(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、
前記木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、当該子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報、及び、前記木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、当該中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける受付部と、
前記受付部が子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した子ノードを前記木構造情報に追加し、前記受付部が中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した中間ノードを前記木構造情報に追加する変更部と、
前記木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する出力部と、を備え、
前記木構造情報は、同一の親ノードを親とする複数の同じ部分木構造が並列して前記木構造に存在する場合に、当該親ノードを親とする一の部分木構造を示す木構造の情報と、当該同じ部分木構造の個数を示す個数情報とを有するものであり、
前記受付部は、個数情報をも受け付け、
前記変更部は、前記受付部が受け付けた個数情報を前記木構造情報に追加する、発電システム設計装置。
【請求項２】
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、
前記木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、当該子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報、及び、前記木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、当該中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける受付部と、
前記受付部が子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した子ノードを前記木構造情報に追加し、前記受付部が中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した中間ノードを前記木構造情報に追加する変更部と、
前記木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する出力部と、を備え、
前記木構造には、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれ、
前記変更部は、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報を直流ケーブルに応じたものとし、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報を交流ケーブルに応じたものとする、発電システム設計装置。
【請求項３】
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれる木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、
前記木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、当該子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報、及び、前記木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、当該中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける受付部と、
前記受付部が子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した子ノードを前記木構造情報に追加し、前記受付部が中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した中間ノードを前記木構造情報に追加する変更部と、
前記木構造情報において、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報が交流ケーブルに対応するものである不整合と、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報が直流ケーブルに対応するものである不整合とを検出する整合性検出部と、
前記木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力し、前記整合性検出部が検出した不整合を出力する出力部と、を備えた発電システム設計装置。
【請求項４】
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、受付部と、変更部と、出力部とを用いて処理される発電システム設計方法であって、
前記受付部が、前記木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、当該子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報を受け付ける第１の受付ステップと、
前記変更部が、前記第１の受付ステップで子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した子ノードを前記木構造情報に追加する第１の変更ステップと、
前記受付部が、前記木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、当該中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける第２の受付ステップと、
前記変更部が、前記第２の受付ステップで中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した中間ノードを前記木構造情報に追加する第２の変更ステップと、
前記出力部が、前記木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する出力ステップと、を備え、
前記木構造情報は、同一の親ノードを親とする複数の同じ部分木構造が並列して前記木構造に存在する場合に、当該親ノードを親とする一の部分木構造を示す木構造の情報と、当該同じ部分木構造の個数を示す個数情報とを有するものであり、
前記第１または第２の受付ステップでは、個数情報をも受け付け、
前記第１または第２の変更ステップでは、前記第１または第２の受付ステップで受け付けた個数情報を前記木構造情報に追加する、発電システム設計方法。
【請求項５】
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、受付部と、変更部と、出力部とを用いて処理される発電システム設計方法であって、
前記受付部が、前記木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、当該子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報を受け付ける第１の受付ステップと、
前記変更部が、前記第１の受付ステップで子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した子ノードを前記木構造情報に追加する第１の変更ステップと、
前記受付部が、前記木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、当該中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける第２の受付ステップと、
前記変更部が、前記第２の受付ステップで中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した中間ノードを前記木構造情報に追加する第２の変更ステップと、
前記出力部が、前記木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する出力ステップと、を備え、
前記木構造には、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれ、
前記第１及び第２の変更ステップでは、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報を直流ケーブルに応じたものとし、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報を交流ケーブルに応じたものとする、発電システム設計方法。
【請求項６】
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれる木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、受付部と、変更部と、整合性検出部と、出力部とを用いて処理される発電システム設計方法であって、
前記受付部が、前記木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、当該子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報を受け付ける第１の受付ステップと、
前記変更部が、前記第１の受付ステップで子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した子ノードを前記木構造情報に追加する第１の変更ステップと、
前記受付部が、前記木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、当該中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける第２の受付ステップと、
前記変更部が、前記第２の受付ステップで中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した中間ノードを前記木構造情報に追加する第２の変更ステップと、
前記整合性検出部が、前記木構造情報において、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報が交流ケーブルに対応するものである不整合と、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報が直流ケーブルに対応するものである不整合とを検出する整合性検出ステップと、
前記出力部が、前記木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する第１の出力ステップと、
前記出力部が、前記整合性検出ステップで検出した不整合を出力する第２の出力ステップと、を備えた発電システム設計方法。
【請求項７】
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部にアクセス可能なコンピュータを、
前記木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、当該子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報、及び、前記木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、当該中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける受付部、
前記受付部が子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した子ノードを前記木構造情報に追加し、前記受付部が中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した中間ノードを前記木構造情報に追加する変更部、
前記木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する出力部として機能させ、
前記木構造情報は、同一の親ノードを親とする複数の同じ部分木構造が並列して前記木構造に存在する場合に、当該親ノードを親とする一の部分木構造を示す木構造の情報と、当該同じ部分木構造の個数を示す個数情報とを有するものであり、
前記受付部は、個数情報をも受け付け、
前記変更部は、前記受付部が受け付けた個数情報を前記木構造情報に追加する、プログラム。
【請求項８】
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部にアクセス可能なコンピュータを、
前記木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、当該子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報、及び、前記木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、当該中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける受付部、
前記受付部が子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した子ノードを前記木構造情報に追加し、前記受付部が中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した中間ノードを前記木構造情報に追加する変更部、
前記木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する出力部として機能させ、
前記木構造には、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれ、
前記変更部は、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報を直流ケーブルに応じたものとし、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報を交流ケーブルに応じたものとする、プログラム。
【請求項９】
連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、前記連系点から前記発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれる木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部にアクセス可能なコンピュータを、
前記木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、当該子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報、及び、前記木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、当該中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける受付部、
前記受付部が子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した子ノードを前記木構造情報に追加し、前記受付部が中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、当該中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び当該属性情報に対応した中間ノードを前記木構造情報に追加する変更部、
前記木構造情報において、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報が交流ケーブルに対応するものである不整合と、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報が直流ケーブルに対応するものである不整合とを検出する整合性検出部、
前記木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力し、前記整合性検出部が検出した不整合を出力する出力部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木構造で示される発電システムを設計する発電システム設計装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自然エネルギーの発電機器で生成された電力を集約する発電システムを設計する際には、あらかじめ発電システムのテンプレートを用意しておき、そのテンプレートにおいて発電に関するパラメータ等を変更したりすることが行われていた。また、そのようなテンプレートに該当しない発電システムについては、すべて手作業による設計が行われていた。
なお、太陽電池等の発電に関する設計評価支援システムの開発も行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６１９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の発電システムの設計のように、テンプレートを用いていた場合には、そのテンプレートに当てはまらない発電システムについては、すべてを手作業で設計する必要があり、作業者の負荷が非常に大きくなると言う問題があった。また、テンプレートの量を増やすことによって、そのような手作業で設計を行う率を下げることはできるが、それでも、手作業の設計を完全になくすことは不可能であった。テンプレートによって網羅できない範囲が存在するからである。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、発電システムを任意に設計することができる発電システム設計装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明による発電システム設計装置は、連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、連系点から発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部と、木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報、及び、木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける受付部と、受付部が子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び属性情報に対応した子ノードを木構造情報に追加し、受付部が中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び属性情報に対応した中間ノードを木構造情報に追加する変更部と、木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する出力部と、を備えたものである。
【０００７】
このような構成により、木構造で示される任意の発電システムの設計を行うことができる。したがって、例えば、家庭用の発電システムのような小規模なものであっても、発電を事業として行う発電システムのような大規模なものであっても、設計を行うことができるようになる。
【０００８】
また、本発明による発電システム設計装置では、中間物には、ケーブル、接続箱、直流交流変換器、変圧器、昇圧ユニットの群から選ばれる１以上のものが含まれてもよい。
このような構成により、例えば、ケーブルや、接続箱、直流交流変換器、変圧器等を含む発電システムの設計を行うことができる。
【０００９】
また、本発明による発電システム設計装置では、中間ノードには、対応する中間物が存在しない中間ノードであるダミー中間ノードが含まれてもよい。
このような構成により、ダミー中間ノードを設定することができ、例えば、中間物に対応した中間ノードの存在しないところにおいて、木構造を任意の部分木構造に分けることができる。そして、例えば、その部分木構造において、発電の評価等を行うことができる。
【００１０】
また、本発明による発電システム設計装置では、木構造には、電力を消費する電気機器に対応するリーフノードが含まれ、木構造情報は、リーフノードに対応する電力の消費に関する属性情報を有してもよい。
このような構成により、電力を消費するリーフノードをも設定することができるようになり、より詳細な設計が可能となる。
【００１１】
また、本発明による発電システム設計装置では、木構造情報は、同一の親ノードを親とする複数の同じ部分木構造が並列して木構造に存在する場合に、親ノードを親とする一の部分木構造を示す木構造の情報と、同じ部分木構造の個数を示す個数情報とを有するものであり、受付部は、個数情報をも受け付け、変更部は、受付部が受け付けた個数情報を木構造情報に追加してもよい。
このような構成により、同一の親ノードを親とする並列した同じ部分木構造が複数存在する場合に、それらをまとめて示すことができ、木構造情報をより簡易なものとすることができる。
【００１２】
また、本発明による発電システム設計装置では、出力部は、木構造の各ノードと、各ノードに対応する属性情報の少なくとも一部とを出力してもよい。
このような構成により、属性情報の少なくとも一部が出力されることになる。
【００１３】
また、本発明による発電システム設計装置では、受付部は、出力部が出力した木構造におけるノードを特定する指示をも受け付け、出力部は、受付部が受け付けた指示によって特定されるノードに対応する属性情報をも出力してもよい。
このような構成により、指定されたノードに対応する属性情報が出力されることになる。
【００１４】
また、本発明による発電システム設計装置では、木構造には、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれ、変更部は、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報を直流ケーブルに応じたものとし、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報を交流ケーブルに応じたものとしてもよい。
このような構成により、ケーブルの属性情報を自動的に設定することができるようになる。
【００１５】
また、本発明による発電システム設計装置では、木構造には、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれ、木構造情報において、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報が交流ケーブルに対応するものである不整合と、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報が直流ケーブルに対応するものである不整合とを検出する整合性検出部をさらに備え、出力部は、整合性検出部が検出した不整合をも出力してもよい。
このような構成により、ケーブルの属性情報に関する不整合を自動的に検出することができるようになる。その結果、不整合の検出されたケーブルについて、不整合が解消されるようにすることができる。
【００１６】
また、本発明による発電システム設計装置では、木構造情報に含まれる属性情報を用いて、発電される電力量と電力量の減少とをリーフノードからルートノードまで計算することによって、ルートノードに対応する連系点における電力量を取得するシミュレーション部をさらに備え、出力部は、シミュレーション部が取得した連系点における電力量をも出力してもよい。
このような構成により、設計した発電システムによる連系点での電力量を知ることができるようになる。
【００１７】
また、本発明による発電システム設計装置では、発電機器は、太陽電池であってもよい。
このような構成により、太陽電池の発電システムの設計を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による発電システム設計装置等によれば、木構造で示される任意の発電システムの設計を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１による発電システム設計装置の構成を示すブロック図
【図２】同実施の形態による発電システム設計装置の動作を示すフローチャート
【図３】同実施の形態による発電システム設計装置の動作を示すフローチャート
【図４】同実施の形態における表示の一例を示す図
【図５】同実施の形態における表示の一例を示す図
【図６】同実施の形態における表示の一例を示す図
【図７】同実施の形態における木構造情報の一例を示す図
【図８】同実施の形態における属性情報の一例を示す図
【図９】同実施の形態における表示の一例を示す図
【図１０】同実施の形態における表示の一例を示す図
【図１１】同実施の形態における木構造情報の一例を示す図
【図１２】同実施の形態における表示の一例を示す図
【図１３】同実施の形態における木構造情報の一例を示す図
【図１４】同実施の形態における表示の一例を示す図
【図１５】同実施の形態における月ごとの日射比率の一例を示す図
【図１６】同実施の形態における時間ごとの太陽高度等の一例を示す図
【図１７】同実施の形態における算出された電圧、電力の一例を示す図
【図１８】同実施の形態における算出された電圧、電力の一例を示す図
【図１９】同実施の形態におけるコンピュータシステムの外観一例を示す模式図
【図２０】同実施の形態におけるコンピュータシステムの構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による発電システム設計装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。
【００２１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による発電システム設計装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による発電システム設計装置は、木構造で示される発電システムの設計を行うものである。
【００２２】
図１は、本実施の形態による発電システム設計装置１の構成を示すブロック図である。本実施の形態による発電システム設計装置１は、木構造情報記憶部１１と、受付部１２と、変更部１３と、整合性検出部１４と、シミュレーション部１５と、出力部１６とを備える。
【００２３】
木構造情報記憶部１１では、木構造情報が記憶される。木構造情報は、連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、連系点から発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報である。連系点とは、設計の対象となる発電システムが、商用の電力系統と接続する点である。したがって、発電システムにおける最も上流側が連系点である。また、自然エネルギーの発電機器とは、太陽光や風力、水力、潮力、波力等の自然エネルギーを用いた発電機器であって、例えば、太陽電池であってもよく、風力発電や水力発電、潮力発電、波力発電等の発電機であってもよい。本実施の形態では、その発電機器が太陽電池である場合について主に説明する。また、中間物には、ケーブル、接続箱、直流交流変換器、変圧器、昇圧ユニットの群から選ばれる１以上のものが含まれてもよい。すなわち、木構造に、ケーブル、接続箱、直流交流変換器、変圧器、昇圧ユニットの群から選ばれる１以上のものに対応する中間ノードが存在してもよい。したがって、中間ノードは、例えば、ケーブルに対応したものであってもよく、接続箱に対応したものであってもよく、直流交流変換器（以下、「直交変換器」と呼ぶこともある）に対応したものであってもよく、変圧器に対応したものであってもよく、昇圧ユニットに対応したものであってもよい。直交変換器は、パワーコンディショナや、ＰＣＳ（ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれることもある。また、その他の中間物に対応した中間ノードが存在してもよい。また、中間ノードに、対応する中間物が存在しない中間ノードであるダミー中間ノードが存在してもよい。その中間ノードは、例えば、シミュレーション部１５において電力量を計算する箇所として用いられてもよい。また、木構造には、電力を消費する電気機器に対応するリーフノードが含まれてもよい。電力を消費する電気機器は、例えば、直交変換器や変圧器等を冷却するための空調電気機器（エアコン）であってもよく、照明機器であってもよく、監視機器であってもよく、その他の発電システムで用いられる電気機器であってもよい。なお、ルートノードとは、親ノードの存在しないノードである。また、リーフノードとは、子ノードの存在しないノードである。また、中間ノードとは、１個の親ノードと、１個以上の子ノードの存在するノードである。また、木構造を示す情報は、例えば、ノードごとに、そのノードの親ノードを特定する情報（例えば、親ノードのノードＩＤや、親ノードの情報が記憶されている位置を示すポインタ等）を有する情報であってもよく、ノードごとに、そのノードの子ノードを特定する情報（例えば、子ノードのノードＩＤや、子ノードの情報が記憶されている位置を示すポインタ等）を有する情報であってもよく、あるいは、ノードごとに、そのノードの親ノードと子ノードとを特定する情報を有する情報であってもよい。なお、木構造を示す情報は、各ノードの親子関係を示すことができる情報であれば、その他の情報であってもよい。
【００２４】
また、木構造情報は、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する。電力の生成に関する属性情報は、例えば、１００％の発電時や、標準試験条件（ＳＴＣ：Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）における発電時の電圧や電流等を示す情報であってもよい。また、電力の減少に関する属性情報は、例えば、効率を示す情報や、そのノードでの電力の消費を算出するために用いられる情報、抵抗を算出するために用いられる情報等であってもよい。なお、属性情報が対応していないノードが存在してもよい。例えば、連系点に対応するルートノードや、ダミー中間ノードには、対応する属性情報が存在しなくてもよい。また、接続箱に対応する中間ノードにも、対応する属性情報が存在しなくてもよい。また、木構造に電力を消費する電気機器に対応するリーフノードが含まれる場合には、木構造情報に、そのリーフノードに対応する電力の消費に関する属性情報が含まれてもよい。
【００２５】
ここで、各ノードの種類ごとの属性情報について簡単に説明する。
太陽電池の属性情報は、その太陽電池での発電量を計算するために用いられる情報であり、例えば、１００％の発電時や標準試験条件の発電時の電圧、電流、太陽電池の法線方向の方位角、太陽電池の傾斜角等であってもよい。
ケーブルの属性情報は、そのケーブルでの電力の減少を計算するために用いられる情報であり、例えば、ケーブルの抵抗であってもよく、ケーブルの抵抗を算出するために用いられる情報（例えば、長さ、断面積、本数、材質等）であってもよい。
直交変換器の属性情報は、その直交変換器での電力の減少を計算するために用いられる情報であり、例えば、直流電圧、交流電圧、交流の配線方式（例えば、単相２線や、三相３線等）、変換効率であってもよい。電圧は、幅を有するものであってもよい。また、変換効率は、入力される直流電圧の幅ごとに設定されてもよい。
変圧器の属性情報は、その変圧器での電力の減少を計算するために用いられる情報であり、例えば、定格容量、無負荷損、負荷損、変圧比等であってもよい。なお、本実施の形態では、変圧器の変圧比は、リーフ側を一次電圧、ルート側を二次電圧とした場合の変圧比であるとする。すなわち、ルート側の電圧に変圧比を掛けたものがリーフ側の電圧になるものとする。このことは、リーフ側からルート側に電力が供給される場合にも、ルート側からリーフ側に電力が供給される場合にも同じであるとする。また、変圧器の属性情報に、ルート側の電圧が含まれていてもよい。タップ切り替えによって、ルート側の電圧を選択できる場合もあるからである。
電力を消費する電気機器の属性情報は、その電気機器での電力の消費量を計算するために用いられる情報であり、例えば、電圧、電流（あるいは、消費電力）、運転率等であってもよい。運転率とは、その電気機器が動作している平均の割合である。例えば、運転率が５０％であれば、ある期間（例えば、１か月、１日、１時間等）において、５０％の電力量が消費されることになる。
また、上述した情報のうち、少なくとも一部が木構造情報の属性情報に含まれていなくてもよく、また、上述した情報以外の情報が、木構造情報の属性情報に含まれていてもよい。例えば、ケーブルや直交変換器、変圧器において、入力される電圧や電流の上限値等が属性情報に含まれていてもよい。
【００２６】
また、木構造情報は、同一の親ノードを親とする複数の同じ部分木構造が並列して木構造に存在する場合に、その親ノードを親とする一の部分木構造を示す木構造の情報と、同じ部分木構造の個数を示す個数情報とを有してもよい。このようにすることで、木構造において、同じ部分木構造を繰り返して設定する必要がなくなり、設計の際にも設計が容易になり、その設計された発電システムを見る際にも把握が容易になる。
【００２７】
本実施の形態では、木構造情報が各ノードに対応したノード情報を含む場合について説明する。各ノード情報は、そのノードに対応する属性情報及び個数情報を有しているものとする。また、各ノード情報は、木構造の親子関係を示す情報を有しているものとする。親子関係を示す情報は、前述のように、例えば、親ノードを特定するための情報であってもよく、子ノードを特定するための情報であってもよく、あるいは、親ノードと子ノードとの両方を特定するための情報であってもよい。本実施の形態では、ノード情報が、対応するノードの親ノードを特定する情報を有する場合について説明する。また、木構造情報に含まれる属性情報は、別ファイルとして管理されていてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。
【００２８】
木構造情報記憶部１１で記憶される木構造情報は、変更部１３によって蓄積されるものである。木構造情報記憶部１１での記憶は、ＲＡＭ等における一時的な記憶でもよく、あるいは、長期的な記憶でもよい。木構造情報記憶部１１は、所定の記録媒体（例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど）によって実現されうる。
【００２９】
受付部１２は、子ノード生成指示情報と、中間ノード生成指示情報とを受け付ける。子ノード生成指示情報は、木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報である。その子ノード生成指示情報は、生成対象となる子ノードの属性情報を含む情報である。また、その子ノード生成指示情報によって、生成対象の子ノードに対する親ノードを特定することができるものとする。また、中間ノード生成指示情報は、木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報である。その中間ノード生成指示情報は、生成対象となる中間ノードの属性情報を含む情報である。また、その中間ノード生成指示情報によって、生成対象の中間ノードに対する子ノードを少なくとも特定することができるものとする。あるノードに対応する親ノードは１個であるため、その子ノードを特定することができれば、生成対象の中間ノードに対応する親ノードをも特定することができ、結果として、生成対象の中間ノードの親ノード及び子ノードを特定することができるようになるからである。また、木構造情報に前述の個数情報が含まれる場合には、受付部１２は、その個数情報をも受け付けてもよい。その個数情報は、子ノード生成指示情報や、中間ノード生成指示情報に含まれていてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。
【００３０】
また、受付部１２は、それら以外の情報を受け付けてもよい。例えば、受付部１２は、木構造における既存のノードを削除する指示を受け付けてもよい。また、受付部１２は、木構造における既存のノードを更新する指示を受け付けてもよい。その更新は、例えば、属性情報の更新であってもよく、個数情報の更新であってもよく、木構造の親子関係の更新であってもよく、その他の更新であってもよい。
【００３１】
また、受付部１２は、例えば、入力デバイス（例えば、キーボードやマウス、タッチパネルなど）から入力された情報を受け付けてもよく、あるいは、有線もしくは無線の通信回線を介して送信された情報を受信してもよい。なお、受付部１２は、受け付けを行うためのデバイス（例えば、モデムやネットワークカードなど）を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、受付部１２は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは所定のデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
【００３２】
変更部１３は、受付部１２が子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び属性情報に対応した子ノードを木構造情報に追加する。すなわち、変更部１３は、その子ノード生成指示情報で生成が指示される子ノードが木構造に追加されるように木構造情報を変更し、また、その属性情報を木構造情報に追加する。本実施の形態では、変更部１３は、受け付けられた子ノード生成指示情報に応じて、新たなノード情報を生成し、そのノード情報に、受け付けられた子ノード生成指示情報に含まれる属性情報を追加する。また、変更部１３は、その生成したノード情報に対応するノードの親ノードが、子ノード生成指示情報によって特定される親ノードとなるように親子関係を設定する。また、個数情報も受け付けられた場合には、変更部１３は、その受け付けられた個数情報も生成したノード情報に追加する。
【００３３】
また、変更部１３は、受付部１２が中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び属性情報に対応した中間ノードを木構造情報に追加する。すなわち、変更部１３は、その中間ノード生成指示情報で生成が指示される中間ノードが木構造に追加されるように木構造情報を変更し、また、その属性情報を記憶像情報に追加する。本実施の形態では、変更部１３は、受け付けられた中間ノード生成指示情報に応じて、新たなノード情報を生成し、そのノード情報に、受け付けられた中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報を追加する。また、変更部１３は、その生成したノード情報に対応するノードの親ノードが、中間ノード生成指示情報によって特定される親ノードとなるように親子関係を設定する。また、変更部１３は、その生成したノード情報に対応するノードの子ノードが、中間ノード生成指示情報によって特定される子ノードとなるように親子関係を更新する。また、個数情報も受け付けられた場合には、変更部１３は、その受け付けられた個数情報も生成したノード情報に追加する。
【００３４】
また、変更部１３は、受付部１２が、既存のノードを削除する指示を受け付けた場合には、その指示に応じて、その削除の対象のノードが木構造から削除されるように木構造情報を更新する。また、その削除対象のノードに対応する属性情報が木構造情報に含まれる場合には、その属性情報を削除してもよい。本実施の形態では、変更部１３は、受け付けられた既存のノードの削除の指示に応じて、その削除対象のノードに対応するノード情報を削除する。また、変更部１３は、その削除対象のノードの子ノードが、削除対象のノードの親ノードの子ノードとなるように親子関係を更新する。
【００３５】
また、変更部１３は、受付部１２が、既存のノードを更新する指示を受け付けた場合には、その指示に応じて、木構造情報を更新する。本実施の形態では、例えば、更新対象のノードの新たな属性情報が受け付けられた場合には、変更部１３は、更新対象のノードに対応するノード情報の属性情報を、新たな属性情報に更新してもよい。また、更新対象のノードの新たな親ノードを特定する情報が受け付けられた場合には、変更部１３は、それに応じて、更新対象のノードに対応するノード情報に含まれる親ノードを特定するための情報を更新してもよい。
【００３６】
整合性検出部１４は、木構造情報において、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報が交流ケーブルに対応するものである不整合を検出する。直流ケーブルでは、ケーブルの本数が２本であるため、整合性検出部１４は、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルの本数が２本でなければ、不整合を検出してもよい。例えば、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報によってケーブルの本数が３本であることが示される場合に、整合性検出部１４は、不整合を検出してもよい。
【００３７】
また、整合性検出部１４は、木構造情報において、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報が直流ケーブルに対応するものである不整合を検出する。直流交流変換器の交流の配線方式が「Ｎ線」（Ｎは２以上の整数である）であれば、その直流交流変換器よりもルート側の交流ケーブルでは、ケーブルの本数がＮ本であるため、整合性検出部１４は、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルの本数がＮ本でなければ、不整合を検出してもよい。例えば、直流交流変換器が直流を３線または４線の交流に変換するものである場合であって、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報によってケーブルの本数が２本であることが示される場合に、整合性検出部１４は、不整合を検出してもよい。
【００３８】
なお、これらの不整合が検出される場合には、木構造において、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれていることになる。
【００３９】
シミュレーション部１５は、木構造情報に含まれる属性情報を用いて、発電される電力量と電力量の減少とをリーフノードからルートノードまで計算することによって、ルートノードに対応する連系点における電力量を取得する。木構造に電力を消費する電気機器に対応するリーフノードが含まれる場合には、シミュレーション部１５は、その電力の消費を考慮した計算を行うことになる。また、木構造情報に個数情報が含まれる場合には、シミュレーション部１５は、その個数情報によって個数の示される部分構造木の親ノードにおける電力量を算出する際に、部分構造木のルートにおける電力量に、個数情報の示す個数を掛けた電力量を用いる。シミュレーション部１５は、各リーフノードについては、そのリーフノードで生成される、あるいは、消費される電力に応じた電圧や電流を算出する。また、シミュレーション部１５は、各中間ノードについては、その中間ノードの１以上の子ノードからのすべての電力の合計を入力とし、その中間ノードにおける電力の減少分を考慮することによって、その中間ノードのルート側での電力を計算することができる。その中間ノードのリーフ側の電力が正である場合（すなわち、そのリーフ側において発電が行われる場合）には、シミュレーション部１５は、そのリーフ側の正の電力から中間ノードで減少する電力を引くことによって、親ノードに渡される電力を計算することができる。具体的には、中間ノードの効率が９０％であり、その中間ノードのリーフ側の電力がＡ（Ｗ）である場合には、シミュレーション部１５は、その中間ノードのルート側の電力として、０．９×Ａ（Ｗ）を計算することができる。その中間ノードのリーフ側の電力が負である場合（すなわち、そのリーフ側において電力が消費される場合）には、シミュレーション部１５は、そのリーフ側の負の電力から中間ノードで減少する電力を足すことによって、ルート側の電力を計算することができる。具体的には、中間ノードの効率が９０％であり、その中間ノードのリーフ側の電力がＡ（Ｗ）である場合には、シミュレーション部１５は、その中間ノードのルート側の電力として、Ａ／０．９（Ｗ）を計算することができる。その中間ノードのリーフ側でＡ（Ｗ）が必要であるため、ルート側からＡ／０．９（Ｗ）を受け取る必要があるからである。なお、消費の場合には、電力をマイナスで表記してもよい。このような計算を、リーフノードからルートノードまで順次、行うことによって、ルートノードである連系点における電力量を知ることができ、設計した発明システムによって発電される電力量を知ることができるようになる。なお、最終的に電力量（Ｗｈ）を算出することができるのであれば、シミュレーション部１５は、電力（Ｗ）を計算してもよい。また、電力（Ｗ）は、電圧（Ｖ）と電流（Ａ）の積であるため、シミュレーション部１５は、電圧と電流とを計算してもよい。後述するように、中間ノードの種類によっては、電圧や電流を用いた計算を行う必要があるからである。したがって、シミュレーション部１５が各ノードの電力量を計算することは、各ノードの時間帯や時期ごとの電圧と電流とを計算することであってもよい。なお、電圧と電流を用いた計算を行う場合には、例え���、計算対象のノードが複数の子ノードからの電力を受け取る際に、その複数の子ノードについて電流の合計と、複数の子ノードからの電圧そのもの（通常、複数の子ノードのすべてについて電圧は同じである）とを、計算対象のノードのリーフ側の電流、電圧として用いるものとする。また、時間帯ごとに計算を行ってもよく、時期ごとに計算を行ってもよい。時間帯は、例えば、１時間であってもよく、２以上の整数の時間であってもよい。また、時期は、例えば、１日であってもよく、１週間であってもよく、１か月であってもよく、１年であってもよく、その他の時期であってもよい。また、シミュレーション部１５は、最終的に、各ノードにおける電力量を取得してもよく、あるいは、連系点における電力量のみを取得してもよい。
【００４０】
ここで、具体的にノードの種類ごとの計算方法について説明する。リーフノードに対応する太陽電池、中間ノードに対応するケーブル、直交変換器、変圧器、接続箱、リーフノードに対応する電力を消費する電気機器のそれぞれについて説明する。リーフノードについては、ルート側の電圧等を算出する方法について説明する。中間ノードについては、リーフ側の電圧等を用いて、ルート側の電圧等を算出する方法について説明する。なお、ルートノードについては、そのルートノードの子ノードのルート側の電力を合計することによって、ルートノードの電力を計算することができる。また、このシミュレーションでは、電力が消費される場合も、電力が生成される場合も、リーフ側からルート側に向かって、計算が行われるものとする。
【００４１】
［太陽電池］
太陽電池については、その太陽電池に対応する属性情報（厳密に言えば、太陽電池に対応するリーフノードに対応する属性情報）に、標準試験条件の発電時の電流及び電圧、すなわち、公称出力電流及び公称出力電圧が含まれているものとする。また、図示しない記録媒体において、太陽光が地上に到達する割合に応じた日射比率が、一定の時期ごとに記憶されているものとする。例えば、曇りや雨であれば、晴天の場合と比較して太陽電池に到達する日射量が落ちることになる。したがって、過去の気象情報（例えば、過去２０年間の気象情報）を用いて、一定の時期ごと（例えば、１週間ごと、１か月ごとなど）に、標準試験条件の日射量に対する過去の日射量の比率である日射比率を計算し、その比率（割合）を示す情報があらかじめ記憶されているものとする。また、シミュレーション部１５は、日時に応じた太陽高度（水平を０度、天頂を９０度とする角度）と太陽の方位角とを取得できるものとする。太陽高度や方位角は、緯度・経度に応じて取得することができる。なお、緯度・経度と共に、高度に対応する太陽高度や方位角を取得してもよい。この取得は、例えば、太陽高度等を計算することによる取得であってもよく、あるいは、日時と、太陽の高度及び方位角とを対応付ける情報（例えば、図１６参照）を用いた取得であってもよい。また、太陽電池に対応する属性情報には、太陽電池の法線方向の方位角や、太陽電池の傾斜角（水平を０度とする、水平に対する傾斜の角度）も含まれていてもよい。そして、シミュレーション部１５は、例えば、ある時間帯について、太陽光線と、太陽電池の法線とのなす角度θの余弦（ｃｏｓθ）を算出する。そして、その算出した余弦ｃｏｓθと、太陽電池の発電量を算出したい時期の日射比率と、標準試験条件の発電時の電流とを掛けることによって、太陽電池が生成する電流を算出することができる。なお、太陽電池の電圧は、発電量に応じてほとんど変化しないため、標準試験条件の発電時の電圧を、発電された電圧として用いることにする。すなわち、太陽電池のルート側の電圧、電流は次式のようになる。
ルート側の電圧＝公称出力電圧（Ｖ）
ルート側の電流＝ｃｏｓθ×（日射比率（％）／１００）×公称出力電流（Ａ）
その算出した電流と、標準試験条件の発電時の電圧とによって求められる電力量が、太陽電池の発電した電力量となる。なお、本来は、太陽電池の発電量は電力によって示されるものであるが、上位ノードでの算出において、電流や電圧の値が必要になることがあるため、前述のように、シミュレーション部１５は、電圧や、算出した電流を図示しない記録媒体において記憶してもよい。また、ここで説明した算出方法は、日射がすべて直射日光に対応するものであると近似した簡易の計算方法である。日射を直達日射と、散乱日射とに分けた場合の計算方法については後述する。
【００４２】
［ケーブル］
ケーブルについては、そのケーブルに対応する属性情報を用いることによって、そのケーブルの抵抗（Ω）を取得することができるものとする。したがって、シミュレーション部１５は、ケーブルの抵抗を取得する。そして、その取得した抵抗を用いて、次式によってケーブルによる電圧降下を算出することができる。また、シミュレーション部１５は、ケーブルのリーフ側の電圧から、算出した電圧降下分を減算することによって、ケーブルのルート側の電圧を算出することができる。なお、ケーブルのルート側の電流は、ケーブルのリーフ側の電流と同じである。ケーブルのリーフ側に複数の子ノードが存在する場合には、ケーブルのリーフ側の電流は、それらの複数の子ノードのルート側の電流の合計となる。
【００４３】
電圧降下（Ｖ）＝Ｋ×抵抗（Ω）×電流（Ａ）
ここで、Ｋは、配線方式（電気方式）に応じた係数であり、次のようになる。
配線方式      Ｋの値
直流２線式        ２
交流単相２線式      ２
交流単相３線式      １
交流三相３線式      ３１／２
交流三相４線式      １
【００４４】
したがって、ケーブルのリーフ側の電圧がＤ（Ｖ）であり、リーフ側の電流の合計がＥ（Ａ）である場合には、ケーブルの抵抗をＲ（Ω）とすると、ケーブルのルート側の電圧は、Ｄ−Ｋ×Ｒ×Ｅ（Ｖ）となり、ルート側の電流はＥ（Ａ）となる。
【００４５】
なお、配線方式については、太陽電池から直交変換器までの間は直流２線式となり、直交変換器よりもルートノード側は、直交変換器により生成された交流の配線方式となる。また、電力を消費する電気機器の上位ノードに直交変換器や交直変換器が存在しない場合には、その電気機器よりも上位ノードの配線方式は、ルートノードの配線方式と同じになる。一方、電気機器の上位ノードに直交変換器や交直変換器が存在する場合には、太陽電池の場合と同様になる。すなわち、電気機器から直交変換器や交直変換器までの間はそれらのリーフ側の配線方式となり、直交変換器や交直変換器よりもルートノード側はそれらのルート側の配線方式となる。
【００４６】
また、ケーブルのリーフ側に電力を消費する電気機器が存在する場合には、ケーブルのルート側からケーブルのリーフ側に電流が流れることになるため、消費される電力量は、ケーブルの上位側が下位側に比べて高くなる。具体的には、ケーブルのリーフ側の電圧がＤ（Ｖ）であり、リーフ側の電流の合計がＥ（Ａ）である場合には、ケーブルの抵抗をＲ（Ω）とすると、ケーブルのルート側の電圧は、Ｄ＋Ｋ×Ｒ×Ｅ（Ｖ）となり、ルート側の電流はＥ（Ａ）となる。
【００４７】
［直交変換器］
直交変換器については、その直交変換器に対応する属性情報を参照することによって、その直交変換器の入力電圧、出力電圧、効率を知ることができる。したがって、それらを用いることによって、リーフ側の電圧や電流に対応するルート側の電圧や電流を算出することができる。なお、本実施の形態では、直交変換器のリーフ側が直流であり、ルート側が交流である場合について説明する。例えば、直交変換器の入力直流電圧が２００〜６００（Ｖ）、出力交流電圧がＢ（Ｖ）、効率がＣ（％）であり、その直交変換器のリーフ側の直流の電圧がＤ（Ｖ）、電流がＥ（Ａ）である場合には、ルート側の電圧はＢ（Ｖ）となり、ルート側の電流はＤ×Ｅ×（Ｃ／１００）／Ｂ（Ａ）となる。ここで、Ｄは２００〜６００の範囲内に入っているものとする。
【００４８】
なお、ここでは直交変換器について説明したが、リーフ側に直流で動作する電気機器が存在する場合であって、その電気機器の上位側において交直変換器を用いる場合にも、同様にして計算を行うことができる。例えば、その交直変換器のルート側の交流電圧がＢ（Ｖ）、効率がＣ（％）であり、リーフ側の直流の電圧がＤ（Ｖ）、電流がＥ（Ａ）である場合には、ルート側の電圧はＢ（Ｖ）、電流はＤ×Ｅ×（１００／Ｃ）／Ｂ（Ａ）となる。
【００４９】
［接続箱］
本実施の形態において、接続箱では、電力の減少は起こらないものとする。したがって、その接続箱の子ノードの出力電力を合計したものが、その接続箱の親ノードに渡されることになる。電圧、電流を用いた計算の場合には、前述のように、接続箱のリーフ側のすべての電流の合計がルート側の電流となり、接続箱のリーフ側の電圧（通常、複数の子ノードのすべてについて電圧は同じである）がそのままルート側の電圧となる。なお、ダミー中間ノードに関する計算も、接続箱と同様にして行うことができる。
【００５０】
［変圧器］
変圧器については、その変圧器に対応する属性情報を用いて、次式によって変圧器での損失（Ｗ）を算出することができる。
損失（Ｗ）＝無負荷損（Ｗ）＋（入力比率）２×負荷損（Ｗ）
ここで、「入力比率＝入力された電力／変圧器の定格容量」である。なお、無負荷損は、変圧器が変圧を行わない場合にも消費されることになる。したがって、トランスよりも下位側のすべてのノードの電力が０である場合には、変圧器は、その無負荷損に応じた電力を消費する電気機器と同様の振る舞いをすることになる。
【００５１】
また、その変圧器からの出力電圧、出力電流を算出する際に、損失は出力電流に影響を与えるという近似を行う。すると、例えば、変圧器のリーフ側からＤ（Ｖ）、Ｅ（Ａ）の交流が入力され、変圧比がＮであり、無負荷損がＦ（Ｗ）、負荷損がＧ（Ｗ）であり、定格容量がＨ（ＶＡ）であるとすると、損失（Ｗ）は、Ｆ＋（Ｄ×Ｅ／Ｈ）２×Ｇとなる。また、ルート側の電圧（Ｖ）は、Ｄ／Ｎとなるため、ルート側の電流（Ａ）は、Ｎ×Ｅ−Ｎ×｛Ｆ＋（Ｄ×Ｅ／Ｈ）２×Ｇ｝／Ｄとなる。
【００５２】
変圧器のリーフ側で電力が消費されている場合には、次のように計算を行う。例えば、変圧器のリーフ側においてＤ（Ｖ）、Ｅ（Ａ）の交流が消費され、変圧比がＮであり、無負荷損がＦ（Ｗ）、負荷損がＧ（Ｗ）であり、定格容量がＨ（ＶＡ）であるとする。また、実際にはルート側からリーフ側に電力が供給されることになるため、変圧器のルート側の入力比率を用いなければならないが、ここでは、ルート側の入力比率と、リーフ側の入力比率（厳密には出力比率）が等しいと近似して、算出を行う。すると、損失（Ｗ）は、Ｆ＋（Ｄ×Ｅ／Ｈ）２×Ｇとなる。また、ルート側の電圧（Ｖ）は、Ｄ／Ｎとなるため、ルート側の電流（Ａ）は、Ｎ×Ｅ＋Ｎ×｛Ｆ＋（Ｄ×Ｅ／Ｈ）２×Ｇ｝／Ｄとなる。
【００５３】
［電力を消費する電気機器］
電力を消費する電気機器については、その電気機器に対応する属性情報に、電気機器の電圧（Ｖ）や、消費電力（Ｗ）、運転率（％）が含まれている。したがって、シミュレーション部１５は、それらを用いることによって、その電気機器で消費される電圧（Ｖ）、電流（Ａ）を知ることができる。なお、その電流（Ａ）は、電気機器の電圧をＪ（Ｖ）、消費電力をＬ（Ｗ）、運転率をＭ（％）とした場合に、Ｌ×（Ｍ／１００）／Ｊとなる。
【００５４】
なお、電力を消費する電気機器の上位ノードでの計算は、計算対象となるノードにおける電力の減少を考慮しても、そのノードの下位側での電力を確保できるように、そのノードの上位側の電力を算出することになる。例えば、計算対象のノードの効率が９０％であり、そのノードの下位側では、Ｐ（Ｗ）が消費される場合には、そのノードの上位側において、Ｐ／０．９（Ｗ）が必要になる。
【００５５】
また、各ノードの形状や、接続端子、その他の特徴に応じて、電力が減衰する場合もあり得る。したがって、各ノードに関する計算を行う場合に、そのような電力の減衰に関する特徴に応じた係数を掛けることによって、各ノードのルート側の電圧や電流、電力を計算するようにしてもよい。また、各ノードにおける計算は、上記の方法に限定されるものではなく、その他の計算を行ってもよい。例えば、変圧器において、損失が電流にのみ影響する場合について説明したが、損失が電流と電圧の両方に影響するように計算を行ってもよい。
【００５６】
なお、ノードごとに、ルート側の電圧や電流を算出する式が図示しない記録媒体で記憶されており、シミュレーション部１５は、それを読み出して用いてもよい。その際に、リーフ側の電力が正の場合（生成されている場合）と、負の場合（消費されている場合）との２個の式がそれぞれ、記憶されていてもよい。
【００５７】
木構造の全体としては、シミュレーション部１５は、次のように電力量の取得を行うことになる。シミュレーション部１５は、まず、リーフノードにおいて生成される電力量や、リーフノードにおいて消費される電力量を計算する。シミュレーション部１５は、電力量の取得対象のリーフノードの種類（例えば、太陽電池、電力を消費する電気機器）を特定し、それに応じた式を読み出す。そして、シミュレーション部１５は、その読み出した式に応じて、ルート側の電圧や電流を計算する。なお、太陽電池に関する計算においては、シミュレーション部１５は、前述のように、日射比率等をも用いた計算を行うものとする。また、その計算において、リーフノードに対応する属性情報を用いて、読み出した式の係数等を取得してもよい。
【００５８】
次に、シミュレーション部１５は、すべての子ノードの電力量がすでに取得済みである中間ノードについて、電力量の取得を行う。具体的には、シミュレーション部１５は、木構造情報を用いることによって、電力量の取得対象の中間ノードの種類（例えば、ケーブル、変圧器、直交変換器、接続箱、ダミー中間ノード等）を特定する。また、シミュレーション部１５は、その中間ノードのリーフ側の電力が正であるのか、あるいは、負であるのかを判断する。そして、シミュレーション部１５は、その中間ノードの種類と、リーフ側の電力の正負とに応じて、その中間ノードのルート側の電圧や電流を算出する式を図示しない記録媒体から読み出す。なお、シミュレーション部１５は、その中間ノードに対応する属性情報を用いて、その読み出した式の係数等を取得する。このように、属性情報は、ノードの種類や、ノードのルート側の電力量を計算するために用いられる式中のパラメータを含むものであると考えることもできる。最後に、シミュレーション部１５は、リーフ側の電圧や電力、係数等の代入された式を用いて、その中間ノードのルート側の電圧や電流を算出する。その算出された電圧や電流は、出力部１６による出力が行われるまで、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。その際に、ノードを識別する情報に対応付けられて蓄積されてもよい。また、この中間ノードの計算をルートノードまで繰り返して行うことによって、シミュレーション部１５は、ルートノードの電力量を計算することができる。
【００５９】
なお、リーフノードや中間ノードに対応する個数情報が「１」以外である場合には、シミュレーション部１５は、リーフノードや中間ノードについて、算出した電力量に、個数情報で示される値を掛けた電力量を、そのリーフノードや中間ノードのルート側の電力量として算出する。電力量が電圧と電流で示される場合には、シミュレーション部１５は、算出した電流に個数情報で示される値を掛けることによって、ルート側の電流を算出する。
【００６０】
また、中間ノードが変圧器であって、その中間ノードのリーフ側の電力が０である場合には、前述のように、シミュレーション部１５は、その中間ノードが、その変圧器の無負荷損（Ｗ）だけの電力を消費する電気機器（１００％の運転率とする）であるとしてルート側の電力（＝無負荷損）を取得してもよい。なお、その電力を電圧と電流とに分ける際には、シミュレーション部１５は、例えば、その変圧器の下位側のノードであって、電圧を決定できる直近のノード（例えば、直交変換器や太陽電池等）の電圧が、その変圧器に対応する中間ノードのリーフ側の電圧であるとして、ルート側の電力をルート側の電圧（＝そのリーフ側の電圧／変圧比）と、ルート側の電流（＝ルート側の電力／ルート側の電圧）とに分けてもよい。
【００６１】
出力部１６は、木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する。すなわち、出力部１６による出力は、表示デバイス（例えば、ＣＲＴや液晶ディスプレイなど）への表示であってもよく、送信先の装置での表示のための送信であってもよく、表示のための蓄積であってもよく、表示のための他の構成要素への引き渡しであってもよい。また、それらの出力において、表示が印刷に代わってもよい。本実施の形態では、出力部１６が表示デバイスへの表示を行う場合について説明する。なお、木構造情報から、その木構造情報の示す木構造の図形を生成する方法は、すでに公知であり、その説明を省略する。また、出力部１６が出力する木構造では、木構造に含まれる各ノードが識別可能になっていることが好適である。例えば、木構造の各ノードにノードの名称が含まれてもよい。
【００６２】
また、整合性検出部１４が不整合を検出した場合に、出力部１６は、その整合性検出部１４が検出した不整合を出力してもよい。また、シミュレーション部１５が連系点における電力量等を取得した場合に、出力部１６は、そのシミュレーション部１５が取得した連系点における電力量等を出力してもよい。
【００６３】
なお、出力部１６は、出力を行うデバイス（例えば、表示デバイスやプリンタなど）を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、出力部１６は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、それらのデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。
【００６４】
次に、本実施の形態による発電システム設計装置１の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
（ステップＳ１０１）受付部１２は、子ノード生成指示情報を受け付けたかどうか判断する。そして、子ノード生成指示情報を受け付けた場合には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０４に進む。
【００６５】
（ステップＳ１０２）変更部１３は、受け付けられた子ノード生成指示情報に応じて、生成対象の子ノードが追加されるように木構造情報記憶部１１で記憶されている木構造情報を変更する。
【００６６】
（ステップＳ１０３）出力部１６は、変更後の木構造情報を出力する。そして、ステップＳ１０１に戻る。
【００６７】
（ステップＳ１０４）受付部１２は、中間ノード生成指示情報を受け付けたかどうか判断する。そして、中間ノード生成指示情報を受け付けた場合には、ステップＳ１０５に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０７に進む。
【００６８】
（ステップＳ１０５）変更部１３は、受け付けられた中間ノード生成指示情報に応じて、生成対象の中間ノードが追加されるように木構造情報記憶部１１で記憶されている木構造情報を変更する。
【００６９】
（ステップＳ１０６）出力部１６は、変更後の木構造情報を出力する。そして、ステップＳ１０１に戻る。
【００７０】
（ステップＳ１０７）受付部１２は、ノードの削除の指示を受け付けたかどうか判断する。そして、ノードの削除の指示を受け付けた場合には、ステップＳ１０８に進み、そうでない場合には、ステップＳ１１０に進む。
【００７１】
（ステップＳ１０８）変更部１３は、受け付けられたノードの削除の指示に応じて、削除対象のノードが削除されるように木構造情報記憶部１１で記憶されている木構造情報を変更する。
【００７２】
（ステップＳ１０９）出力部１６は、変更後の木構造情報を出力する。そして、ステップＳ１０１に戻る。
【００７３】
（ステップＳ１１０）整合性検出部１４は、整合性に関する検出を行うかどうか判断する。そして、整合性に関する検出を行う場合には、ステップＳ１１１に進み、そうでない場合には、ステップＳ１１３に進む。整合性検出部１４は、例えば、子ノードや、中間ノードの追加が行われた後に、整合性に関する検出を行うと判断してもよく、あるいは、発電システム設計装置１が整合性に関する検出を行う旨の指示を受け付けた場合に、整合性に関する検出を行うと判断してもよい。本実施の形態では、後者の場合について説明する。
【００７４】
（ステップＳ１１１）整合性検出部１４は、整合性に関する検出を行う。
【００７５】
（ステップＳ１１２）出力部１６は、整合性検出部１４による整合性に関する検出の結果を出力する。なお、出力部１６は、不整合が検出された場合にのみ、この出力を行ってもよく、あるいは、不整合が検出されてもされなくても、その出力を行ってもよい。そして、ステップＳ１０１に戻る。
【００７６】
（ステップＳ１１３）シミュレーション部１５は、シミュレーションを行うかどうか判断する。そして、シミュレーションを行う場合には、ステップＳ１１４に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０１に戻る。なお、シミュレーション部１５は、例えば、発電システム設計装置１がシミュレーションを行う旨の指示を受け付けた場合に、シミュレーションを行うと判断してもよい。
【００７７】
（ステップＳ１１４）シミュレーション部１５は、シミュレーションを行い、連系点での電力量を取得する。その取得した電力量は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。なお、この処理の詳細については、図３のフローチャートを用いて後述する。
【００７８】
（ステップＳ１１５）出力部１６は、シミュレーション結果を出力する。そのシミュレーション結果は、連系点における電力量を少なくとも含むものである。そして、ステップＳ１０１に戻る。
【００７９】
なお、図２のフローチャートにおいて、ノードの更新の指示を受け付け、その受け付けられた更新の指示に応じて、ノードが更新されるように木構造情報を変更する処理が行われてもよい。また、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。
【００８０】
図３のフローチャートは、図２のフローチャートにおけるシミュレーションの処理（ステップＳ１１４）の詳細を示すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）シミュレーション部１５は、木構造情報記憶部１１で記憶されている木構造情報を用いて、各ノードの階層レベルを取得する。この階層レベルは、ルートノードを基準とするものである。また、子ノードの階層レベルは、その子ノードの親ノードの階層レベルよりも１だけ大きい値となる。本実施の形態では、ルートノードの階層レベルを「１」とする。なお、木構造の情報、例えば、ノード情報を用いて各ノードの階層レベルを取得する方法は、すでに公知であり、その説明を省略する。
【００８１】
（ステップＳ２０２）シミュレーション部１５は、カウンタＭを、ステップＳ２０１で取得した階層レベルの最大値に設定する。
【００８２】
（ステップＳ２０３）シミュレーション部１５は、階層レベルが「Ｍ」であるすべてのノードについて、発電した電力や、消費した電力、減少した電力等の計算を行う。この計算は、前述のように、リーフノードについては、発電した電力や、消費した電力を算出することによって行われる。また、この計算は、中間ノードについては、木構造情報を参照して、その中間ノードの子ノードを特定し、その特定した子ノードのルート側の電力を用いて、その中間ノードのルート側の電力を算出することによって行われる。また、この計算は、ルートノードについては、木構造情報を参照して、そのルートノードの子ノードを特定し、その特定した子ノードのルート側の電力を合計することによって行われる。
【００８３】
（ステップＳ２０４）シミュレーション部１５は、カウンタＭを１だけデクリメントする。このようにすることで、計算対象となるノードが、１階層だけルートノードに近くなったことになる。
【００８４】
（ステップＳ２０５）シミュレーション部１５は、カウンタＭが０に等しいかどうか判断する。そして、０に等しい場合には、ルートノードまでの計算が終わっていることになるため、ステップＳ２０６に進み、そうでない場合には、ステップＳ２０３に戻る。
【００８５】
（ステップＳ２０６）シミュレーション部１５は、ステップＳ２０２からの処理を繰り返すかどうか判断する。そして、繰り返す場合には、ステップＳ２０２に戻り、そうでない場合には、図２のフローチャートに戻る。例えば、１時間ごとの電力量を積み上げていくことによって１日の電力量を取得したり、１日ごとの電力量を積み上げていくことによって１年の電力量を取得したりする場合には、シミュレーション部１５は、最後の時間や、最後の日の計算が終了するまで、繰り返すと判断し、最後の時間や、最後の日の計算が終了すれば、繰り返さないと判断してもよい。
【００８６】
なお、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ２０２〜Ｓ２０５の処理が繰り返された場合に、ステップＳ２０６の判断処理でＮＯと判断された後に、各回の処理における電力量を合計する処理を行ってもよい。
【００８７】
次に、本実施の形態による発電システム設計装置１の動作について、具体例を用いて説明する。この具体例において、出力部１６は、木構造を図示しないディスプレイに表示するものとする。
【００８８】
まず、ユーザがマウス等を操作することによって、発電システムの設計を開始する指示を発電システム設計装置１に入力したとする。すると、出力部１６は、木構造情報記憶部１１で記憶されている木構造情報を読み出し、その木構造を表示する。なお、その木構造情報には、連系点に対応するルートノードの情報のみが含まれていたとする。すると、出力部１６は、図４で示される表示を行う。図４において、ルートノード「連系点」のみが表示されている。そのルートノード「連系点」のノードＩＤは、「Ｎ００１」であったとする。
【００８９】
ユーザが、マウス等を操作することによって、ルートノード「連系点」をクリックして選択したとする。すると、図４で示されるように、そのルートノード「連系点」がハイライトされる。次に、ユーザが、「子ノード生成」ボタンをクリックしたとする。すると、「子ノード生成」ボタンがクリックされた旨が受付部１２で受け付けられ、その旨が図示しない経路を介して出力部１６に渡される。「子ノード生成」ボタンがクリックされた旨を受け取ると、出力部１６は、新たに生成する子ノードに関するノードの情報の入力を要求する図５で示される画面を表示する。この画面を生成するための情報は、図示しない記録媒体において記憶されており、出力部１６は、それを読み出すことによって図５の表示を行ってもよい。図５では、画面に表示されるノードの名称、そのノードの個数、そのノードの種類の入力が要求される。この具体例では、ノードの種類として、太陽電池、ケーブル、直交変換器、接続箱、変圧器、電気機器、ダミー中間ノードを選択できるようになっているものとする。ここでは、図５で示されるように、ユーザが名称「ＰＣＳ」を入力し、プルダウンメニューから個数「１」を選択し、プルダウンメニューから種類「直交変換器」を選択し、「ＯＫ」ボタンをクリックしたとする。すると、名称「ＰＣＳ」、個数「１」、種類「直交変換器」が受付部１２で受け付けられ、それらが一時的に図示しない記録媒体で記憶される。また、種類「直交変換器」が図示しない経路を介して出力部１６に渡される。
【００９０】
出力部１６は、種類「直交変換器」を受け取ると、その「直交変換器」のＩＤを発行し、その発行したＩＤの直交変換器に応じた属性の入力を要求する画面を表示する。ここでは、直交変換器のＩＤとして「直交変換器００１」が発行され、そのＩＤで識別される直交変換器の属性の入力を要求する画面を表示する。この画面を生成するための情報は、ノードの種類ごとに図示しない記録媒体で記憶されており、出力部１６は、それを読み出すことによって、その画面の表示を行ってもよい。その画面において、図６で示されるように、ユーザが、直流電圧の範囲、交流電圧、交流の配線方式、効率を入力し、「ＯＫ」ボタンをクリックしたとする。すると、直流電圧「２５０〜６００（Ｖ）」、交流電圧「２００（Ｖ）」、交流の配線方式「三相３線」、効率「９０（％）」が受付部１２で受け付けられる。この受け付けによって、子ノード生成指示情報が完全に受け付けられたことになる（ステップＳ１０１）。そして、受付部１２は、それまでに受け付けた名称「ＰＣＳ」、個数「１」、種類「直交変換器」と、このたび受け付けた直流電圧「２５０〜６００（Ｖ）」、交流電圧「２００（Ｖ）」、交流の配線方式「三相３線」、効率「９０（％）」と、出力部１６が発行したＩＤ「直交変換器００１」と、現在ハイライトされている、ノードＩＤ「Ｎ００１」のノード（このノードを「ノードＮ００１」と呼ぶこともある。以下、他のノードについても同様であるとする）に子ノードを生成する旨の指示とを変更部１３に渡す。すると、変更部１３は、ノードＩＤ「Ｎ００１」の子ノードに対応するノード情報を生成する。そのノード情報は、図７の２番目のレコードで示されるものである。なお、ノードＩＤ「Ｎ００２」は、このノード情報を生成する際に発行されたノードＩＤである。名称、個数情報は、ユーザが入力した情報であり、親ノードＩＤは、現在ハイライトされているノードのノードＩＤである。また、属性情報は、そのノードに対応する直交変換器のＩＤである。また、変更部１３は、その直交変換器のＩＤに応じた属性情報を、図８（ａ）で示されるように、別途、木構造情報記憶部１１に蓄積する（ステップＳ１０２）。なお、図８（ａ）の直交変換器の属性情報において、対応する直交変換器のＩＤと、直流電圧の下限（Ｖ）、上限（Ｖ）と、交流の電圧（Ｖ）、配線方式と、効率（％）とが対応付けられている。これらの電圧等は、受付部１２が受け付けた値である。
【００９１】
その後、出力部１６は、図７で示される木構造情報を参照し、図９で示されるように、その木構造を表示する（ステップＳ１０２）。図９の木構造では、ルートノード「連系点」と、その子ノード「ＰＣＳ」とが表示されている。なお、この木構造の表示においては、各ノードの「名称」を、各ノードの親子関係が分かるように表示するものとする。木構造を示す情報を用いて木構造を表示する方法は、すでに公知であり、その説明を省略する。
【００９２】
次に、ユーザは、生成対象の中間ノードの子ノードとなるノード「ＰＣＳ」をクリックしてハイライトさせた後に、「中間ノード生成」ボタンをクリックしたとする。すると、「中間ノード生成」ボタンがクリックされた旨が受付部１２で受け付けられ、ハイライトされているノードＮ００２のノードＩＤ「Ｎ００２」が一時的に記憶されると共に、「中間ノード生成ボタン」がクリックされた旨が図示しない経路を介して出力部１６に渡される。「中間ノード生成」ボタンがクリックされた旨を受け取ると、出力部１６は、子ノード生成の場合と同様に、新たに生成する中間ノードに関するノードの情報の入力を要求する画面を表示する。その画面の表示に応じて、ユーザが、名称「トランス」、個数「１」、種類「変圧器」を入力したとする。すると、それらが受付部１２で受け付けられ、図示しない記録媒体で記憶される。また、種類「変圧器」に対応するＩＤ「変圧器００１」が発行され、それに対応する属性情報の入力を要求する画面が表示される。その画面において、ユーザが、図１０で示されるように、定格容量（ｋＶＡ）、無負荷損（Ｗ）、負荷損（Ｗ）、変圧比を入力し、「ＯＫ」ボタンをクリックしたとする。すると、入力された属性情報が受付部１２で受け付けられる。この受け付けによって、中間ノード生成指示情報が完全に受け付けられたことになる（ステップＳ１０４）。そして、受付部１２は、それまでに受け付けた名称等と、このたび受け付けた変圧器の属性と、発行されたＩＤと、ノードＮ００２の親ノードとして新たな中間ノードを生成する旨の指示とを変更部１３に渡す。すると、変更部１３は、その時点におけるノードＮ００２の親ノードであるノードＮ００１の子ノードとしてノードＮ００３を生成すると共に、ノードＮ００２が、その生成したノードＮ００３の子ノードとなるように、ノードＮ００２の親ノードＩＤを更新する。その結果、図１１の３番目のレコードに対応するノード情報と、図８（ｂ）の１番目のレコードに対応する変圧器の属性情報とが木構造情報記憶部１１に蓄積される（ステップＳ１０５）。その後、出力部１６は、図１１で示される木構造情報を参照し、図１２で示されるように、その木構造を表示する（ステップＳ１０６）。
【００９３】
その後、ユーザが子ノードの生成を繰り返すことによって、木構造情報が図１３で示されるようになり、その木構造情報に対応した属性情報が図８で示されるようになり、また、その図１３の木構造情報に応じた表示が、図１４で示されるようになったとする。なお、図１４において、結線ボックスにおいて［１００×］と表示されているのは、１００個の結線ボックスがケーブルに接続されていることを示している。その「１００」は、図１３の木構造情報における結線ボックスの個数情報「１００」に対応したものである。また、図１３で示される木構造情報に応じて、図８で示されるように、各ノードの属性情報が木構造情報記憶部１１に記憶されるものとする。ケーブルについては、図８（ｃ）で示されるように、長さと、断面積と、本数とを示す属性情報が記憶される。また、太陽電池については、図８（ｄ）で示されるように、標準試験条件の発電時の電圧及び電流と、太陽電池パネルの法線方向の方位角と、太陽電池パネルの傾斜角とを示す属性情報が記憶される。最大電流とは、標準試験条件における電流のことである。また、電力を消費する電気機器については、電圧と、消費電力と、運転率とを示す属性情報が記憶される。
【００９４】
次に、図１４の表示において、ユーザが「整合性検出」ボタンをクリックしたとする。すると、受付部１２は、整合性に関する検出する旨の指示を受け付け（ステップＳ１１０）、整合性に関する検出を行う旨の指示を整合性検出部１４に渡す。整合性検出の指示を受け取ると、整合性検出部１４は、木構造情報を参照し、整合性に関する検出処理を行う（ステップＳ１１１）。具体的には、整合性検出部１４は、まず、木構造情報の属性情報において、検索キー「直交変換器」で検索を行うことによって、直交変換器のノード情報を検出する。この場合には、ノードＮ００２のノード情報がヒットする。次に、整合性検出部１４は、その検出した直交変換器に対応するノード情報の親ノードをたどることによって、その直交変換器のノードからルートノードまでに存在するケーブルのノードを検出する。その検出は、直交変換器のノードＮ００２から、ルートノード（親ノードＩＤの存在しないノード）までに存在する、属性情報に「ケーブル」が含まれるノードを検出することによって行われる。この場合には、そのケーブルのノードが存在しないため、次に、整合性検出部１４は、ノードＮ００２からリーフノードまでに存在するケーブルのノードを検出する。その検出は、直交変換器のノードＮ００２から、リーフノード（そのノードを親ノードとするノードが存在しないノード）までに存在する、属性情報に「ケーブル」が含まれるノードを検出することによって行われる。この場合には、ノードＮ００４がケーブルのノードとして検出される。すると、整合性検出部１４は、その直交変換器よりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報が、交流ケーブルに対応するものであるかどうか判断する。この場合には、ケーブルのＩＤ「ケーブル００１」に対応する図８（ｃ）で示される属性情報のケーブルの本数が「２本」であるため、整合性検出部１４は、不整合を検出しない。その結果、出力部１６は、整合性に関する検出結果「不整合なし」を表示する（ステップＳ１１２）。なお、この具体例では、不整合が検出されなかった場合にも整合性に関する検出結果を出力する場合について説明したが、そうでなくてもよい。不整合が検出されなかった場合には、検出結果を出力せず、不整合が検出された場合にのみ、検出結果を出力するようにしてもよい。
【００９５】
次に、図１４の表示において、ユーザが「シミュレーション」ボタンをクリックしたとする。すると、受付部１２は、シミュレーションを行う旨の指示を受け付け（ステップＳ１１３）、シミュレーションを行う旨の指示をシミュレーション部１５に渡す。すると、シミュレーション部１５は、木構造情報を参照し、シミュレーションを行う（ステップＳ１１４）。なお、このシミュレーションにおいて、シミュレーション部１５は、図示しない記録媒体で記憶されている、図１５，図１６で示される情報を用いるものとする。図１５は、月ごとの日射比率を示す情報であり、過去の気象情報を用いて、太陽光が太陽電池の位置に到達する割合に応じて算出されるものである。また、図１６は、日本の大阪における、日時と、太陽の高度と、太陽の方位角とを対応付けて有する情報である。太陽高度や方位角が存在しない日時は、日の出前あるいは日没後であり、太陽電池に照射される太陽光がないことを示している。また、この具体例では、シミュレーションにおいて、２０１０年の１月１日から１２月３１日まで、１時間ごとに連系点における電力量を算出し、それらを合計することによって、２０１０年の１年間の総電力量を算出する場合について説明する。
【００９６】
シミュレーション部１５は、まず、図１３の木構造情報で示される木構造の各ノードの階層レベルを取得する（ステップＳ２０１）。具体的には、シミュレーション部１５は、ルートノードの階層レベルを「１」とし、そのルートノードの子ノードの階層レベルを「２」とする。また、階層レベル「２」のノードの子ノードの階層レベルを「３」とする。このように、シミュレーション部１５は、階層レベル「Ｎ」のノードの子ノードの階層レベルを「Ｎ−１」とすることを、リーフノードの階層レベルを算出するまで繰り返して実行する。また、シミュレーション部１５は、すべてのノードについて、階層レベルを算出する。シミュレーション部１５は、ノードＩＤと、そのノードＩＤで識別されるノードの階層レベルとを対応付けて有する情報を、図示しない記録媒体に蓄積してもよい。
【００９７】
次に、シミュレーション部１５は、すべてのノードに対応する階層レベルから、最も大きい値の階層レベルである最大階層レベルを取得する。図１３の木構造情報の場合には、最大階層レベルは「６」となる。したがって、シミュレーション部１５は、カウンタＭをその最大階層レベル「６」に設定する（ステップＳ２０２）。
【００９８】
その後、シミュレーション部１５は、階層レベルが最大階層レベル「６」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０３）。この具体例では、階層レベルが「６」のノードは、太陽電池のノードのみであるため、シミュレーション部１５は、その太陽電池のノードについて、２０１０年１月１日０時の計算を行う。この場合には、太陽が出ていないため、太陽電池の電圧、電流は０となる。したがって、それに個数情報の示す個数「５」を掛けても電圧、電流は０となり、シミュレーション部１５は、図１７の１番目のレコードで示されるように、２０１０年１月１日０時のノードＮ００６に対応する電圧「０」、電流「０」を図示しない記録媒体に蓄積する。
【００９９】
次に、シミュレーション部１５は、カウンタを「５」に更新し（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）、階層レベルが「５」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０３）。この具体例では、階層レベルが「５」のノードは、結線ボックスのノードのみであるため、シミュレーション部１５は、そのノードについて計算を行う。具体的には、結線ボックスは、リーフ側から入力された電力をまとめてルート側に出力するだけであるため、子ノードであるノードＮ００６の電圧「０」、電力「０」を図１７の１番目のレコードから取得する。そして、それらに個数情報の示す個数「１００」を掛けた電圧、電流を、図１７の２番目のレコードで示されるように蓄積する。
【０１００】
次に、シミュレーション部１５は、カウンタを「４」に更新し（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）、階層レベルが「４」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０３）。この具体例では、階層レベルが「４」のノードは、ケーブルのノードと、エアコンのノードであるため、シミュレーション部１５は、まず、ケーブルについて計算を行う。ケーブルについては、結線ボックスの場合と同様に、ルート側に出力される電圧、電流は共に「０」となる。一方、エアコンについては、図８（ｅ）で示される属性情報、すなわち、電圧「４００（Ｖ）」、消費電力「１２０００（Ｗ）」、運転率「１００（％）」が読み出され、運転率が１００％であるため、電圧４００（Ｖ）、電流３０（Ａ）が取得される。なお、エアコンは電力を消費する電気機器であるため、図１７の４番目のレコードで示されるように、電流を負の値で記載することにする。４番目のレコードによって、２０１０年１月１日０時に、ノードＮ００８では、４００×３０＝１２０００（Ｗ）が消費されることが分かる。なお、電流の負号（マイナス記号）は、電力が消費されていることを示すものであるため、その電流の値を後の計算で用いる際には、正の値を用いればよい。
【０１０１】
次に、シミュレーション部１５は、カウンタを「３」に更新し（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）、階層レベルが「３」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０３）。この具体例では、階層レベルが「３」のノードは、ＰＣＳのノードと、トランスのノードであるため、シミュレーション部１５は、まず、ＰＣＳについて計算を行う。ＰＣＳについては、ケーブルの場合と同様に、ルート側に出力される電圧、電流は共に「０」となる。一方、トランスについては、属性情報が図８（ｂ）の２番目のレコードで示され、そのトランスの子ノードであるエアコンのノードＮ００８において、電圧４００（Ｖ）、電流３０（Ａ）が消費されるため、前述の変圧器に関するシミュレーションの説明のように、ルート側の電圧、電流を計算する。この計算では、電流３０（Ａ）を用い、計算結果の電流にマイナス記号を付けて図１７に蓄積するものとする。その結果、２０１０年１月１日０時のノードＮ００７における電圧は２００（Ｖ）となり、電流は−６１．４（Ａ）となる。
【０１０２】
次に、シミュレーション部１５は、カウンタを「２」に更新し（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）、階層レベルが「２」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０３）。この具体例では、階層レベルが「２」のノードは、トランスのノードであるため、シミュレーション部１５は、前述の説明と同様に、ルート側の電圧、電流を計算する。なお、その計算において、リーフ側の電流が負の値「−６１．４（Ａ）」であるため、シミュレーション部１５は、変圧器のリーフ側で電力が消費されている場合の式を用いて計算を行うものとする。その結果、２０１０年１月１日０時のノードＮ００３における電圧は２０ｋ（Ｖ）となり、電流は−０．６６４（Ａ）となる。
【０１０３】
次に、シミュレーション部１５は、カウンタを「１」に更新し（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）、階層レベルが「１」である各ノードに関する電力量の計算を行う（ステップＳ２０３）。この具体例では、階層レベルの「１」のノードは連系点のノードであり、その子ノードはノードＮ００３のみであり、連系点での電力量の減少はないため、連系点のノードＮ００１の電圧、電流は、ノードＮ００３と同じになる。したがって、２０１０年１月１日０時の１時間における連系点での電力量は、２０ｋ（Ｖ）×（−０．６６４）（Ａ）＝−１３．２８（ｋＷｈ）となる。したがって、その１時間に連系点において、１３．２８（ｋＷｈ）の電力量が発電システムの外部、すなわち商用の電力系統（電力会社）から供給されることになる。
【０１０４】
その後、２０１０年１２月３１日の２３時までの計算が終了していないため、計算を繰り返すと判断し（ステップＳ２０４〜２０６）、シミュレーション部１５は、２０１０年１月１日の１時の１時間における計算を行う（ステップＳ２０２〜２０５）。その後も、１時間ごとに計算が行われることになる。
【０１０５】
ここで、太陽電池による発電の行われる場合、すなわち、２０１０年１月１日９時のシミュレーションについて、簡単に説明する。その場合には、図１６で示されるように、太陽高度が２２．０８度であり、方位角が１４２．５１度である。また、図８（ｄ）で示されるように、太陽電池の方位角が１８０度であり、傾斜角が３０度であるため、シミュレーション部１５は、それらを用いて、太陽光線と、太陽電池の法線とのなす角度の余弦を算出する。その余弦は「０．６９３」となる。その余弦は、例えば、次のようにして算出してもよい。まず、太陽光線の方向と、太陽電池の法線方向との両方を同じ座標系（例えば、極座座標系）の角度を用いて表現する。次に、その座標系における、太陽光線の方向の単位ベクトルと、太陽電池の法線方向の単位ベクトルとの内積を算出する。すると、その２個の単位ベクトルの内積の値が、太陽光線と太陽電池の法線とのなす角度の余弦となる。また、図１５の１月の日射比率８５（％）を参照することによって、シミュレーション部１５は、１個の太陽電池によって発電される電流０．６９３×０．８５×２≒１．１７８（Ａ）を算出する。なお、図１３で示される木構造情報のノードＮ００６に対応する個数情報が「５」であるため、シミュレーション部１５は、その電流を５倍した値１．１７８×５＝５．８９（Ａ）を２０１０年１月１日９時のノードＮ００６の電流として、図１８で示されるように蓄積する。
【０１０６】
次に、太陽電池よりも１階層だけルートノードに近い結線ボックスでは、太陽電池の上位ノード側の電流値を１００倍するだけであるため、ノードＮ００５の電流は、５．８９×１００＝５８９（Ａ）となる。
【０１０７】
次に、シミュレーション部１５は、結線ボックスよりも１階層だけルートノードに近いケーブルに関する計算を行う。そのため、シミュレーション部１５は、そのケーブルに対応する図８（ｃ）で示される属性情報を参照し、そのケーブルの抵抗を算出する。なお、この具体例では、ケーブルはすべて銅線であるとする。また、銅の体積抵抗率として、１．７８×１０−８（Ω・ｍ）を用いる。したがって、抵抗は、１．７８×１０−８×５００／（１００×１０−６）＝０．０８９（Ω）となる。なお、ケーブルのリーフ側の電流は、５８９（Ａ）であるため、ケーブルでの電圧降下は、２×０．０８９×５８９≒１０５（Ｖ）となる。したがって、ケーブルのルート側での電圧は、５００−１０５＝３９５（Ｖ）となる。なお、エアコンに対応するノードＮ００２の電圧、電流は、前述の説明と同様に、４００（Ｖ）、−３０（Ａ）となる。
【０１０８】
次に、シミュレーション部１５は、ケーブルよりも１階層だけルートノードに近い直交変換器に関する計算を行う。ケーブルのルート側の電力は３９５×５８９＝２３２６５５（Ｗ）であり、そのうちの９０％が電圧２００（Ｖ）の交流に変換されるため、直交変換器のルート側の電圧、電流は、２００（Ｖ）、２３２６５５×０．９／２００≒１０４７（Ａ）となる。なお、エアコンの親ノードであるトランスに対応するノードＮ００７の電圧、電流は、前述の説明と同様に、２００（Ｖ）、−６１．４（Ａ）となる。
【０１０９】
次に、シミュレーション部１５は、直交変換器よりも１階層だけルートノードに近いトランスに関する計算を行う。そのトランスの子ノードである直交変換器に対応するノードＮ００２のルート側の電流は１０４７（Ａ）であり、そのトランスの子ノードであるトランスに対応するノードＮ００７のルート側の電流は−６１．４（Ａ）であるため、そのトランスのリーフ側の電流は、１０４７−６１．４≒９８６（Ａ）となる。したがって、前述の説明と同様にして、ノードＮ００３のルート側の電圧、電流を算出すると、２０ｋ（Ｖ）、９．７７（Ａ）となる。したがって、連系点に対応するノードＮ００１の電圧、電流も、ノードＮ００３と同じになる。このようにして、２０１０年１月１日９時の計算が終了する。その結果は、図１８で示されるようになる。したがって、２０１０年１月１日９時の１時間に連系点において、２０ｋ×９．７７≒１９５（ｋＷｈ）の電力量が発電システムから外部、すなわち商用の電力系統（電力会社）に出力されることになる。
【０１１０】
シミュレーション部１５は、このような計算を１２月３１日２３時まで行い、連系点における１時間ごとの電力量の合計を算出する。その結果、連系点での１年間の電力量の合計は、ＡＢＣ（ｋＷｈ）になったとする。すると、出力部１６は、そのシミュレーション結果である「ＡＢＣ（ｋＷｈ）」を表示する（ステップＳ１１５）。その表示によって、ユーザは、２０１０年の１年間における電力量を知ることができる。なお、出力部１６は、例えば、図１７や図１８で示される、各ノードの電圧や電流を示す情報を出力してもよい。その出力を見ることによって、ユーザは、電力の減少が大きいノードを特定することができ、それに応じて、発電システムの設計変更を行うこともできる。例えば、図１８を参照することによって、ケーブルでの電圧降下が大きいことが分かる。したがって、ユーザは、ケーブルの長さを短くしたり、ケーブルの断面積を大きくしたりすることによって、ケーブルでの電圧降下が大きくならないように設計を変更してもよい。また、他の箇所において設計変更を行ってもよい。
【０１１１】
なお、ユーザが、連系点（ノードＮ００１）とトランス（ノードＮ００３）との間に本数が２本であるケーブルのノードＮ００９を挿入したとする。すると、それに応じて木構造情報が変更されることになる（ステップＳ１０４〜Ｓ１０６）。その後、ユーザが、「整合性検出」ボタンをクリックすると、受付部１２において、整合性に関する検出指示が受け付けられ（ステップＳ１１０）、整合性検出部１４は、整合性に関する検出処理を行う（ステップＳ１１１）。具体的には、整合性検出部１４は、直交変換器に対応するノードＮ００２を特定し、そのノードＮ００２の親ノードをたどることによって、その直交変換器のノードからルートノードまでに存在するケーブルのノードを検出する。この場合には、ケーブルのノードＮ００９が検出され、整合性検出部１４は、その直交変換器よりもルート側のケーブルに対応する属性情報が、直流ケーブルに対応するものであるかどうか判断する。整合性検出部１４は、ノードＮ００２の属性情報を参照することによって、交流の配線方式「３線」を取得する。そして、直交変換器よりもルート側に存在するケーブルが「３線」でない場合には、そのケーブルが交流に対応したものではないことになる。したがって、整合性検出部１４は、ノードＮ００９の属性情報からケーブルの本数「２」を取得し、それが３本でないため、整合性検出部１４は、ノードＮ００９に対応するケーブルに不整合が存在することを検出する。なお、直交変換器のリーフ側において不整合が検出されないことは、前述の通りであり、その説明を省略する。その後、出力部１６は、ノードＮ００９に対応するケーブルに不整合が存在することを出力する（ステップＳ１１２）。この出力は、例えば、ノードＮ００９に対応する表示位置に、不整合を示す図形を表示することであってもよい。ユーザは、その整合性に関する検出結果の出力に応じて、そのノードを削除したり、そのノードの属性を変更したりすることができる。
【０１１２】
また、受付部１２は、既存のノードの削除の指示を受け付け、変更部１３は、その指示に応じてノードを削除してもよい。その場合には、削除の対象となるノードを親ノードとするノードのノード情報において、削除対象のノードの親ノードのノードＩＤが、親ノードＩＤとなるように、ノード情報を更新するものとする。また、受付部１２は、既存のノードの更新の指示を受け付け、変更部１３は、その指示に応じてノード情報を更新してもよい。
【０１１３】
また、シミュレーション部１５は、上記説明以外の要因も考慮することによってシミュレーションを行ってもよい。例えば、シミュレーション部１５は、太陽電池の周りの建造物等に起因する太陽電池のパネル上の影に応じた発電量の減少を考慮して、シミュレーションを行ってもよい。影を考慮する場合には、シミュレーション部１５は、例えば、パネル上の影でない割合を、そのパネルで発電される電力量に掛けることによって、影に応じた発電量の減少を考慮してもよい。
【０１１４】
また、昇圧ユニットに対応した中間ノードが存在してもよいことは言うまでもない。昇圧ユニットは、直流で昇圧を行うものである。例えば、５００Ｖを生成する太陽電池のリーフノードと、３００Ｖを生成する太陽電池のリーフノードとが同一の親ノードを有する場合には、両リーフノードの電圧差に起因して、５００Ｖの太陽電池から３００Ｖの太陽電池の方に電流が流れてしまうことになる。したがって、その場合には３００Ｖの太陽電池のリーフノードの親ノードとして昇圧ユニットを設け、その昇圧ユニットによって、３００Ｖを他のリーフノードと同じ電圧（この場合には５００Ｖ）に昇圧することによって、一のリーフノードから他のリーフノードの方に電流が流れることを防止することができる。その昇圧ユニットにおいても、昇圧を行うことによって電力の損失が発生する。そのため、例えば、直交変換器の場合と同様に、ルート側の電力を算出するようにしてもよい。例えば、ルート側の電圧は、昇圧後の電圧（上記の例の場合には、５００Ｖ）となる。また、ルート側の電流は、直交変換器の場合と同様に算出することができる。なお、昇圧ユニットの効率は、一定であってもよく、リーフ側の電圧や電力の幅ごとに設定されてもよい。
また、日射比率等の情報は、この具体例の説明のために示したものであって、必ずしも実際の気象情報等にしたがったものではない。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態による発電システム設計装置１によれば、木構造で示される任意の発電システムの設計を行うことができる。例えば、家庭用の発電システムのような小規模なものから、事業として発電を行う発電システムのような大規模なものまで、自由に設計を行うことができる。また、そのようにして設計した発電システムにおいて、発電できる電力量をシミュレーションすることもできる。また、ダミー中間ノードを設定することができるため、ノードが存在しない箇所における電力量を知ることもできうる。
【０１１６】
なお、出力部１６は、木構造におけるノードに対応する属性情報をも出力するようにしてもよい。例えば、受付部１２は、出力部１６が出力した木構造におけるノードを特定する指示（例えば、マウスオーバーや、クリック、タップ等）をも受け付け、出力部１６は、その受付部１２が受け付けた指示によって特定されるノードに対応する属性情報を出力してもよい。例えば、図１４において、マウスポインタがＰＣＳの上に配置（マウスオーバー）された場合に、出力部１６は、そのＰＣＳのノードＮ００２に対応する属性情報である、ＩＤ「直交変換器００１」に対応する属性情報を木構造情報記憶部１１から読み出して、その属性情報を出力してもよい。
【０１１７】
また、出力部１６は、木構造の各ノードと、各ノードに対応する属性情報の少なくとも一部とを出力してもよい。例えば、図１４において、ＰＣＳのノードＮ００２に、「直流２５０〜６００Ｖ、交流２００Ｖ（三相３線）、９０％」が表示されてもよい。あるいは、表示されるのはその一部であってもよい。例えば、「直流２５０〜６００Ｖ、交流２００Ｖ（三相３線）」が表示されてもよい。
【０１１８】
また、木構造情報記憶部１１で記憶されている木構造情報で示される木構造において、ケーブルである中間物に対応する中間ノードと、直流交流変換器である中間物に対応する中間ノードとが含まれる場合に、変更部１３は、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもリーフ側のケーブルに対応する属性情報を直流ケーブルに応じたものとし、直流交流変換器に対応する中間ノードよりもルート側のケーブルに対応する属性情報を交流ケーブルに応じたものとしてもよい。すなわち、ケーブルの属性情報を入力する際に、直交変換器よりもリーフ側のケーブルの本数については、自動的に「２本」に設定を行い、直交変換器よりもルート側のケーブルの本数については、自動的に、その直交変換器の交流の配線方式と同じ本数に設定を行ってもよい。配線方式と同じ本数とは、配線方式が「Ｎ線」である場合に、Ｎ本に設定することである。このようにすることで、ケーブルの本数に関する不整合の発生を防止することができる。したがって、この場合には、ケーブルに関する整合性の検出を行わなくてもよい。その整合性に関する検出を行わない場合には、発電システム設計装置１は、整合性検出部１４を備えていなくてもよい。
【０１１９】
また、本実施の形態では、シミュレーション部１５が、１時間ごとの電力量を算出する場合について説明したが、そうでなくてもよい。１時間以外の時間帯ごと、例えば、２時間ごとや３時間ごとに電力量を算出してもよい。例えば、３時間ごとに電力量を算出する場合には、３時間ごとの電圧や電流を算出し、それを用いて３時間に応じた電力量を算出することになる。また、シミュレーション部１５は、１日ごとの電力量を算出してもよい。例えば、太陽光線と太陽電池の法線との余弦の１日の平均を用いて、太陽電池のノードや、その他のノードにおける１日の平均の電圧、電流を算出し、その電圧や電流と、１日の日照時間とを用いて、１日の電力量を算出してもよい。また、１か月のうち、代表となる１日（例えば、１５日等）について、１日の電力量を算出し、その電力量に１か月の日数を掛けることによって、１か月の電力量を算出してもよい。この場合には、月ごとの１２日分の電力量を算出することによって、１年間の電力量を算出することができる。
【０１２０】
また、本実施の形態では、木構造に含まれるリーフノードが自然エネルギーの発電機器に対応するもののみである場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、バッテリーに対応するリーフノードが木構造に含まれてもよい。その場合には、バッテリーの上位ノードに充電・放電をコントロールする充放電コントローラに対応する中間ノードが存在することになる。その充放電コントローラに対応する中間ノードは、通常、直交変換器に対応する中間ノードと同じ親ノードを有するノードとなる。充放電コントローラでは、直流と交流の変換や、充電制御、放電制御が行われる。シミュレーション時には、充放電コントローラは、直交変換器と同様の振る舞いをするとして計算を行ってもよい。また、シミュレーションにおいて、バッテリーは、充電時には電力を消費する電気機器と同様に振る舞い、放電時には太陽電池と同様に振る舞うとして計算を行ってもよい。そのバッテリーが放電するのか、充電するのかについては、充放電コントローラによって決定されることになる。したがって、シミュレーション時には、その充放電コントローラと同様の判断を行うことによって、バッテリーの放電・充電を決定するようにしてもよい。また、シミュレーション時には、バッテリーに対応するリーフノードに対応付けて、そのバッテリーの充電量を記憶するようにしてもよい。
【０１２１】
また、ダミー中間ノードにおいて、そのダミー中間ノードが有効な時期や時間帯の設定を行うことができるようにしてもよい。例えば、電力を消費する電気機器の上位ノードにこのようなダミー中間ノードを設定することによって、電気機器で電力の消費される時期や時間帯を指定することができるようになる。時期は、例えば、月で指定されてもよく、曜日で指定されてもよく、その両方で指定されてもよい。時間帯は、例えば、７時〜９時や、１７時〜２１時のように指定されてもよい。具体的には、あるダミー中間ノードに、すべての月の月曜日から金曜日まで、７時から９時の範囲が有効である旨の設定を行っている場合には、シミュレーションの際に、その設定に応じた時期、時間帯（すなわち、月曜日から金曜日までの７時から９時まで）のみ、そのダミー中間ノードのリーフ側の電力量の合計が、ルート側の電力量となり、それ以外の時期、時間帯（すなわち、月曜日から金曜日までの７時から９時以外と、土曜日、日曜日の終日）には、そのダミー中間ノードのルート側の電力量の合計が０となる。このようなダミー中間ノードを用いる場合には、電力を消費する電気機器に対応するリーフノードの属性情報として運転率を設定しなくてもよいことになる。有効な時期や時間帯を設定したダミー中間ノードを用いることによって、シミュレーション時に、複数の電気機器に対して、使用される時間帯や時期を一括して設定できるメリットが得られる。例えば、同じ部屋に存在する複数の電気機器（例えば、エアコンとテレビ等）は、だいたい同時に使用されることが多いと考えられるが、そのような場合に、その同じ部屋に存在する複数の電気機器について、ダミー中間ノードを用いることによって、同じ時期や時間帯にのみ運転される旨の設定を行うことができるようになる。
【０１２２】
また、本実施の形態では、連系点に対応するノードがルートノードである場合について説明したが、実際にはそうでなくてもよい。例えば、一のルートノードに対して、シミュレーションの条件を変更した複数の連系点に対応する子ノードが存在してもよい。その場合であっても、実際の設計やシミュレーションでは、その連系点に対応するノードをルートノードとする部分木構造に対して設計やシミュレーションが行われることになる。したがって、そのような場合であっても、その部分木構造に注目することによって、連系点に対応するノードをルートノードとする木構造であると考えることができる。
【０１２３】
また、発電システムに関するオプションの設定や、パラメータの設定することがある。オプションの設定とは、発電システムの種々のオプションを考慮に入れるかどうかの設定であり、例えば、太陽電池のパネル上の影を考慮に入れるかどうかの設定等である。また、パラメータの設定とは、発電システムで用いられるパラメータの設定であり、例えば、太陽電池の温度特性の設定等である。そのようなオプションの設定やパラメータの設定を、連系点に対応するルートノードの子ノードとして管理するようにしてもよい。その場合には、そのオプションの設定やパラメータの設定に関するノードは、シミュレーションにおいて電力量の算出対象とはならない。また、木構造においてオプションの設定やパラメータの設定の具体的なデータが表示されてもよく、あるいは、木構造において、オプションの設定やパラメータの設定に対応するノードが選択された際に、その選択されたノードに対応するオプションの設定やパラメータの設定の具体的なデータが表示されるようにしてもよい。また、シミュレーション部１５は、シミュレーション時に、そのオプションの設定やパラメータの設定を参照してシミュレーションを行ってもよい。
【０１２４】
このように、木構造情報によって示される木構造は、少なくとも、連系点に対応するルートノード（このルートノードは、前述のように、部分木構造におけるルートノードであってもよい）と、発電機器に対応するリーフノードと、中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造であればよく、その木構造は、その他のものに対応するノードをさらに含んでいてもよい。
【０１２５】
また、整合性検出部１４は、ケーブルに関する整合性の検出以外の整合性に関する検出を行ってもよい。ケーブルや、直交変換器、変圧器、昇圧ユニット等に、上限の電圧や電流が設定されている場合に、その上限を超える可能性のあることを不整合として検出してもよい。この不整合検出では、例えば、発電機器に対応するリーフノードにおいて標準試験条件の発電や１００％の発電が行われた場合のシミュレーションを行い、その際に、各ノードで上限を超えるかどうかを判断し、上限を超える場合には、不整合を検出してもよい。また、シミュレーション部１５によるシミュレーション結果を用いて、あるノードのリーフ側の電圧や電流、あるいは、ルート側の電圧や電流が、設定されている上限の電圧や電流を超えた場合に、整合性検出部１４が不整合を検出してもよい。また、整合性検出部１４は、木構造において、昇圧ユニットに対応する中間ノードが存在するにもかかわらず、その昇圧ユニットのルート側の電圧が決まらない構成となっている場合（この場合には、昇圧ユニットがリーフ側の電圧をどれだけ昇圧すればよいのかが分からないことになる）に、不整合を検出してもよい。
【０１２６】
また、シミュレーション時の太陽電池についての計算方法について上述したが、その計算方法は一例であり、異なる計算を行ってもよいことは言うまでもない。通常、標準試験条件において太陽電池が生成する電力や電圧、電流が、その太陽電池の公称出力として公開されている。したがって、その公称出力が属性情報に含まれる場合に、その公称出力を用いてシミュレーションを行ってもよい。具体的には、標準試験条件の日射量は、１０００Ｗ／ｍ２である。したがって、公称出力は、日射量が１０００Ｗ／ｍ２である場合の出力である。また、過去の気象情報を用いて平均された（例えば、過去２０年間の平均であってもよい）、各月日の各時間の日射量が図示しない記録媒体で記憶されているものとする。ここで、日射量は、直射日光に対応する直達日射量と、散乱された光に対応する散乱日射量とに分けることができる。また、太陽位置（太陽高度と太陽の方位角）を引数とし、直達日射量と、散乱日射量との割合を算出することができる関数（ここでは、「直達・散乱比率関数」と呼ぶことにする）が知られている。したがって、シミュレーション部１５は、シミュレーションを行う月日、時間帯の日射量「Ｐ（Ｗ／ｍ２）」を読み出す。また、その月日、時間帯に対応する太陽位置を取得し、直達・散乱比率関数を用いて、その太陽位置に対応する直達日射量と、散乱日射量との割合を取得する。直達日射量と、散乱日射量との比率がＱ：（１−Ｑ）であったとする。ただし、０≦Ｑ≦１である。散乱日射量は、太陽電池の法線の方向に関係なく太陽電池に到達するが、直達日射量は、太陽光線と太陽電池の法線との足す角度θの余弦（ｃｏｓθ）を掛けた量だけが太陽電池に到達することになる。したがって、太陽電池において発電に用いられる日射量は、Ｐ×｛Ｑ×ｃｏｓθ＋（１−Ｑ）｝（Ｗ／ｍ２）となる。その結果、Ｐ×｛Ｑ×ｃｏｓθ＋（１−Ｑ）｝／１０００の割合で発電が行われることになる。したがって、太陽電池のルート側の電圧、電流は、次式のようになる。
ルート側の電圧＝公称出力電圧（Ｖ）
ルート側の電流＝Ｐ×｛Ｑ×ｃｏｓθ＋（１−Ｑ）｝×公称出力電流／１０００（Ａ）
したがって、シミュレーション部１５は、前述の式に代えて、この式を用いて太陽電池の電力量を計算してもよい。
【０１２７】
また、シミュレーション時のケーブルについての上述の計算方法では、電圧降下を計算する場合について説明したが、電圧降下に対応する電力の損失を電流の損失に置き換え、電圧は変化しないとして計算を行ってもよい。その場合には、ケーブルのリーフ側の電圧がＤ（Ｖ）であり、リーフ側の電流の合計がＥ（Ａ）であり、ケーブルの抵抗をＲ（Ω）とすると、ケーブルのルート側の電圧、電流は、次式のようになる。
ケーブルのルート側の電圧＝Ｄ（Ｖ）
ケーブルのルート側の電流＝Ｅ−Ｋ×Ｒ×Ｅ２／Ｄ（Ａ）
また、ケーブルのリーフ側に電力を消費する電気機器が存在する場合には、次式のようになる。
ケーブルのルート側の電圧＝Ｄ（Ｖ）
ケーブルのルート側の電流＝Ｅ＋Ｋ×Ｒ×Ｅ２／Ｄ（Ａ）
したがって、シミュレーション部１５は、前述の式に代えて、これらの式を用いてケーブルの電力量を計算してもよい。
【０１２８】
また、有効な時期や時間帯の設定の設定されたダミー中間ノードが電力を消費する電気機器の上位ノードに存在する場合には、シミュレーション部１５は、そのダミー中間ノードまでは、１００％の運転率の場合と同様に消費電力の計算を行い、そのダミー中間ノードにおける計算において、算出対象となる時期、時間帯が有効な時期や時間帯でないのであれば、そのダミー中間ノードのルート側の電圧、電流、電力を０とし、算出対象となる時期、時間帯が有効な時期や時間帯であるのであれば、そのダミー中間ノードのルート側の電圧、電流、電力を、そのダミー中間ノードのリーフ側の電圧、電流、電力と同じにしてもよい。
【０１２９】
また、シミュレーション部１５は、上述のケーブルでの説明のように、各中間ノードにおける電力の損失を、電流の損失として計算し、電圧は中間ノードのリーフ側とルート側とで変化しないようにシミュレーションを行ってもよい。すなわち、シミュレーション部１５がそのような計算を行うような式を設定していてもよい。このようにすることで、中間ノードや、ルートノードが複数の子ノードを有している場合に、その複数の子ノードのルート側の電圧を等しくすることが容易になる。
【０１３０】
また、シミュレーション部１５は、例えば、各ノードについて、リーフ側の電圧、電流、電力と、ルート側の電圧、電流、電力と、そのノードで減少した電力（＝リーフ側の電力−ルート側の電力）とを算出してもよい。そして、それらの情報が図示しない記録媒体で記憶され、出力部１６によって出力されてもよい。また、シミュレーション結果ではないが、各ノードの電圧や電流と共に、各ノードのリーフ側の配線方式、及びルート側の配線方式をもシミュレーション結果と共に記憶するようにしてもよい。
【０１３１】
また、本実施の形態では、発電システム設計装置１がシミュレーション部１５を備える場合について説明したが、シミュレーションを行わない場合には、発電システム設計装置１がシミュレーション部１５を備えていなくてもよい。この場合には、設計のみを行う装置となる。その場合であっても、別の装置等においてシミュレーションを行うことができるように、木構造情報に含まれる属性情報に、そのシミュレーションに必要が含まれていることが好適である。
【０１３２】
また、本実施の形態では、発電システム設計装置１が整合性検出部１４を備える場合について説明したが、整合性に関する検出を行わない場合には、発電システム設計装置１が整合性検出部１４を備えていなくてもよい。
【０１３３】
また、本実施の形態では、電力を消費する電気機器に対応するリーフノードや、ケーブル、接続箱、直交変換器、変圧器等に対応する中間ノード等が存在する場合について説明したが、それらのうち、１以上のノードが存在しなくてもよい。また、ダミー中間ノードについても説明したが、木構造にダミー中間ノードが含まれなくてもよい。
【０１３４】
また、上記実施の形態では、発電システム設計装置１がスタンドアロンである場合について説明したが、発電システム設計装置１は、スタンドアロンの装置であってもよく、サーバ・クライアントシステムにおけるサーバ装置であってもよい。後者の場合には、出力部や受付部は、通信回線を介して入力を受け付けたり、情報を出力したりしてもよい。
【０１３５】
また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。
【０１３６】
また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、あるいは、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。
【０１３７】
また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いるしきい値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していない場合であっても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。
【０１３８】
また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いるしきい値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していない場合であっても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。
【０１３９】
また、上記実施の形態において、発電システム設計装置１に含まれる２以上の構成要素が通信デバイスや入力デバイス等を有する場合に、２以上の構成要素が物理的に単一のデバイスを有してもよく、あるいは、別々のデバイスを有してもよい。
【０１４０】
また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。なお、上記実施の形態における発電システム設計装置１を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、連系点に対応するルートノードと、自然エネルギーの発電機器に対応するリーフノードと、連系点から発電機器までの経路に存在する物である中間物に対応する中間ノードとの親子関係を示す木構造の情報であり、各ノードに対応する電力の生成または減少に関する属性を示す属性情報を有する情報である木構造情報が記憶される木構造情報記憶部にアクセス可能なコンピュータを、木構造における既存のノードに対する新たな子ノードを生成する指示の情報であり、子ノードの属性情報を含む情報である子ノード生成指示情報、及び、木構造における親子関係にある既存の２個のノードの間に新たな中間ノードを生成する指示の情報であり、中間ノードの属性情報を含む情報である中間ノード生成指示情報を受け付ける受付部、受付部が子ノード生成指示情報を受け付けた場合に、子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び属性情報に対応した子ノードを木構造情報に追加し、受付部が中間ノード生成指示情報を受け付けた場合に、中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び属性情報に対応した中間ノードを木構造情報に追加する変更部、木構造情報の示す木構造を視覚的に認識できるように出力する出力部として機能させるためのプログラムである。
【０１４１】
なお、上記プログラムにおいて、上記プログラムが実現する機能には、ハードウェアでしか実現できない機能は含まれない。例えば、情報を受け付ける受付部や、情報を出力する出力部などにおけるモデムやインターフェースカードなどのハードウェアでしか実現できない機能は、上記プログラムが実現する機能には少なくとも含まれない。
【０１４２】
また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。
【０１４３】
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【０１４４】
図１９は、上記プログラムを実行して、上記実施の形態による発電システム設計装置１を実現するコンピュータの外観の一例を示す模式図である。上記実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムによって実現されうる。
【０１４５】
図１９において、コンピュータシステム９００は、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ９０５を含むコンピュータ９０１と、キーボード９０２と、マウス９０３と、モニタ９０４とを備える。
【０１４６】
図２０は、コンピュータシステム９００の内部構成を示す図である。図２０において、コンピュータ９０１は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ９０５に加えて、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９１１と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのＲＯＭ９１２と、ＭＰＵ９１１に接続され、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶すると共に、一時記憶空間を提供するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）９１３と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するハードディスク９１４と、ＭＰＵ９１１、ＲＯＭ９１２等を相互に接続するバス９１５とを備える。なお、コンピュータ９０１は、ＬＡＮへの接続を提供する図示しないネットワークカードを含んでいてもよい。
【０１４７】
コンピュータシステム９００に、上記実施の形態による発電システム設計装置１の機能を実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ９２１に記憶されて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ９０５に挿入され、ハードディスク９１４に転送されてもよい。これに代えて、そのプログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ９０１に送信され、ハードディスク９１４に記憶されてもよい。プログラムは実行の際にＲＡＭ９１３にロードされる。なお、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ９２１、またはネットワークから直接、ロードされてもよい。
【０１４８】
プログラムは、コンピュータ９０１に、上記実施の形態による発電システム設計装置１の機能を実行させるオペレーティングシステム（ＯＳ）、またはサードパーティプログラム等を必ずしも含んでいなくてもよい。プログラムは、制御された態様で適切な機能（モジュール）を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいてもよい。コンピュータシステム９００がどのように動作するのかについては周知であり、詳細な説明は省略する。
【０１４９】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
以上より、本発明による発電システム設計装置等によれば、木構造で示される任意の発電システムを設計できるという効果が得られ、発電システムを設計する装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１５１】
１  発電システム設計装置
１１  木構造情報記憶部
１２  受付部
１３  変更部
１４  整合性検出部
１５  シミュレーション部
１６  出力部
【要約】
【課題】発電システムの設計で用いられる発電システム設計装置を提供する。
【解決手段】連系点のルートノード、発電機器のリーフノード、連系点から発電機器までの中間物の中間ノードの親子関係を示し、各ノードの電力の生成または減少の属性情報を有する木構造情報が記憶される木構造情報記憶部１１、生成対象の子ノードの属性情報を含む子ノード生成指示情報、及び、生成対象の中間ノードの属性情報を含む中間ノード生成指示情報を受け付ける受付部１２、受け付けられた子ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び属性情報に対応した子ノードを木構造情報に追加し、受け付けられた中間ノード生成指示情報に含まれる属性情報及び属性情報に対応した中間ノードを木構造情報に追加する変更部１３、木構造情報の示す木構造を視覚的に認識可能に出力する出力部１６を備える。
【選択図】図１【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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