JP2016170491A - 電源制御システム及び電源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】三相４線式交流電源を用いて単相で給電する際に、電力供給装置の故障時の配電効率の低下を抑制する。【解決手段】電源制御システム１は、複数の交流電源２と、複数の情報処理装置３と、電力制御部４とを備える。情報処理装置３は、負荷５に電力を供給する、組をなす複数の電力供給装置６を有する。交流電源２は、組をなす電力供給装置６のうち、他の交流電源２の電力供給先とは異なる方に、単相交流電力を供給する。電力制御部４は、組をなす電力供給装置６が同時に電力を供給する第１の電力供給モードと、いずれかの電力供給装置６が電力を供給する第２の電力供給モードとの切替えを制御し、電力供給装置６が故障した場合、情報処理装置３において、故障した電力供給装置６に電力を供給する交流電源２から受電する電力供給装置６を待機状態とする第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は電源制御システム及び電源制御方法に関し、特に三相４線式交流電源を用いた電源制御システム及び電源制御方法に関する。

近年、ＬＳＩ（Large Scale Integration）の微細化技術と高密度実装技術の進展により、サーバの設置面積当たりの消費電力が増加してきている。このため、電源効率の向上に関連した様々な技術が研究されている。例えば、特許文献１では、高い電源効率にて電力を供給することができる電源装置の出力電力の範囲を拡大するため、次のような電源装置について開示している。特許文献１に記載の電源装置は、電力を出力し且つオン状態とオフ状態とに状態を切り替え可能な電源ユニットを複数備え、外部装置へオン状態にある電源ユニットから出力される電力を供給する電源装置であって、電源ユニットの少なくとも１つは、当該電源ユニットの出力電力を生成するために消費される電力に対するその出力電力の比である電源効率の、当該電源ユニットの出力電力に対する特性が異なる複数の駆動モードのいずれか１つの駆動モードにより駆動されるように構成され、電源ユニットの出力電力に基づいて、当該電源ユニットの駆動モードを複数の駆動モードのいずれか１つに設定する駆動モード設定手段を備える。

また、サーバが継続して運用できるよう電力供給を冗長構成とする技術が知られている。例えば、特許文献２では、基本情報処理装置が複数のＰＳＵ（Power Supply Unit）を有することでＰＳＵの故障に備えるようにし、電力系統に冗長性を持たせる構成が開示されている。

特開２００９−１４０１３８号公報 特開２０１０−０６６８２４号公報

配電効率に優れている電源として、三相４線式交流電源がある。この三相４線式交流電源を用いて、複数台のサーバに単相で給電するシステムを構築した場合において、冗長構成となるようサーバに設けられた複数のＰＳＵのうちいずれかが故障した場合、三相交流間の負荷バランスが崩れるため、配電効率が低下する。特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、このような問題に対して考慮されていない。

本発明の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、三相４線式交流電源を用いて情報処理装置に単相で給電する場合において、情報処理装置に設けられた電力供給装置が故障した際の配電効率の低下を抑制することが可能な電源制御システム及び電源制御方法を提供することにある。

本発明にかかる電源制御システムは、三相４線式で配電する複数の交流電源と、複数の情報処理装置と、前記情報処理装置における電力供給を制御する電力制御手段とを備え、前記複数の情報処理装置のそれぞれは、負荷と、前記負荷に前記交流電源から受電した電力を供給する、組をなす複数の電力供給装置と、を有し、前記複数の交流電源のそれぞれは、前記組をなす複数の電力供給装置のうち、他の前記交流電源の電力供給先とは異なる前記電力供給装置に対し、単相交流電力を供給し、前記電力制御手段は、前記組をなす複数の電力供給装置が前記負荷に対して同時に電力を供給する第１の電力供給モードと、前記組をなす複数の電力供給装置のうちいずれかの電力供給装置が前記負荷に対して電力を供給し他の電力供給装置が待機状態となる第２の電力供給モードとの切替えを制御し、いずれかの前記情報処理装置が有するいずれかの前記電力供給装置が故障した場合、前記情報処理装置において、故障した前記電力供給装置に電力を供給する前記交流電源から受電する前記電力供給装置を待機状態とする前記第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える。

また、本発明にかかる電源制御方法は、負荷と、前記負荷に電力を供給する、組をなす複数の電力供給装置とを有する複数の情報処理装置のそれぞれに対し、三相４線式で配電する複数の交流電源によって供給する供給ステップと、前記組をなす複数の電力供給装置が前記負荷に対して同時に電力を供給する第１の電力供給モードと、前記組をなす複数の電力供給装置のうちいずれかの電力供給装置が前記負荷に対して電力を供給し他の電力供給装置が待機状態となる第２の電力供給モードとの切替えを制御する制御ステップとを含み、前記供給ステップでは、前記複数の交流電源のそれぞれが、前記組をなす複数の電力供給装置のうち、他の前記交流電源の電力供給先とは異なる前記電力供給装置に対し、単相交流電力を供給し、前記制御ステップでは、いずれかの前記情報処理装置が有するいずれかの前記電力供給装置が故障した場合、前記情報処理装置において、故障した前記電力供給装置に電力を供給する前記交流電源から受電する前記電力供給装置を待機状態とする前記第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える。

本発明によれば、三相４線式交流電源を用いて情報処理装置に単相で給電する場合において、情報処理装置に設けられた電力供給装置が故障した際の配電効率の低下を抑制することが可能な電源制御システム及び電源制御方法を提供できる。

実施の形態にかかる電源制御システムを示す図である。 実施の形態にかかる電源制御システムの構成を示す図である。 実施の形態にかかる情報処理装置及び管理装置の詳細な構成について示すブロック図である。 実施の形態にかかる情報処理装置の電力制御処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる管理装置の電力制御処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる電源制御システムの具体的な動作例を説明する図である。 実施の形態にかかる電源制御システムの具体的な動作例を説明する図である。

（実施の形態の概要）
実施の形態の説明に先立って、図１を用いて、本発明にかかる実施の形態の概要を説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる電源制御システム１を示す図である。図１に示すように、電源制御システム１は、複数の交流電源２と、複数の情報処理装置３と、電源制御部４とを備えている。

各交流電源２は、三相４線式で配電する電源である。各情報処理装置３は、負荷５と、複数の電力供給装置６とを有する。情報処理装置３における複数の電力供給装置６は、冗長構成となるよう組をなしており、負荷５に交流電源２から受電した電力を供給する。ここで、各交流電源２は、組をなす複数の電力供給装置６のうち、他の交流電源２の電力供給先とは異なる電力供給装置６に対し、単相交流電力を供給する。

電力制御部４は、情報処理装置３における電力供給を制御する。具体的には、電力制御部４は、組をなす複数の電力供給装置６が負荷５に対して同時に電力を供給する第１の電力供給モードと、組をなす複数の電力供給装置６のうちいずれかの電力供給装置６が負荷５に対して電力を供給し他の電力供給装置６が待機状態となる第２の電力供給モードとの切替えを制御する。また、電力制御部４は、いずれかの情報処理装置３が有するいずれかの電力供給装置６が故障した場合、情報処理装置３において、故障した電力供給装置６に電力を供給する交流電源２から受電する電力供給装置６を待機状態とする第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える。

電源制御システム１によれば、電力供給装置６の故障により三相交流電源である交流電源２の相間の負荷バランスが崩れるのを抑制できる。電源制御システム１によれば、このため、三相４線式交流電源を用いて情報処理装置に単相で給電する場合において、情報処理装置に設けられた電力供給装置が故障した際の配電効率の低下を抑制することができる。

（実施の形態の詳細）
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図２は、実施の形態にかかる電源制御システム１０の構成を示す図である。図２に示すように、電源制御システム１０は、ＰＤＵ（Power Distribution Unit）１００、１１０と、情報処理装置２００、２１０、２２０と、ＬＡＮ（Local Area Network）スイッチ３００と、管理装置４００とを有する。

ＰＤＵ１００は、三相４線式で配電する交流電源である。ＰＤＵ１００は電源１０１からの電力を電線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及びＮにより配電する。同様に、ＰＤＵ１１０は、三相４線式で配電する交流電源である。ＰＤＵ１１０は電源１１１からの電力を電線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及びＮにより配電する。

情報処理装置２００は、ＰＳＵ（Power Supply Unit）２０１ａ、２０１ｂと、ＢＭＣ（Baseboard Management Controller：ベースボード管理コントーラ）２０２と、負荷２０３とを有している。同様に、情報処理装置２１０は、ＰＳＵ２１１ａ、２１１ｂと、ＢＭＣ２１２と、負荷２１３とを有し、情報処理装置２２０は、ＰＳＵ２２１ａ、２２１ｂと、ＢＭＣ２２２と、負荷２２３とを有する。情報処理装置２００、２１０及び２２０は、例えば、サーバである。

ＰＳＵ２０１ａ、２０１ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２２１ａ及び２２１ｂは、電力供給装置に相当する電源ユニットであり、受電した交流電流を直流電流に変換する。ＰＳＵ２０１ａ、２０１ｂは、組をなしており、２Ｎ冗長構成とコールドスタンバイ構成とを切替えることができる。ＰＳＵ２０１ａ、２０１ｂは、ＢＭＣ２０２からの制御信号に従い、負荷２０３に対し電力を供給する。同様に、ＰＳＵ２１１ａ、２１１ｂは、組をなしており、２Ｎ冗長構成とコールドスタンバイ構成とを切替えることができる。ＰＳＵ２１１ａ、２１１ｂは、ＢＭＣ２１２からの制御信号に従い、負荷２１３に対し電力を供給する。また、ＰＳＵ２２１ａ、２２１ｂは、組をなしており、２Ｎ冗長構成とコールドスタンバイ構成とを切替えることができる。ＰＳＵ２２１ａ、２２１ｂは、ＢＭＣ２２２からの制御信号に従い、負荷２２３に対し電力を供給する。なお、２Ｎ冗長構成は、組をなす各ＰＳＵが負荷に対して同時に電力を供給する構成であり、第１の電力供給モードに相当する。また、コールドスタンバイ構成は、組をなすＰＳＵのうち一方のＰＳＵが負荷に対して電力を供給し、他方のＰＳＵが待機状態となる構成であり、第２の電力供給モードに相当する。

ＢＭＣ２０２は、ＰＳＵ２０１ａ及び２０１ｂの動作を制御するコントローラである。同様に、ＢＭＣ２１２は、ＰＳＵ２１１ａ及び２１１ｂの動作を制御するコントローラであり、ＢＭＣ２２２は、ＰＳＵ２２１ａ及び２２１ｂの動作を制御するコントローラである。ＢＭＣ２０２、２１２及び２２２は、例えば、メモリなどの記憶装置と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有しており、後述する処理を行う。また、ＢＭＣ２０２、２１２及び２２２は、ＬＡＮスイッチ３００とＬＡＮケーブル５００により接続されており、管理装置４００と通信する。

負荷２０３、２１３及び２２３には、例えば、ＣＰＵ、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＤＤ（Solid State Drive）、ファン、Ｉ／Ｏ（Input/Output）カードなどが該当するが、負荷２０３、２１３及び２２３は、これらに限らず、電力を消費する任意のものを含む。

管理装置４００は、例えば、サーバであり、メモリなどの記憶装置と、ＣＰＵを有しており、後述する処理を行う。また、管理装置４００は、ＬＡＮスイッチ３００とＬＡＮケーブル５００により接続されており、ＢＭＣ２０２、２１２及び２２２と通信する。

このようなシステム構成の下、ＰＤＵ１００は、ＡＣ（Alternating Current）ケーブル６００を介して、三相４線式の交流電源の各相の電力をＰＳＵ２０１ａ、２１１ａ及び２２１ａにそれぞれ供給する。また、ＰＤＵ１１０は、ＡＣケーブルを介して、三相４線式の交流電源の各相の電力をＰＳＵ２０１ｂ、２１１ｂ及び２２１ｂにそれぞれ供給する。

次に、情報処理装置２００及び管理装置４００の詳細について説明する。なお、情報処理装置２１０及び２２０は、情報処理装置２００と同様の構成であるため、説明を省略する。図３は、情報処理装置２００及び管理装置４００の詳細な構成について示すブロック図である。

まず、情報処理装置２００について説明する。図３に示されるように、ＢＭＣ２０２は、消費電力取得部２５１と、ＰＳＵステータス情報取得部２５２と、ＰＳＵ制御部２５３ａ、２５３ｂと、情報記憶部２５４と、情報送受信部２５５とを有する。なお、消費電力取得部２５１、ＰＳＵステータス情報取得部２５２、ＰＳＵ制御部２５３ａ、２５３ｂ、及び情報送受信部２５５は、例えば、ＢＭＣ２０２の記憶装置などに格納されたプログラムをＢＭＣ２０２のＣＰＵなどが実行することにより実現されてもよいし、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現されてもよい。また、情報記憶部２５４は、例えば、ＢＭＣ２０２の記憶装置により実現される。

消費電力取得部２５１は、負荷２０３における消費電力を取得する。具体的には、消費電力取得部２５１は、ＰＭＢｕｓ（Power Management Bus）経由で、ＰＳＵ２０１ａの出力電力及びＰＳＵ２０１ｂの出力電力を取得し、出力電力から負荷２０３の消費電力を算出する。消費電力取得部２５１は、ＰＳＵ２０１ａ、２０１ｂが２Ｎ冗長構成の場合は、ＰＳＵ２０１ａの出力電力及びＰＳＵ２０１ｂの出力電力を合計した値を負荷２０３における消費電力とする。また、消費電力取得部２５１は、ＰＳＵ２０１ａ、２０１ｂがコールドスタンバイ構成の場合は、ＰＳＵ２０１ａ、２０１ｂのうち運用されている方の出力電力を負荷２０３における消費電力とする。

消費電力取得部２５１により算出された消費電力は、情報記憶部２５４に記憶される。本実施の形態では、算出した消費電力は、情報送受信部２５５を介して情報記憶部２５４に記憶される。

ＰＳＵステータス情報取得部２５２は、ＰＳＵ２０１ａ及びＰＳＵ２０１ｂの各種ステータス情報を取得する。例えば、ＰＳＵステータス情報取得部２５２は、Ｐｒｅｓｅｎｔ信号Ｐにより、ＰＳＵ２０１ａ及び２０１ｂの実装状態をステータス情報として取得する。Ｐｒｅｓｅｎｔ信号は、ＰＳＵが情報処理装置に、正しく実装された状態であるか否かを示す信号である。また、ＰＳＵステータス情報取得部２５２は、ＰＷＲＧＯＯＤ信号ＰＧにより、ＰＳＵ２０１ａ及び２０１ｂの出力状態をステータス情報として取得する。ＰＷＧＯＯＤ信号は、ＰＳＵの出力が正常であるか否かを示す信号である。また、ＰＳＵステータス情報取得部２５２は、ＰＭＢｕｓ経由でＰＳＵ２０１ａ及び２０１ｂの内部ステータスをステータス情報として取得する。内部ステータスは、ＰＳＵの故障を判断するための情報である。ＰＳＵの故障の具体例としては、例えば、ＰＳＵ内のファンの故障、ＡＣコードが未接続状態であるＡＣロスト、温度異常などが該当するが、これらに限らず任意の故障が該当する。

ＰＳＵステータス情報取得部２５２に取得されたステータス情報は、情報記憶部２５４に記憶される。本実施の形態では、ステータス情報は、情報送受信部２５５を介して情報記憶部２５４に記憶される。

ＰＳＵ制御部２５３ａは、管理装置４００の後述する情報送受信部４５１から送信された制御情報を、ＬＡＮスイッチ３００及び情報送受信部２５５を介して受信し、ＰＳＵ２０１ａを制御する。具体的には、ＰＳＵ制御部２５３ａは、オン信号ＯＮ及び冗長モード信号Ｍといった制御信号を用いて、ＰＳＵ２０１ａを２Ｎ冗長構成として運用するか、ＰＳＵ２０１ａをコールドスタンバイ構成の運用側として動作させるか、ＰＳＵ２０１ａをコールドスタンバイ構成の待機側として動作させるかを切替える制御を行う。なお、オン信号は、ＰＳＵの動作状態（運用状態）とするか否かを制御する信号であり、冗長モード信号は、２Ｎ冗長構成のモードと、コールドスタンバイ構成のモードとを切替える信号である。

ＰＳＵ制御部２５３ｂは、ＰＳＵ制御部２５３ａと同様に、ＰＳＵ２０１ｂを制御する。すなわち、ＰＳＵ制御部２５３ｂは、管理装置４００の後述する情報送受信部４５１から送信された制御情報を、ＬＡＮスイッチ３００及び情報送受信部２５５を介して受信し、ＰＳＵ２０１ｂを制御する。

情報記憶部２５４は、消費電力取得部２５１が算出した消費電力と、ＰＳＵステータス情報取得部２５２が取得したステータス情報を含む情報を記憶する。また、情報記憶部２５４は、現在の電力供給モードがいずれに設定されているかを示す情報を記憶する。

情報送受信部２５５は、管理装置４００の後述する情報送受信部４５１との間で、情報の送受信を行う。例えば、情報送受信部２５５は、管理装置４００の情報送受信部４５１から情報の取得要求があった場合、情報記憶部２５４から情報を読み出し、管理装置４００へと送信する。また、情報送受信部２５５は、管理装置４００の情報送受信部４５１から送信された制御情報を受信し、ＰＳＵ制御部２５３ａ、２５３ｂに通知する。また、情報送受信部２５５は、消費電力及びステータス情報の情報記憶部２５４への記憶を仲介する。

次に、引き続き、図３を参照して、管理装置４００について説明する。図３に示されるように、管理装置４００は、情報送受信部４５１と、ＰＳＵ制御情報生成部４５２とを有する。なお、情報送受信部４５１及びＰＳＵ制御情報生成部４５２は、例えば、管理装置４００の記憶装置などに格納されたプログラムを管理装置４００のＣＰＵなどが実行することにより実現されてもよいし、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現されてもよい。

情報送受信部４５１は、情報処理装置２００、２１０及び２２０の情報送受信部２５５との間で、情報の送受信を行う。例えば、情報送受信部４５１は、定期的に、情報処理装置２００、２１０及び２２０から、消費電力及びステータス情報を取得する要求を行い、これら情報を受信する。情報送受信部４５１は、受信した情報をＰＳＵ制御情報生成部４５２に出力する。また、情報送受信部４５１は、ＰＳＵ制御情報生成部４５２により生成された制御情報を情報処理装置２００、２１０及び２２０に送信する。

ＰＳＵ制御情報生成部４５２は、情報処理装置２００、２１０及び２２０から取得した消費電力及びステータス情報に基づいて、情報処理装置２００、２１０及び２２０の各ＰＳＵ（すなわち、ＰＳＵ２０１ａ、ＰＳＵ２０１ｂ、ＰＳＵ２１１ａ、ＰＳＵ２１１ｂ、ＰＳＵ２２１ａ、ＰＳＵ２２１ｂ）を制御するための制御情報を生成する。制御情報は、組をなすＰＳＵを２Ｎ冗長構成として動作させるか、コールドスタンバイ構成として動作させるか、コールドスタンバイ構成として動作させる場合にどちらのＰＳＵを運用側としてどちらのＰＳＵを待機側とするかを指示する情報である。

ＰＳＵ制御情報生成部４５２は、生成した制御情報を情報送受信部４５１に出力する。これにより、制御情報は、情報処理装置２００の情報送受信部２５５を介して、情報処理装置２００のＰＳＵ制御部２５３ａ及びＰＳＵ制御部２５３ｂに取得される。また、同様に、制御情報は、情報処理装置２１０のＰＳＵ制御部２５３ａ及びＰＳＵ制御部２５３ｂに取得され、情報処理装置２２０のＰＳＵ制御部２５３ａ及びＰＳＵ制御部２５３ｂに取得される。そして、情報処理装置２００、２１０、２２０のＰＳＵ制御部２５３ａ及びＰＳＵ制御部２５３ｂは、取得した制御情報に従ってＰＳＵを制御する。

このように、本実施の形態では、ＢＭＣ２０２、２１２、２２２及び管理装置４００により、情報処理装置における電力供給を制御する電力制御手段が実現される。

次に、電源制御システム１０の電力制御処理の流れについて説明する。図４は、情報処理装置２００の電力制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、情報処理装置２１０及び２２０の電力制御処理は、情報処理装置２００と同様なので、説明は割愛する。

情報処理装置２００のＡＣ電源が投入されることにより、ＢＭＣ２０２が自動的に起動する（Ｓ２０１）。ＢＭＣ２０２は、起動すると、初期設定として、２Ｎ冗長構成での動作を行うよう制御する（Ｓ２０２）。すなわち、ＢＭＣ２０２のＰＳＵ制御部２５３ａ、２５３ｂは、ＰＳＵ２０１ａ、２０１ｂが電力供給モードとして２Ｎ冗長構成で動作するように制御する。

次に、ＢＭＣ２０２は、ＰＳＵ２０１ａの情報を取得する（Ｓ２０３）。具体的には、消費電力取得部２５１がＰＳＵ２０１ａの消費電力を取得し、ＰＳＵステータス情報取得部２５２がＰＳＵ２０１ａのステータス情報を取得する。Ｓ２０３で取得された情報により、ＢＭＣ２０２は、ＰＳＵ２０１ａが正常に動作しているか否かを判定する（Ｓ２０４）。ここで、ＰＳＵ２０１ａが情報処理装置２００に正常に実装されていない場合、及びＰＳＵ２０１ａが故障している場合、処理はＳ２１１へ移行し、それら以外の場合、処理はＳ２０５へ移行する。

Ｓ２０５において、Ｓ２０３と同様、ＢＭＣ２０２は、ＰＳＵ２０１ｂの情報を取得する。そして、Ｓ２０５で取得された情報により、ＢＭＣ２０２は、ＰＳＵ２０１ｂが正常に動作しているか否かを判定する（Ｓ２０６）。ここで、ＰＳＵ２０１ｂが情報処理装置２００に正常に実装されていない場合、及びＰＳＵ２０１ｂが故障している場合、処理はＳ２１０へ移行し、それら以外の場合、処理はＳ２０７へ移行する。

Ｓ２０７において、管理装置４００からＰＳＵの電力供給モードを変更するよう指示されているか否かが判定される。すなわち、管理装置４００から、電力供給モードを変更する制御信号が送信されているかが判定される。管理装置４００からＰＳＵの電力供給モードを変更するよう指示されている場合、処理はＳ２０８へ移行し、指示されていない場合、処理はＳ２０９へ移行する。

Ｓ２０８では、管理装置４００からの電力供給モードの変更指示に従い、ＰＳＵ２０１ａ及びＰＳＵ２０１ｂの電力供給モードを変更する。その後、処理は、Ｓ２０９へ移行する。

Ｓ２０６においてＹｅｓであった場合、すなわち、Ｓ２０６においてＰＳＵ２０１ｂが情報処理装置２００に正常に実装されていないと判定された場合、及びＰＳＵ２０１ｂが故障していると判定された場合は、ＰＳＵ制御部２５３ａ、２５３ｂは、ＰＳＵ２０１ａを運用側とする非冗長構成とするよう制御する（Ｓ２１０）。

また、Ｓ２０４においてＹｅｓであった場合、すなわち、Ｓ２０４においてＰＳＵ２０１ａが情報処理装置２００に正常に実装されていないと判定された場合、及びＰＳＵ２０１ａが故障していると判定された場合は、Ｓ２０５と同じく、ＢＭＣ２０２は、ＰＳＵ２０１ｂの情報を取得する（Ｓ２１１）。

ＢＭＣ２０２は、Ｓ２１１で取得された情報により、ＰＳＵ２０１ｂが情報処理装置２００に正常に実装されているか否かを判定する（Ｓ２１２）。ＰＳＵ２０１ｂが情報処理装置２００に正常に実装されている場合、処理はＳ２１３へ移行し、ＰＳＵ２０１ｂが情報処理装置２００に正常に実装されていない場合、処理はＳ２１５へ移行する。

Ｓ２１３では、ＢＭＣ２０２は、Ｓ２１１で取得された情報により、ＰＳＵ２０１ｂが故障状態であるか否かを判定する。ＰＳＵ２０１ｂが故障していない場合、処理はＳ２１４へ移行し、故障している場合、処理はＳ２１５へ移行する。

Ｓ２１４では、ＰＳＵ制御部２５３ａ、２５３ｂは、ＰＳＵ２０１ｂを運用側とする非冗長構成とするよう制御する。これに対し、Ｓ２１５では、ＢＭＣ２０２は、ＰＳＵ２０１ａ及びＰＳＵ２０１ｂの両方とも運用が不可能であると判定する。この場合、ＰＳＵ２０１ａ及びＰＳＵ２０１ｂの両方が使用できないため、ＤＣ（Direct Current：直流）電源が投入できず、直流電力を負荷２０３に対し供給することができない。Ｓ２１４の後、及びＳ２１５の後は、処理はＳ２０９へ移行する。

Ｓ２０９では、ＢＭＣ２０２の情報記憶部２５４は、Ｓ２０３で取得したＰＳＵ２０１ａのステータス情報及び消費電力値と、Ｓ２０５又はＳ２１１で取得したＰＳＵ２０１ｂのステータス情報及び消費電力値と、ＰＳＵ２０１ａ及びＰＳＵ２０１ｂの現在の電力供給モードを示す情報を記憶する。これにより、管理装置４００から情報の取得要求があった場合、記憶した情報が送信される。Ｓ２０９の後は、Ｓ２０３に戻り、ＢＭＣ２０２は上述の処理を繰り返し行う。

このように、ＰＳＵ２０１ａが正常に動作し、かつ、ＰＳＵ２０１ｂが未実装又は故障状態である場合、ＰＳＵ２０１ａのみの非冗長構成で電力の供給がなされる。また、ＰＳＵ２０１ａが未実装又は故障状態であり、かつ、ＰＳＵ２０１ｂが正常に動作している場合、ＰＳＵ２０１ｂのみの非冗長構成で電力の供給がなされる。また、ＰＳＵ２０１ａ及びＰＳＵ２０１ｂがいずれも正常に動作している場合は、管理装置４００からの指示に従い電力の供給がなされる。

次に、管理装置４００における電力制御処理の流れについて説明する。図５は、管理装置４００の電力制御処理の一例を示すフローチャートである。

まず、管理装置４００は、情報処理装置２００、２１０及び２２０の消費電力とＰＳＵのステータス情報を取得する（Ｓ４０１）。具体的には、管理装置４００の情報送受信部４５１が、情報の取得要求を行い、情報処理装置２００、２１０及び２２０の情報記憶部２５４が記憶する消費電力を示す情報及びステータス情報を取得する。

次に、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち、Ｓ４０１において情報が取得できなかった情報処理装置が存在するか否かが判定される（Ｓ４０２）。そのような情報処理装置が存在しない場合、処理はＳ４０３へ移行し、そのような情報処理装置が存在する場合、処理はＳ４０８へ移行する。

Ｓ４０８では、管理装置４００は、２Ｎ冗長構成で動作するよう情報管理装置に指示する。Ｓ４０１において情報が取得できなかった情報処理装置が一台でも存在する場合、管理装置４００のＰＳＵ制御情報生成部４５２は、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち情報を取得できなかった情報処理装置に異常ありと判断する。そして、ＰＳＵ制御情報生成部４５２は、ＰＳＵの適切な冗長構成制御が行えないため、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち情報が取得できた情報処理装置に対し、２Ｎ冗長構成で運用するよう指示する制御情報を生成する。このように生成された制御情報が、情報送受信部４５１を介して、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち情報が取得できた情報処理装置に対し送信される（Ｓ４０８）。

一方、Ｓ４０３では、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち、ＰＤＵ１００から受電するＰＳＵ（すなわち、ＰＳＵ２０１ａ、２１１ａ、２２１ａ）が正常に実装されていない情報処理装置、又はＰＤＵ１００から受電するＰＳＵが故障している情報処理装置が存在するか否かが判定される。具体的には、ＰＳＵ制御情報生成部４５２は、Ｓ４０１で取得した情報に基づいて、ＰＤＵ１００から受電するＰＳＵが正常に実装されていない情報処理装置の有無、及びＰＤＵ１００から受電するＰＳＵが故障している情報処理装置の有無を判別する。ＰＤＵ１００から受電するＰＳＵが未実装又は故障状態である情報処理装置が存在しない場合、処理はＳ４０４へ移行し、ＰＤＵ１００から受電するＰＳＵが未実装又は故障状態である情報処理装置が存在する場合、処理はＳ４０９へ移行する。

Ｓ４０４では、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵ（すなわち、ＰＳＵ２０１ｂ、２１１ｂ、２２１ｂ）が正常に実装されていない情報処理装置、又はＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが故障している情報処理装置が存在するか否かが判定される。具体的には、ＰＳＵ制御情報生成部４５２は、Ｓ４０１で取得した情報に基づいて、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが正常に実装されていない情報処理装置の有無、及びＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが故障している情報処理装置の有無を判別する。ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが未実装又は故障状態である情報処理装置が存在しない場合、処理はＳ４０５へ移行し、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが未実装又は故障状態である情報処理装置が存在する場合、処理はＳ４０７へ移行する。

Ｓ４０５では、情報処理装置２００の負荷２０３による消費電力、情報処理装置２１０の負荷２１３による消費電力、及び情報処理装置２２０の負荷２２３による消費電力のばらつき度合が、第１の閾値以上であるか否かが判定される。具体的には、ＰＳＵ制御情報生成部４５２は、Ｓ４０１で取得した各情報処理装置における消費電力値に基づいて、次のようにばらつき度合を判定する。すなわち、ＰＳＵ制御情報生成部４５２は、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち最も電力を消費している情報処理装置の消費電力値と、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち最も電力を消費していない情報処理装置の消費電力値の差分を求め、差分が閾値以上であるか否かを判定する。なお、例えば、消費電力値は、最大出力電力に対する消費電力が百分率で示されており、閾値としては、例えば２０％が設定される。ばらつき度合が第１の閾値以上である場合、処理はＳ４０８へ移行し、ばらつき度合が第１の閾値未満である場合、処理はＳ４０６へ移行する。

Ｓ４０６では、情報処理装置２００の負荷２０３による消費電力、情報処理装置２１０の負荷２１３による消費電力、及び情報処理装置２２０の負荷２２３による消費電力のうち、最小の消費電力が、第２の閾値以上であるか否かが判定される。具体的には、ＰＳＵ制御情報生成部４５２は、Ｓ４０１で取得した各情報処理装置における消費電力値に基づいて、次のように判定する。ＰＳＵ制御情報生成部４５２は、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち電力消費が最小である情報処理装置の負荷における最大消費電力が閾値（例えば、８０％）以上であるか否かを判定する。情報処理装置２００、２１０及び２２０における最小の消費電力が、第２の閾値以上である場合、処理はＳ４０８へ移行し、第２の閾値未満である場合、処理はＳ４０７へ移行する。

Ｓ４０７では、管理装置４００は、ＰＤＵ１００から受電するＰＳＵを運用系としたコールドスタンバイ構成により動作するよう情報処理装置２００、２１０及び２２０に指示する。具体的には、ＰＳＵ制御情報生成部４５２が、情報処理装置２００、２１０及び２２０に対し、ＰＳＵ２０１ａ、２１１ａ及び２２１ａを運用系としたコールドスタンバイ構成により動作するよう指示する制御情報を生成し、情報送受信部４５１がこれら制御情報を情報処理装置２００、２１０及び２２０に対し送信する。なお、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが故障又は未実装状態である情報処理装置は、管理装置４００からの制御情報に関わらず、図４に示した通り、ＰＤＵ１００から受電するＰＳＵにより非冗長構成で動作することとなる。

また、Ｓ４０５でＹｅｓとなった場合、又はＳ４０６でＹｅｓとなった場合は、Ｓ４０８において、管理装置４００は、２Ｎ冗長構成で運用するよう全ての情報処理装置に指示する。具体的には、ＰＳＵ制御情報生成部４５２が、情報処理装置２００、２１０及び２２０に対し、２Ｎ冗長構成で運用するよう指示する制御情報を生成し、情報送受信部４５１が生成されたこれら制御情報を、情報処理装置２００、２１０及び２２に対し送信する。

一方、Ｓ４０３でＹｅｓとなった場合、すなわち、ＰＤＵ１００から受電するＰＳＵが未実装又は故障状態である情報処理装置が存在する場合、Ｓ４０９において、Ｓ４０４と同様、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが正常に実装されていない情報処理装置、又はＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが故障している情報処理装置が存在するか否かが判定される。ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが未実装又は故障状態である情報処理装置が存在しない場合、処理はＳ４１０へ移行し、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが未実装又は故障状態である情報処理装置が存在する場合、処理はＳ４０８へ移行する。

Ｓ４０９でＹｅｓとなった場合、Ｓ４０８において、具体的には、ＰＳＵ制御情報生成部４５２が、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち、組となるＰＤＵがいずれも正常に動作している情報処理装置に対し、２Ｎ冗長構成で運用するよう指示する制御情報を生成し、生成された制御情報が情報送受信部４５１を介して送信される。

一方、Ｓ４０９でＮｏとなった場合、Ｓ４１０において、管理装置４００は、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵを運用系としたコールドスタンバイ構成により動作するよう情報処理装置２００、２１０及び２２０に指示する。具体的には、ＰＳＵ制御情報生成部４５２が、情報処理装置２００、２１０及び２２０に対し、ＰＳＵ２０１ｂ、２１１ｂ及び２２１ｂを運用系としたコールドスタンバイ構成により動作するよう指示する制御情報を生成し、情報送受信部４５１がこれら制御情報を情報処理装置２００、２１０及び２２０に対し送信する。なお、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち、ＰＤＵ１００から受電するＰＳＵが故障又は未実装状態である情報処理装置は、管理装置４００からの制御情報に関わらず、図４に示した通り、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵにより非冗長構成で動作することとなる。

Ｓ４０７、Ｓ４０８及びＳ４０９の後、処理は、再びＳ４０１に戻る。このように、管理装置４００は、上述の処理を繰り返し実行する。

ここで、電源制御システム１０の具体的な動作例を図６及び図７に示す。図６及び図７では、上段にＰＳＵがすべて正常に動作している際の各ＰＳＵの出力電力の様子を示し、下段にＰＳＵに故障が発生した際の各ＰＳＵの出力電力の様子を示している。

図６に示した例では、故障前の状態で、情報処理装置２００、２１０及び２２０において、コールドスタンバイ構成の電力供給が実施されている。具体的には、ＰＳＵ２０１ａ、ＰＳＵ２１１ａ、ＰＳＵ２２１ａが、最大出力の３０％の出力を行っており、ＰＳＵ２０１ｂ、ＰＳＵ２１１ｂ、ＰＳＵ２２１ｂが、待機状態（すなわち、０％の出力）となっている。ここで、情報処理装置２２０のＰＳＵ２２１ａに故障が発生したものと仮定する。この場合、図６の下段に示されるように、電源制御システム１０では、故障したＰＳＵ２２１ａに電力を供給するＰＤＵ１００から受電するＰＳＵを待機状態に変更し、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵのみが電力を供給するよう切り替える。具体的には、ＰＳＵ２０１ｂ、ＰＳＵ２１１ｂ、ＰＳＵ２２１ｂが、最大出力の３０％の出力を行い、ＰＳＵ２０１ａ、ＰＳＵ２１１ａが、待機状態（すなわち、０％の出力）となる。

図７に示した例では、故障前の状態で、情報処理装置２００、２１０及び２２０において、２Ｎ冗長構成の電力供給が実施されている。具体的には、ＰＳＵ２０１ａ、ＰＳＵ２１１ａ、ＰＳＵ２２１ａ、ＰＳＵ２０１ｂ、ＰＳＵ２１１ｂ、ＰＳＵ２２１ｂが、いずれも最大出力の５０％の出力を行っている。ここで、情報処理装置２２０のＰＳＵ２２１ａに故障が発生したものと仮定する。この場合、図７の下段に示されるように、電源制御システム１０では、故障したＰＳＵ２２１ａに電力を供給するＰＤＵ１００から受電するＰＳＵを待機状態に変更し、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵのみが電力を供給するよう切り替える。具体的には、ＰＳＵ２０１ｂ、ＰＳＵ２１１ｂ、ＰＳＵ２２１ｂが、最大出力の１００％の出力を行い、ＰＳＵ２０１ａ、ＰＳＵ２１１ａが、待機状態（すなわち、０％の出力）となる。

このように、電源制御システム１０では、ＰＳＵ２０１ａ、２０１ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２２１ａ及び２２１ｂのうちいずれかが故障した場合、故障したＰＳＵに電力を供給するＰＤＵから受電するＰＳＵを待機状態とするよう切り替えを行う。このため、故障が発生しても、三相交流間の負荷バランスが崩れることを抑制できるため、配電効率の低下を抑制できる。

また、図５に示したように、ＰＤＵ１００から受電する全てのＰＳＵ及びＰＤＵ１１０から受電する全てのＰＳＵが正常であり（Ｓ４０３及びＳ４０４でＮｏ）、かつ、消費電力のばらつき度合いが第１の閾値以上である場合（Ｓ４０５でＹｅｓ）、２Ｎ冗長構成で運用するよう指示が行われる（Ｓ４０８）。これにより、三相４線式電源の相間の電力差を小さくことができる。このため、配電効率の向上に寄与する。

また、ＰＤＵ１００から受電する全てのＰＳＵ及びＰＤＵ１１０から受電する全てのＰＳＵが正常であり（Ｓ４０３及びＳ４０４でＮｏ）、かつ、消費電力のばらつき度合いが第１の閾値未満であり（Ｓ４０５でＮｏ）、かつ、最小の消費電力が第２の閾値以上である場合（Ｓ４０６でＹｅｓ）、２Ｎ冗長構成で運用するよう指示が行われる（Ｓ４０８）。ＰＳＵは最大出力の５０％程度の出力の場合に最も効率が良いため、このように消費電力が大きい場合に２Ｎ冗長構成とすることで、ＰＳＵ自体の効率を向上させることができる。

また、ＰＤＵ１００から受電する全てのＰＳＵ及びＰＤＵ１１０から受電する全てのＰＳＵが正常であり（Ｓ４０３及びＳ４０４でＮｏ）、かつ、消費電力のばらつき度合いが第１の閾値未満であり（Ｓ４０５でＮｏ）、かつ、最小の消費電力が第２の閾値未満である場合（Ｓ４０６でＮｏ）、コールドスタンバイ構成で運用するよう指示が行われる（Ｓ４０７）。ＰＳＵの出力が第２の閾値未満の場合（例えば、ＰＳＵの最大出力の８０％未満の場合）、２Ｎ冗長構成で運用するよりもＰＳＵ１台で運用したほうが効率がよい。このため、ＰＳＵ自体の効率を向上させることができる。

また、情報処理装置２００、２１０及び２２０のうち、ＰＤＵ１００から受電するＰＳＵが未実装または故障している情報処理装置が存在し（Ｓ４０３でＹｅｓ）、かつ、ＰＤＵ１１０から受電するＰＳＵが未実装または故障している情報処理装置もある場合（Ｓ４０９でＹｅｓ）、２Ｎ冗長構成で運用するよう指示が行われる（Ｓ４０８）。２Ｎ冗長構成の場合、組をなす２つのＰＳＵは、消費電力の半分ずつを出力電力とするため、三相４線式電源の相間の消費電力の差も半分となり、相間の電力差が大きくなることを防ぐことができる。このため、配電効率の向上に寄与する。

このように、実施の形態にかかる電源制御システム１０によれば、配電効率及びＰＳＵの動作効率を向上することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、管理装置４００が、ＢＭＣ２０２、２１２、２２２から集めた情報をもとに電力供給モードを決定し、ＢＭＣ２０２、２１２、２２２に指示しているが、ＢＭＣ２０２、２１２、２２２のいずれかに管理装置４００の機能を持たせてもよい。すなわち、電力制御手段は、電源制御システム１０のいずれかの構成要素により実現されればよい。

１、１０ 電源制御システム
２ 交流電源
３、２００、２１０、２２０ 情報処理装置
４ 電源制御部
５、２０３、２１３、２２３ 負荷
６ 電力供給装置
１００、１１０ ＰＤＵ
１０１、１１１ 電源
２０１ａ、２０１ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２２１ａ、２２１ｂ ＰＳＵ
２０２、２１２、２２２ ＢＭＣ
２５１ 消費電力取得部
２５２ ＰＳＵステータス情報取得部
２５３ａ、２５３ｂ ＰＳＵ制御部
２５４ 情報記憶部
２５５ 情報送受信部
３００ ＬＡＮスイッチ
４００ 管理装置
４５１ 情報送受信部
４５２ ＰＳＵ制御情報生成部
５００ ＬＡＮケーブル
６００ ＡＣケーブル

Claims (10)

1. 三相４線式で配電する複数の交流電源と、
   複数の情報処理装置と、
   前記情報処理装置における電力供給を制御する電力制御手段と
   を備え、
   前記複数の情報処理装置のそれぞれは、
   負荷と、
   前記負荷に前記交流電源から受電した電力を供給する、組をなす複数の電力供給装置と、
   を有し、
   前記複数の交流電源のそれぞれは、前記組をなす複数の電力供給装置のうち、他の前記交流電源の電力供給先とは異なる前記電力供給装置に対し、単相交流電力を供給し、
   前記電力制御手段は、前記組をなす複数の電力供給装置が前記負荷に対して同時に電力を供給する第１の電力供給モードと、前記組をなす複数の電力供給装置のうちいずれかの電力供給装置が前記負荷に対して電力を供給し他の電力供給装置が待機状態となる第２の電力供給モードとの切替えを制御し、いずれかの前記情報処理装置が有するいずれかの前記電力供給装置が故障した場合、前記情報処理装置において、故障した前記電力供給装置に電力を供給する前記交流電源から受電する前記電力供給装置を待機状態とする前記第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
   電源制御システム。
2. 前記電力制御手段は、さらに、いずれの前記電力供給装置も故障しておらず、かつ、前記負荷それぞれの消費電力のばらつき度合いが予め定められた第１の閾値以上である場合、または、いずれの前記電力供給装置も故障しておらず、かつ、前記ばらつき度合いが前記第１の閾値未満であり、かつ、前記負荷のうち最も消費電力が少ない負荷の消費電力が予め定められた第２の閾値以上である場合、前記第１の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
   請求項１に記載の電源制御システム。
3. 前記電力制御手段は、さらに、いずれの前記電力供給装置も故障しておらず、かつ、前記複数の情報処理装置における前記負荷それぞれの消費電力のばらつき度合いが予め定められた第１の閾値未満であり、かつ、前記負荷のうち最も消費電力が少ない負荷の消費電力が予め定められた第２の閾値未満である場合、前記第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
   請求項１又は２に記載の電源制御システム。
4. 前記電力制御手段は、さらに、前記複数の交流電源のうちいずれかの交流電源から受電する前記電力供給装置のいずれかが故障し、かつ、前記複数の交流電源のうち他の交流電源から受電する前記電力供給装置のいずれかが故障した場合、前記組をなす複数の電力供給装置がいずれも故障していない前記情報処理装置において、前記第１の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源制御システム。
5. 前記電力制御手段は、さらに、いずれかの前記情報処理装置が有するいずれかの前記電力供給装置が実装されていない状態である場合、前記情報処理装置において、実装されていない状態である前記電力供給装置に電力を供給する前記交流電源から受電する前記電力供給装置を待機状態とする前記第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源制御システム。
6. 負荷と、前記負荷に電力を供給する、組をなす複数の電力供給装置とを有する複数の情報処理装置のそれぞれに対し、三相４線式で配電する複数の交流電源によって供給する供給ステップと、
   前記組をなす複数の電力供給装置が前記負荷に対して同時に電力を供給する第１の電力供給モードと、前記組をなす複数の電力供給装置のうちいずれかの電力供給装置が前記負荷に対して電力を供給し他の電力供給装置が待機状態となる第２の電力供給モードとの切替えを制御する制御ステップと
   を含み、
   前記供給ステップでは、前記複数の交流電源のそれぞれが、前記組をなす複数の電力供給装置のうち、他の前記交流電源の電力供給先とは異なる前記電力供給装置に対し、単相交流電力を供給し、
   前記制御ステップでは、いずれかの前記情報処理装置が有するいずれかの前記電力供給装置が故障した場合、前記情報処理装置において、故障した前記電力供給装置に電力を供給する前記交流電源から受電する前記電力供給装置を待機状態とする前記第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
   電源制御方法。
7. 前記制御ステップでは、さらに、いずれの前記電力供給装置も故障しておらず、かつ、前記負荷それぞれの消費電力のばらつき度合いが予め定められた第１の閾値以上である場合、または、いずれの前記電力供給装置も故障しておらず、かつ、前記ばらつき度合いが前記第１の閾値未満であり、かつ、前記負荷のうち最も消費電力が少ない負荷の消費電力が予め定められた第２の閾値以上である場合、前記第１の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
   請求項６に記載の電源制御方法。
8. 前記制御ステップでは、さらに、いずれの前記電力供給装置も故障しておらず、かつ、前記複数の情報処理装置における前記負荷それぞれの消費電力のばらつき度合いが予め定められた第１の閾値未満であり、かつ、前記負荷のうち最も消費電力が少ない負荷の消費電力が予め定められた第２の閾値未満である場合、前記第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
   請求項６又は７に記載の電源制御方法。
9. 前記制御ステップでは、さらに、前記複数の交流電源のうちいずれかの交流電源から受電する前記電力供給装置のいずれかが故障し、かつ、前記複数の交流電源のうち他の交流電源から受電する前記電力供給装置のいずれかが故障した場合、前記組をなす複数の電力供給装置がいずれも故障していない前記情報処理装置において、前記第１の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
   請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電源制御方法。
10. 前記制御ステップでは、さらに、いずれかの前記情報処理装置が有するいずれかの前記電力供給装置が実装されていない状態である場合、前記情報処理装置において、実装されていない状態である前記電力供給装置に電力を供給する前記交流電源から受電する前記電力供給装置を待機状態とする前記第２の電力供給モードで電力を供給するよう切り替える
    請求項６乃至９のいずれか１項に記載の電源制御方法。

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