JP5012741B2 - 電源装置、電源供給方法、電源制御プログラムおよび電源システム - Google Patents

Description

本発明は電源装置、電源供給方法、電源制御プログラムおよび電源システムに関し、特に、電源の冗長構成を制御する電源装置、電源供給方法、電源制御プログラムおよび電源システムに関する。

電源装置の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１の電源装置は、複数の無停電電源装置、統合コントローラ、および高品位電源ネットワークから構成されており、複数の無停電電源装置と統合コントローラとの連携により高品位電源ネットワークを介して複数の負荷に対して電力を供給する。しかしながら、この電源装置では無停電電源装置に故障が発生した場合に電力の供給が不安定になるという問題点があった。

この問題点を解決する電源の冗長化技術が特許文献２および特許文献３に記載されている。

特許文献２記載の個別電源のＮ重化回路は、電源供給回路、電源電圧監視回路およびスイッチング回路から構成されており、電源電圧監視回路が電源供給回路の出力電圧低下を検出した場合にスイッチング回路を作動させ、他の個別電源の電源供給回路の出力を使用するように切り替える。

特許文献３記載の機器は、電源、外部電源入力、外部電源出力、短絡防止網および電力共用ケーブルから構成されており、電源のひとつが故障した場合に故障していない電源の外部電源出力から出力された電力を、電力共用ケーブルを介して外部電源入力から入力し、短絡防止網によって短絡を防ぎつつ故障した電源に対応する負荷に電力を供給する。

また、特許文献４には、負荷を構成する個々のモジュールの消費電力情報に基づいて、負荷全体の消費電力を計算する技術が記載されている。

特許第２８３９７３４号公報 特開２０００−３２４７１７号公報 特開２０００−１５２４９６号公報 特開２０００−２９３５５７号公報

しかしながら、上述した特許文献２および３に記載された電源の冗長化技術では、電源容量が異なる電源モジュールを有する電源装置において、負荷の最大消費電力に対して最適な冗長構成となるように個々の電源モジュールの運転状態および停止状態を制御することができないという問題があった。

本発明の目的は、上述した課題を解決する電源装置、電源供給方法、電源制御プログラムおよび電源システムを提供することにある。

本発明の電源装置は、運転および停止を指示する電源状態指示に従って運転状態または停止状態になる複数の電源モジュールと、
各前記電源モジュールの電源容量値と各前記電源モジュールにより電力を供給される負荷の最大消費電力値とに基づいて、予め定められた冗長台数分の前記電源モジュールを除いた残りの前記電源モジュールの前記電源容量値の合計が前記最大消費電力値の合計を下回らないよう各前記電源モジュールの運転または停止を決定し、当該決定に基づいて前記電源状態指示を出力する電源制御部と、を有する。

本発明の電源供給方法は、運転および停止を指示する電源状態指示に従って運転状態または停止状態になる複数の電源モジュールの電源容量値と各前記電源モジュールにより電力を供給される負荷の最大消費電力値とに基づいて、予め定められた冗長台数分の前記電源モジュールを除いた残りの前記電源モジュールの前記電源容量値の合計が前記最大消費電力値の合計を下回らないよう各前記電源モジュールの運転または停止を決定するステップと、
当該決定に基づいて前記電源状態指示を出力するステップと、を有する。

本発明の電源制御プログラムは、運転および停止を指示する電源状態指示に従って運転状態または停止状態になる複数の電源モジュールの電源容量値と各前記電源モジュールが電力を供給する負荷の最大消費電力値とに基づいて、予め定められた冗長台数分の前記電源モジュールを除いた残りの前記電源モジュールの前記電源容量値の合計が前記最大消費電力値の合計を下回らないよう各前記電源モジュールの運転または停止を決定するステップと、
当該決定に基づいて前記電源状態指示を出力するステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、電源容量が異なる電源モジュールを有する電源装置において、負荷の最大消費電力に対して最適な冗長構成となるように個々の電源モジュールの運転状態および停止状態を制御することが可能になる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。図１を参照すると本発明の第１の実施の形態は、サーバ１００、サーバ２００、ネットワーク３００、管理装置３１０および直流電力送電部３９０から構成されている。

サーバ１００は、電源装置１０１と、電源装置１０１から電力を供給される負荷１０２とを含む。

サーバ２００は、電源装置２０１と、電源装置２０１から電力を供給される負荷２０２とを含む。

管理装置３１０は、例えばコンピュータや端末により構成されており、サーバ１００およびサーバ２００の情報入出力手段として動作する。

サーバ１００、サーバ２００および管理装置３１０は、ネットワーク３００を介して互いに接続されている。

電源装置１０１および電源装置２０１は、それぞれ自身の直流電力出力を相手の直流電力入力とすることが可能なように、直流電力送電部３９０を介して接続されている。直流電力送電部３９０は、例えば、直流電力を送電するケーブルであってよい。

電源装置１０１は、電源制御部１４０、電源モジュール１６１、電源モジュール１６２、直流電力外部供給部１７０および直流電力内部供給部１８０を含む。

電源制御部１４０は、電源モジュール１６１および電源モジュール１６２の、運転または停止を決定し、この決定に基づいて電源状態指示を出力する。

電源モジュール１６１および電源モジュール１６２は、『運転』を示す電源状態指示を受けた場合は運転状態となって直流電力を出力し、『停止』を示す電源状態指示を受けた場合は停止状態となって直流電力の出力を停止する。

直流電力外部供給部１７０は、電源モジュール１６１および電源モジュール１６２が出力する直流電力を直流電力送電部３９０へ出力する。直流電力外部供給部１７０の基本的な構成は、例えば、電源モジュール１６１および電源モジュール１６２の直流電力の出力線を直流電力送電部３９０へ接続するケーブルなどである。また、直流電力外部供給部１７０は、短絡保護用のダイオードを有していてもよい。

直流電力内部供給部１８０は、直流電力送電部３９０から入力した直流電力を負荷１０２へ出力する。直流電力内部供給部１８０の基本的な構成は、例えば、直流電力送電部３９０と負荷１０２とを接続するケーブルなどである。また、直流電力内部供給部１８０は、過電流保護回路、逆流保護用ダイオード、および電力切断／投入用スイッチなどを有していてもよい。

電源装置２０１は、電源制御部２４０、電源モジュール２６１、電源モジュール２６２、直流電力外部供給部２７０および直流電力内部供給部２８０を含む。電源装置２０１は、電源装置１０１と同様の構成を有しているため、電源制御部２４０、電源モジュール２６１、電源モジュール２６２、直流電力外部供給部２７０および直流電力内部供給部２８０についての詳細な説明は省略する。

図２（ａ）は、電源制御部１４０の内部構成を示すブロック図である。図２（ａ）を参照すると、電源制御部１４０は、プロセッサ部１４１、通信部１４２、プログラム格納部１４３、構成情報保持部１１０、電源容量情報保持部１２０、最大消費電力情報保持部１３０、電源容量情報結合保持部１５０、電源容量情報並替保持部１５２および最大消費電力値積算値保持部１５４を含む。

プロセッサ部１４１は、プログラム格納部１４３から読み出したプログラムを実行することで電源制御部１４０の動作を制御する。尚、プロセッサ部１４１は、プログラムを実行するために必要なメモリ（図示しない）を含んでいてもよい。通信部１４２は、プロセッサ部１４１の指示に基づいて、ネットワーク３００を介しての通信を実行する。

図３（ａ）は、負荷１０２の構成情報１１１を保持する構成情報保持部１１０の構造を示す図である。構成情報１１１は、負荷１０２および負荷２０２の構成モジュール（例えば、ＣＰＵ、メモリなど）ごとの最大電力値（単位は、たとえば「ワット」であってよい。）および数量からなる。

図４（ａ）は、電源装置１０１に搭載される電源モジュール１６１および電源モジュール１６２ごとの電源容量情報１２１を保持する電源容量情報保持部１２０の構造を示す図である。電源容量情報１２１は、電源モジュール１６１および電源モジュール１６２の対応するサーバ番号、電源モジュール番号および電源容量値（単位は、たとえば「ワット」であってよい。）からなる。

図５（ａ）は、サーバ１００の最大消費電力情報１３１を保持する最大消費電力情報保持部１３０の構造を示す図である。最大消費電力情報１３１は、サーバ番号、および構成情報１１１の最大電力値を積算して求めた最大消費電力値（単位は、たとえば「ワット」であってよい。）からなる。

図６（ａ）は、電源容量情報１５１を保持する電源容量情報結合保持部１５０の構造を示す図である。電源容量情報１５１は、電源容量情報１２１および電源容量情報２２１を結合したもの、すなわち、直流電力送電部３９０を介して接続された電源装置１０１および電源装置２０１に含まれる電源モジュール１６１、電源モジュール１６２、電源モジュール２６１および電源モジュール２６２の電源容量値のテーブルである。

図７（ａ）は、電源容量情報１５３を保持する電源容量情報並替保持部１５２の構造を示す図である。電源容量情報１５３は、図６（ａ）の電源容量情報１５１を、電源容量値をキーにして昇順にソートしたものである。

図８（ａ）は、最大消費電力値積算値１５５（「最大消費電力値積算値」は一般的に「最大消費電力値」と呼ぶことができる。）を保持する最大消費電力値積算値保持部１５４の構造を示す図である。最大消費電力値積算値１５５は、すべての最大消費電力情報１３１および最大消費電力情報２３１を積算したもの、すなわち、直流電力送電部３９０を介して接続された電源装置１０１および電源装置２０１が電力を供給する負荷１０２および負荷２０２の最大消費電力の合計値である。

図２（ｂ）は、電源制御部２４０の内部構成を示すブロック図である。図２（ｂ）を参照すると、電源制御部２４０は、プロセッサ部２４１、通信部２４２、プログラム格納部２４３、構成情報保持部２１０、電源容量情報保持部２２０、最大消費電力情報保持部２３０、電源容量情報結合保持部２５０、電源容量情報並替保持部２５２および最大消費電力値積算値保持部２５４を含む。電源制御部２４０の構成は、電源制御部１４０と同等であるため、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）および図８（ｂ）に示した、電源制御部２４０、プロセッサ部２４１、通信部２４２、プログラム格納部２４３、構成情報保持部２１０、電源容量情報保持部２２０、最大消費電力情報保持部２３０、電源容量情報結合保持部２５０、電源容量情報並替保持部２５２、最大消費電力値積算値保持部２５４、構成情報２１１、電源容量情報２２１、最大消費電力情報２３１、電源容量情報２５１、電源容量情報２５３および最大消費電力値積算値２５５についての詳細な説明は省略する。

次に、図１から図１０を参照し、具体的な例を示して本実施の形態の動作を説明する。

本実施の形態においては、電源装置１０１と電源装置２０１とは、同じ動作仕様であるが、例である負荷１０２と負荷２０２との差分、ならびに、同じく例である電源モジュール１６１および電源モジュール１６２と電源モジュール２６１および電源モジュール２６２との差分に基づいて、動作が異なる。まず、本実施の形態の例における電源制御部１４０の動作を説明する。

図９は、電源制御部１４０の動作を示すフローチャートである。

電源制御部１４０は、図示しない手段により開始の契機を検出し、処理を開始する（Ｓ６００）。例えば、開始の契機は、電源制御部１４０の初期設定の完了、電源モジュール１６１または電源モジュール１６２の障害発生、電源制御部２４０からの開始指示、および管理装置３１０からの開始指示などのいずれかであってよい。

具体的な動作開始の例を説明する。例えば、電源制御部１４０は、自身の初期設定の完了を検出すると、これを電源制御部２４０に通知し、次に図９に示す動作を開始する。電源制御部２４０は、電源制御部１４０からの通知に基づいて、図１０に示す動作を開始するようにしてもよい。

まず、電源制御部１４０は、図３（ａ）に示す構成情報１１１の最大電力値と数量とに基づいてサーバ１００の最大消費電力値『１０００』を算出し、自身のサーバ番号『１００』と結合して最大消費電力情報１３１を生成し、図５（ａ）に示すように最大消費電力情報保持部１３０に格納する（Ｓ６０８）。

『（１００×２）＋（５０×１）＋（１００×２）＋（１００×４）＋（１５０×１）＝１０００』。

次に、電源制御部１４０は、電源制御部２４０から図５（ｂ）に示す最大消費電力情報２３１を取得し、最大消費電力情報１３１に積算して最大消費電力値積算値１５５『１５００』を算出し、図８（ａ）に示すように最大消費電力値積算値保持部１５４に格納する（Ｓ６１０）。

『１０００＋５００＝１５００』。

次に、電源制御部１４０は、電源制御部２４０から図４（ｂ）に示す電源容量情報２２１を取得し、図４（ａ）に示す電源容量情報１２１と結合して電源容量情報１５１を生成し、図６（ａ）に示すように電源容量情報結合保持部１５０に格納する（Ｓ６１２）。

次に、電源制御部１４０は、図６（ａ）に示す電源容量情報１５１を、電源容量値をキーにして昇順にソートし、図７（ａ）に示すように電源容量情報１５３として電源容量情報並替保持部１５２に格納する（Ｓ６１４）。

次に、電源制御部１４０は、図７（ａ）に示す電源容量情報１５３のうち最後尾の電源容量情報１５３（本実施の形態の例では、電源モジュール番号が『１６２』の電源容量情報１５３）を除く全ての、電源容量情報１５３の電源容量値の合計（以後、Ｎ＋１ｐｏｗと呼ぶ。Ｎ＋１ｐｏｗは一般的に「冗長化電源容量値」と呼ぶことができる。）を算出する（Ｓ６１６）。

本実施の形態の例では、『５００＋５００＋１０００＝２０００』。

このＳ６１６の処理は、サーバ１００およびサーバ２００の全ての電源モジュールのうち、最大の電源容量を持つ電源モジュールが故障した状態で供給される電源容量値の合計Ｎ＋１ｐｏｗを算出する処理である。すなわち、このＮ＋１ｐｏｗによりサーバ１００およびサーバ２００が必要とする最大消費電力が満たされることを確認することにより、Ｎ＋１冗長電源が構成されていると判断することができるＮ＋１ｐｏｗを算出している。尚、「Ｎ＋１冗長電源」とは、所望の負荷に供給する電力を出力するために必要な最小限のＮ台の電源モジュールと、予備の１台の電源モジュールとを含む電源を示している。

次に、電源制御部１４０は、図７（ａ）に示す電源容量情報１５３のうち先頭の電源容量情報１５３を選択する（Ｓ６２０）。 続けて、電源制御部１４０は、選択した電源容量情報１５３の電源容量値をＮ＋１ｐｏｗから減算する（Ｓ６２２）。

本実施の形態の例では、『２０００−５００＝１５００』。

続けて、電源制御部１４０は、Ｎ＋１ｐｏｗと最大消費電力値積算値１５５とを比較し、Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値１５５未満であるか否かを確認する（Ｓ６２４）。

このＳ６２４の処理は、先に述べたようにＮ＋１ｐｏｗによりサーバ１００およびサーバ２００が必要とする最大消費電力が満たされることを確認している。

本実施の形態の例では、『（Ｎ＋１ｐｏｗ）１５００＝（最大消費電力値積算値１５５）１５００』であり、Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値１５５未満ではない。

Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値１５５未満ではない場合（Ｓ６２４でＮＯ）、電源制御部１４０は、選択した電源容量情報１５３のサーバ番号について、自身が搭載されたサーバ１００のサーバ番号を示す『１００』と比較し、一致しているか否かを確認する（Ｓ６４０）。

本実施の形態の例では一致しない。

一致している場合（Ｓ６４０でＹＥＳ）、電源制御部１４０は、現在選択している電源容量情報１５３の電源モジュール番号を取得し、対応する電源モジュール１６１および電源モジュール１６２に『停止』の電源状態指示を出力する（Ｓ６４２）。

一致していない場合（Ｓ６４０でＮＯ）、電源制御部１４０は、図７（ａ）に示す電源容量情報１５３のうち現在選択している電源容量情報１５３の次の、電源容量情報１５３を選択する（Ｓ６４６）。そして、電源制御部１４０は、Ｓ６２２へ戻る。

続けて、電源制御部１４０は、選択した電源容量情報１５３の電源容量値をＮ＋１ｐｏｗから減算する（Ｓ６２２）。

本実施の形態の例では、『１５００−５００＝１０００』。

続けて、電源制御部１４０は、Ｎ＋１ｐｏｗと最大消費電力値積算値１５５とを比較し、Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値１５５未満であるか否かを確認する（Ｓ６２４）。

本実施の形態の例では、『（Ｎ＋１ｐｏｗ）１０００＝（最大消費電力値積算値１５５）１５００』であり、Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値１５５未満である。

Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値１５５未満である場合（Ｓ６２４でＹＥＳ）、電源制御部１４０は、選択した電源容量情報１５３から最後尾の電源容量情報１５３までの電源容量情報１５３のうち、自身が搭載されたサーバ１００のサーバ番号『１００』と同じサーバ番号を有する電源容量情報１５３の電源モジュール番号を取得する（Ｓ６３０）。

本実施の形態の例では、電源モジュール番号『１６１』と『１６２』を取得。

続けて、電源制御部１４０は、取得した電源モジュール番号に対応する電源モジュール１６１および電源モジュール１６２に『運転』を示す電源状態指示を出力する（Ｓ６３２）。そして、電源制御部１４０は、処理を終了する。

次に、本実施の形態の例における電源制御部２４０の動作を説明する。尚、電源制御部１４０と同等の動作の詳細部分は省略して説明する。

図１０は、電源制御部２４０の動作を示すフローチャートである。

電源制御部２４０は、図示しない手段により開始の契機を検出し、処理を開始する（Ｓ７００）。

電源制御部２４０は、図３（ａ）に示す構成情報２１１の最大電力値と数量とに基づいてサーバ２００の最大消費電力値『５００』を算出し、自身のサーバ番号『２００』と結合して最大消費電力情報２３１を生成し、図５（ｂ）に示すように最大消費電力情報２３１を最大消費電力情報保持部２３０に格納する（Ｓ７０８）。

『（１００×１）＋（５０×１）＋（５０×１）＋（１００×２）＋（１００×１）＝５００』。

次に、電源制御部２４０は、電源制御部１４０から図５（ａ）に示す最大消費電力情報１３１を取得し、最大消費電力情報２３１に積算して最大消費電力値積算値２５５『１５００』を算出し、図８（ｂ）に示すように最大消費電力値積算値保持部２５４に格納する（Ｓ７１０）。

『１０００＋５００＝１５００』。

次に、電源制御部２４０は、電源制御部１４０から図４（ａ）に示す電源容量情報１２１を取得し、図４（ｂ）に示す電源容量情報２２１と結合して電源容量情報２５１を生成し、図６（ｂ）に示すように電源容量情報結合保持部２５０に格納する（Ｓ７１２）。

次に、電源制御部２４０は、図６（ｂ）に示す電源容量情報２５１を、電源容量値をキーにして昇順にソートし、図７（ｂ）に示すように電源容量情報２５３として電源容量情報並替保持部２５２に格納する（Ｓ７１４）。

次に、電源制御部２４０は、図７（ｂ）に示す電源容量情報２５３のうち最後尾の電源容量情報２５３（本実施の形態の例では、電源モジュール番号が『１６２』の電源容量情報２５３）を除く、全ての電源容量情報２５３のＮ＋１ｐｏｗを算出する（Ｓ７１６）。

本実施の形態の例では、『５００＋５００＋１０００＝２０００』。

次に、電源制御部２４０は、図７（ｂ）に示す電源容量情報２５３のうち先頭の電源容量情報２５３を選択する（Ｓ７２０）。 続けて、電源制御部２４０は、選択した電源容量情報２５３の電源容量値をＮ＋１ｐｏｗから減算する（Ｓ７２２）。

本実施の形態の例では、『２０００−５００＝１５００』。

続けて、電源制御部２４０は、Ｎ＋１ｐｏｗと最大消費電力値積算値２５５とを比較し、Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値２５５未満であるか否かを確認する（Ｓ７２４）。

本実施の形態の例では、『（Ｎ＋１ｐｏｗ）１５００＝（最大消費電力値積算値１５５）１５００』であり、Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値２５５未満ではない。

Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値２５５未満ではない場合（Ｓ７２４でＮＯ）、電源制御部２４０は、選択した電源容量情報２５３のサーバ番号について、自身が搭載されたサーバ２００のサーバ番号を示す『２００』と比較し、一致しているか否かを確認する（Ｓ７４０）。

本実施の形態の例では一致する。

一致している場合（Ｓ７４０でＹＥＳ）、電源制御部２４０は、現在選択している電源容量情報２５３の電源モジュール番号を取得し（本実施の形態の例では、『２６１』を取得）、対応する電源モジュール２６１および電源モジュール２６２に『停止』の電源状態指示を出力する（Ｓ７４２）。

次に、電源制御部２４０は、図７（ａ）に示す電源容量情報２５３のうち現在選択している電源容量情報２５３の次の、電源容量情報２５３を選択する（Ｓ７４６）。そして、電源制御部２４０は、Ｓ７２２へ戻る。

続けて、電源制御部２４０は、選択した電源容量情報２５３の電源容量値をＮ＋１ｐｏｗから減算する（Ｓ７２２）。

本実施の形態の例では、『１５００−５００＝１０００』。

続けて、電源制御部２４０は、Ｎ＋１ｐｏｗと最大消費電力値積算値１５５とを比較し、Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値２５５未満であるか否かを確認する（Ｓ７２４）。

本実施の形態の例では、『（Ｎ＋１ｐｏｗ）１０００＝（最大消費電力値積算値１５５）１５００』であり、Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値２５５未満である。

Ｎ＋１ｐｏｗが最大消費電力値積算値２５５未満である場合（Ｓ７２４でＹＥＳ）、電源制御部２４０は、選択した電源容量情報２５３から最後尾の電源容量情報２５３までの電源容量情報２５３のうち、自身が搭載されたサーバ２００のサーバ番号『２００』と同じサーバ番号を有する電源容量情報２５３の電源モジュール番号を取得する（Ｓ７３０）。

本実施の形態の例では、電源モジュール番号『２６２』を取得。

続けて、電源制御部２４０は、取得した電源モジュール番号に対応する電源モジュール２６１および電源モジュール２６２に『運転』を示す電源状態指示を出力する（Ｓ７３２）。そして、電源制御部２４０は、処理を終了する。

図１１は、本実施の形態の基本的な構成を示す。図１１によれば、電源装置９０１は、電源制御部１４０、電源モジュール１６１、電源モジュール１６２および電源モジュール１６３を含む。

電源制御部１４０は、電源モジュール１６１〜１６３それぞれの電源容量値と、電源モジュール１６１〜１６３が電力を供給する負荷の最大消費電力値に基づいて、予め定められた冗長台数分の電源モジュール１６１〜１６３の出力が停止した状態において、運転状態の電源モジュール１６１〜１６３の電源容量値の合計値が、負荷の最大消費電力値下回らないように電源モジュール１６１〜１６３それぞれの運転および停止を決定する。次に、電源制御部１４０は、決定した電源モジュール１６１〜１６３の運転および停止に基づいて、電源モジュール１６１〜１６３それぞれに電源状態指示を出力する。

電源モジュール１６１〜１６３は、電源状態指示に基づいて運転状態または停止状態となり、運転状態にあるときには負荷に供給する電力を出力し、停止状態にあるときには負荷に供給する電力を出力しない。そして、これらの電源モジュール１６１〜１６３の電力出力は、並列接続されている。

上述した本実施の形態における第１の効果は、電源容量が異なる電源モジュールを有する電源装置において、負荷の最大消費電力に対して最適なＮ＋１冗長構成となるように個々の電源モジュールの運転／停止を制御することが可能にできる点である。

その理由は、並列接続された各電源モジュールの電源容量値と負荷の最大消費電力値とに基づいて、最大の電源容量を持つ電源モジュールの出力が停止した状態でも、運転状態の電源モジュールの電源容量値の合計値が、負荷の最大消費電力値を下回らないように電源モジュールの運転／停止を決定するようにしたからである。

上述した本実施の形態における第２の効果は、最大消費電力および電源モジュール構成が異なる複数のサーバに跨って、全サーバの負荷の最大消費電力の合計に対して最適な冗長構成となるように個々の電源モジュールの運転／停止を制御することが可能にできる点である。

その理由は、各サーバの電源装置間で消費電力および電源容量に関する情報を交換する手段と、電源モジュールの直流電力出力を外部に出力する直流電力外部供給部と、直流電力を他のサーバに送電する直流電力送電部と、直流電力送電部から直流電力を入力する直流電力内部供給部とを設けたからである。

次に本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態と比べて、図９のＳ６１６および図１０のＳ７１６の動作が異なる。

図９のＳ６１６において、第２の実施の形態の電源制御部１４０は、図７（ａ）に示す電源容量情報１５３のうち最後尾から順に２以上の特定の数「Ｍ」の電源容量情報１５３を除く全ての、電源容量情報１５３の電源容量値の合計値を算出する。同様に、図１０のＳ７１２において、第２の実施の形態の電源制御部２４０は、図７（ｂ）に示す電源容量情報２５３のうち最後尾から順に２以上の特定の数「Ｍ」の電源容量情報２５３を除く全ての、電源容量情報２５３の電源容量値の合計（この「合計」は一般的に「冗長化電源容量値」と呼ぶことができる。）を算出する。図１０のＳ７１２も同様である。

上述した本実施の形態における効果は、冗長構成をＮ＋Ｍとすることができることである。

その理由は、並列接続された各電源モジュールの電源容量値と、負荷の最大消費電力値とに基づいて、予め定められた冗長台数「Ｍ」分の電源モジュールの出力が停止した状態でも、運転状態の電源モジュールの電源容量値の合計値が、負荷の最大消費電力値を下回らないように電源モジュールの運転／停止を決定するようにしたからである。

次に本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態と比べて、電源制御部１４０および電源制御部２４０の動作が異なる。

管理装置３１０は、構成情報１１１、電源容量情報１２１、構成情報２１１及び電源容量情報２２１を、保持、更新し、電源制御部１４０および電源制御部２４０の要求に応答して送出する。また、管理装置３１０は、構成情報１１１、電源容量情報１２１、構成情報２１１及び電源容量情報２２１を更新した場合、ネットワーク３００を介して電源制御部１４０および電源制御部２４０に対して、処理の開始指示を送信する。

例えば、管理装置３１０は、電源制御部１４０からネットワーク３００を介して、電源モジュール１６１および電源モジュール１６２の故障の報告を受信すると、電源容量情報１２１から故障した電源モジュール１６１および電源モジュール１６２に対応する電源容量情報１２１を削除する。他の情報も、同様に周知技術を用いて管理する。また例えば、管理装置３１０は、電源制御部１４０および電源制御部２４０からネットワーク３００を介して、構成情報１１１、電源容量情報１２１、構成情報２１１及び電源容量情報２２１のいずれか１以上の要求を受信すると、ネットワーク３００を介して、要求された構成情報１１１、電源容量情報１２１、構成情報２１１及び電源容量情報２２１を要求元に送信する。

図１２は、第１の実施の形態と比べて、電源制御部１４０の動作が異なる部分のフローチャートである。

電源制御部１４０は、図示しない手段により開始の契機を検出し、処理を開始する（Ｓ６００）。例えば、開始の契機は、管理装置３１０からの開始指示であってよい。

まず、電源制御部１４０は、構成情報１１１および電源容量情報１２１を管理装置３１０に要求して取得する（Ｓ６０２）。

Ｓ６０８以後の動作は、第１の実施の形態と同様である。

電源制御部２４０の動作は、電源制御部１４０の動作と同等であるため、説明を省略する。

本実施の形態の効果は、電源モジュールの故障や復旧および負荷の構成変化に対応して、最適な冗長構成となるように個々の電源モジュールの運転／停止を制御する動作を実行できることである。

その理由は、電源装置が管理装置から構成情報および電源容量情報を取得するようにしたからである。

以上の各実施の形態で説明した電源制御部における電源モジュールの電源容量値と、負荷の最大消費電力値とに基づいて、予め定められた冗長台数分の、電源モジュールの出力が停止した状態において、運転状態の電源モジュールの電源容量値の合計値が、負荷の最大消費電力値を下回らないように電源モジュールの運転／停止を決定する機能の部分は、物理的には例えば、サーバの情報処理機能により実現してもよいし、管理装置により実現してもよい。

以上の各実施の形態で説明した各構成要素は、たとえば、プログラムにより所定の処理をコンピュータに実行させてもよい。

また、以上の各実施の形態で説明した各構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個のモジュールとして実現されていること、ひとつの構成要素が複数のモジュールで実現されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。

また、以上説明した各実施の形態では、複数の動作をフローチャートの形式で順番に記載してあるが、その記載の順番は複数の動作を実行する順番を限定するものではない。このため、各実施の形態を実施するときには、その複数の動作の順番は内容的に支障しない範囲で変更することができる。

さらに、以上説明した各実施の形態では、複数の動作は個々に相違するタイミングで実行されることに限定されない。このため、ある動作の実行中に他の動作が発生すること、ある動作の実行タイミングと、他の動作の実行タイミングとの一部ないし全部が重複していること、等でもよい。

さらに、以上説明した各実施の形態では、ある動作が他の動作の契機になるように記載しているが、その記載はある動作と他の動作のすべての関係を限定するものではない。このため、各実施の形態を実施するときには、その複数の動作の関係は内容的に支障しない範囲で変更することができる。また各構成要素の各動作の具体的な記載は、各構成要素の各動作を限定するものではない。このため、各構成要素の具体的な各動作は、各実施の形態を実施する上で機能的、性能的、その他の特性に対して支障をきたさない範囲内で変更されて良い。

なお、以上説明した各実施の形態における各構成要素は、必要に応じ可能であれば、ハードウェアで実現されても良いし、ソフトウェアで実現されても良いし、ハードウェアとソフトウェアの混在により実現されても良い。

また、各構成要素の物理的な構成は、以上の実施の形態の記載に限定されることはなく、独立して存在しても良いし、組み合わされて存在しても良いしまたは分離して構成されても良い。

本発明は、コンピュータ、通信機器および他の電気機器の電源の冗長化に適用できる。

本発明の第１、第２および第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第１および第２の実施の形態の電源制御部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の第１、第２および第３の実施の形態における構成情報保持部と、構成情報との構造を示す図である。 本発明の第１、第２および第３の実施の形態の電源容量情報保持部と、電源容量情報との構造を示す図である。 本発明の第１、第２および第３の実施の形態の最大消費電力情報保持部と、最大消費電力情報との構造を示す図である。 本発明の第１、第２および第３の実施の形態の電源容量情報結合保持部と、電源容量情報との構造を示す図である。 本発明の第１、第２および第３の実施の形態の電源容量情報並替保持部と、電源容量情報との構造を示す図である。 本発明の第１、第２および第３の実施の形態の最大消費電力値積算値保持部と、最大消費電力値積算値との構造を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の電源制御部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態の電源制御部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態の基本的な構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態の電源制御部の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ サーバ
１０１ 電源装置
１０２ 負荷
１１０ 構成情報保持部
１１１ 構成情報
１２０ 電源容量情報保持部
１２１ 電源容量情報
１３０ 最大消費電力情報保持部
１３１ 最大消費電力情報
１４０ 電源制御部
１４１ プロセッサ部
１４２ 通信部
１４３ プログラム格納部
１５０ 電源容量情報結合保持部
１５１ 電源容量情報
１５２ 電源容量情報並替保持部
１５３ 電源容量情報
１５４ 最大消費電力値積算値保持部
１５５ 最大消費電力値積算値
１６１ 電源モジュール
１６２ 電源モジュール
１６３ 電源モジュール
１７０ 直流電力外部供給部
１８０ 直流電力内部供給部
２００ サーバ
２０１ 電源装置
２０２ 負荷
２１１ 構成情報
２２１ 電源容量情報
２３０ 最大消費電力情報保持部
２３１ 最大消費電力情報
２４０ 電源制御部
２５０ 電源容量情報結合保持部
２５１ 電源容量情報
２５２ 電源容量情報並替保持部
２５３ 電源容量情報
２５４ 最大消費電力値積算値保持部
２５５ 最大消費電力値積算値
２６１ 電源モジュール
２６２ 電源モジュール
２７０ 直流電力外部供給部
２８０ 直流電力内部供給部
３００ ネットワーク
３１０ 管理装置
３９０ 直流電力送電部

Claims (17)

1. 運転および停止を指示する電源状態指示に従って運転状態または停止状態になる複数の電源モジュールと、
   各前記電源モジュールの電源容量値と各前記電源モジュールにより電力を供給される負荷の最大消費電力値とに基づいて、前記電源容量値の大きい順に予め定められた冗長台数分の前記電源モジュールを除き、前記除いた前記電源モジュール以外の残りの前記電源モジュールの前記電源容量値の合計が前記最大消費電力値の合計を下回らないよう各前記電源モジュールの運転または停止を決定し、当該決定に基づいて前記電源状態指示を出力する電源制御部と、
   を有することを特徴とする電源装置。
2. 前記電源制御部が、
   最大の電源容量を持つ前記電源モジュールから順番に、予め定められた冗長台数分の前記電源モジュールを除いた残りの前記電源モジュールの前記電源容量値を合計した冗長化電源容量値を算出し、
   前記冗長化電源容量値から最小の電源容量を持つ前記電源モジュールの前記電源容量値を減算し、当該減算された前記冗長化電源容量値が前記最大消費電力値以上の場合に当該電源容量値を減算した電源モジュールを停止にすることを決定し、
   当該停止にすることを決定した電源モジュールを除いた前記電源モジュールについて前記減算と前記決定を繰り返し、前記減算された前記冗長化電源容量値が前記最大消費電力値未満となった場合に前記決定を行なわずに前記繰り返すことを終了する、
   ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 前記電源制御部が、前記電源制御装置に接続された、他の電源装置の前記電源容量値および前記最大消費電力値のうちの少なくともひとつを取得する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の電源装置。
4. 前記電源制御部が、前記負荷を構成するモジュールごとの最大電力値および数量に基づいて前記最大消費電力値を算出する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電源装置。
5. 前記電源制御部が、前記電源制御装置に接続された、他の電源装置から電力を供給される前記負荷を構成するモジュールごとの前記最大電力値および前記数量を取得する
   ことを特徴とする請求項４記載の電源装置。
6. 前記電源モジュールの直流電力の出力を、前記直流電力を送電する直流電力送電部を介して接続された他の電源装置に出力する直流電力外部供給部と、
   前記直流電力送電部から供給される前記直流電力を入力し、当該入力した直流電力を前記負荷に供給する直流電力内部供給部と、
   を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電源装置。
7. 運転および停止を指示する電源状態指示に従って運転状態または停止状態になる複数の電源モジュールの電源容量値と各前記電源モジュールにより電力を供給される負荷の最大消費電力値とに基づいて、前記電源容量値の大きい順に予め定められた冗長台数分の前記電源モジュールを除き、前記除いた前記電源モジュール以外の残りの前記電源モジュールの前記電源容量値の合計が前記最大消費電力値の合計を下回らないよう各前記電源モジュールの運転または停止を決定するステップと、当該決定に基づいて前記電源状態指示を出力するステップと、を有することを特徴とする電源供給方法。
8. 最大の電源容量を持つ前記電源モジュールから順番に、予め定められた冗長台数分の前記電源モジュールを除いた残りの前記電源モジュールの前記電源容量値を合計した冗長化電源容量値を算出するステップと、 前記冗長化電源容量値から最小の電源容量を持つ前記電源モジュールの前記電源容量値を減算するステップと、 当該減算された前記冗長化電源容量値が前記最大消費電力値以上の場合に当該電源容量値を減算した電源モジュールを停止にすることを決定するステップと、 当該停止にすることを決定した電源モジュールを除いた前記電源モジュールについて前記減算と前記決定を繰り返し、前記減算された前記冗長化電源容量値が前記最大消費電力値未満となった場合に前記決定を行なわずに前記繰り返すことを終了するステップと、を有することを特徴とする請求項７記載の電源供給方法。
9. 前記電源制御装置に接続された、他の電源装置の前記電源容量値および前記最大消費電力値のうちの少なくともひとつを取得するステップを有することを特徴とする請求項７または８記載の電源供給方法。
10. 前記負荷を構成するモジュールごとの最大電力値および数量に基づいて前記最大消費電力値を算出するステップを有することを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の電源供給方法。
11. 前記電源制御装置に接続された、他の電源装置から電力を供給される前記負荷を構成するモジュールごとの前記最大電力値および前記数量を取得するステップを有することを特徴とする請求項１０記載の電源供給方法。
12. 運転および停止を指示する電源状態指示に従って運転状態または停止状態になる複数の電源モジュールの電源容量値と各前記電源モジュールが電力を供給する負荷の最大消費電力値とに基づいて、前記電源容量値の大きい順に予め定められた冗長台数分の前記電源モジュールを除き、前記除いた前記電源モジュール以外の残りの前記電源モジュールの前記電源容量値の合計が前記最大消費電力値の合計を下回らないよう各前記電源モジュールの運転または停止を決定するステップと、当該決定に基づいて前記電源状態指示を出力するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする電源制御プログラム。
13. 最大の電源容量を持つ前記電源モジュールから順番に、予め定められた冗長台数分の前記電源モジュールを除いた残りの前記電源モジュールの前記電源容量値を合計した冗長化電源容量値を算出するステップと、 前記冗長化電源容量値から最小の電源容量を持つ前記電源モジュールの前記電源容量値を減算するステップと、 当該減算された前記冗長化電源容量値が前記最大消費電力値以上の場合に当該電源容量値を減算した電源モジュールを停止にすることを決定するステップと、 当該停止にすることを決定した電源モジュールを除いた前記電源モジュールについて前記減算と前記決定を繰り返し、前記減算された前記冗長化電源容量値が前記最大消費電力値未満とった場合に前記決定行なわずに前記を繰り返すことを終了するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１２記載の電源制御プログラム。
14. 前記電源制御装置に接続された、他の電源装置の前記電源容量値および前記最大消費電力値のうちの少なくともひとつを取得するステップをコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１２または１３記載の電源制御プログラム。
15. 前記負荷を構成するモジュールごとの最大電力値および数量に基づいて前記最大消費電力値を算出するステップをコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の電源制御プログラム。
16. 前記電源制御装置に接続された、他の電源装置から電力を供給される前記負荷を構成するモジュールごとの前記最大電力値および前記数量を取得するステップをコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１５記載の電源制御プログラム。
17. 請求項６記載の複数の前記電源装置と、 該複数の電源装置の前記直流電力外部供給部からそれぞれ出力された前記直流電力を、他の該複数の電源装置に送電する直流電力送電部と、を有することを特徴とする電源システム。

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