コスト値が前記目標コスト値以下となるまで前記電力供給負担率γを変更して前記全体電力供給設備コスト値を算出することを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、架線交通システムに備えられた電力供給設備の構成条件を、当該電力供給設備の目標コスト以下となるように適切に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】解析装置が解析対象とする架線交通システムの概要図である。
【図３】架線システムに備えられた統合電力供給設備の第１の構成図である。
【図４】架線システムに備えられた統合電力供給設備の第２の構成図である。
【図５】第１の実施形態による解析装置の処理フローを示す図である。
【図６】他電力供給系統の電力供給負担率γと蓄電ユニットを構成する蓄電装置の並列数との関係およびコスト目標との関係を示す図である。
【図７】架線システムに備えられた蓄電電力供給設備の構成図である。
【図８】第２の実施形態による解析装置の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態による架線交通システムの解析装置を図面を参照して説明する。
図１は解析装置の構成を示すブロック図である。
図２は解析装置が解析対象とする架線交通システムの概要図である。
図１において、符号１は架線交通システムの解析装置である。そして当該解析装置１は、図１で示すように、制御部１１、シミュレーション部１２、第１最小並列数算出部１３、第２最小並列数算出部１４、第３最小並列数算出部１５、第４最小並列数算出部１６、蓄電装置並列数特定部１７、電力設備構成条件特定部１８、データベース１９、の各処理部や記憶部を備えている。
【００１５】
図２（ａ）で示すように、解析装置１が解析対象とする架線交通システムは、統合電力供給設備２を備えている。架線交通システムは、蓄電電力供給設備３を備えていてもよい。統合電力供給設備２は、架線電力の供給を受けて走行する車両の回生電力を蓄電する蓄電ユニットと、当該蓄電ユニット以外の電力供給系統（例えば、電力会社から得た電力を変圧、整流して供給する電力系統）である他電力供給系統とを含む電力供給設備である。蓄電電力供給設備３は統合電力供給設備２が架線に接続する箇所とは異なる箇所（駅近傍など）に接続された、蓄電ユニットを含む電力供給設備である。
【００１６】
制御部１１は解析プログラムを実行することにより解析装置１に設けられた機能構成である各処理部を制御する。
シミュレーション部１２は、架線交通システムの指定された架線ポイントにおける平均電力や最大出力電力、最大入力電力などを算出（例えば、架線電力の供給を受けて走行する車両の回生電力を蓄電する蓄電ユニットへ流れ込む最大入力電力の算出）する処理部である。
【００１７】
第１最小並列数算出部１３は、架線交通システムの統合電力供給設備２に備えられた蓄電ユニットへ入力する最大入力電力と、その統合電力供給設備２の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容入力電力とに基づいて、最大入力電力の許容入力電力に対する割合より大きい最小整数を、統合電力供給設備２の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第１最小並列数として算出する処理部である。
【００１８】
第２最小並列数算出部１４は、架線交通システムにおいて最も車両の運行密度の高い所定時間帯（例えば、通勤ラッシュ時間開始時刻から通勤ラッシュ時間終了時刻までの時間帯）における統合電力供給設備２の蓄電ユニットの低下電力量と、当該所定時間帯の回生電力に基づく統合電力供給設備２の蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、統合電力供給設備２の放電量全体のうち他電力供給系統の電力供給負担率γとした場合の統合電力供給設備２の蓄電ユニットの放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、統合電力供給設備２の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第２最小並列数として算出する処理部である。
【００１９】
第３最小並列数算出部１５と、第４最小並列数算出部１６は、架線交通システムが、統合電力供給設備２が架線に接続する箇所とは異なる箇所に接続された、蓄電ユニットを含む蓄電電力供給設備３をさらに備えている場合に処理を行う処理部である。
そして、第３最小並列数算出部１５は、蓄電電力供給設備３の蓄電ユニットから出力する最大出力電力と、当該蓄電電力供給設備３の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の単一直列系統が許容する許容出力電力とに基づいて、最大出力電力の許容出力電力に対する割合より大きい最小整数を、蓄電電力供給設備３の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第３最小並列数として算出する処理部である。
また、第４最小並列数算出部１６は、架線交通システムにおいて最も車両の運行密度の高い所定時間帯における蓄電電力供給設備３内の蓄電ユニットの低下電力量と、所定時間帯の回生電力に基づく蓄電電力供給設備３内の蓄電ユニットに蓄積する充電量の和が、蓄電電力供給設備３の放電量、を上回る条件を満たす最小整数を、蓄電電力供給設備３の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第４最小並列数として算出する処理部である。
【００２０】
また、蓄電装置並列数特定部１７は、架線システムが統合電力供給設備２を備える場合には、第１最小並列数と、第２最小並列数とを比較して、大きい値を、統合電力供給設備２内の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第１必要並列数として特定する処理部である。また蓄電装置並列数特定部１７は、架線システムが蓄電電力供給設備３をさらに備える場合には、第３最小並列数と、第４最小並列数とを比較して、大きい値を、蓄電電力供給設備３内の蓄電ユニットを構成する蓄電装置の第２必要並列数として特定する処理部である。
【００２１】
また、電力設備構成条件特定部１８は、架線システムが統合電力供給設備２を備える場合には、電力供給負担率γである場合の他電力供給系統のコストと、第１必要並列数の蓄電装置で構成される統合電力供給設備２内の蓄電ユニットのコストとからなる電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定し、電力供給設備コスト値が目標コスト値以下である場合には電力供給負担率γおよび第１必要並列数を統合電力供給設備２の構成条件として出力し、電力供給設備コスト値が目標コスト値を超える場合には電力供給設備コスト値が目標コスト値以下となるまで電力供給負担率γを変更したときの電力供給設備コスト値を算出する処理部である。
【００２２】
また、電力設備構成条件特定部１８は、架線システムが、統合電力供給設備２に加え、さらに蓄電電力供給設備３を備える場合には、電力供給負担率γである場合の他電力供給系統のコストと、第１必要並列数の蓄電装置で構成される統合電力供給設備２の蓄電ユニットのコストと、また、第２必要並列数の蓄電装置で構成される蓄電ユニットを備えた蓄電電力供給設備３のコストと、からなる全体電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定する。そして、電力設備構成条件特定部１８は、全体電力供給設備コスト値が目標コスト値以下である場合には電力供給負担率γおよび第１必要並列数を統合電力供給設備２の構成条件として出力すると共に、第２必要並列数を蓄電電力供給設備３の構成条件として出力し、全体電力供給設備コスト値が目標コスト値を超える場合には全体電力供給設備コスト値が目標コスト値以下となるまで電力供給負担率γを変更したときの全体電力供給設備コスト値を算出する処理部である。
【００２３】
ここで、図２（ａ）で示す架線システムの構成は、図２（ｂ）で示すような回路として表すことができる。ＳＳおよびＳＳ（駅）は変電所、および駅へ併設された変電所を表す。変電所は変圧器、整流器、抵抗器などを備え、架線への直流電力を負荷（車両）に応じて吸収または供給している。架線下を２つの車両（車両１０，車両２０）が走行し、そのうちの一方の車両１０が力行（架線からの電力をモータ等の電力として使用し走行）し、他方の車両２０が回生中である場合を示している。このような場合、図２（ｂ）で示す回路網として考えることができる。なお、当該回路網において、架線抵抗Ｒ１やＲ２ａ，Ｒ２ｂは、車両位置に基づく２つの車両間の距離や、車両と電力供給設備の間の距離、架線の単位長さ辺りの抵抗値によって、解析装置１のシミュレーション部１２において求めることができる。
【００２４】
図３は架線システムに備えられた統合電力供給設備の第１の構成図である。
図４は架線システムに備えられた統合電力供給設備の第２の構成図である。
統合電力供給設備２は、架線からの回生電力を蓄積する蓄電ユニット２１と、架線から入力した回生電力を電力変換して蓄電ユニット２１内の蓄電装置へ送出する、または、蓄電ユニット２１から送出された電力を変換して架線へ送出する変換器２２（ＤＣ−ＤＣコンバータ）からなる電力系統を備えている。また、当該統合電力供給設備２は、電力会社等の電力系統から得た電力を変圧する変圧器２３および、当該変圧器２３から送出された交流電流を直流電流へ変換して架線へ送出する整流器２４からなる他電力供給系統を備えている。そして、図３では回生時に蓄電ユニット２１側へ入力される平均入力電力をＰｉｎＡとして示している。また、統合電力供給設備２が架線側へ出力する平均出力電力をＰＲｅｃＡとして示している。そして、例えば通勤ラッシュ時などの、架線交通システムにおいて車両の運行密度の高い所定時間帯において蓄電ユニット２１側から架線へ出力される電力は、整流器２４の出力電力の負担率をγとすると（１−γ）ＰＲｅｃＡで表され、この様子を図４において示している。
【００２５】
なお、蓄電ユニット２１は、リチウムイオン電池などの蓄電装置を保持している。当該蓄電ユニット２１内部において蓄電装置は並列に複数接続されていてよい。解析装置１は、複数の蓄電装置が直列に接続された単一直列系統あたりの許容入力電力や許容出力電力を用いて、目標コスト以下となるような蓄電ユニット２１内の蓄電装置の並列数や、整流器２４の出力電力の負担率γを特定する。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図５は第１の実施形態による解析装置の処理フローを示す図である。
次に、第１の実施形態による解析装置の処理フローについて順を追って説明する。
第１の実施形態においては架線交通システムに統合電力供給設備２が備えられ、蓄電電力供給設備３が備えられていない場合についての架線交通システムを解析する解析装置１の処理フローである。
まず、解析装置１において制御部１１がシミュレーション部１２に対して解析処理の開始を通知し、これに基づいて、シミュレーション部１２が、統合電力供給設備２の蓄電ユニット２１側にインバータもしくは抵抗器を接続したと仮定した場合に、当該インバータまたは抵抗器に流れ込む電力のうちの最大入力電力ＰｉｎｖＰおよび、平均入力電力ＰｉｎｖＡを算出する。
【００２７】
より具体的には、シミュレーション部１２は、時刻等に基づく車両の架線に接触するパンタ点位置と、そのパンタ点位置における車両の消費電力、当該位置から統合電力供給設備２までの距離、架線の単位長さ辺りの抵抗値、などから、時々刻々と変化する統合電力供給設備２の架線と接続する位置における電力に基づいて、統合電力供給設備２の最大入力電力ＰｉｎｖＰおよび、平均入力電力ＰｉｎｖＡを算出する（ステップＳ１０１）。なお、これら最大入力電力ＰｉｎｖＰおよび、平均入力電力ＰｉｎｖＡは、別途シミュレータ装置を用いて算出しておき、または実測値を計測しておき、その値をデータベース１９に予め記録しておくようにしてもよい。
【００２８】
次に、最大入力電力ＰｉｎｖＰおよび平均入力電力ＰｉｎｖＡが算出されたこと、またはデータベース１９に記録されていることを制御部１１が検出すると、当該制御部１１は、第１最小並列数算出部１３へ処理の開始を指示する。そして、第１最小並列数算出部１３はデータベース１９に記録されている最大入力電力ＰｉｎｖＰおよび平均入力電力ＰｉｎｖＡを取得し、当該算出された最大入力電力ＰｉｎｖＰを統合電力供給設備２の蓄電ユニット側へ流れ込む最大入力電力ＰｉｎＰとして記憶し、また、当該算出された平均入力電力ＰｉｎｖＡを統合電力供給設備２の蓄電ユニット側へ流れ込む電力の平均入力電力ＰｉｎＡとしてメモリ等に記録する。
【００２９】
そして、第１最小並列数算出部１３は、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の単一直列系統が許容できる許容入力電力ＰＢＣＰと、変換器２２の変換効率（充電方向の変換効率）をηＤＣとして、次式（１）を用いて、最大入力電力ＰｉｎＰの変換器２２による変換後の電力（ηＤＣ×ＰｉｎＰ）の、許容入力電力ＰＢＣＰに対する割合より大きい最小整数Ｎｐ１を、統合電力供給設備の蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の第１の最小並列数として算出する（ステップＳ１０２）。
【００３０】
【数１】
0005427803.tif 000002
【００３１】
当該第１の最小並列数は、最大入力電力ＰｉｎｖＰの観点から求めた蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の並列数である。ここで、蓄電装置の単一直列系統が許容できる許容入力電力ＰＢＣＰは予め蓄電ユニット２１について設定した単一直列系統あたりの蓄電装置の直列数や、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の特性によって定まる値である。なお、単一直列系統に接続される蓄電装置の数についてもデータベース１９に記録されており、この情報を用いて算出処理をするものとする。そして、第１最小並列数算出部１３が第１の最小並列数Ｎｐ１を算出すると、次に制御部１１は第２最小並列数算出部１４に対して処理の開始を指示する。
【００３２】
ここで、統合電力供給設備２から架線への電力出力時において、整流器２４側（他電力供給系統側）からの電力供給をできるだけ抑えるには、蓄電ユニット２１側からより多くの電力を放電することが必要となる。しかし、放電しすぎると蓄電ユニット２１のＳＯＣ（State of charge：充電率）が減っていき下限を下回ってしまう。ＳＯＣが低下すると蓄電池単体の電圧が低下するため、蓄電池単体の使用可能な電圧範囲を外れてしまい蓄電ユニットの運用ができなくなる恐れがある。特に架線交通システムにおいて最も車両の運行密度の高い所定時間帯（たとえば、通勤ラッシュ時間開始時刻から通勤ラッシュ時間終了時刻までの時間帯）には、蓄電ユニット２１の放電量が充電量を上回る可能性があるため、当該所定時間帯における許容できる低下電力量が必要となる。従ってこのような条件を満たす蓄電ユニット２１の最小並列数Ｎｐ２を特定するための計算を以下の式によって求める。
【００３３】
つまり、第２最小並列数算出部１４は、以下の式（２），（３）,（４），（５）,（６）により、架線交通システムにおいて最も車両の運行密度の高い所定時間帯における蓄電ユニット２１の低下電力量ＥＢＵｓｅ［Ｗｈ］と、所定時間帯の回生電力に基づく蓄電ユニット２１に蓄積する充電量ＥＢＲｅｇ［Ｗｈ］の和が、統合電力供給設備２の放電量全体のうち他電力供給系統の電力供給負担率γとした場合の蓄電ユニット２１の放電量ＥＢＤを上回る条件を満たす最小整数Ｎｐ２を、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の第２の最小並列数として算出する。
【００３４】
ここで、所定時間帯の開始時刻（通勤ラッシュ時間開始時刻）における蓄電ユニット２１のＳＯＣをＳＯＣＨ、また、当該所定時間帯の終了時刻（通勤ラッシュ時間終了時刻）における蓄電ユニット２１のＳＯＣをＳＯＣＬ、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の単一直列系統あたりの蓄電装置数をＮｓ、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の並列数をＮｐ２、単体の蓄電装置の容量をＥＢＣｅｌｌ［Ｗｈ］とすると、所定時間帯における蓄電ユニット２１の低下電力量ＥＢＵｓｅ［Ｗｈ］は、次式（２）を用いて、
【００３５】
【数２】
0005427803.tif 000003
【００３６】
として表すことができる。
また、所定時間帯の開始時刻をｔ＿ｓｔａｒｔ、終了時刻をｔ＿ｅｎｄ、蓄電ユニット２１側に流れ込む電力の瞬時値をＰｉｎＡ（ｔ）［Ｗ］とすると、当該所定時間帯において回生により蓄電ユニット２１に充電される充電量ＥＢＲｅｇ［Ｗｈ］は、
【００３７】
【数３】
0005427803.tif 000004
【００３８】
により表すことができる。
また、統合電力供給設備２の放電量全体のうち他電力供給系統からの電力供給負担率をγとした場合の蓄電ユニット２１の放電量ＥＢＤは、統合電力供給設備２の平均出力電力ＰＲｅｃＡの瞬時値をＰＲｅｃＡ（ｔ）とすると、
【００３９】
【数４】
0005427803.tif 000005
【００４０】
により表すことができる。
従って、架線交通システムにおいて最も車両の運行密度の高い所定時間帯における蓄電ユニット２１の低下電力量ＥＢＵｓｅ［Ｗｈ］と、所定時間帯の回生電力に基づく蓄電ユニット２１に蓄積する充電量ＥＢＲｅｇ［Ｗｈ］の和が、統合電力供給設備２の放電量全体のうち他電力供給系統の電力供給負担率γとした場合の蓄電ユニット２１の放電量ＥＢＤ、を上回る条件を満たす最小整数Ｎｐ２は、次式（５）に基づいて、次式（６）により表すことができる。
【００４１】
【数５】
0005427803.tif 000006
【００４２】
【数６】
0005427803.tif 000007
【００４３】
そして第２最小並列数算出部１４は、式（６）を満たす最小整数Ｎｐ２を、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の第２の最小並列数として算出する（ステップＳ１０３）。
第１最小並列数算出部１３が第１の最小並列数Ｎｐ１を算出し、また第２最小並列数算出部１４が第２の最小並列数Ｎｐ２を算出すると、次に、制御部１１が、蓄電装置並列数特定部１７に処理の開始を指示する。すると、蓄電装置並列数特定部１７は、第１最小並列数Ｎｐ１と、第２最小並列数Ｎｐ２とを比較して（ステップＳ１０４）、大きい値を、統合電力供給設備２内の蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の第１必要並列数Ｎｐとして特定する（ステップＳ１０５）。つまり、Ｎｐ１＞Ｎｐ２の場合には第１必要並列数Ｎｐ＝Ｎｐ１としてメモリ等に記録し、Ｎｐ２＞Ｎｐ１の場合には第１必要並列数Ｎｐ＝Ｎｐ２としてメモリ等に記録する。なおＮｐ１＝Ｎｐ２の場合には、その等しい値を第１必要並列数Ｎｐとしてメモリ等に記録する。
【００４４】
そして、蓄電装置並列数特定部１７が蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の第１必要並列数Ｎｐを特定すると、次に制御部１１は電力設備構成条件特定部１８に対して処理の開始を指示する。すると電力設備構成条件特定部１８は、電力供給負担率γである場合の他電力供給系統のコスト（電力供給負担率γである場合の整流器２４のコストと、そのときの変圧器２３のコストの合計）と、第１必要並列数Ｎｐの蓄電装置（単一直列系統あたりの蓄電装置数Ｎｓ）で構成される蓄電ユニット２１のコストと変換器２２のコストとからなる電力供給設備コスト値を算出し（ステップＳ１０６）、当該電力供給設備コスト値が、予めデータベース１９に記憶する目標コスト値以下であるかを判定する（ステップＳ１０７）。
【００４５】
なお、１つの蓄電装置単体のコスト値はデータベース１９に格納されており、電力設備構成条件特定部１８は「蓄電装置単体のコスト値×Ｎｐ×Ｎｓ」により蓄電ユニット２１のコストを算出できる。また、変換器２２のコスト値や、電力供給負担率γであるときの変圧器２３のコスト値や、そのときに必要となる変圧器のコスト値についても予めデータベース１９に記録されているものとする。そして、電力設備構成条件特定部１８は、電力供給設備コスト値が目標コスト値以下である場合には電力供給負担率γおよび第１必要並列数Ｎｐを統合電力供給設備の構成条件として決定し（ステップＳ１０８）、表示部などに出力する。他方、電力設備構成条件特定部１８は、電力供給設備コスト値が目標コスト値を超える場合には電力供給負担率γを変更する（ステップＳ１０９）。そして、解析装置１は上述のステップＳ１０３からの処理が繰り返して電力供給設備コスト値を算出し、電力供給設備コスト値が目標コスト値以下となるかを判定する処理を、電力供給設備コスト値が目標コスト値以下となるまで行う。
【００４６】
なお、架線システムに複数の統合電力供給設備２が存在する場合には、これらの数を、１つの統合電力供給設備である場合のコスト値に乗じることにより、架線システムの有する電力供給設備コスト値を算出することができ、その値と目標コスト値とを比較すればよい。
【００４７】
図６は他電力供給系統の電力供給負担率γと蓄電ユニットを構成する蓄電装置の並列数との関係およびコスト目標との関係を示す図である。
この図で示すように、本実施形態の解析装置１が解析対象とする架線交通システムにおいては、他電力供給系統の電力供給負担率γを上げた場合には、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の最小並列数ＮＰは減少し、他電力供給系統の電力供給負担率γを下げた場合には、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の最小並列数ＮＰは増加する。そして、コスト目標以下とするためには、他電力供給系統の電力供給負担率γを増加させるか、または減少させることが必要となる。本実施形態の解析装置１において、電力設備構成条件特定部１８は、電力供給設備コスト値が目標コスト値を超える場合には電力供給設備コスト値が目標コスト値以下となるまで電力供給負担率γを変更する。目標コスト値以下となるかの判定を再度行うための計算において、当該γの値は増加または減少のいずれの方法によっても構わない。例えば、図６の関係を元に、当該γの値の増加または減少のいずれを取るか、更にはその変更幅をどうするか決めても良い。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、第１の実施形態の処理によれば、架線交通システムに統合電力供給設備２が備えられている場合の、当該統合電力供給設備２のコスト値が目標コスト値を下回るような、電力供給設備の構成条件を決定することができる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
図７は架線システムに備えられた蓄電電力供給設備の構成図である。
図８は第２の実施形態による解析装置の処理フローを示す図である。
次に、第２の実施形態による解析装置の処理フローについて順を追って説明する。
本実施形態においては、統合電力供給設備２および蓄電電力供給設備３の両方が備えられている場合についての架線交通システムを解析する解析装置１の処理フローである。
まず、解析装置１は第１の実施形態と同様のステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理を行って、統合電力供給設備２における第１必要並列数Ｎｐを特定する（ステップＳ２０１）。
【００５０】
すると制御部１１は次に、蓄電電力供給設備３に備えられた蓄電ユニット３１内の蓄電装置の必要並列数を特定するために、シミュレーション部１２に対して解析処理の開始を通知する。これに基づいて、シミュレーション部１２が、蓄電電力供給設備３の箇所に整流器が接続されていると仮定した場合に、当該整流器から出力する電力のうちの最大出力電力ＰＲｅｃＰおよび、平均出力電力ＰＲｅｃＡを算出する。ここで、シミュレーション部１２は、時刻等に基づく車両の架線に接触するパンタ点位置と、そのパンタ点位置における車両の消費電力、当該位置から蓄電電力供給設備３までの距離、架線の単位長さ辺りの抵抗値、統合電力供給設備２の電力出力値や電力入力値などから、時々刻々と変化する蓄電電力供給設備３の架線と接続する位置における電力に基づいて、蓄電電力供給設備３の架線接続点における最大出力電力ＰＲｅｃＰおよび、平均出力電力ＰＲｅｃＡを算出する（ステップＳ２０２）。なお、これら最大出力電力ＰＲｅｃＰおよび、平均出力電力ＰＲｅｃＡは、別途シミュレータ装置を用いて算出しておき、データベース１９に予め記録しておくようにしてもよいし、実測値によって得られた値をデータベース１９に記録しておくようにしてもよい。第１の実施形態において最大入力電力を算出したのに対し、第２の実施形態において最大出力電力を算出している理由は、第１の実施形態においては、他電力供給系統があるために、最大出力電力よりも最大入力電力の方が大きくなるが、第２実施形態においては他電力供給系統が存在しないため最大入力電力よりも最大出力電力が大きくなるためである。
【００５１】
次に、最大出力電力ＰＲｅｃＰおよび平均出力電力ＰＲｅｃＡが算出されたこと、またはデータベース１９に記録されていることを制御部１１が検出すると、当該制御部１１は、第３最小並列数算出部１５へ処理の開始を指示する。そして、第３最小並列数算出部１５はシミュレーション部１２によって算出された最大出力電力ＰＲｅｃＰおよび平均出力電力ＰＲｅｃＡとを取得し、当該算出された最大出力電力ＰＲｅｃＰを蓄電電力供給設備３から出力する最大出力電力ＰＲｅｃＰとして記憶し、また、当該算出された平均入力電力ＰＲｅｃＡを蓄電電力供給設備３から出力する電力の平均入力電力ＰＲｅｃＡとして記憶する。
【００５２】
そして、第３最小並列数算出部１５は、蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の単一直列系統が許容できる許容出力電力ＰＢＤＰと、変換器３２のＤＣＤＣコンバータ効率をηＤＣとして、次式（７）を用いて、最大出力電力ＰＲｅｃＰの変換器３２による変換後の電力（ＰＲｅｃＰ÷ηＤＣ）の、許容入力電力ＰＢＤＰに対する割合より大きい最小整数Ｎｐ３を、蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の第３の最小並列数として算出する（ステップＳ２０３）。
【００５３】
【数７】
0005427803.tif 000008
【００５４】
当該第３の最小並列数は、最大出力電力ＰＲｅｃＰの観点から求めた蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の並列数である。ここで、蓄電電力供給設備３の蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の単一直列系統が許容できる許容出力電力ＰＢＤＰは予め蓄電ユニット３１について設定した単一直列系統あたりの蓄電装置の直列数や、蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の特性によって定まる値である。そして、第３最小並列数算出部１５が第３の最小並列数Ｎｐ３を算出すると、次に制御部１１は第４最小並列数算出部１６に対して処理の開始を指示する。
【００５５】
ここで、架線交通システムにおいて最も車両の運行密度の高い所定時間帯（たとえば、通勤ラッシュ時間開始時刻から通勤ラッシュ時間終了時刻までの時間帯）には、蓄電ユニット３１の放電量が充電量を上回るため、蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置においては、当該所定時間帯における許容できる低下電力量が必要となる。従ってこのような条件を満たす蓄電ユニット３１の最小並列数Ｎｐ４を特定するための計算を以下の式によって求める。
【００５６】
つまり、第４最小並列数算出部１６は、以下の式（８），（９）,（１０），（１１）,（１２）により、架線交通システムにおいて最も車両の運行密度の高い所定時間帯における蓄電ユニット３１の低下電力量ＥＢＵｓｅ２［Ｗｈ］と、所定時間帯の回生電力に基づく蓄電ユニット３１に蓄積する充電量ＥＢＲｅｇ２［Ｗｈ］の和が、蓄電電力供給設備３の蓄電ユニット３１の放電量ＥＢＤ２、を上回る条件を満たす最小整数Ｎｐ４を、蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の第４の最小並列数として算出する。
【００５７】
ここで、所定時間帯の開始時刻（通勤ラッシュ時間開始時刻）における蓄電ユニット３１のＳＯＣをＳＯＣＨ、また、当該所定時間帯の終了時刻（通勤ラッシュ時間終了時刻）における蓄電ユニット３１のＳＯＣをＳＯＣＬ、蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の単一直列系統あたりの蓄電装置数をＮｓ、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の並列数をＮｐ２、単体の蓄電装置の容量をＥＢＣｅｌｌ［Ｗｈ］とすると、所定時間帯における蓄電ユニット３１の低下電力量ＥＢＵｓｅ２［Ｗｈ］は、次式（８）より、
【００５８】
【数８】
0005427803.tif 000009
【００５９】
として表すことができる。
また、所定時間帯の開始時刻をｔ＿ｓｔａｒｔ、終了時刻をｔ＿ｅｎｄ、蓄電電力供給設備３から出力する電力の瞬時値をＰｉｎＡ（ｔ）［Ｗ］とすると、当該所定時間帯において回生により蓄電ユニット２１に充電される充電量ＥＢＲｅｇ２［Ｗｈ］は、
【００６０】
【数９】
0005427803.tif 000010
【００６１】
により表すことができる。
また、蓄電電力供給設備３を構成する蓄電ユニット２１の放電量ＥＢＤ２は、蓄電電力供給設備３の平均出力電力ＰＲｅｃＡの瞬時値をＰＲｅｃＡ（ｔ）とすると、
【００６２】
【数１０】
0005427803.tif 000011
【００６３】
により表すことができる。
従って、架線交通システムにおいて最も車両の運行密度の高い所定時間帯における蓄電ユニット３１の低下電力量ＥＢＵｓｅ２［Ｗｈ］と、所定時間帯の回生電力に基づく蓄電ユニット３１に蓄積する充電量ＥＢＲｅｇ２［Ｗｈ］の和が、蓄電電力供給設備３を構成する蓄電ユニット３１の放電量ＥＢＤ２、を上回る条件を満たす最小整数Ｎｐ４は、次式（１１）に基づいて、次式（１２）により表すことができる。
【００６４】
【数１１】
0005427803.tif 000012
【００６５】
【数１２】
0005427803.tif 000013
【００６６】
そして第２最小並列数算出部１４は、式（１２）を満たす最小整数Ｎｐ４を、蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の第４の最小並列数として算出する（ステップＳ２０４）。第３最小並列数算出部１５が第３の最小並列数Ｎｐ３を算出し、また第４最小並列数算出部１６が第４の最小並列数Ｎｐ４を算出すると、次に、制御部１１が、蓄電装置並列数特定部１７に処理の開始を指示する。すると、蓄電装置並列数特定部１７は、第３最小並列数Ｎｐ３と、前記第４最小並列数Ｎｐ４とを比較して（ステップＳ２０５）、大きい値を、蓄電電力供給設備３の蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の第２必要並列数Ｎｐ’として特定する（ステップＳ２０６）。つまり、Ｎｐ３＞Ｎｐ４の場合には第２必要並列数Ｎｐ’＝Ｎｐ３としてメモリ等に記録し、Ｎｐ４＞Ｎｐ３の場合には第２必要並列数Ｎｐ’＝Ｎｐ４としてメモリ等に記録する。なおＮｐ３＝Ｎｐ４の場合には、その等しい値を第２必要並列数Ｎｐ’としてメモリ等に記録する。
【００６７】
そして、蓄電装置並列数特定部１７が蓄電電力供給設備３の蓄電ユニット３１を構成する蓄電装置の第２必要並列数Ｎｐ’を特定すると、次に制御部１１は電力設備構成条件特定部１８に対して処理の開始を指示する。すると電力設備構成条件特定部１８は、電力供給負担率γである場合の他電力供給系統のコストと、第１必要並列数Ｎｐの蓄電装置で構成される蓄電ユニット２１および変換器２２の各コストとからなる統合電力供給設備２のコスト、および、第２必要並列数Ｎｐ’の蓄電装置で構成される蓄電ユニット３１を備えた蓄電電力供給設備３のコスト（蓄電ユニット３１と変換器３２の合計のコスト）と、からなる全体電力供給設備コスト値を算出し（ステップＳ２０７）、当該全体電力供給設備コスト値が、予め記憶する目標コスト値以下であるかを判定する（ステップＳ２０８）。
【００６８】
なお、全体電力供給設備コスト値の算出手法については第１の実施形態と同様に、必要な情報をデータベース１９から読み取って行う。そして、電力設備構成条件特定部１８は、全体電力供給設備コスト値が目標コスト値以下である場合には電力供給負担率γおよび第１必要並列数Ｎｐを統合電力供給設備の構成条件として決定し、表示部などに出力すると共に、第２必要並列数Ｎｐ’を蓄電電力供給設備３の構成条件として決定して（ステップＳ２０９）、表示部などに出力する。他方、電力設備構成条件特定部１８は、全体電力供給設備コスト値が目標コスト値を超える場合には、統合電力供給設備２の他電力供給系統の電力供給負担率γを変更する（ステップＳ２１０）。そして、解析装置１は上述のステップＳ２０４からの処理を繰り返して全体電力供給設備コスト値を算出し、全体電力供給設備コスト値が目標コスト値以下となるかを判定する処理を、全体電力供給設備コスト値が目標コスト値以下となるまで行う。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、第２の実施形態の処理によれば、架線交通システムに統合電力供給設備２と蓄電電力供給設備３が備えられている場合の全体の電力供給設備におけるコスト値が目標コスト値を下回るような、電力供給設備の構成条件を決定することができる。
【００７０】
ここで、上述の第１の実施形態および第２の実施形態において、初期値としての他電力供給系統の電力供給負担率γは以下のように算出する。つまり、解析装置１のシミュレーション部１２が、上述の式（１）を用いて、蓄電ユニット２１を構成する蓄電装置の最小並列数を求め、その最小並列数の蓄電装置により構成される蓄電池ユニット２１を統合電力供給設備２に備えた、または架線交通システムにさらにその最小並列数の蓄電装置により構成される蓄電池ユニット３１を蓄電電力供給設備３に備えた場合の、他電力供給系統の送出電力量と、蓄電池ユニット側からの送出電力量を求める。そしてシミュレーション部１２は、他電力供給系統の電力供給負担率γ＝他電力供給系統の送出電力量÷（他電力供給系統の送出電力量＋蓄電ユニット２１側からの送出電力量）によって算出する。
なお、シミュレーション部１２によるシミュレーション処理において、他電力供給系統の送出電力量は、時間の経過に従って変化する各時刻における他電力供給系統の送出電力の積分値によって予め算出することができる。またシミュレーション部１２によるシミュレーション処理において、蓄電ユニット２１側からの送出電力量は、初期の変換器２２の蓄電池制御電圧設定値や、時間の経過に従って変化する各時刻の蓄電ユニット２１側からの送出電力の積分値によって算出することができる。変換器２２の蓄電池制御電圧設定値は、その値を調整することにより、蓄電池ユニット２１からの送出電力量を調整することができる設定値である。
【００７１】
上述の解析装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００７２】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・解析装置
２・・・統合電力供給設備
３・・・蓄電電力供給設備
１１・・・制御部
１２・・・シミュレーション部
１３・・・第１最小並列数算出部
１４・・・第２最小並列数算出部
１５・・・第３最小並列数算出部
１６・・・第４最小並列数算出部
１７・・・蓄電装置並列数特定部
１８・・・電力設備構成条件特定部
１９・・・データベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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