ガスパイプラインのシミュレーションプログラムおよびシミュレーション装置
【課題】 技術的な知識などを有さなくても、各需要地へのガス供給可能量などを把握できるようにする。
【解決手段】 ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設データベース５と、供給元の輸送ガス圧力および需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして入力するとともに、各需要地におけるガス需給量またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして入力する入力部２と、敷設データベース５に記憶された敷設情報と、入力部２で入力された圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、入力部２で入力されていないガス需給量またはガスパイプラインの径を算出するシミュレータ７と、を備える。
【解決手段】 ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設データベース５と、供給元の輸送ガス圧力および需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして入力するとともに、各需要地におけるガス需給量またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして入力する入力部２と、敷設データベース５に記憶された敷設情報と、入力部２で入力された圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、入力部２で入力されていないガス需給量またはガスパイプラインの径を算出するシミュレータ７と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、天然ガスなどを輸送するガスパイプライン（導管）において、各需要地へのガス供給可能量などをシミュレーションするガスパイプラインのシミュレーションプログラムおよびシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスの貯留地や採掘地またはＬＮＧ基地などから需要地・消費地に輸送する手段として、ガスパイプラインが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、供給元から各需要地に至ってガスパイプラインを敷設し、供給元で天然ガスに高い送圧（輸送ガス圧力）を与えてガスパイプラインにて輸送し、各需要地に天然ガスを供給するものであり、各需要地に所定量、所定圧の天然ガスを送る必要がある。このため、天然ガスの供給に際しては、供給元でどのくらいの送圧を与えることで、各需要地にどのくらいの量の天然ガスを供給することができるか、あるいは、各需要地に所定量の天然ガスを送るには、供給元からのガスパイプラインの径がどのくらい必要であるか、などを適正に算出、予測（想定）する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４３７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような供給量や径などの算出、予測に際しては、ガスパイプラインの敷設状態などを考慮した上で、流量や圧力損失などの流体力学的な計算や、応力などの材料力学的な計算などを行わなければならず、技術的かつ専門的な知識や経験を要する。従って、このような技術的、専門的な知識などを有する担当者によって各種の計算などを行う必要があり、さらに、このような担当者であっても、計算などに多大な労力と時間を要する。殊に、ひとつの供給元から複数の需要地に天然ガスを供給するなど、ガスパイプラインの敷設状態が複雑な場合には、計算が煩雑となり、適正な計算が困難となる。
【０００５】
しかも、実際の業務においては、各需要地における天然ガスの需要量や必要圧力などを変えながら、供給系統全体（各需要地）において適正な供給量や到達圧力が得られるように、各需要地における需要量や必要圧力、供給元での送圧、あるいはガスパイプラインの径などを決定する。つまり、上記のような算出、予測を繰り返し行わなければならず、多大な労力と時間を要するばかりでなく、適正な計算、予測がより困難となる。
【０００６】
そこでこの発明は、技術的な知識などを有さなくても、ガスパイプライン上の各需要地へのガス供給可能量などを把握することが可能なガスパイプラインのシミュレーションプログラムおよびシミュレーション装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、コンピュータを、ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設情報記憶手段と、前記供給元の輸送ガス圧力および前記需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして受け入れるとともに、前記各需要地におけるガス需給量（ガス需要量）またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして受け入れるパラメータ受入手段と、前記敷設情報記憶手段に記憶された敷設情報と、前記パラメータ受入手段で受け入れられた圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、前記パラメータ受入手段で受け入れられていないガス需給量（ガス供給可能量）またはガスパイプラインの径（必要管径）を算出する算出手段、として機能させるためのガスパイプラインのシミュレーションプログラムである。
【０００８】
この発明によれば、パラメータ受入手段を介して、例えば、供給元の輸送ガス圧力、各需要地の必要ガス圧力およびガス需要量を入力（指定）すると、算出手段によって、入力されたパラメータを満たすガスパイプラインの必要管径が算出される。また、パラメータ受入手段を介して、例えば、供給元の輸送ガス圧力、各需要地の必要ガス圧力およびガスパイプラインの径を入力すると、算出手段によって、入力されたパラメータを満たす各需要地へのガス供給可能量が算出される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシミュレーションプログラムにおいて、前記算出手段は、ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて、前記ガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシミュレーションプログラムにおいて、前記パラメータ受入手段は、前記ガスパイプラインの長さをライン長パラメータとして受け入れ、前記算出手段は、前記パラメータ受入手段で受け入れられたライン長パラメータに基づいて、前記ガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する、ことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、パラメータ受入手段を介して、ガスパイプラインの長さを入力すると、算出手段によって、入力された長さに基づく各需要地へのガス供給可能量またはガスパイプラインの必要管径が算出される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設情報記憶手段と、前記供給元の輸送ガス圧力および前記需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして入力するとともに、前記各需要地におけるガス需給量（ガス需要量）またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして入力する入力手段と、前記敷設情報記憶手段に記憶された敷設情報と、前記入力手段で入力された圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、前記入力手段で入力されていないガス需給量（ガス供給可能量）またはガスパイプラインの径（必要管径）を算出する算出手段と、を備えることを特徴とするガスパイプラインのシミュレーション装置である。
【００１３】
この発明によれば、入力手段によって、例えば、供給元の輸送ガス圧力、各需要地の必要ガス圧力およびガス需要量を入力すると、算出手段によって、入力されたパラメータを満たすガスパイプラインの必要管径が算出される。また、入力手段によって、例えば、供給元の輸送ガス圧力、各需要地の必要ガス圧力およびガスパイプラインの径を入力すると、算出手段によって、入力されたパラメータを満たす各需要地へのガス供給可能量が算出される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１および４に記載の発明によれば、供給元の輸送ガス圧力や各需要地の必要ガス圧力などを入力することで、ガスパイプラインの敷設状態などに基づいた各需要地へのガス供給可能量またはガスパイプラインの径が算出される。つまり、各需要地の必要ガス圧力などに見合った各需要地へのガス供給可能量や、各需要地のガス需要量などに見合ったガスパイプラインの径が算出される。このため、技術的、専門的な知識、経験を有さなくても、各需要地へのガス供給可能量などを知得でき、しかも、ガスパイプラインの敷設状態が複雑な場合であっても、容易かつ適正に各需要地へのガス供給可能量などを知得できる。
【００１５】
さらに、供給元の輸送ガス圧力や各需要地の必要ガス圧力などの条件を変えながら、供給系統全体において適正なガス供給量などが得られるように、最適な条件を決定する場合でも、条件を順次入力するだけで、各需要地へのガス供給可能量が順次算出される。同様に、各需要地での必要ガス圧力やガス需要量などの条件を順次入力することで、条件を満たすのに必要なガスパイプラインの径が、順次算出される。このため、供給系統全体における各需要地へのガス供給量やガスパイプラインの径を、適正かつ容易に検討、選定することが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、圧力損失の実測値に基づいて各需要地へのガス供給可能量またはガスパイプラインの径を算出するため、実際の圧力損失に見合った、より適正な算出結果を得ることが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、入力されたガスパイプラインの長さに基づいて、各需要地へのガス供給可能量またはガスパイプラインの径が算出されるため、ガスパイプラインの長さを変えた場合の各需要地へのガス供給可能量などを、適正かつ容易に知得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態に係るガスパイプラインのシミュレーション装置を示す概略構成ブロック図である。
【図２】図１の装置の敷設データベースに記憶される演算結果シートの例を示す図である。
【図３】図１の装置の敷設データベースに記憶される演算シートの例を示す図である。
【図４】図３の続きを示す図である。
【図５】図１の装置のシミュレータの処理フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、この発明の実施の形態に係るガスパイプラインのシミュレーション装置（以下、「シミュレーション装置」という）１を示す概略構成ブロック図である。このシミュレーション装置１は、天然ガスを輸送するガスパイプラインにおいて、各需要地へのガス供給可能量（ガス需給量）などをシミュレーションする装置であり、汎用コンピュータから構成され、主として、入力部（入力手段）２と、表示部３と、記憶部４と、敷設データベース（敷設情報記憶手段）５と、管材データベース６と、シミュレータ７と、これらを制御などする中央処理部８とを備えている。
【００２１】
入力部２は、後述する圧力パラメータや選択パラメータなどを入力するものであり、キーボードやマウスなどから構成されている。また、この入力部２で入力された各種パラメータが、後述するパラメータタスク７１によってシミュレータ７内に受け入れられる（取り込まれる）ようになっている。表示部３は、シミュレータ７での入力データ・パラメータや演算結果などを表示するものであり、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などから構成されている。記憶部４は、シミュレータ７による演算結果などを一時的に記憶するメモリである。
【００２２】
敷設データベース５は、ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶するデータベースである。具体的には、ひとつの供給元（基地）から各需要地に至るガスパイプラインのルート（軌跡）や埋設深さなどが、供給系統ごとに記憶されている。さらに、シミュレータ７によって既に各需要地間におけるガスパイプラインの長さや管径などが入力されている場合には、これらの敷設情報も記憶される。すなわち、シミュレータ７によるシミュレーションが行われる前では、ガスパイプラインのルートや埋設深さなどが最低限記憶され、さらに、ガスパイプラインの長さや管径などの初期値が設定されている場合には、これらの敷設情報が記憶されている。また、シミュレータ７によるシミュレーションが行われた後は、ガスパイプラインのルートや埋設深さと、入力されたガスパイプラインの長さや管径など、さらには、演算結果であるガスパイプラインの管径や各需要地へのガス供給可能量などが記憶されている。より具体的には、図２に示すような演算結果シート５１や、図３、４に示すような演算シート５２が記憶されている。
【００２３】
管材データベース６は、ガスパイプラインの管材に関する諸元情報を記憶したデータベースである。具体的には、管材の材質、引張強度、各呼び径に対する外径、肉厚、内径などが記憶されている。
【００２４】
シミュレータ７は、ガスパイプライン上の各需要地へのガス供給可能量などをシミュレーションするプログラムであり、図５に示すように、主として、パラメータタスク（パラメータ受入手段）７１と、演算タスク（算出手段）７２とを備えている。パラメータタスク７１は、入力部２で入力された各種パラメータを受け入れるプログラムであり、演算結果シート５１上のセルＩＣ１〜ＩＣ７で各種パラメータを受け入れられるようになっている。ここで、受け入れるパラメータとして、次のものが含まれる。
【００２５】
「需要量パラメータ（選択パラメータ）」
各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量（ガス需給量）であり、各需要地Ｐ３、Ｐ５…上の需給量セルＣ１で受け入れられる。また、この需給量セルＣ１は、需要量パラメータを受け入れるとともに、後述するように、演算結果である各需要地へのガス供給可能量を表示、記憶するセル（エリア）でもある。
【００２６】
「圧力パラメータ」
供給元Ｐ１の輸送ガス圧力（送圧）および各需要地Ｐ３、Ｐ５…における必要ガス圧力であり、供給元Ｐ１および各需要地Ｐ３、Ｐ５…上の圧力セルＣ２で受け入れられる。また、この圧力セルＣ２は、圧力パラメータを受け入れるとともに、後述するように、演算結果である到達ガス圧力などを表示、記憶するセルでもある。
【００２７】
「ライン長パラメータ」
供給元Ｐ１から第１の需要地Ｐ３（＝Ｐ２）までのガスパイプラインの長さ、および各需要地Ｐ３、Ｐ５…間のガスパイプラインの長さであり、各ガスパイプライン上のライン長セルＣ３で受け入れられる。
【００２８】
「ライン径パラメータ（選択パラメータ）」
供給元Ｐ１から第１の需要地Ｐ３までのガスパイプラインの径（呼び径）、および各需要地Ｐ３、Ｐ５…間のガスパイプラインの径であり、各ガスパイプライン上のライン径セルＣ４で受け入れられる。また、このライン径セルＣ４は、ライン径パラメータを受け入れるとともに、後述するように、演算結果であるガスパイプラインの径を表示、記憶するセルでもある。
【００２９】
「負荷率パラメータ」
供給元Ｐ１および各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガスの負荷率であり、供給元Ｐ１および各需要地Ｐ３、Ｐ５…上の負荷率セルＣ５で受け入れられる。
【００３０】
「最低到達圧力パラメータ」
供給元Ｐ１から最も遠い需要地Ｐ１４で最低限必要なガス圧力である最低到達圧力であり、需要地Ｐ１４上の最低圧力セルＣ６で受け入れられる。
【００３１】
「開閉弁パラメータ」
ガスパイプライン上の開閉弁の開閉状態を示すパラメータであり、各需要地Ｐ３、Ｐ５…の上流側に位置する開閉弁セルＣ７で受け入れられる。すなわち、ある開閉弁を「閉」状態にしてガスの流れを止める場合には、該当する各需要地Ｐ３、Ｐ５…の開閉弁セルＣ７に「閉」（「×」）が受け入れられる。
【００３２】
演算タスク７２は、敷設データベース５に記憶された敷設情報と、パラメータタスク７１で受け入れられた各種パラメータとに基づいて、パラメータタスク７１で受け入れられていない各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量（ガス需給量）やガスパイプラインの必要径などを演算するプログラムであり、主として、次のような事項について算出などする。
【００３３】
「到達ガス圧力」
各需要地Ｐ３、Ｐ５…における到達ガス圧力であり、パラメータタスク７１で需要量パラメータなどが受け入れられ、圧力パラメータとして各需要地Ｐ３、Ｐ５…における必要ガス圧力が受け入れられていない場合に算出するものであり、次のようにして算出する。すなわち、図３に示すように、ガスパイプラインの敷設状態（ルート）に従って供給元Ｐ１から順に、送出側のガス圧力に基づいて直近の需要地である到着側の到達ガス圧力を算出していく。具体的には、供給元Ｐ１から第１の需要地Ｐ３（＝Ｐ２）に、総供給量のガスが輸送された場合の第１の需要地Ｐ３におけるガスの圧力（到達ガス圧力）を算出し、次に、第１の需要地Ｐ３から第２の需要地Ｐ５（＝Ｐ４）に、第２の需要地Ｐ５以降の総需要量のガスが輸送された場合の第２の需要地Ｐ５における到達ガス圧力を算出する、というように、区間ごとに順次到達ガス圧力を算出する。
【００３４】
ここで、到達ガス圧力の算出は、送出側のガス圧力、対象区間のガスパイプラインの長さ、対象区間のガスパイプラインの内径、対象区間を流れるガス流量、ガス比重、流量係数に基づいて、既知の式で行い、さらに、天然ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて算出する。つまり、計算式のみによる到達ガス圧力と、実測値による到達ガス圧力との比や差などを実測補正値とし、計算式のみによる到達ガス圧力を実測補正値で補正して、到達ガス圧力を算出する。このように、到達ガス圧力は、送出側のガス圧力、対象区間のガスパイプラインの長さと内径、対象区間を流れるガス流量などに基づくため、後述するように、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量（需要量パラメータ）、供給元Ｐ１の輸送ガス圧力（圧力パラメータ）、対象区間のガスパイプラインの長さ、呼び径（ライン長パラメータ、ライン径パラメータ）が入力、変更されるたびに、到達ガス圧力が算出される。また、その算出結果は、演算結果シート５１上の圧力セルＣ２および演算シート５２上の「圧力情報」に反映、記憶される。
【００３５】
「ガス供給可能量」
各需要地Ｐ３、Ｐ５…に供給可能なガス量であり、パラメータタスク７１で圧力パラメータやライン径パラメータ（選択パラメータ）などが受け入れられ、需要量パラメータが受け入れられていない場合に算出するものであり、次のようにして算出する。すなわち、敷設データベース５に記憶され敷設状態と、パラメータタスク７１で受け入れられた圧力パラメータとライン径パラメータなどとに基づいて、各需要地Ｐ３、Ｐ５…における到達ガス圧力が圧力パラメータとして入力された必要ガス圧力となるように、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス供給可能量を算出（逆算）する。このとき、上記の「到達ガス圧力」における算出と同様に、送出側のガス圧力、対象区間のガスパイプラインの長さ、対象区間のガスパイプラインの内径、対象区間を流れるガス流量、ガス比重、流量係数に基づいて、既知の式で行い、さらに、天然ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて算出する。また、算出結果が複数ある場合、つまり各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス供給可能量のパターンが複数算出可能な場合には、予め入力、設定された優先順位に基づいて算出する。そして、その算出結果は、演算結果シート５１上の各需給量セルＣ１および演算シート５２上の「需要情報」に反映、記憶される。
【００３６】
「総供給量」
供給元Ｐ１で必要とするガスの総供給量であり、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量に基づいて算出する。また、その算出結果は、演算結果シート５１上の総需給量セルＣ８および演算シート５２上の「需要情報」に反映、記憶される。
【００３７】
「ガスパイプラインの径」
供給元Ｐ１から第１の需要地Ｐ３までのガスパイプラインの径（内径）、および各需要地Ｐ３、Ｐ５…間のガスパイプラインの径であり、パラメータタスク７１で圧力パラメータや需要量パラメータ（選択パラメータ）などが受け入れられ、ライン径パラメータが受け入れられていない場合に算出するものであり、次のようにして算出する。すなわち、敷設データベース５に記憶され敷設状態と、パラメータタスク７１で受け入れられた圧力パラメータや需要量パラメータなどとに基づいて、各需要地Ｐ３、Ｐ５…における到達ガス圧力が圧力パラメータとして入力された必要ガス圧力となるように、各ガスパイプラインの径を算出（逆算）する。このとき、上記の「到達ガス圧力」における算出と同様に、送出側のガス圧力、対象区間のガスパイプラインの長さ、対象区間のガスパイプラインの内径、対象区間を流れるガス流量、ガス比重、流量係数に基づいて、既知の式で行い、さらに、天然ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて算出する。また、算出結果が複数ある場合、つまり各区間のガスパイプラインの径の組合せ・パターンが複数算出可能な場合には、予め入力、設定された優先順位に基づいて算出する。そして、その算出結果は、演算結果シート５１上の各ライン径セルＣ４および演算シート５２上の「パイプライン情報」に反映、記憶される。
【００３８】
「ガスパイプラインの肉厚」
各区間におけるガスパイプラインの肉厚・管厚であり、次の３式によりそれぞれ必要肉厚ｔを算出する。そして、これらの算出値の最大値以上で直近の標準肉厚（規格化された肉厚）をガスパイプラインの肉厚とする。また、その算出結果は、演算シート５２上の「パイプライン情報」に反映、記憶される。
【数１】
【数２】
【数３】
ｆ：許容引張応力
σ：材料引張強さ
Ｃ：腐食代
Ｄ０：ガスパイプラインの外径
Ｗｆ：上載荷重
Ｗｔ：路面過重土圧
Ｋｆ：ガスパイプラインの材質による係数Ａ
Ｋｔ：ガスパイプラインの材質による係数Ｂ
Ｐ：最高使用圧
η：長手継手効率
【００３９】
また、演算タスク７２は、作図機能を備え、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量や到達ガス圧力などを表すグラフを作成する。具体的には、図２に示すように、供給元Ｐ１の輸送ガス圧力および各需要地Ｐ３、Ｐ５…における到達ガス圧力を折れ線グラフＧ１で表し、供給元Ｐ１の総供給量および各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス送り量を第１の棒グラフＧ２で表し、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量を第２の棒グラフＧ３で表すものである。
【００４０】
以上のような敷設データベース５と管材データベース６とシミュレータ７とによって、ガスパイプラインのシミュレーションプログラムが構成されている。そして、このようなシミュレーションプログラムによるシミュレーションは、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量や各区間のガスパイプラインの径などを変更する場合、あるいは、新たな需要地に対して新たなガスパイプラインを敷設する場合などに実行される。
【００４１】
次に、このような構成のシミュレーション装置１およびシミュレーションプログラムの作用などについて説明する。まず、図５に示すように、シミュレータ７を起動して、入力部２でシミュレーション対象の供給系統を指定すると、敷設データベース５から該当するガスパイプラインの敷設情報、つまり演算結果シート５１および演算シート５２が取得され、表示部３に表示される(ステップＳ１)。次に、上記のようにして入力部２で、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量（ステップＳ２１)、各需要地Ｐ３、Ｐ５…における必要ガス圧力（ステップＳ２２)、各区間のガスパイプラインの長さ（ステップＳ２３)あるいは呼び径（ステップＳ２４）などを入力すると、これらのパラメータがパラメータタスク７１によって受け入れられ、演算タスク７２が起動される。
【００４２】
続いて、演算タスク７２によって上記のようにして、入力された各種パラメータに基づいて、各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量、総供給量、あるいは各区間のガスパイプラインの必要径などが算出され（ステップＳ３、Ｓ４)、さらに、この算出結果に基づいて、上記のようなグラフＧ１〜Ｇ３が作図される（ステップＳ５)。そして、これらの算出結果およびグラフＧ１〜Ｇ３が、演算結果シート５１および演算シート５２に反映され、表示部３に表示される（ステップＳ６)。
【００４３】
このとき、供給元Ｐ１から最も遠い需要地Ｐ１４での到達ガス圧力が、上記の最低到達圧力（最低圧力セルＣ６）未満の場合には、「到達圧不足」の警報が表示部３に表示される。また、特定の需要地Ｐ３、Ｐ５…の開閉弁セルＣ７に「閉」を入力した場合には、この需要地Ｐ３、Ｐ５…よりも前までにおける総供給量やガス供給可能量、到達ガス圧力などが演算、表示され、この需要地Ｐ３、Ｐ５…以降のガス供給可能量や到達ガス圧力などは、ゼロとして表示される。
【００４４】
続いて、パラメータを変更してシミュレーションを続行する場合（ステップＳ７で「Ｎ」の場合)には、ステップＳ２１〜Ｓ２４に戻り、同様な処理が繰り返される。すなわち、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量や、供給元Ｐ１の輸送ガス圧力、各区間のガスパイプラインの長さ、あるいは呼び径などが入力、変更されるたびに、各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量や各区間のガスパイプラインの必要径などが算出され、その算出結果などが表示部３に表示される。そして、シミュレーションを終了する場合（ステップＳ７で「Ｙ」の場合)には、算出結果や作図したグラフＧ１〜Ｇ３を含む演算結果シート５１および演算シート５２、つまり演算結果が敷設データベース５に記憶される（ステップＳ８)ものである。
【００４５】
以上のように、このシミュレーション装置１およびシミュレーションプログラムによれば、各需要地Ｐ３、Ｐ５…の必要ガス圧力などを入力することで、ガスパイプラインの敷設状態などに基づいた各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量や各区間のガスパイプラインの径などが算出される。つまり、各需要地Ｐ３、Ｐ５…の必要ガス圧力などに見合った各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量（ガスパイプラインの輸送能力）や、各需要地Ｐ３、Ｐ５…のガス需要量などに見合ったガスパイプラインの径（必要径）が算出される。このように、技術的、専門的な知識、経験を有さなくても、各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量などを知得でき、しかも、ガスパイプラインの敷設状態が複雑な場合であっても、容易かつ適正に各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量などを知得できる。
【００４６】
さらに、供給系統全体において適正量かつ適正圧の天然ガスが供給できるように、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量、ガスパイプラインの径などを決定する場合でも、各種パラメータを順次入力、調整するだけで、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス供給可能量などが順次算出される。このため、供給系統全体におけるガス供給量や輸送ガス圧力、さらにはガスパイプラインの径などの検討を、適正かつ容易に行うことが可能となる。また、特定の需要地Ｐ３、Ｐ５…の開閉弁セルＣ７に「閉」を入力することで、ガスの供給を特定の需要地Ｐ３、Ｐ５…の前で停止する場合の、総供給量や到達ガス圧力などを把握することができ、ガス供給系統の検討をより柔軟に行うことが可能となる。
【００４７】
さらには、圧力損失の実測値に基づいて各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量などを算出するため、実際の圧力損失に見合った、より適正な算出結果を得ることが可能となる。さらに、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量や到達ガス圧力などがグラフで表されるため、目視によって容易かつ適正にガスの輸送状態を把握することが可能となる。例えば、ある需要地Ｐ３、Ｐ５…において折れ線グラフＧ１が急激に下降している場合には、その需要地Ｐ３、Ｐ５…で到達ガス圧力が急激に下がっており、その需要地Ｐ３、Ｐ５…の前のガスパイプラインの呼び径などが不適切ではないか、と判断することが可能となる。
【００４８】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、特定の需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量のみを入力値とし、このガス需要量と入力された必要ガス圧力などが得られるように、他の需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量を演算するようにしてもよい。同様に、特定の区間のガスパイプラインの径、長さを入力値とし、この入力値に基づいて、他の区間のガスパイプラインの必要径を演算するようにしてもよい。なお、天然ガス以外のガスにも適用できることは、勿論である。
【符号の説明】
【００４９】
１ シミュレーション装置
２ 入力部（入力手段）
３ 表示部
４ 記憶部
５ 敷設データベース（敷設情報記憶手段）
５１ 演算結果シート
５２ 演算シート
６ 管材データベース
７ シミュレータ
７１ パラメータタスク（パラメータ受入手段）
７２ 演算タスク（算出手段）
８ 中央処理部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、天然ガスなどを輸送するガスパイプライン（導管）において、各需要地へのガス供給可能量などをシミュレーションするガスパイプラインのシミュレーションプログラムおよびシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスの貯留地や採掘地またはＬＮＧ基地などから需要地・消費地に輸送する手段として、ガスパイプラインが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、供給元から各需要地に至ってガスパイプラインを敷設し、供給元で天然ガスに高い送圧（輸送ガス圧力）を与えてガスパイプラインにて輸送し、各需要地に天然ガスを供給するものであり、各需要地に所定量、所定圧の天然ガスを送る必要がある。このため、天然ガスの供給に際しては、供給元でどのくらいの送圧を与えることで、各需要地にどのくらいの量の天然ガスを供給することができるか、あるいは、各需要地に所定量の天然ガスを送るには、供給元からのガスパイプラインの径がどのくらい必要であるか、などを適正に算出、予測（想定）する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４３７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような供給量や径などの算出、予測に際しては、ガスパイプラインの敷設状態などを考慮した上で、流量や圧力損失などの流体力学的な計算や、応力などの材料力学的な計算などを行わなければならず、技術的かつ専門的な知識や経験を要する。従って、このような技術的、専門的な知識などを有する担当者によって各種の計算などを行う必要があり、さらに、このような担当者であっても、計算などに多大な労力と時間を要する。殊に、ひとつの供給元から複数の需要地に天然ガスを供給するなど、ガスパイプラインの敷設状態が複雑な場合には、計算が煩雑となり、適正な計算が困難となる。
【０００５】
しかも、実際の業務においては、各需要地における天然ガスの需要量や必要圧力などを変えながら、供給系統全体（各需要地）において適正な供給量や到達圧力が得られるように、各需要地における需要量や必要圧力、供給元での送圧、あるいはガスパイプラインの径などを決定する。つまり、上記のような算出、予測を繰り返し行わなければならず、多大な労力と時間を要するばかりでなく、適正な計算、予測がより困難となる。
【０００６】
そこでこの発明は、技術的な知識などを有さなくても、ガスパイプライン上の各需要地へのガス供給可能量などを把握することが可能なガスパイプラインのシミュレーションプログラムおよびシミュレーション装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、コンピュータを、ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設情報記憶手段と、前記供給元の輸送ガス圧力および前記需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして受け入れるとともに、前記各需要地におけるガス需給量（ガス需要量）またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして受け入れるパラメータ受入手段と、前記敷設情報記憶手段に記憶された敷設情報と、前記パラメータ受入手段で受け入れられた圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、前記パラメータ受入手段で受け入れられていないガス需給量（ガス供給可能量）またはガスパイプラインの径（必要管径）を算出する算出手段、として機能させるためのガスパイプラインのシミュレーションプログラムである。
【０００８】
この発明によれば、パラメータ受入手段を介して、例えば、供給元の輸送ガス圧力、各需要地の必要ガス圧力およびガス需要量を入力（指定）すると、算出手段によって、入力されたパラメータを満たすガスパイプラインの必要管径が算出される。また、パラメータ受入手段を介して、例えば、供給元の輸送ガス圧力、各需要地の必要ガス圧力およびガスパイプラインの径を入力すると、算出手段によって、入力されたパラメータを満たす各需要地へのガス供給可能量が算出される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシミュレーションプログラムにおいて、前記算出手段は、ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて、前記ガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシミュレーションプログラムにおいて、前記パラメータ受入手段は、前記ガスパイプラインの長さをライン長パラメータとして受け入れ、前記算出手段は、前記パラメータ受入手段で受け入れられたライン長パラメータに基づいて、前記ガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する、ことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、パラメータ受入手段を介して、ガスパイプラインの長さを入力すると、算出手段によって、入力された長さに基づく各需要地へのガス供給可能量またはガスパイプラインの必要管径が算出される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設情報記憶手段と、前記供給元の輸送ガス圧力および前記需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして入力するとともに、前記各需要地におけるガス需給量（ガス需要量）またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして入力する入力手段と、前記敷設情報記憶手段に記憶された敷設情報と、前記入力手段で入力された圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、前記入力手段で入力されていないガス需給量（ガス供給可能量）またはガスパイプラインの径（必要管径）を算出する算出手段と、を備えることを特徴とするガスパイプラインのシミュレーション装置である。
【００１３】
この発明によれば、入力手段によって、例えば、供給元の輸送ガス圧力、各需要地の必要ガス圧力およびガス需要量を入力すると、算出手段によって、入力されたパラメータを満たすガスパイプラインの必要管径が算出される。また、入力手段によって、例えば、供給元の輸送ガス圧力、各需要地の必要ガス圧力およびガスパイプラインの径を入力すると、算出手段によって、入力されたパラメータを満たす各需要地へのガス供給可能量が算出される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１および４に記載の発明によれば、供給元の輸送ガス圧力や各需要地の必要ガス圧力などを入力することで、ガスパイプラインの敷設状態などに基づいた各需要地へのガス供給可能量またはガスパイプラインの径が算出される。つまり、各需要地の必要ガス圧力などに見合った各需要地へのガス供給可能量や、各需要地のガス需要量などに見合ったガスパイプラインの径が算出される。このため、技術的、専門的な知識、経験を有さなくても、各需要地へのガス供給可能量などを知得でき、しかも、ガスパイプラインの敷設状態が複雑な場合であっても、容易かつ適正に各需要地へのガス供給可能量などを知得できる。
【００１５】
さらに、供給元の輸送ガス圧力や各需要地の必要ガス圧力などの条件を変えながら、供給系統全体において適正なガス供給量などが得られるように、最適な条件を決定する場合でも、条件を順次入力するだけで、各需要地へのガス供給可能量が順次算出される。同様に、各需要地での必要ガス圧力やガス需要量などの条件を順次入力することで、条件を満たすのに必要なガスパイプラインの径が、順次算出される。このため、供給系統全体における各需要地へのガス供給量やガスパイプラインの径を、適正かつ容易に検討、選定することが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、圧力損失の実測値に基づいて各需要地へのガス供給可能量またはガスパイプラインの径を算出するため、実際の圧力損失に見合った、より適正な算出結果を得ることが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、入力されたガスパイプラインの長さに基づいて、各需要地へのガス供給可能量またはガスパイプラインの径が算出されるため、ガスパイプラインの長さを変えた場合の各需要地へのガス供給可能量などを、適正かつ容易に知得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態に係るガスパイプラインのシミュレーション装置を示す概略構成ブロック図である。
【図２】図１の装置の敷設データベースに記憶される演算結果シートの例を示す図である。
【図３】図１の装置の敷設データベースに記憶される演算シートの例を示す図である。
【図４】図３の続きを示す図である。
【図５】図１の装置のシミュレータの処理フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、この発明の実施の形態に係るガスパイプラインのシミュレーション装置（以下、「シミュレーション装置」という）１を示す概略構成ブロック図である。このシミュレーション装置１は、天然ガスを輸送するガスパイプラインにおいて、各需要地へのガス供給可能量（ガス需給量）などをシミュレーションする装置であり、汎用コンピュータから構成され、主として、入力部（入力手段）２と、表示部３と、記憶部４と、敷設データベース（敷設情報記憶手段）５と、管材データベース６と、シミュレータ７と、これらを制御などする中央処理部８とを備えている。
【００２１】
入力部２は、後述する圧力パラメータや選択パラメータなどを入力するものであり、キーボードやマウスなどから構成されている。また、この入力部２で入力された各種パラメータが、後述するパラメータタスク７１によってシミュレータ７内に受け入れられる（取り込まれる）ようになっている。表示部３は、シミュレータ７での入力データ・パラメータや演算結果などを表示するものであり、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などから構成されている。記憶部４は、シミュレータ７による演算結果などを一時的に記憶するメモリである。
【００２２】
敷設データベース５は、ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶するデータベースである。具体的には、ひとつの供給元（基地）から各需要地に至るガスパイプラインのルート（軌跡）や埋設深さなどが、供給系統ごとに記憶されている。さらに、シミュレータ７によって既に各需要地間におけるガスパイプラインの長さや管径などが入力されている場合には、これらの敷設情報も記憶される。すなわち、シミュレータ７によるシミュレーションが行われる前では、ガスパイプラインのルートや埋設深さなどが最低限記憶され、さらに、ガスパイプラインの長さや管径などの初期値が設定されている場合には、これらの敷設情報が記憶されている。また、シミュレータ７によるシミュレーションが行われた後は、ガスパイプラインのルートや埋設深さと、入力されたガスパイプラインの長さや管径など、さらには、演算結果であるガスパイプラインの管径や各需要地へのガス供給可能量などが記憶されている。より具体的には、図２に示すような演算結果シート５１や、図３、４に示すような演算シート５２が記憶されている。
【００２３】
管材データベース６は、ガスパイプラインの管材に関する諸元情報を記憶したデータベースである。具体的には、管材の材質、引張強度、各呼び径に対する外径、肉厚、内径などが記憶されている。
【００２４】
シミュレータ７は、ガスパイプライン上の各需要地へのガス供給可能量などをシミュレーションするプログラムであり、図５に示すように、主として、パラメータタスク（パラメータ受入手段）７１と、演算タスク（算出手段）７２とを備えている。パラメータタスク７１は、入力部２で入力された各種パラメータを受け入れるプログラムであり、演算結果シート５１上のセルＩＣ１〜ＩＣ７で各種パラメータを受け入れられるようになっている。ここで、受け入れるパラメータとして、次のものが含まれる。
【００２５】
「需要量パラメータ（選択パラメータ）」
各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量（ガス需給量）であり、各需要地Ｐ３、Ｐ５…上の需給量セルＣ１で受け入れられる。また、この需給量セルＣ１は、需要量パラメータを受け入れるとともに、後述するように、演算結果である各需要地へのガス供給可能量を表示、記憶するセル（エリア）でもある。
【００２６】
「圧力パラメータ」
供給元Ｐ１の輸送ガス圧力（送圧）および各需要地Ｐ３、Ｐ５…における必要ガス圧力であり、供給元Ｐ１および各需要地Ｐ３、Ｐ５…上の圧力セルＣ２で受け入れられる。また、この圧力セルＣ２は、圧力パラメータを受け入れるとともに、後述するように、演算結果である到達ガス圧力などを表示、記憶するセルでもある。
【００２７】
「ライン長パラメータ」
供給元Ｐ１から第１の需要地Ｐ３（＝Ｐ２）までのガスパイプラインの長さ、および各需要地Ｐ３、Ｐ５…間のガスパイプラインの長さであり、各ガスパイプライン上のライン長セルＣ３で受け入れられる。
【００２８】
「ライン径パラメータ（選択パラメータ）」
供給元Ｐ１から第１の需要地Ｐ３までのガスパイプラインの径（呼び径）、および各需要地Ｐ３、Ｐ５…間のガスパイプラインの径であり、各ガスパイプライン上のライン径セルＣ４で受け入れられる。また、このライン径セルＣ４は、ライン径パラメータを受け入れるとともに、後述するように、演算結果であるガスパイプラインの径を表示、記憶するセルでもある。
【００２９】
「負荷率パラメータ」
供給元Ｐ１および各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガスの負荷率であり、供給元Ｐ１および各需要地Ｐ３、Ｐ５…上の負荷率セルＣ５で受け入れられる。
【００３０】
「最低到達圧力パラメータ」
供給元Ｐ１から最も遠い需要地Ｐ１４で最低限必要なガス圧力である最低到達圧力であり、需要地Ｐ１４上の最低圧力セルＣ６で受け入れられる。
【００３１】
「開閉弁パラメータ」
ガスパイプライン上の開閉弁の開閉状態を示すパラメータであり、各需要地Ｐ３、Ｐ５…の上流側に位置する開閉弁セルＣ７で受け入れられる。すなわち、ある開閉弁を「閉」状態にしてガスの流れを止める場合には、該当する各需要地Ｐ３、Ｐ５…の開閉弁セルＣ７に「閉」（「×」）が受け入れられる。
【００３２】
演算タスク７２は、敷設データベース５に記憶された敷設情報と、パラメータタスク７１で受け入れられた各種パラメータとに基づいて、パラメータタスク７１で受け入れられていない各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量（ガス需給量）やガスパイプラインの必要径などを演算するプログラムであり、主として、次のような事項について算出などする。
【００３３】
「到達ガス圧力」
各需要地Ｐ３、Ｐ５…における到達ガス圧力であり、パラメータタスク７１で需要量パラメータなどが受け入れられ、圧力パラメータとして各需要地Ｐ３、Ｐ５…における必要ガス圧力が受け入れられていない場合に算出するものであり、次のようにして算出する。すなわち、図３に示すように、ガスパイプラインの敷設状態（ルート）に従って供給元Ｐ１から順に、送出側のガス圧力に基づいて直近の需要地である到着側の到達ガス圧力を算出していく。具体的には、供給元Ｐ１から第１の需要地Ｐ３（＝Ｐ２）に、総供給量のガスが輸送された場合の第１の需要地Ｐ３におけるガスの圧力（到達ガス圧力）を算出し、次に、第１の需要地Ｐ３から第２の需要地Ｐ５（＝Ｐ４）に、第２の需要地Ｐ５以降の総需要量のガスが輸送された場合の第２の需要地Ｐ５における到達ガス圧力を算出する、というように、区間ごとに順次到達ガス圧力を算出する。
【００３４】
ここで、到達ガス圧力の算出は、送出側のガス圧力、対象区間のガスパイプラインの長さ、対象区間のガスパイプラインの内径、対象区間を流れるガス流量、ガス比重、流量係数に基づいて、既知の式で行い、さらに、天然ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて算出する。つまり、計算式のみによる到達ガス圧力と、実測値による到達ガス圧力との比や差などを実測補正値とし、計算式のみによる到達ガス圧力を実測補正値で補正して、到達ガス圧力を算出する。このように、到達ガス圧力は、送出側のガス圧力、対象区間のガスパイプラインの長さと内径、対象区間を流れるガス流量などに基づくため、後述するように、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量（需要量パラメータ）、供給元Ｐ１の輸送ガス圧力（圧力パラメータ）、対象区間のガスパイプラインの長さ、呼び径（ライン長パラメータ、ライン径パラメータ）が入力、変更されるたびに、到達ガス圧力が算出される。また、その算出結果は、演算結果シート５１上の圧力セルＣ２および演算シート５２上の「圧力情報」に反映、記憶される。
【００３５】
「ガス供給可能量」
各需要地Ｐ３、Ｐ５…に供給可能なガス量であり、パラメータタスク７１で圧力パラメータやライン径パラメータ（選択パラメータ）などが受け入れられ、需要量パラメータが受け入れられていない場合に算出するものであり、次のようにして算出する。すなわち、敷設データベース５に記憶され敷設状態と、パラメータタスク７１で受け入れられた圧力パラメータとライン径パラメータなどとに基づいて、各需要地Ｐ３、Ｐ５…における到達ガス圧力が圧力パラメータとして入力された必要ガス圧力となるように、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス供給可能量を算出（逆算）する。このとき、上記の「到達ガス圧力」における算出と同様に、送出側のガス圧力、対象区間のガスパイプラインの長さ、対象区間のガスパイプラインの内径、対象区間を流れるガス流量、ガス比重、流量係数に基づいて、既知の式で行い、さらに、天然ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて算出する。また、算出結果が複数ある場合、つまり各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス供給可能量のパターンが複数算出可能な場合には、予め入力、設定された優先順位に基づいて算出する。そして、その算出結果は、演算結果シート５１上の各需給量セルＣ１および演算シート５２上の「需要情報」に反映、記憶される。
【００３６】
「総供給量」
供給元Ｐ１で必要とするガスの総供給量であり、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量に基づいて算出する。また、その算出結果は、演算結果シート５１上の総需給量セルＣ８および演算シート５２上の「需要情報」に反映、記憶される。
【００３７】
「ガスパイプラインの径」
供給元Ｐ１から第１の需要地Ｐ３までのガスパイプラインの径（内径）、および各需要地Ｐ３、Ｐ５…間のガスパイプラインの径であり、パラメータタスク７１で圧力パラメータや需要量パラメータ（選択パラメータ）などが受け入れられ、ライン径パラメータが受け入れられていない場合に算出するものであり、次のようにして算出する。すなわち、敷設データベース５に記憶され敷設状態と、パラメータタスク７１で受け入れられた圧力パラメータや需要量パラメータなどとに基づいて、各需要地Ｐ３、Ｐ５…における到達ガス圧力が圧力パラメータとして入力された必要ガス圧力となるように、各ガスパイプラインの径を算出（逆算）する。このとき、上記の「到達ガス圧力」における算出と同様に、送出側のガス圧力、対象区間のガスパイプラインの長さ、対象区間のガスパイプラインの内径、対象区間を流れるガス流量、ガス比重、流量係数に基づいて、既知の式で行い、さらに、天然ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて算出する。また、算出結果が複数ある場合、つまり各区間のガスパイプラインの径の組合せ・パターンが複数算出可能な場合には、予め入力、設定された優先順位に基づいて算出する。そして、その算出結果は、演算結果シート５１上の各ライン径セルＣ４および演算シート５２上の「パイプライン情報」に反映、記憶される。
【００３８】
「ガスパイプラインの肉厚」
各区間におけるガスパイプラインの肉厚・管厚であり、次の３式によりそれぞれ必要肉厚ｔを算出する。そして、これらの算出値の最大値以上で直近の標準肉厚（規格化された肉厚）をガスパイプラインの肉厚とする。また、その算出結果は、演算シート５２上の「パイプライン情報」に反映、記憶される。
【数１】
【数２】
【数３】
ｆ：許容引張応力
σ：材料引張強さ
Ｃ：腐食代
Ｄ０：ガスパイプラインの外径
Ｗｆ：上載荷重
Ｗｔ：路面過重土圧
Ｋｆ：ガスパイプラインの材質による係数Ａ
Ｋｔ：ガスパイプラインの材質による係数Ｂ
Ｐ：最高使用圧
η：長手継手効率
【００３９】
また、演算タスク７２は、作図機能を備え、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量や到達ガス圧力などを表すグラフを作成する。具体的には、図２に示すように、供給元Ｐ１の輸送ガス圧力および各需要地Ｐ３、Ｐ５…における到達ガス圧力を折れ線グラフＧ１で表し、供給元Ｐ１の総供給量および各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス送り量を第１の棒グラフＧ２で表し、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量を第２の棒グラフＧ３で表すものである。
【００４０】
以上のような敷設データベース５と管材データベース６とシミュレータ７とによって、ガスパイプラインのシミュレーションプログラムが構成されている。そして、このようなシミュレーションプログラムによるシミュレーションは、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量や各区間のガスパイプラインの径などを変更する場合、あるいは、新たな需要地に対して新たなガスパイプラインを敷設する場合などに実行される。
【００４１】
次に、このような構成のシミュレーション装置１およびシミュレーションプログラムの作用などについて説明する。まず、図５に示すように、シミュレータ７を起動して、入力部２でシミュレーション対象の供給系統を指定すると、敷設データベース５から該当するガスパイプラインの敷設情報、つまり演算結果シート５１および演算シート５２が取得され、表示部３に表示される(ステップＳ１)。次に、上記のようにして入力部２で、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量（ステップＳ２１)、各需要地Ｐ３、Ｐ５…における必要ガス圧力（ステップＳ２２)、各区間のガスパイプラインの長さ（ステップＳ２３)あるいは呼び径（ステップＳ２４）などを入力すると、これらのパラメータがパラメータタスク７１によって受け入れられ、演算タスク７２が起動される。
【００４２】
続いて、演算タスク７２によって上記のようにして、入力された各種パラメータに基づいて、各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量、総供給量、あるいは各区間のガスパイプラインの必要径などが算出され（ステップＳ３、Ｓ４)、さらに、この算出結果に基づいて、上記のようなグラフＧ１〜Ｇ３が作図される（ステップＳ５)。そして、これらの算出結果およびグラフＧ１〜Ｇ３が、演算結果シート５１および演算シート５２に反映され、表示部３に表示される（ステップＳ６)。
【００４３】
このとき、供給元Ｐ１から最も遠い需要地Ｐ１４での到達ガス圧力が、上記の最低到達圧力（最低圧力セルＣ６）未満の場合には、「到達圧不足」の警報が表示部３に表示される。また、特定の需要地Ｐ３、Ｐ５…の開閉弁セルＣ７に「閉」を入力した場合には、この需要地Ｐ３、Ｐ５…よりも前までにおける総供給量やガス供給可能量、到達ガス圧力などが演算、表示され、この需要地Ｐ３、Ｐ５…以降のガス供給可能量や到達ガス圧力などは、ゼロとして表示される。
【００４４】
続いて、パラメータを変更してシミュレーションを続行する場合（ステップＳ７で「Ｎ」の場合)には、ステップＳ２１〜Ｓ２４に戻り、同様な処理が繰り返される。すなわち、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量や、供給元Ｐ１の輸送ガス圧力、各区間のガスパイプラインの長さ、あるいは呼び径などが入力、変更されるたびに、各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量や各区間のガスパイプラインの必要径などが算出され、その算出結果などが表示部３に表示される。そして、シミュレーションを終了する場合（ステップＳ７で「Ｙ」の場合)には、算出結果や作図したグラフＧ１〜Ｇ３を含む演算結果シート５１および演算シート５２、つまり演算結果が敷設データベース５に記憶される（ステップＳ８)ものである。
【００４５】
以上のように、このシミュレーション装置１およびシミュレーションプログラムによれば、各需要地Ｐ３、Ｐ５…の必要ガス圧力などを入力することで、ガスパイプラインの敷設状態などに基づいた各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量や各区間のガスパイプラインの径などが算出される。つまり、各需要地Ｐ３、Ｐ５…の必要ガス圧力などに見合った各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量（ガスパイプラインの輸送能力）や、各需要地Ｐ３、Ｐ５…のガス需要量などに見合ったガスパイプラインの径（必要径）が算出される。このように、技術的、専門的な知識、経験を有さなくても、各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量などを知得でき、しかも、ガスパイプラインの敷設状態が複雑な場合であっても、容易かつ適正に各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量などを知得できる。
【００４６】
さらに、供給系統全体において適正量かつ適正圧の天然ガスが供給できるように、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量、ガスパイプラインの径などを決定する場合でも、各種パラメータを順次入力、調整するだけで、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス供給可能量などが順次算出される。このため、供給系統全体におけるガス供給量や輸送ガス圧力、さらにはガスパイプラインの径などの検討を、適正かつ容易に行うことが可能となる。また、特定の需要地Ｐ３、Ｐ５…の開閉弁セルＣ７に「閉」を入力することで、ガスの供給を特定の需要地Ｐ３、Ｐ５…の前で停止する場合の、総供給量や到達ガス圧力などを把握することができ、ガス供給系統の検討をより柔軟に行うことが可能となる。
【００４７】
さらには、圧力損失の実測値に基づいて各需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量などを算出するため、実際の圧力損失に見合った、より適正な算出結果を得ることが可能となる。さらに、各需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量・ガス供給可能量や到達ガス圧力などがグラフで表されるため、目視によって容易かつ適正にガスの輸送状態を把握することが可能となる。例えば、ある需要地Ｐ３、Ｐ５…において折れ線グラフＧ１が急激に下降している場合には、その需要地Ｐ３、Ｐ５…で到達ガス圧力が急激に下がっており、その需要地Ｐ３、Ｐ５…の前のガスパイプラインの呼び径などが不適切ではないか、と判断することが可能となる。
【００４８】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、特定の需要地Ｐ３、Ｐ５…におけるガス需要量のみを入力値とし、このガス需要量と入力された必要ガス圧力などが得られるように、他の需要地Ｐ３、Ｐ５…へのガス供給可能量を演算するようにしてもよい。同様に、特定の区間のガスパイプラインの径、長さを入力値とし、この入力値に基づいて、他の区間のガスパイプラインの必要径を演算するようにしてもよい。なお、天然ガス以外のガスにも適用できることは、勿論である。
【符号の説明】
【００４９】
１ シミュレーション装置
２ 入力部（入力手段）
３ 表示部
４ 記憶部
５ 敷設データベース（敷設情報記憶手段）
５１ 演算結果シート
５２ 演算シート
６ 管材データベース
７ シミュレータ
７１ パラメータタスク（パラメータ受入手段）
７２ 演算タスク（算出手段）
８ 中央処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを、
ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設情報記憶手段と、
前記供給元の輸送ガス圧力および前記需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして受け入れるとともに、前記各需要地におけるガス需給量またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして受け入れるパラメータ受入手段と、
前記敷設情報記憶手段に記憶された敷設情報と、前記パラメータ受入手段で受け入れられた圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、前記パラメータ受入手段で受け入れられていないガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する算出手段、
として機能させるためのガスパイプラインのシミュレーションプログラム。
【請求項２】
前記算出手段は、ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて、前記ガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載のガスパイプラインのシミュレーションプログラム。
【請求項３】
前記パラメータ受入手段は、前記ガスパイプラインの長さをライン長パラメータとして受け入れ、
前記算出手段は、前記パラメータ受入手段で受け入れられたライン長パラメータに基づいて、前記ガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する、ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のガスパイプラインのシミュレーションプログラム。
【請求項４】
ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設情報記憶手段と、
前記供給元の輸送ガス圧力および前記需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして入力するとともに、前記各需要地におけるガス需給量またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして入力する入力手段と、
前記敷設情報記憶手段に記憶された敷設情報と、前記入力手段で入力された圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、前記入力手段で入力されていないガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とするガスパイプラインのシミュレーション装置。
【請求項１】
コンピュータを、
ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設情報記憶手段と、
前記供給元の輸送ガス圧力および前記需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして受け入れるとともに、前記各需要地におけるガス需給量またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして受け入れるパラメータ受入手段と、
前記敷設情報記憶手段に記憶された敷設情報と、前記パラメータ受入手段で受け入れられた圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、前記パラメータ受入手段で受け入れられていないガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する算出手段、
として機能させるためのガスパイプラインのシミュレーションプログラム。
【請求項２】
前記算出手段は、ガスをガスパイプラインで輸送した場合の圧力損失の実測値に基づいて、前記ガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載のガスパイプラインのシミュレーションプログラム。
【請求項３】
前記パラメータ受入手段は、前記ガスパイプラインの長さをライン長パラメータとして受け入れ、
前記算出手段は、前記パラメータ受入手段で受け入れられたライン長パラメータに基づいて、前記ガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する、ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のガスパイプラインのシミュレーションプログラム。
【請求項４】
ガスの供給元から各需要地に至るガスパイプラインの敷設状態を含む敷設情報を記憶する敷設情報記憶手段と、
前記供給元の輸送ガス圧力および前記需要地の必要ガス圧力を圧力パラメータとして入力するとともに、前記各需要地におけるガス需給量またはガスパイプラインの径の一方を選択パラメータとして入力する入力手段と、
前記敷設情報記憶手段に記憶された敷設情報と、前記入力手段で入力された圧力パラメータと選択パラメータとに基づいて、前記入力手段で入力されていないガス需給量またはガスパイプラインの径を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とするガスパイプラインのシミュレーション装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１５８０１０（Ｐ２０１１−１５８０１０Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８９７７（Ｐ２０１０−１８９７７）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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