JP2011053104A - 消費電力量監視装置および消費電力量監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多数のサーバ装置が設置された建物の消費電力量を、精度よく予測することが可能な消費電力量監視装置を提供する。
【解決手段】過去の月単位の消費電力量の実績値と過去の月単位のサーバ定格容量の実績値とから過去の月単位の前記サーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量を算出する単位定格容量消費電力量算出部３４と、月単位の単位定格容量あたりの消費電力量にそれぞれ対応する月のサーバ定格容量の計画値をかけ合わせることにより、変動する数のサーバ装置が設置されたデータセンター１０の月単位の将来の消費電力量予測値を算出する消費電力量予測値算出部３６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物内の受変電設備や空調設備などにより消費する電力量を監視する消費電力量監視装置および消費電力量監視方法に関する。

従来、一般的にビルなどの建物では、建物内の消費電力量を監視する消費電力量監視装置において消費電力量の実績値を蓄積して監視するとともに、この蓄積した実績値に基づいて将来の消費電力量を予測することが行われている。

消費電力量の実績値に基づいて将来の消費電力量を予測する技術として、特許文献１に電力総需要量予測装置が記載されている。

特許文献１に記載の電力総需要量予測装置では、過去の気温および湿度に関する情報と消費電力量の実績値とに基づいて電力需要に関する予測モデルが作成され、この予測モデルを用いて将来の電力需要量が推定される。

この電力総需要量予測装置を用いることにより、外気の環境に応じて電力総需要量の予測を行うことができる。

特開平５−１８９９５号公報

ところで、データセンターのように多数のサーバ装置が設置されている建物では、建物全体の電力は、主にサーバ装置自体が使用する電力とサーバ装置を冷却するために空調機が使用する電力とにより消費されている。

そしてこのようなデータセンターではサーバ装置数が契約者の増減とともに変動するため、過去の実績値に基づいて単純に将来の消費電力量を予測することはできないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、多数のサーバ装置が設置された建物の消費電力量を、精度よく予測することが可能な消費電力量監視装置および消費電力量監視方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の消費電力量監視装置は、変動する数のサーバ装置が設置された建物の消費電力量を監視する消費電力量監視装置であって、前記監視対象の建物における消費電力量計測値を取得する消費電力量計測値取得部と、前記消費電力量計測値取得部で取得された消費電力量計測値を、消費電力量の実績値として月単位で蓄積する消費電力量実績値蓄積部と、過去の前記サーバ装置の定格容量の月単位の合計値の履歴を、サーバ定格容量の実績値として取得するサーバ定格容量実績値取得部と、前記消費電力量実績値蓄積部で蓄積された過去の月単位の消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得部で取得された過去の月単位のサーバ定格容量の実績値とから、過去の月単位の前記サーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量を算出する単位定格容量消費電力量算出部と、前記サーバ装置の定格容量の合計値に関する将来の月単位の計画値を、サーバ定格容量の計画値として取得するサーバ定格容量計画値取得部と、前記単位定格容量消費電力量算出部で算出された月単位の単位定格容量あたりの消費電力量に、前記サーバ定格容量計画値取得部で取得されたそれぞれ対応する月のサーバ定格容量の計画値をかけ合わせることにより、前記監視対象の建物における月単位の将来の消費電力量予測値を算出する消費電力量予測値算出部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の他の形態の消費電力量監視装置は、変動する数のサーバ装置が設置された建物の消費電力量を監視する消費電力量監視装置であって、前記監視対象の建物における消費電力量計測値を取得するとともに、この消費電力量の計測値が取得されたときの前記監視対象の建物の外気温度値の計測値を取得する消費電力量計測値取得部と、前記消費電力量計測値取得部で取得された消費電力量計測値を、該当する外気温度の計測値と対応付けて、消費電力量の実績値として蓄積する消費電力量実績値蓄積部と、過去の前記サーバ装置の定格容量の所定期間単位の合計値の履歴を、サーバ定格容量の実績値として取得するサーバ定格容量実績値取得部と、前記消費電力量実績値蓄積部で蓄積された消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得部で取得された過去のサーバ定格容量の実績値とから、過去の所定期間単位の前記サーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量を算出し、この算出した単位定格容量あたりの消費電力量と当該算出に用いた消費電力量の実績値に対応付けられた外気温度計測値との関係を示す関数を求める単位定格容量消費電力量算出部と、前記サーバ装置の定格容量の合計値に関する将来の所定期間単位の計画値を、サーバ定格容量の計画値として取得するサーバ定格容量計画値取得部と、前記単位定格容量消費電力量算出部で求められた関数を用いて、予測対象の期間の予測平均外気温度に対応する単位定格容量あたりの消費電力量を算出し、算出した単位定格容量あたりの消費電力量に、前記サーバ定格容量計画値取得部で取得された前記予測対象の期間のサーバ定格容量の計画値をかけ合わせることにより、前記監視対象の建物における予測対象期間の将来の消費電力量予測値を算出する消費電力量予測値算出部とを備えることを特徴とする。

本発明の消費電力量監視装置および消費電力量監視方法によれば、多数のサーバ装置が設置された建物の消費電力量を、精度よく予測することができる。

本発明の第１実施形態による消費電力量監視装置を利用した消費電力量監視システムの構成を示す全体図である。 本発明の第１実施形態による消費電力量監視装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による消費電力量監視装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態による消費電力量監視装置の単位定格容量消費電力量算出部で算出される単位定格容量あたりの消費電力量の実績値の一例を示す説明図である。 本発明の第１実施形態による消費電力量監視装置の消費電力量予測値算出部で算出される全体消費電力量の予測値の一例を示す説明図である。 本発明の第２実施形態による消費電力量監視装置における単位定格容量あたりの消費電力量の算出に用いられる、単位定格容量あたりの消費電力量と外気温度との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態による消費電力量監視装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による消費電力量監視装置の単位定格容量消費電力量算出部３４で単位定格容量あたりの消費電力量と外気温度との関係を示す関数を生成するために単位定格容量あたりの消費電力量がプロットされたグラフの一例である。

《第１実施形態》
本発明の消費電力量監視装置を利用した第１実施形態として、変動する数のサーバ装置が設置されたデータセンターで消費される将来の電力量を、サーバ装置数の変動に応じて月別に予測する消費電力量監視システムについて説明する。

〈第１実施形態による消費電力量監視システムの構成〉
本実施形態による消費電力量監視システムは、図１に示すように、多数のサーバ装置で構成されたサーバ装置群１１および室内の温度を調整する空調機１２が設置されたデータセンター１０と、このデータセンター１０で消費される電力量を計測する電力メータ２０と、この電力メータ２０で計測された消費電力量および監視員により入力されるサーバ装置の定格容量の情報とに基づいて、当該データセンター１０の将来の消費電力量を予測する消費電力量監視装置３０とから構成される。このデータセンター１０に設置されたサーバ装置群１１内のサーバ装置の台数は、契約者の増減とともに変動する。また、空調機１２はデータセンター１０内の空調制御対象エリアごとに複数設置されるものであるが、図１においては説明を簡略化するため空調機１２を１台で示している。

ここで、本実施形態におけるデータセンター１０で消費される電力量について説明する。

データセンター１０の建物全体の消費電力量は、中に設置されたサーバ装置群１１を稼動するために消費する電力量が大部分を占めるため、これらの消費電力量の合計値を当該データセンター１０の［全体消費電力量］とする。他にも執務室や共有エリアなどの照明などで消費される電力もあるが、それらはサーバ装置群１１を稼動するために消費する電力量に比べて少量であるとともにサーバ装置数に関係なくほぼ固定された電力量であるため必要に応じて加算すればよく、本実施形態においては消費電力量の予測の対象とはしないこととする。

本実施形態におけるデータセンター１０の［全体消費電力量］としてのサーバ装置群１１を稼動するために消費する電力量は、下記式（１）に示すように、サーバ装置群１１内の各サーバ装置自身が消費する電力量（以下、［サーバ消費電力量］とする。）と、それらのサーバ装置群１１を冷却するために当該データセンター１０内に設置された空調機１２が消費する電力量（以下、［空調機消費電力量］とする。）の合計になる。

〔数１〕
［全体消費電力量］＝［サーバ消費電力量］＋［空調機消費電力量］ ・・・（１）
上記式（１）中の［サーバ消費電力量］は、サーバ装置群１１内のサーバ装置個々の定格容量（定格ｋWまたは定格VA：以下、［サーバ定格容量］とする。）の合計値と線形の関係にあるとすると、下記式（２）にように表される。

〔数２〕
［サーバ消費電力量］＝Ｋ×Σ［サーバ定格容量］ ・・・（２）
ここで、Ｋ：比例定数である。

室温が高い場合、サーバ装置のファンは高稼働するので比例定数Ｋは厳密には室温に依存する値であるが、通常データセンター１０では室温は２５℃前後で一定に維持されるので本実施形態においてKは定数とする。

また式（１）中の［空調機消費電力量］はその一部がサーバの冷却に使用されるが、その割合は空調機１２の効率によって決まるものであり、空調機１２の効率が良いほどサーバの冷却のために多くの電力量を使用することができる。空調機１２の効率をρとすると、この効率ρは外気温度Ｔｏ、室温Ｔｒ、空調機の設定温度Ｔｓに依存し、［サーバ冷却に使用する電力量］は下記式（３）のように表される。

〔数３〕
［サーバ冷却に使用する電力量］＝ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ）×［空調機消費電力量］
・・・（３）
ここで、ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ ）：空調機効率（ρ＜１）
Ｔｏ：外気温度
Ｔｒ：室温
Ｔｓ：設定温度
である。

空調機効率ρは空調機１２の機械的性能を示すパラメータであり、値の変動は空調機毎に異なる。しかし、ここではデータセンター１０全体をモデル化するためにデータセンター１０内の複数の空調機全体の効率として定義する。

式（３）の［サーバ冷却に使用する電力量］は、サーバから放出される熱エネルギーである［サーバ熱エネルギー］と、外気温度、輻射熱などの外部要因により発生する熱エネルギーである［外部要因熱エネルギー］との和とつりあうことで室温を一定に制御できることから、［サーバ冷却に使用する電力量］は下記式（４）のようにも表される。

〔数４〕
［サーバ冷却に使用する電力量］＝［サーバ熱エネルギー］＋［外部要因熱エネルギー］ ・・・（４）
上記式（４）中の［サーバ熱エネルギー］は上述した［サーバ定格容量］の合計と線形の関係にあるとすると、下記式（５）のように表される。

〔数５〕
［サーバ熱エネルギー］＝Ｑ×Σ［サーバ定格容量］ ・・・（５）
ここで、Ｑ：比例定数である。

データセンター１０においてサーバ装置群１１は常時稼動しており、稼働状況は安定しているのでＱは一定とみなすことができる。

また、上記式（４）中の［外部要因熱エネルギー］は、輻射熱は窓側以外ではほぼ室温に追従するため主に外気温度Ｔｏに依存し、下記式（６）のように表される。

〔数６〕
［外部要因熱エネルギー］＝Ｌ（Ｔｏ） ・・・（６）
ここで、Ｌ：外気温度と空調制御対象の室内で発生する熱エネルギーとの関係における比例定数である。

上記の説明より、式（３）および式（４）より、ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ）×［空調機消費電力量］＝［サーバ熱エネルギー］＋［外部要因熱エネルギー］であり、これに式（５）および式（６）の右辺を代入した式から［空調機消費電力量］を求めると、下記式（７）のように表される。

〔数７〕
［空調機消費電力量］＝｛Ｑ×Σ［サーバ定格容量］＋Ｌ（Ｔｏ）｝
／ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ） ・・・（７）
ここで、Ｑ：比例定数
ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ ）：空調機効率（ρ＜１）
L（Ｔｏ）：外部要因熱エネルギー
Ｔｏ：外気温度
Ｔｒ：室温
Ｔｓ：設定温度
である。

そして、式（１）に式（２）および式（７）の右辺を代入すると、［全体消費電力量］はサーバ定格容量に依存する電力量を示す第１項と、データセンター１０の室内外の環境に依存する電力量を示す第２項とでまとめられ、下記式（８）のように表される。

〔数８〕
［全体消費電力量］＝［サーバ消費電力量］＋［空調機消費電力量］
＝｛Ｋ＋Ｑ／ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ ）｝Σ［サーバ定格容量］
＋Ｌ（Ｔｏ）／ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ ） ・・・（８）
この式（８）において、環境に依存する電力量（第２項）はサーバ定格容量に依存する電力量（第１項）に比べ十分に小さく、第１項＞＞第２項であるので第２項を省略することができ、［全体消費電力量］は式（９）のように表される。

〔数９〕
［全体消費電力量］＝｛Ｋ＋Ｑ／ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ ）｝Σ［サーバ定格容量］
・・・（９）
ここで、Ｋ：比例定数
Ｑ：比例定数
ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ ）：空調機効率（ρ＜１）
Ｔｏ：外気温度
Ｔｒ：室温
Ｔｓ：設定温度
である。

さらに式（９）より、Ｋ＋Ｑ／ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ ）は、下記式（１０）で表され、これはサーバ装置群１１の［単位定格容量あたりの消費電力量］を示す。

〔数１０〕
Ｋ＋Ｑ／ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ）＝［全体消費電力量］／Σ［サーバ定格容量］
＝［単位定格容量あたりの消費電力量］
・・・（１０）
上記式（１０）は、ある外気温度Ｔｏ，室温Ｔｒ，設定温度Ｔｓにおける［単位定格容量あたり消費する電力量］は、［全体消費電力量］／Σ［サーバ定格容量］より求められることを示している。

ここで、外気温度Ｔｏ=ｔｏ，室温Ｔｒ＝ｔｒ，設定温度Ｔｓ＝ｔｓにおいて（［全体消費電力量］、Σ［サーバ定格容量］）の実績値がそれぞれ（ｗ、ｕ）であった場合、［単位定格容量あたりの消費電力量］は下記式（１１）のように表される。

〔数１１〕
Ｋ＋Ｑ／ρ（Ｔｏ=ｔｏ，Ｔｒ＝ｔｒ，Ｔｓ＝ｔｓ）＝ｗ／ｕ・・・（１１）
また、ある外気温度Ｔｏ=ｔｏ，室温Ｔｒ＝ｔｒ，設定温度Ｔｓ＝ｔｓにおける全体消費電力量は式（９）より、下記式（１２）で求めることができる。

〔数１２〕
［全体消費電力量］＝ｗ／ｕ×Σ［サーバ定格容量］ ・・・（１２）
データセンター１０においては室温Ｔｒおよび設定温度Ｔｓは季節毎に値がほぼ一定しており、また、外気温度Ｔｏについても季節によって値がほぼ決まる。したがって、外気温度Ｔｏ、室温Ｔｒ、設定温度Ｔｓの変化は月単位で考えることができる。

そこで、Ｋ＋Ｑ／ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ ）が月毎に１２個の値を持ち、月単位のΣサーバ定格容量計画値から月単位の全体消費電力量を下記式（１３）のように予測することができる。

〔数１３〕
［全体消費電力量予測値ｎ］＝（ｗ／ｕ）ｎ×Σ［サーバ定格容量計画値ｎ］
・・・（１３）
ここで、ｎ（１〜１２）：各月の値であることを示す。

以上の考え方に基づき、消費電力量監視装置３０は当該データセンター１０の将来の消費電力量を予測する。消費電力量監視装置３０の詳細な構成を図２に示す。

消費電力量監視装置３０は、消費電力量計測値取得部３１と、消費電力量実績値蓄積部３２と、サーバ定格容量実績値取得部３３と、単位定格容量消費電力量算出部３４と、サーバ定格容量計画値取得部３５と、消費電力量予測値算出部３６とを有する。

消費電力量計測値取得部３１は、電力メータ２０で計測されたデータセンター１０で消費された電力量の計測値を取得する。

消費電力量実績値蓄積部３２は、消費電力量計測値取得部３１で取得された過去の計測値を、月単位で消費電力量の実績値として蓄積する。

サーバ定格容量実績値取得部３３は、過去のデータセンター１０内のサーバ装置の定格容量の合計値の履歴を、サーバ定格容量の実績値として月単位で取得する。

単位定格容量消費電力量算出部３４は、消費電力量実績値蓄積部３２で蓄積された過去の月単位の消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得部３３で取得された過去の月単位のサーバ定格容量の実績値とから、過去の月単位のサーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量を算出する。

サーバ定格容量計画値取得部３５は、サーバ装置群１１の定格容量の合計値に関する将来の月単位の計画値を、サーバ定格容量の計画値として取得する。

消費電力量予測値算出部３６は、単位定格容量消費電力量算出部３４で算出された月単位の単位定格容量あたりの消費電力量に、サーバ定格容量計画値取得部３５で取得されたそれぞれ対応する月のサーバ定格容量の計画値をかけ合わせることにより、データセンター１０における月単位の将来の全体消費電力量予測値を算出する。

〈第１実施形態による消費電力量監視システムの動作〉
次に、本実施形態による消費電力量監視装置３０において、監視対象のデータセンター１０に設置された複数のサーバ装置で構成されたサーバ装置群１１を稼動するための、将来の消費電力量を予測するときの動作について説明する。

当該消費電力量監視システム１において、電力メータ２０では、データセンター１０内で消費される電力量が所定時間間隔で計測され、都度消費電力量監視装置３０に送出されている。

本実施形態による消費電力量監視装置３０において、電力メータ２０から送出された電力量の計測値が取得されて将来の消費電力量が予測されるときの動作を、図３のフローチャートを参照して説明する。

まず、データセンター１０で消費される電力量が電力メータ２０で計測され消費電力量監視装置３０に送出されると、消費電力量計測値取得部３１においてこの計測値が取得される（Ｓ１）。

消費電力量計測値取得部３１で取得された計測値は、消費電力量実績値蓄積部３２において月単位で消費電力量の実績値として蓄積される（Ｓ２）。

また、サーバ定格容量実績値取得部３３では、監視員の入力操作により、過去のデータセンター１０内のサーバ装置の定格容量の合計値がサーバ定格容量の実績値として月単位で取得される（Ｓ３）。上述したようにデータセンター１０内のサーバ装置の台数は変動するため、それに伴ってサーバ定格容量の実績値も変動する。

次に単位定格容量消費電力量算出部３４において、消費電力量実績値蓄積部３２で蓄積された過去の月単位の消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得部３３で取得された過去の月単位のサーバ定格容量の実績値とから、上述した式（１０）に基づいて、過去の月単位のサーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量の実績値が算出される（Ｓ４）。

算出される月単位のサーバ装置群１１の単位定格容量あたりの消費電力量の一例を、図４に示す。

図４には、過去の実績値として、消費電力量実績値蓄積部３２に蓄積された２００８年の月単位の全体消費電力量の実績値（ｗ）と、サーバ定格容量実績値取得部３３で取得された２００８年の月単位のサーバ定格容量の実績値（ｕ）と、これらの値から式（１０）に基づいて算出された２００８年の月単位の単位定格容量あたりの消費電力量の実績値（ｗ／ｕ）が示されている。例えば、１月は全体消費電力量の実績値（ｗ）を示す値が１００であり、サーバ定格容量の実績値（ｕ）を示す値が２００であるため、単位定格容量あたりの消費電力量の実績値（ｗ／ｕ）を示す値は１００／２００＝０．５０となる。

次にサーバ定格容量計画値取得部３５において、監視員の入力操作により、サーバ装置群１１の定格容量の合計値に関する将来の月単位の計画値が、サーバ定格容量の計画値として取得される（Ｓ５）。

そして消費電力量予測値算出部３６において、ステップＳ４において単位定格容量消費電力量算出部３４で算出された月単位の単位定格容量あたりの消費電力量の実績値に、ステップＳ５においてサーバ定格容量計画値取得部３５で取得されたそれぞれ対応する月のサーバ定格容量の計画値がかけ合わせられ、上述した式（１３）に基づいて、月単位の将来の全体消費電力量予測値が算出される（Ｓ６）。

算出される月単位の将来の全体消費電力量予測値の一例を、図５に示す。

図５には、ステップＳ４で算出され図４に示された過去（２００８年）の単位定格容量あたりの消費電力量の実績値（ｗ／ｕ）と、サーバ定格容量計画値取得部３５で取得された将来（２００９年）の月単位のサーバ定格容量の計画値と、これらの値から式（１３）に基づいて算出された２００９年月単位の全体消費電力量の予測値が示されている。例えば、１月は２００８年の単位定格容量あたりの消費電力量の実績値（ｗ／ｕ）を示す値が０．５０であり、２００９年のサーバ定格容量の計画値を示す値が２３０であるため、２００９年の全体消費電力量の予測値を示す値は０．５０×２３０＝１１５となる。

以上の第１実施形態によれば、データセンター内に設置された複数のサーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量の実績値を、外気温度等の変化に伴って月別に算出しておき、この算出された値と将来の月別のサーバ装置の合計の定格容量の予測値とを利用して将来の全体消費電力量を予測するため、外気温度やサーバ装置の台数の変動に対応した適切な予測値を算出することができる。

《第２実施形態》
本発明の消費電力量監視装置を利用した第２実施形態として、変動する数のサーバ装置が設置されたデータセンターで消費される将来の電力量を、サーバ装置数の変動に応じて外気温度の状態に基づいて予測する消費電力量監視システムについて説明する。

〈第２実施形態による消費電力量監視システムの構成〉
本実施形態による消費電力量監視システムの構成は、図１および図２に示す第１実施形態における消費電力量監視システム１と同様であり、同一機能を有する部分に関する詳細な説明は省略する。

また、本実施形態におけるデータセンター１０で消費される電力量について説明する。

本実施形態においてもサーバ装置群１１の［単位定格容量あたりの消費電力量］は、第１実施形態で説明した式（１０）と同様に［全体消費電力量］／Σ［サーバ定格容量］より求められる。

この［単位定格容量あたりの消費電力量］は、Ｋ＋Ｑ／ρ（Ｔｏ，Ｔｒ，Ｔｓ）で表されることから外気温度に依存して変動する。この［単位定格容量あたりの消費電力量］と外気温度との関係は、図６に示すように、外気温度がある温度（A₁）よりも低いときには過冷却により単位定格量あたりの消費電力量はやや増加し、また外気温度がある温度（A₂）よりも高いときには効率ρが低下し、単位定格量あたりの消費電力量は増加すると考えられる。

このような考え方に基づき、消費電力量監視装置３０は当該データセンター１０の将来の消費電力量を予測する。

本実施形態における消費電力量監視装置３０の消費電力量計測値取得部３１は、電力メータ２０で計測されたデータセンター１０で消費された電力量の計測値を取得する。電力メータ２０による電力量の計測は例えば１時間単位で実行され、その都度消費電力量計測値取得部３１で計測値を取得する。また、消費電力量計測値取得部３１はデータセンター１０の建物の外に設置された温度センサ（図示せず）に接続され、各消費電力量計測値が取得されたときの外気温度計測値を温度センサから取得する。

消費電力量実績値蓄積部３２は、消費電力量計測値取得部３１で取得された過去の消費電力量計測値を、該当する外気温度計測値と対応付けて取得し、消費電力量の実績値として蓄積する。

サーバ定格容量実績値取得部３３は、過去のデータセンター１０内のサーバ装置の定格容量の合計値の履歴を、サーバ定格容量の実績値として取得する。このサーバ定格容量の実績値は、予め設定された任意の期間単位（例えば日単位、週単位、または数日単位など）で取得する。

単位定格容量消費電力量算出部３４は、消費電力量実績値蓄積部３２で蓄積された過去の１時間単位の消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得部３３で取得された過去のサーバ定格容量の実績値とから、過去の１時間単位のサーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量を算出する。

また、算出した過去の１時間単位の単位定格容量あたりの消費電力量と、当該算出に用いた消費電力量の実績値に対応付けられた外気温度計測値との関係は図６のようになること予測され、単位定格容量消費電力量算出部３４はさらにこれらの単位定格容量あたりの消費電力量と外気温度計測値との関係を示す関数（多項式）を求める。

サーバ定格容量計画値取得部３５は、サーバ装置群１１の定格容量の合計値に関する将来の計画値を、サーバ定格容量の計画値として取得する。このサーバ定格容量の計画値は、予め設定された任意の期間単位（例えば日単位、週単位、または数日単位など）で取得する。

消費電力量予測値算出部３６は、単位定格容量消費電力量算出部３４で求められた関数を用いて、予測対象の期間の予測平均外気温度（または該当する期間の過去年の平均外気温度）に対応する単位定格容量あたりの消費電力量を算出する。そして、算出した単位定格容量あたりの消費電力量に、サーバ定格容量計画値取得部３５で取得された予測対象の日、週、月、または任意の期間のサーバ定格容量の計画値をかけ合わせることにより、データセンター１０における所望期間の将来の全体消費電力量予測値を算出する。

〈第２実施形態による消費電力量監視システムの動作〉
次に、本実施形態による消費電力量監視装置３０において、監視対象のデータセンター１０に設置された複数のサーバ装置で構成されたサーバ装置群１１を稼動するための、将来の消費電力量を予測するときの動作について説明する。当該消費電力量監視システム１において、第１実施形態と同様に、電力メータ２０ではデータセンター１０内で消費される電力量が所定時間間隔で計測され、都度消費電力量監視装置３０に送出されている。

本実施形態による消費電力量監視装置３０において、電力メータ２０から送出された電力量の計測値が取得されて将来の消費電力量が予測されるときの動作を、図７のフローチャートを参照して説明する。

まず、データセンター１０で消費される電力量が電力メータ２０において所定時間間隔、例えば１時間間隔で計測されると消費電力量監視装置３０に送出され、消費電力量計測値取得部３１においてこの消費電力量計測値が取得される（Ｓ１１）。

また、データセンター１０の室外に設置された温度センサ（図示せず）において、各消費電力量計測値が取得されたときの外気温度計測値が計測されると消費電力量監視装置３０に送出され、消費電力量計測値取得部３１においてこの外気温度計測値が取得される（Ｓ１２）。

消費電力量計測値取得部３１で取得された過去の消費電力量計測値は、該当する外気温度計測値と対応付けられて消費電力量実績値蓄積部３２で取得され、消費電力量の実績値として蓄積される（Ｓ１３）。

また、サーバ定格容量実績値取得部３３では、監視員の入力操作により、過去のデータセンター１０内のサーバ装置の定格容量の合計値の履歴が、サーバ定格容量の実績値として取得される（Ｓ１４）。上述したようにデータセンター１０内のサーバ装置の台数は変動するため、それに伴ってサーバ定格容量の実績値も変動する。このサーバ定格容量の実績値は、予め設定された任意の期間単位（例えば日単位、週単位、または数日単位など）で取得される。

次に、単位定格容量消費電力量算出部３４において、消費電力量実績値蓄積部３２で蓄積された過去の１時間単位の消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得部３３で取得された過去のサーバ定格容量の実績値とから、過去の１時間単位のサーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量が算出される（Ｓ１５）。

また単位定格容量消費電力量算出部３４において、消費電力量実績値蓄積部３２において、算出した過去の１時間単位の単位定格容量あたりの消費電力量と、当該算出に用いた消費電力量の実績値に対応付けられた外気温度計測値とから、これらの関係を示す関数（多項式）が求められる（Ｓ１６）。

この単位定格容量あたりの消費電力量と外気温度との関係を示す関数の求め方について説明する。

まず、ｘ軸に外気温度Ｔｏをとり、ｙ軸にサーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量をとる２次元グラフ上に、単位定格容量消費電力量算出部３４で算出された１時間単位のサーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量が、当該算出に用いた消費電力量の実績値に対応付けられた外気温度計測値に該当する位置にそれぞれプロットされる。

１時間単位で複数算出された単位定格容量あたりの消費電力量がプロットされたグラフの一例を、図８に示す。

次に、図８のようにプロットされたグラフから、下記式（１４）の最小二乗法に基づいて外気温度Ｔｏのｎ次多項式が求められる。

〔数１４〕

次元ｎを決定する方法としては、空調機の特性から人間系で判断する、あるいは次元ｎの収束条件を設定しその条件を満たす次元ｎを解析的に求めるなどの方法がある。

例えば、次元ｎ＝３の場合は下記式（１５）にように、全体消費電力量／Σサーバ定格容量を表すことができる。

〔数１５〕
全体消費電力量／Σサーバ定格容量＝ａ₃×Ｔｏ³ ＋ａ₂×Ｔｏ² ＋ａ₁×Ｔｏ ＋ａ₀
・・・（１５）
ここで、ａ₃、ａ₂、ａ₁、ａ₀：定数である。

図７のフローチャートに戻り、サーバ定格容量計画値取得部３５において、監視員の入力操作により、サーバ装置群１１の定格容量の合計値に関する将来の計画値が、サーバ定格容量の計画値として取得される（Ｓ１７）。このサーバ定格容量の計画値は、予め設定された任意の期間単位（例えば日単位、週単位、または数日単位など）で取得される。

次に、ステップＳ１６において単位定格容量消費電力量算出部３４で求められた関数を用いて、予測対象の期間の予測平均外気温度（または該当する期間の過去年の平均外気温度）に対応する単位定格容量あたりの消費電力量が消費電力量予測値算出部３６において算出される（Ｓ１８）。さらに消費電力量予測値算出部３６において、算出した単位定格容量あたりの消費電力量に、ステップＳ１７においてサーバ定格容量計画値取得部３５で取得された予測対象の期間のサーバ定格容量の計画値がかけ合わせられ、下記式（１６）に基づいて、データセンター１０の将来の予測対象期間の全体消費電力量予測値が算出される（Ｓ１９）。

〔数１６〕
［全体消費電力量予測値］＝（ａ₃×Ｔｏ³ ＋ａ₂×Ｔｏ² ＋ａ₁×Ｔｏ ＋ａ₀）Σサーバ定格容量計画値・・・（１６）
以上の第２実施形態によれば、データセンター内に設置された複数のサーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量の実績値を算出して外気温度値に対応付けておき、この算出された値と将来のサーバ装置の合計の定格容量の予測値とを利用して将来の所望の期間の全体消費電力量を予測するため、外気温度やサーバ装置の台数の変動に対応した適切な予測値を算出することができる。

１…消費電力量監視システム
１０…データセンター
１１…サーバ装置群
１２…空調機
２０…電力メータ
３０…消費電力量監視装置
３１…消費電力量計測値取得部
３２…消費電力量実績値蓄積部
３３…サーバ定格容量実績値取得部
３４…単位定格容量消費電力量算出部
３５…サーバ定格容量計画値取得部
３６…消費電力量予測値算出部

Claims (4)

1. 変動する数のサーバ装置が設置された建物の消費電力量を監視する消費電力量監視装置において、
   前記監視対象の建物における消費電力量計測値を取得する消費電力量計測値取得部と、
   前記消費電力量計測値取得部で取得された消費電力量計測値を、消費電力量の実績値として月単位で蓄積する消費電力量実績値蓄積部と、
   過去の前記サーバ装置の定格容量の月単位の合計値の履歴を、サーバ定格容量の実績値として取得するサーバ定格容量実績値取得部と、
   前記消費電力量実績値蓄積部で蓄積された過去の月単位の消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得部で取得された過去の月単位のサーバ定格容量の実績値とから、過去の月単位の前記サーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量を算出する単位定格容量消費電力量算出部と、
   前記サーバ装置の定格容量の合計値に関する将来の月単位の計画値を、サーバ定格容量の計画値として取得するサーバ定格容量計画値取得部と、
   前記単位定格容量消費電力量算出部で算出された月単位の単位定格容量あたりの消費電力量に、前記サーバ定格容量計画値取得部で取得されたそれぞれ対応する月のサーバ定格容量の計画値をかけ合わせることにより、前記監視対象の建物における月単位の将来の消費電力量予測値を算出する消費電力量予測値算出部と
   を備えることを特徴とする消費電力量監視装置。
2. 変動する数のサーバ装置が設置された建物の消費電力量を監視する消費電力量監視装置において、
   前記監視対象の建物における消費電力量計測値を取得するとともに、この消費電力量の計測値が取得されたときの前記監視対象の建物の外気温度値の計測値を取得する消費電力量計測値取得部と、
   前記消費電力量計測値取得部で取得された消費電力量計測値を、該当する外気温度の計測値と対応付けて、消費電力量の実績値として蓄積する消費電力量実績値蓄積部と、
   過去の前記サーバ装置の定格容量の所定期間単位の合計値の履歴を、サーバ定格容量の実績値として取得するサーバ定格容量実績値取得部と、
   前記消費電力量実績値蓄積部で蓄積された消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得部で取得された過去のサーバ定格容量の実績値とから、過去の所定期間単位の前記サーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量を算出し、この算出した単位定格容量あたりの消費電力量と当該算出に用いた消費電力量の実績値に対応付けられた外気温度計測値との関係を示す関数を求める単位定格容量消費電力量算出部と、
   前記サーバ装置の定格容量の合計値に関する将来の所定期間単位の計画値を、サーバ定格容量の計画値として取得するサーバ定格容量計画値取得部と、
   前記単位定格容量消費電力量算出部で求められた関数を用いて、予測対象の期間の予測平均外気温度に対応する単位定格容量あたりの消費電力量を算出し、算出した単位定格容量あたりの消費電力量に、前記サーバ定格容量計画値取得部で取得された前記予測対象の期間のサーバ定格容量の計画値をかけ合わせることにより、前記監視対象の建物における予測対象期間の将来の消費電力量予測値を算出する消費電力量予測値算出部と
   を備えることを特徴とする消費電力量監視装置。
3. 変動する数のサーバ装置が設置された建物の消費電力量を監視する消費電力量監視装置が、
   前記監視対象の建物における消費電力量計測値を取得する消費電力量計測値取得ステップと、
   前記消費電力量計測値取得ステップで取得された消費電力量計測値を、消費電力量の実績値として月単位で蓄積する消費電力量実績値蓄積ステップと、
   過去の前記サーバ装置の定格容量の月単位の合計値の履歴を、サーバ定格容量の実績値として取得するサーバ定格容量実績値取得ステップと、
   前記消費電力量実績値蓄積ステップで蓄積された過去の月単位の消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得ステップで取得された過去の月単位のサーバ定格容量の実績値とから、過去の月単位の前記サーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量を算出する単位定格容量消費電力量算出ステップと、
   前記サーバ装置の定格容量の合計値に関する将来の月単位の計画値を、サーバ定格容量の計画値として取得するサーバ定格容量計画値取得ステップと、
   前記単位定格容量消費電力量算出ステップで算出された月単位の単位定格容量あたりの消費電力量に、前記サーバ定格容量計画値取得ステップで取得されたそれぞれ対応する月のサーバ定格容量の計画値をかけ合わせることにより、前記監視対象の建物における月単位の将来の消費電力量予測値を算出する消費電力量予測値算出ステップと
   を有することを特徴とする消費電力量監視方法。
4. 変動する数のサーバ装置が設置された建物の消費電力量を監視する消費電力量監視装置が、
   前記監視対象の建物における消費電力量計測値を取得するとともに、この消費電力量の計測値が取得されたときの前記監視対象の建物の外気温度値の計測値を取得する消費電力量計測値取得ステップと、
   前記消費電力量計測値取得ステップで取得された消費電力量計測値を、該当する外気温度の計測値と対応付けて、消費電力量の実績値として蓄積する消費電力量実績値蓄積ステップと、
   過去の前記サーバ装置の定格容量の所定期間単位の合計値の履歴を、サーバ定格容量の実績値として取得するサーバ定格容量実績値取得ステップと、
   前記消費電力量実績値蓄積ステップで蓄積された消費電力量の実績値と、前記サーバ定格容量実績値取得ステップで取得された過去のサーバ定格容量の実績値とから、過去の所定期間単位の前記サーバ装置の単位定格容量あたりの消費電力量を算出し、この算出した単位定格容量あたりの消費電力量と当該算出に用いた消費電力量の実績値に対応付けられた外気温度計測値との関係を示す関数を求める単位定格容量消費電力量算出ステップと、
   前記サーバ装置の定格容量の合計値に関する将来の所定期間単位の計画値を、サーバ定格容量の計画値として取得するサーバ定格容量計画値取得ステップと、
   前記単位定格容量消費電力量算出ステップで求められた関数を用いて、予測対象の期間の予測平均外気温度に対応する単位定格容量あたりの消費電力量を算出し、算出した単位定格容量あたりの消費電力量に、前記サーバ定格容量計画値取得ステップで取得された前記予測対象の期間のサーバ定格容量の計画値をかけ合わせることにより、前記監視対象の建物における予測対象期間の将来の消費電力量予測値を算出する消費電力量予測値算出ステップと
   を有することを特徴とする消費電力量監視方法。

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