JP2023013088A - 制御プログラム、制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】契約電力の超過を抑制することを目的としている。【解決手段】複数の電源から電力が供給される複数階層のブレーカ群において、各ブレーカから検出される電力の平均値を所定時間毎に検出し、前記複数階層のうち、ある階層と、前記ある階層の上位階層とに、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカがある場合に、前記複数の電源のうち一方の電源に、前記上位階層のブレーカにおける増加分を加算した電力を出力させる処理をコンピュータに実行させる。【選択図】図１

Description

本発明は、制御プログラム、制御方法に関する。
従来から、データセンタ等のように、多大な電力を消費する施設では、電力会社との契約により決められた契約電力を超過しないように、各種の工夫がなされている。その一つとして、発電機等の非商用電源を設け、消費電力が商用電源から供給される電力を上回る場合には、非商用電源から不足分を供給する技術が知られている。
特開２０１６－００７０９５号公報
しかしながら、上述した従来の技術では、非商用電源からの電力の供給の増加と、商用電源からの電力の供給の減少を連動させることが困難であり、依然として、消費電力が契約電力を超過する場合がある。
１つの側面では、本発明は、契約電力の超過を抑制することを目的としている。
一つの態様では、複数の電源から電力が供給される複数階層のブレーカ群において、各ブレーカから検出される電力の平均値を所定時間毎に検出し、前記複数階層のうち、ある階層と、前記ある階層の上位階層とに、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカがある場合に、前記複数の電源のうち一方の電源に、前記上位階層のブレーカにおける増加分を加算した電力を出力させる、処理をコンピュータに実行させる、制御プログラムである。
契約電力の超過を抑制できる。
電力制御装置の動作の概略について説明する図である。 電力制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 電力制御装置の機能構成を説明する図である。 閾値の設定について説明する図である。 消費電力及び商用電源と非商用電源の規模を見積もりについて説明する図である。 電力制御装置の処理を説明する第一のフローチャートである 電力制御装置の処理を説明する第二のフローチャートである 電力制御装置の処理を説明する図である。 本実施形態の効果を説明する図である。
以下に、図面を参照して、本実施形態について説明する。はじめに、本実施形態の概要について説明する。
図１は、電力制御装置の動作の概略について説明する図である。本実施形態の電力制御装置１００は、例えば、データセンタ等のように、多数のサーバが配置された施設において、電力の供給の仕方を制御する。以下の説明では、データセンタ２００を多数のサーバ３００が配置された施設の一例として説明する。
データセンタ２００は、商用電源２１０、非商用電源２２０、非常用電源２３０、出力制御機２４０を有する。
また、データセンタ２００は、主ブレーカ３０－１、主ブレーカ３０－２を有する。主ブレーカ３０－１は、商用電源２１０から電力の供給を受け、主ブレーカ３０－１に接続された次の階層のブレーカ群３１に電力を分配する。主ブレーカ３０－２は、非商用電源２２０から電力の供給を受け、主ブレーカ３０－２に接続された次の階層のブレーカ群３２に電力を分配する。
ブレーカ群３１は、ブレーカ３１－１、３１－２、・・・、３１－Ｎを含み、それぞれが主ブレーカ３０－１と接続されている。つまり、ブレーカ３１群は、主ブレーカ３０－１に接続された複数のブレーカである。また、ブレーカ３１－１、３１－２、・・・、３１－Ｎのそれぞれは、自機に接続された次の階層のブレーカ群３１１に電力を分配する。
ブレーカ群３１１は、ブレーカ３１１－１、３１１－２、・・・、３１１－Ｎを含み、それぞれがブレーカ３１－１と接続されている。つまり、ブレーカ３１１群は、ブレーカ３１－１に接続された複数のブレーカである。また、ブレーカ３１１－１は、自機に接続された次の階層のラックＰＤＵ（Power Distribution Unit）群３１２に電力を分配する。
なお、図示していないが、ブレーカ群３１１に含まれるブレーカ３１１－２、・・・、３１１－Ｎのそれぞれには、次の階層のラックＰＤＵ群が接続されている。
ラックＰＤＵ群３１２は、ラックＰＤＵ３１２－１、３１２－２、・・・、３１２－Ｎを含み、それぞれがブレーカ３１１－１に接続されている。また、本実施形態のラックＰＤＵ３１２－１、３１２－２、・・・、３１２－Ｎは、サーバ３００を積み重ねて設置するためのサーバラックに備え付けられた電源タップである。
ラックＰＤＵ３１２－１には、サーバ３００－１、３００－２、・・・、３００－Ｎが接続されている。
サーバ３００－１、３００－２、・・・、３００－Ｎは、それぞれがＰＳＵ（Power Supply Unit）３０１、３０２を有する。ＰＳＵ３０１、３０２は、サーバ３００が有する電力供給装置であり、ＰＳＵ３０１は商用電源から電力を受電し、ＰＳＵ３０２は、非商用電源から電力を受電する。
本実施形態のサーバ３００－１、３００－２、・・・、３００－Ｎは、それぞれのＰＳＵ３０１が、ラックＰＤＵ３１２－１と接続されており、商用電源２１０から電力が供給される。
なお、図示していないが、ラックＰＤＵ群３１２に含まれるラックＰＤＵ３１２－２、・・・、３１２－Ｎのそれぞれは、サーバ群と接続されており、各ラックＰＤＵ３１２からサーバ群に含まれる各サーバのＰＳＵ３０１に、商用電源２１０から電力が供給される。
主ブレーカ３０－２に接続された次の階層のブレーカ群３２は、ブレーカ３２－１、３２－２、・・・、３２－Ｎを含み、それぞれが主ブレーカ３０－２と接続されている。つまり、ブレーカ３２群は、主ブレーカ３０－２に接続された複数のブレーカである。また、ブレーカ３２－１、３２－２、・・・、３２－Ｎのそれぞれは、自機に接続された次の階層のブレーカ群３２１に電力を分配する。
ブレーカ群３２１は、ブレーカ３２１－１、３２１－２、・・・、３２１－Ｎを含み、それぞれがブレーカ３２－１と接続されている。つまり、ブレーカ３２１群は、ブレーカ３２－１に接続された複数のブレーカである。また、ブレーカ３２１－１は、自機に接続された次の階層のラックＰＤＵ（Power Distribution Unit）群３２２に電力を分配する。
なお、図示していないが、ブレーカ群３２１に含まれるブレーカ３２１－２、・・・、３２１－Ｎのそれぞれには、次の階層のラックＰＤＵ群が接続されている。
ラックＰＤＵ群３２２は、ラックＰＤＵ３２２－１、３２２－２、・・・、３２２－Ｎを含み、それぞれがブレーカ３２１－１に接続されている。また、本実施形態のラックＰＤＵ３２２－１、３２２－２、・・・、３２２－Ｎは、サーバ３００を積み重ねて設置するためのサーバラックに備え付けられた電源タップである。
ラックＰＤＵ３２２－１には、サーバ３００－１、３００－２、・・・、３００－Ｎが接続されている。
サーバ３００－１、３００－２、・・・、３００－Ｎは、それぞれがＰＳＵ（Power Supply Unit）３０１、３０２を有する。ＰＳＵ３０１、３０２は、サーバ３００が有する電力供給装置であり、ＰＳＵ３０１は商用電源から電力を受電し、ＰＳＵ３０２は、非商用電源から電力を受電する。
本実施形態のサーバ３００－１、３００－２、・・・、３００－Ｎは、それぞれのＰＳＵ３０２が、ラックＰＤＵ３２２－１と接続されており、非商用電源２２０から電力が供給される。
なお、図示していないが、ラックＰＤＵ群３２２に含まれるラックＰＤＵ３２２－２、・・・、３１２－Ｎのそれぞれは、サーバ群と接続されており、各ラックＰＤＵ３２２からサーバ群に含まれる各サーバのＰＳＵ３０２に、非商用電源２２０から電力が供給される。
このように、本実施形態のサーバ３００は、複数の階層を有するブレーカを介して、商用電源２１０と非商用電源２２０の両方から電力の供給を受けている。
また、本実施形態のデータセンタ２００において、非常用電源２３０は、例えば、商用電源２１０、非商用電源２２０からの電力の供給が途絶えた場合の非常用電源である。
また、出力制御機２４０は、電力制御装置１００からの指示に応じて、非商用電源２２０からの出力電力を制御する。
また、本実施形態のデータセンタ２００に含まれる全てのブレーカとラックＰＤＵには、それぞれ個別に電力計４０が設けられており、各ブレーカに供給される電力を測定する。また、本実施形態では、商用電源２１０、非商用電源２２０、出力制御機２４０にも、電力計４０が設けられており、それぞれから出力される電力を検出する。
本実施形態では、サーバ３００に電力を供給する際に、商用電源から供給される電力の使用量をブレーカ単位で観測しながら、データセンタ２００の消費電力を予測する。そして、電力制御装置１００は、商用電源２１０から供給される電力が消費電力に対して不足する場合に、不足分を、非商用電源２２０から供給させる。
本実施形態では、このように、ブレーカ単位で電力を監視することによって、サーバの稼働周期の変動に対応した電力の供給が可能となり、商用電源２１０から供給される電力が、契約電力を超えることを抑制できる。
なお、図１に示すデータセンタ２００では、主ブレーカ３０－１、３０－２は、複数の階層を成すブレーカのうち、最上位の一階層目のブレーカ（第一階層のブレーカ）である。
また、ブレーカ群３１、３２は、一階層目の主ブレーカに接続された、二階層目のブレーカ群（第二階層のブレーカ）である。本実施形態のデータセンタ２００では、ブレーカ群３１、３２はそれぞれが８のブレーカを含む。
また、データセンタ２００では、ブレーカ群３１、３２のそれぞれに含まれる８つの各ブレーカに、ブレーカ群３１１、３２１が接続されている。ブレーカ群３１１、３２１は、二階層目のブレーカに接続された、三階層目のブレーカ群（第三階層のブレーカ）である。
本実施形態のデータセンタ２００では、ブレーカ群３１１、３２１は、それぞれが１４のブレーカを含む。
また、データセンタ２００では、ブレーカ群３１１、３２１のそれぞれに含まれる１４の各ブレーカに、２０のラックＰＤＵ群３１２、３２２が接続されている。言い換えれば、ブレーカ群３１１、３２１のそれぞれに含まれる１４の各ブレーカに、ラックに設けられた、２０の電源コンセントを含むラックＰＤＵが接続されている。
なお、本実施形態のラックＰＤＵ群３１２、３２２は、内部にブレーカを有したものであってよい。したがって、ラックＰＤＵ群３１２、３２２は、三階層目のブレーカに接続された四階層目のブレーカ群（第四階層のブレーカ）である。ラックＰＤＵ群３１２、３２２のそれぞれには、２０台のサーバ３００が接続される。
したがって、本実施形態のデータセンタ２００に含まれるサーバ３００の台数は、２×８×１４×２０であり、４４８０台となる。この４４８０台のサーバ３００は、商用電源２１０と非商用電源２２０とのそれぞれから電力の供給を受ける。
なお、図１に示すデータセンタ２００は、一例であり、ブレーカの数やサーバの数は、これに限定されない。
以下に、本実施形態の電力制御装置１００について説明する。図２は、電力制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
本実施形態の電力制御装置１００は、それぞれバスＢで相互に接続されている入力装置１１、出力装置１２、ドライブ装置１３、補助記憶装置１４、メモリ装置１５、演算処理装置１６及びインターフェース装置１７を含むコンピュータである。
入力装置１１は、各種の情報の入力を行うための装置であり、例えばキーボードやポインティングデバイス等により実現される。出力装置１２は、各種の情報の出力を行うためものであり、例えばディスプレイ等により実現される。インターフェース装置１７は、ＬＡＮカード等を含み、ネットワークに接続する為に用いられる。
電力制御装置１００が有する電力制御プログラムは、電力制御装置１００を制御する各種プログラムの少なくとも一部である。電力制御プログラムは、例えば、記録媒体１８の配布やネットワークからのダウンロード等によって提供される。電力制御プログラムを記録した記録媒体１８は、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。
記録媒体１８に記録された電力制御プログラムは、電力制御プログラムを記録した記録媒体１８がドライブ装置１３にセットされると、記録媒体１８からドライブ装置１３を介して補助記憶装置１４にインストールされる。ネットワークからダウンロードされた電力制御プログラムは、インターフェース装置１７を介して補助記憶装置１４にインストールされる。
補助記憶装置１４は、電力制御装置１００にインストールされた電力制御プログラムを格納すると共に、電力制御装置１００による各種の必要なファイル、データ等を格納する。メモリ装置１５は、電力制御装置１００の起動時に補助記憶装置１４から電力制御プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置１６はメモリ装置１５に格納された電力制御プログラムに従って、後述するような各種処理を実現している。
次に、図３を参照して、本実施形態の電力制御装置１００の機能構成について説明する。図３は、電力制御装置の機能構成を説明する図である。
本実施形態の電力制御装置１００は、電力監視部１１０、閾値保持部１２０、平均値算出部１３０、判定部１４０、出力指示部１５０を有する。
電力監視部１１０は、データセンタ２００の各ブレーカとラックＰＤＵに設けられた電力計４０によって検出される値を監視する。言い換えれば、電力監視部１１０は、各電力計４０から出力される電力値を取得する。
閾値保持部１２０は、主ブレーカ３０－１に設けられた電力計４０から検出される値の上限値として設定された値が格納される。上限値の設定の詳細は後述する。
平均値算出部１３０は、電力監視部１１０が取得した電力値の所定時間（所定期間）の平均値を算出する。判定部１４０は、平均値算出部１３０が算出した平均値に応じて、非商用電源２２０から出力される電力を変更するか否かを判定する。
出力指示部１５０は、判定部１４０の判定結果に応じて、出力制御機２４０に対し、非商用電源２２０から出力される電力を制御するための指示信号を出力する。
以下に、図４を参照して、本実施形態の閾値保持部１２０に保持される閾値について説明する。図４は、閾値の設定について説明する図である。
本実施形態では、データセンタ２００を構築するサーバ３００の台数や仕様等から、データセンタ２００における消費電力と、商用電源２１０、非商用電源２２０の規模と、を見積もり、商用電源２１０から第一階層のブレーカに供給される電力の上限値を予め設定しておく。言い換えれば、本実施形態では、商用電源２１０から供給される電力の上限値を予め設定しておく。
また、本実施形態では、見積もられたサーバ３００の消費電力から、非商用電源２２０の最大出力電力を決定してもよい。
なお、データセンタ２００における消費電力及び、商用電源２１０、非商用電源２２０の規模の見積もり、商用電源２１０から供給される電力の上限値の設定等は、例えば、データセンタ２００の管理者等によって行われる。
図４は、サーバ３００の消費電力の分布の一例を示す図である。サーバ３００の電力分布を示す情報は、例えば、サーバ３００の有するＣＰＵ（Central Processing Unit）を製造しているメーカ等から、試算の結果として提供されてもよい。サーバ３００の電力分布は、正規分布であるものとする。
図４の例において、電力Ｐ１は、サーバ３００の定格最大消費電力であり、電力Ｐ２は、実際にサーバ３００を稼働させたときの最大消費電力（実機最大消費電力）である。電力Ｐ３は、電力分布の中心値となる消費電力（平均消費電力）である。本実施形態のサーバ３００は、ＣＰＵ稼働率が３０％程度である場合が最も多く、平均消費電力は、サーバ３００がＣＰＵ稼働率３０％程度で動作しているときの消費電力である。
電力Ｐ４は、サーバ３００の待機時の消費電力である。電力Ｐ５は、図４に示す電力分布における、中心値Ｐ３＋３σとなる消費電力である。
本実施形態では、このような、サーバ３００の消費電力の分布を示す情報を予め把握しておき、この分布に基づき、商用電源２１０から第一階層のブレーカに供給される上限値や非商用電源２２０の最大出力電力を決定し、閾値保持部１２０に保持させる。
本実施形態のデータセンタ２００では、例えば、商用電源２１０から供給される電力を、中心値Ｐ３＋３σを示す電力Ｐ５と対応する値に設定してもよい。言い換えれば、本実施形態では、主ブレーカ３０－１に供給される電力の上限値（閾値）を、中心値Ｐ３＋３σを示す電力Ｐ５と対応する値に設定してもよい。
また、本実施形態では、商用電源２１０から供給される電力の上限値を、平均消費電力である電力Ｐ３×１．２に相当する値に設定してもよい。
本実施形態では、このように、商用電源２１０から供給される電力の上限値を設定する。そして、本実施形態の電力制御装置１００は、各ブレーカから検出される電力に基づき、データセンタ２００の消費電力の変動を予測し、変動に応じて、商用電源２１０から供給される電力が上限値を超えないように、非商用電源２２０からの電力の供給を制御する。
具体的には、電力制御装置１００は、データセンタ２００において、検出される電力の所定時間毎の平均値が所定の割合以上増加しているブレーカが存在し、且つ、その上位層のブレーカから検出された電力も所定の割合で増加していた場合、データセンタ２００の消費電力が増加しているものと予測する。そして、電力制御装置１００は、上位層における電力の増加分を加算した電力を非商用電源２２０に供給させる。
つまり、電力制御装置１００は、データセンタ２００に含まれるブレーカ群のうち、ある階層と、ある階層の上位階層とに、電力の平均値が所定の割合以上増加したブレーカがあるとき、一方の電源から上位階層のブレーカにおいて増加した分の電力を出力させる。
このため、本実施形態では、商用電源２１０から第一階層のブレーカに供給される電力が、データセンタ２００の消費電力の変動による影響を受ける前に、非商用電源２２０から供給される電力を増加させることができる。したがって、本実施形態によれば、データセンタ２００の消費電力が増加した場合であっても、商用電源２１０から供給される電力が、設定された上限値を超えることはなく、契約電力を超えることを抑制できる。
次に、図５を参照して、消費電力及び商用電源と非商用電源の規模を見積もりについて具体的に説明する。図５は、消費電力及び商用電源と非商用電源の規模を見積もりについて説明する図である。
データセンタ２００の消費電力を見積もる場合、サーバ３００の定格最大消費電力である電力Ｐ１を基準とする。本実施形態では、サーバ３００の定格最大消費電力である電力Ｐ１を７４０Ｗとする。
この場合、四階層目のラックＰＤＵ群３１２、３２２に含まれる各ラックＰＤＵにおいて要求される電力は、７４０Ｗ×２０＝１４．８ｋＷでとなる。ここでは、各ラックＰＤＵにおける電力を１５ｋＷとする。
ラックＰＤＵ群３１２、３２２は、三階層目のブレーカ群３１１、３２１のそれぞれに含まれる各ブレーカに接続されている。したがって、ブレーカ群３１１、３２１のそれぞれに含まれる各ブレーカにおいて要求される電力は、１５ｋＷ×１４＝２１０ｋＷとなる。
ブレーカ群３１１、３２１は、二階層目のブレーカ群３１、３２に含まれる各ブレーカに接続されている。したがって、ブレーカ群３１、３２のそれぞれに含まれる各ブレーカにおいて要求される電力は、２１０ｋＷ×８＝１．６８ＭＷとなる。
ブレーカ群３１、３２は、一階層目の主ブレーカ３０－１、３０－２にそれぞれが接続されている。したがって、主ブレーカ３０－１、３０－２において要求される電力は、１．６８ＭＷ×２＝３．３６ＭＷとなる。
このため、本実施形態では、商用電源２１０と非商用電源２２０の規模を最大とする場合には、両方の最大定格電力が３．４ＭＷ程度とすることが考えられる。
ここで、図４に示すサーバ３００の消費電力の電力分布を参照すると、実際のサーバ３００の消費電力は、９９．７％の割合で、中心値Ｐ３＋３σを示す電力Ｐ５未満となる。
このため、本実施形態では、例えば、非商用電源２２０を、データセンタ２００における実機最大消費電力と、平均消費電力との差分に相当する電力の出力が可能なものとしてもよい。
本実施形態のデータセンタ２００における実機最大消費電力は２．４ＭＷであり、平均消費電力は１．５ＭＷである。したがって、本実施形態の非商用電源２２０は、２．４ＭＷから１．５ＭＷを減算した値と同程度の２．０ＭＷとしてもよい。また、具体的には、本実施形態の非商用電源２２０は、最大出力電力が２ＭＷのガスタービン発電機等であってよい。
本実施形態では、このようにして、データセンタ２００における消費電力と、商用電源２１０と非商用電源２２０の規模とを見積もる。見積もりは、例えば、データセンタ２００の管理者等によって行われる。
また、本実施形態において、消費電力の増加を予測するために処理で用いられる所定時間と所定の割合とは、商用電源２１０から供給される電力の上限値と、非商用電源２２０の最大出力とに応じて決められてもよい。
つまり、所定時間と所定の割合とは、商用電源２１０から供給される電力を上限値未満に維持したまま、消費電力の増加分を、非商用電源２２０から供給される電力で賄えるように、データセンタ２００の管理者等によって予め設定される。
また、本実施形態では、商用電源２１０から供給される電力の上限値（閾値）を、データセンタ２００を構築するサーバ３００の仕様や台数等に基づく消費電力の分布に基づき設定することで、非商用電源２２０の規模を適切な規模の電源とすることできる。
以下に、図６Ａ、図６Ｂを参照して、本実施形態の電力制御装置１００の動作について説明する。図６Ａは、電力制御装置の処理を説明する第一のフローチャートである。図６Ｂは、電力制御装置の処理を説明する第二のフローチャートである。図６Ａ、図６Ｂの例では、所定時間を５分間とし、所定の割合を５％とした場合を示す。
本実施形態の電力制御装置１００は、電力監視部１１０により、全ての電力計４０から出力される電力値を収集し、各ブレーカの電力を監視する（ステップＳ６０１）。
続いて、電力制御装置１００は、非商用電源２２０からの電力の投入が決められたスケジュールが存在するか否かを判定する（ステップＳ６０２）。ステップＳ６０２において、決められたスケジュールが存在する場合、電力制御装置１００は、出力指示部１５０により、出力制御機２４０に対して、非商用電源２２０から決められた電力を出させるための指示を行う（ステップＳ６０３）。
ステップＳ６０２において、決められたスケジュールが存在しない場合、電力制御装置１００は、平均値算出部１３０により、第四階層のブレーカのそれぞれについて、５分間において検出された電力の平均値を算出する。そして、電力制御装置１００は、判定部１４０により、５分間の電力の平均値が５％以上増加したか否かを判定する（ステップＳ６０４）。
ステップＳ６０４において、５分間の電力の平均値が５％以上増加していない場合、電力制御装置１００は、ステップＳ６０１に戻る。
ステップＳ６０４において、ある第四階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上増加している場合、電力制御装置１００は、判定部１４０により、ある第四階層のブレーカが接続された第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値を参照する。そして、判定部１４０は、この第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上増加したか否かを判定する（ステップＳ６０５）。
ステップＳ６０５において、第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上増加していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６０５において、第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上増加した場合、電力制御装置１００は、第三階層のブレーカの電力の増加分を非商用電源２２０から出力させる（ステップＳ６０６）。
具体的には、電力制御装置１００は、出力指示部１５０により、出力制御機２４０に対して、第三階層のブレーカの電力の増加分と現在の出力電力とを加算した電力を、非商用電源２２０から出力させるための指示を行う。
次に、電力制御装置１００は、第三階層のブレーカのそれぞれについて、５分間の電力の平均値を算出する。そして、電力制御装置１００は、判定部１４０により、５分間の電力の平均値が５％以上増加したか否かを判定する（ステップＳ６０７）。
ステップＳ６０７において、５分間の電力の平均値が５％以上増加していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６０７において、ある第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上増加している場合、電力制御装置１００は、判定部１４０により、ある第三階層のブレーカが接続された第二階層のブレーカの５分間の電力の平均値を参照する。そして、判定部１４０は、この第二階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上増加したか否かを判定する（ステップＳ６０８）。
ステップＳ６０８において、この第二階層のブレーカの５分間の消費電力の平均値が５％以上増加していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６０８において、この第二階層のブレーカの５分間の消費電力の平均値が５％以上増加した場合、電力制御装置１００は、第二階層のブレーカの電力の増加分を加算した電力を非商用電源２２０から出力させる（ステップＳ６０９）。
次に、電力制御装置１００は、第二階層のブレーカのそれぞれについて、５分間の電力の平均値を算出する。そして、電力制御装置１００は、判定部１４０により、５分間の電力の平均値が５％以上増加したか否かを判定する（ステップＳ６１０）。
ステップＳ６１０において、５分間の電力の平均値が５％以上増加していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６１０において、ある第二階層のブレーカの５分間の消費電力の平均値が５％以上増加している場合、電力制御装置１００は、判定部１４０により、ある第二階層のブレーカが接続された第一階層のブレーカの５分間の電力の平均値を参照する。そして、判定部１４０は、この第一階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上増加したか否かを判定する（ステップＳ６１１）。
ステップＳ６１１において、この第一階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上増加していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６１１において、この第一階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上増加した場合、電力制御装置１００は、第一階層のブレーカの電力の増加分を加算した電力を非商用電源２２０から出力させ（ステップＳ６１２）、図６Ｂに示す処理Ａへ進む。
電力制御装置１００は、ステップＳ６１２に続いて、電力制御装置１００は、平均値算出部１３０により、第一階層のブレーカのそれぞれについて、５分間の電力の平均値を算出する。そして、電力制御装置１００は、判定部１４０により、５分間の電力の平均値が５％以上減少したか否かを判定する（ステップＳ６１３）。
ステップＳ６１３において、５分間の電力の平均値が５％以上減少していない場合、電力制御装置１００は、ステップＳ６０１に戻る。
ステップＳ６１３において、ある第一階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少している場合、電力制御装置１００は、判定部１４０により、ある第一階層のブレーカに接続された第二階層のブレーカの５分間の電力の平均値を参照する。そして、判定部１４０は、この第二階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少したか否かを判定する（ステップＳ６１４）。
ステップＳ６１４において、第二階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６１４において、第二階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少した場合、電力制御装置１００は、第二階層のブレーカの電力の減少分を現在の出力電力から減算した電力を、非商用電源２２０から出力させる（ステップＳ６１５）。つまり、電力制御装置１００は、非商用電源２２０から出力される電力を、第二階層のブレーカの電力の減少分小さくする。
次に、電力制御装置１００は、第二階層のブレーカのそれぞれについて、５分間の電力の平均値を算出する。そして、電力制御装置１００は、判定部１４０により、５分間の電力の平均値が５％以上減少したか否かを判定する（ステップＳ６１６）。
ステップＳ６１６において、５分間の電力の平均値が５％以上減少していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６１６において、ある第二階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少している場合、電力制御装置１００は、判定部１４０により、ある第二階層のブレーカが接続された第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値を参照する。そして、判定部１４０は、この第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少したか否かを判定する（ステップＳ６１７）。
ステップＳ６１７において、この第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６１７において、この第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少した場合、電力制御装置１００は、第三階層のブレーカの電力の減少分を現在の出力電力から減算した電力を、非商用電源２２０から出力させる（ステップＳ６１８）。つまり、電力制御装置１００は、非商用電源２２０から出力される電力を、第三階層のブレーカの電力の減少分小さくする。
次に、電力制御装置１００は、第三階層のブレーカのそれぞれについて、５分間の電力の平均値を算出する。そして、電力制御装置１００は、判定部１４０により、５分間の電力の平均値が５％以上減少したか否かを判定する（ステップＳ６１９）。
ステップＳ６１９において、５分間の電力の平均値が５％以上減少していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６１９において、ある第三階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少している場合、電力制御装置１００は、判定部１４０により、ある第三階層のブレーカが接続された第四階層のブレーカの５分間の電力の平均値を参照する。そして、判定部１４０は、この第四階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少したか否かを判定する（ステップＳ６２０）。
ステップＳ６２０において、この第四階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少していない場合、電力制御装置１００は、待機する。
ステップＳ６２０において、この第四階層のブレーカの５分間の電力の平均値が５％以上減少した場合、電力制御装置１００は、第四階層のブレーカの電力の減少分を現在の出力電力から減算した電力を、非商用電源２２０から出力させ（ステップＳ６２１）、ステップＳ６０１へ戻る。つまり、電力制御装置１００は、非商用電源２２０から出力される電力を、第四階層のブレーカの電力の減少分小さくして、ステップＳ６０１へ戻る。
以下に、図７を参照して、電力制御装置１００の処理を具体的に説明する。図７は、電力制御装置の処理を説明する図である。
図７（Ａ）は、各階層のブレーカの関係を示す図である。図７（Ｂ）は、電力の変化について説明する図である。図７（Ｃ）は、各階層のブレーカの電力の変化の一例を示す図である。
本実施形態の電力制御装置１００は、第一階層から第四階層までの全てのブレーカについて、５分間毎に、電力計４０から検出される電力の平均値を算出する。そして、電力制御装置１００は、それぞれのブレーカの電力の５分間の平均値が５分前の平均値と比較して５％以上増加しているか否かを判定する。
例えば、図７（Ａ）に示す第四階層のブレーカ群に含まれるラックＰＤＵ３１２のうち、ラックＰＤＵ３１２－１の５分間の電力の平均値が５％以上増加していたとする。以下に、図７（Ｂ）を参照して、ラックＰＤＵ３１２－１の電力の平均値の変動について説明する。
図７（Ｂ）は、ラックＰＤＵ３１２－１の５分間毎の電力の平均値の変動を示す。図７（Ｂ）において、時刻ｔ１におけるラックＰＤＵ３１２－１の電力の平均値は、Ｐｔ１である。また、図７（Ｂ）において、時刻ｔ１から５分後の時刻である時刻ｔ２における平均値Ｐｔ２は、時刻ｔ１における平均値Ｐｔ１から５％以上増加している。
この場合、電力制御装置１００は、ラックＰＤＵ３１２－１が接続されている第三階層のブレーカ群３１１に含まれる１４のブレーカのうち、電力の平均値が５％以上増加しているブレーカが存在するか否かを判定する。
ここで、第三階層のブレーカ群３１１に含まれる１４のブレーカのうち、ブレーカ３１１－１の電力の平均値が５％増加していたとする。この場合、電力制御装置１００は、非商用電源２２０から出力する電力をブレーカ３１１－１において増加した分大きくする。
さらに、電力制御装置１００は、同様にして、ブレーカ３１１－１が接続されている第二階層のブレーカ群３１に含まれる８のブレーカのうち、電力の平均値が５％以上増加しているブレーカが存在するか否かを判定する。
第二階層のブレーカ群３１において、電力の平均値が５％以上増加しているブレーカが存在する場合、非商用電源２２０は、非商用電源２２０から出力する電力を、第二階層のブレーカ群３１において増加した分大きくする。
本実施形態では、このように、複数階層のブレーカ群のうち、最下層のブレーカ群から、電力の平均値が所定の割合以上増加しているブレーカの有無を検出する。続いて、最下層のブレーカ群に、１つでも、電力の平均値が所定の割合以上増加している場合には、最下層の１つ上の階層について、同様の処理を行う。そして、１つの上の階層にも平均値が所定の割合以上増加しているブレーカがあれば、データセンタ２００の消費電力は増加傾向にあるものとして、１つの上の階層の電力の増加分を現在の出力電力に加算した電力を、非商用電源２２０から出力させる。
本実施形態では、このように、最下層から順次処理を行うことで、階層が上位になるほど、電力の平均値の変動を小さくすることができる。
図７（Ｃ）では、各階層のブレーカから検出された電力の所定時間毎の平均値の変動を示している。第四階層のブレーカの電力の平均値は、第四階層のブレーカに接続されているサーバ３００の消費電力の変動が直接的に反映された値である。
図７（Ｃ）の例では、第四階層のブレーカの電力の平均値の変動が最も大きく、第三階層のブレーカの電力の平均値の変動は、第四階層のブレーカの電力の平均値の変動よりも小さい。また、第二階層のブレーカの電力の平均値の変動は、第三階層のブレーカの電力の平均値の変動よりも小さく、第一階層のブレーカである主ブレーカ３０－１の電力の平均値はほとんど変動しない。
つまり、商用電源２１０から第一階層のブレーカに対して供給される電力は、サーバ３００の消費電力の変動による影響が抑制されており、閾値保持部１２０に保持されている上限値未満の状態で維持される。
次に、図８を参照して、本実施形態の効果について説明する。図８は、本実施形態の効果を説明する図である。
図８において、縦軸は電力を示し、横軸は経過時間を示す。また、図８において、折れ線Ｍは、本実施形態を適用しない場合の商用電源２１０から供給される電力を示し、折れ線Ｌ１－１は、本実施形態の主ブレーカ３０－１から検出される電力を示す。言い換えれば、折れ線Ｌ１－１は、本実施形態における商用電源２１０から供給される電力を示す。
折れ線Ｌ１－２は、本実施形態の主ブレーカ３０－２から検出される電力を示す。言い換えれば、折れ線Ｌ１－２は、本実施形態における非商用電源２２０から供給される電力を示す。折れ線Ｌ２－１は、本実施形態の第二階層のブレーカであるブレーカ３１－１から検出される電力を示す。
また、図８では、データセンタ２００の平均消費電力１．５ＭＷであり、商用電源２１０から供給される電力の上限値をこの平均消費電力１．５ＭＷに設定した場合を示している。
この場合、図８において、折れ線Ｌ１－２が示す主ブレーカ３０－２の電力の変動は、折れ線Ｌ２－１に示す第二階層のブレーカの電力の変動と連動している。また、折れ線Ｌ１は、折れ線Ｍが大きく変動しているのに対し、変動が小さく、上限値の１．５ＭＷを超えることはない。
このように、本実施形態では、サーバ３００の消費電力の増加が反映される最下層のブレーカから電力を検出する。そして、本実施形態では、複数階層において、電力の平均値が所定の割値以上の増加するブレーカが存在する場合に、この増加に応じて非商用電源２２０の出力を調整する。
したがって、本実施形態によれば、商用電源２１０から供給される電力に対する、サーバ３００の消費電力の増加による影響を抑制できる。このため、商用電源２１０から供給される電力を設定された上限値未満に維持することができ、商用電源２１０の契約電力の超過を抑制することができる。
また、本実施形態では、複数階層において、最上位層のブレーカから順に、電力の平均値が所定の割値以上減少するブレーカの有無を検出する。そして、ある階層とその下の階層において、電力の平均値が所定の割値以上減少するブレーカが存在する場合に、商用電源２２０から供給される電力を、第二階層において減少した分小さくする。
本実施形態では、このように、データセンタ２００の消費電力の減少に応じて、非商用電源２２０から供給される電力を調整することで、非商用電源２２０の負荷を軽減できる。また、本実施形態では、サーバの消費電力の影響が最も反映されにくい最上位の階層から順に、電力の平均値が所定の割値以上減少するブレーカの有無を検出するため、非商用電源２２０からの電力の供給が不足することを抑制できる。
開示の技術では、以下に記載する付記のような形態が考えられる。
（付記１）
複数の電源から電力が供給される複数階層のブレーカ群において、各ブレーカから検出される電力の平均値を所定時間毎に検出し、
前記複数階層のうち、ある階層と、前記ある階層の上位階層とに、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカがある場合に、前記複数の電源のうち一方の電源に、前記上位階層のブレーカにおける増加分を加算した電力を出力させる、処理をコンピュータ（１００）に実行させる、制御プログラム。
（付記２）
前記複数階層のうち、最下位層のブレーカ群から順に、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカの有無を検出し、
下位の階層のブレーカ群に、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカがある場合に、１つ上の階層のブレーカ群における、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカの有無を検出する、処理を前記コンピュータに実行させる、付記１記載の制御プログラム。
（付記３）
前記複数階層のうち、ある階層と、前記ある階層の下位階層とに、前記平均値が所定の割合以上減少したブレーカが存在する場合に、前記一方の電源から、前記下位階層のブレーカにおける減少分を減算した電力を出力させる、処理を前記コンピュータに実行させる、付記１又は２記載の制御プログラム。
（付記４）
前記複数階層のうち、最上位層のブレーカ群から順に、前記平均値が所定の割合以上減少したブレーカの有無を検出し、
上位のブレーカ群に、前記平均値が所定の割合以上減少ブレーカがある場合に、１つ下階層のブレーカ群における、前記平均値が所定の割合以上減少ブレーカの有無を検出する、処理を前記コンピュータに実行させる、付記３記載の制御プログラム。
（付記５）
前記複数の電源は、商用電源と非商用電源であり、
前記一方の電源は、前記非商用電源である、付記１乃至４の何れか一項に記載の制御プログラム。
（付記６）
コンピュータによる制御方法であって、前記コンピュータが
複数の電源から電力が供給される複数階層のブレーカ群において、各ブレーカから検出される電力の平均値を所定時間毎に検出し、
前記複数階層のうち、ある階層と、前記ある階層の上位階層とに、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカがある場合に、前記複数の電源のうち一方の電源に、前記上位階層のブレーカにおける増加分を加算した電力を出力させる、制御方法。
（付記７）
複数の電源から電力が供給される複数階層のブレーカ群において、各ブレーカから検出される電力の平均値を所定時間毎に検出し、
前記複数階層のうち、ある階層と、前記ある階層の上位又は下位の階層とに、前記平均値が所定の割合以上変動したブレーカがある場合に、前記複数の電源のうち一方の電源に、前記上位又は下位の階層のブレーカにおける変動分に応じた電力を出力させる、制御方法。
本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
３０－１、３０－２ 主ブレーカ
３１、３２、３１１、３２１ ブレーカ群
４０ 電力計
３１２、３２２ ラックＰＤＵ群
１００ 電力制御装置
２００ データセンタ
２１０ 商用電源
２２０ 非商用電源
２４０ 出力制御機

Claims (5)

  1. 複数の電源から電力が供給される複数階層のブレーカ群において、各ブレーカから検出される電力の平均値を所定時間毎に検出し、
    前記複数階層のうち、ある階層と、前記ある階層の上位階層とに、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカがある場合に、前記複数の電源のうち一方の電源に、前記上位階層のブレーカにおける増加分を加算した電力を出力させる、処理をコンピュータに実行させる、制御プログラム。
  2. 前記複数階層のうち、最下位層のブレーカ群から順に、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカの有無を検出し、
    下位の階層のブレーカ群に、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカがある場合に、１つ上の階層のブレーカ群における、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカの有無を検出する、処理を前記コンピュータに実行させる、請求項１記載の制御プログラム。
  3. 前記複数階層のうち、ある階層と、前記ある階層の下位階層とに、前記平均値が所定の割合以上減少したブレーカが存在する場合に、前記一方の電源から、前記下位階層のブレーカにおける減少分を減算した電力を出力させる、処理を前記コンピュータに実行させる、請求項１又は２記載の制御プログラム。
  4. 前記複数階層のうち、最上位層のブレーカ群から順に、前記平均値が所定の割合以上減少したブレーカの有無を検出し、
    上位のブレーカ群に、前記平均値が所定の割合以上減少ブレーカがある場合に、１つ下階層のブレーカ群における、前記平均値が所定の割合以上減少ブレーカの有無を検出する、処理を前記コンピュータに実行させる、請求項３記載の制御プログラム。
  5. コンピュータによる制御方法であって、前記コンピュータが
    複数の電源から電力が供給される複数階層のブレーカ群において、各ブレーカから検出される電力の平均値を所定時間毎に検出し、
    前記複数階層のうち、ある階層と、前記ある階層の上位階層とに、前記平均値が所定の割合以上増加したブレーカがある場合に、前記複数の電源のうち一方の電源に、前記上位階層のブレーカにおける増加分を加算した電力を出力させる、制御方法。
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