WO2024009354A1

WO2024009354A1 - 電力量制御装置、電力量制御方法、および、プログラム

Info

Publication number: WO2024009354A1
Application number: PCT/JP2022/026592
Authority: WO
Inventors: 彦俊中里; 誠亮新井; 雅志金子
Original assignee: 日本電信電話株式会社
Priority date: 2022-07-04
Filing date: 2022-07-04
Publication date: 2024-01-11

Abstract

電力量制御装置（１０）は、所定時間帯における再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量を取得する電力供給予定量取得部（１１１）と、ルーム内制御装置（２０）それぞれから、各ルーム（１００）のルーム内総消費電力量を取得して合計することにより、データセンタ全体の消費電力量を示すＤＣ総消費電力量を算出し、電力供給予定量とＤＣ総消費電力量との差分である余剰電力量を計算し、余剰電力量を用いた空調機による過冷却制御を実行させる過冷却制御通知を、ルーム内制御装置（２０）に送信する余剰電力量計算部（１１３）とを備える。

Description

電力量制御装置、電力量制御方法、および、プログラム

　本発明は、データセンタ（以下、「ＤＣ」と称する場合がある。）における消費電力量を最適化する、電力量制御装置、電力量制御方法、および、プログラムに関する。

　温室効果ガス排出量削減を目標に、太陽光発電や風力発電等から得られた再生エネルギーの活用拡大のための、施設設備や技術普及が推進されている。一方、再生エネルギーは、その供給量が自然環境の変化による影響を受けるとともに、「貯蔵できない」という性質を持つため、電力供給のピークに合わせて需要を増やすことで、再生エネルギーの活用効率を最大化する必要がある。例えば、再生エネルギーの過剰出力分を需要機器の稼働により消費したり、蓄電池に充電することにより吸収したりする、いわゆる「上げＤＲ（Demand Response）」が行われている。この再生エネルギーは、年々電力供給量が増えてきており、データセンタ（ＤＣ）においても再生エネルギーに基づく電力供給を受ける機会が増えることが想定されている。

　一方、ＤＣにおけるデータ処理量は、年々増加傾向にあり、ＤＣ全体としての電力消費効率（ある一定量のデータ処理に対するＤＣ全体の消費電力量）の向上が必要となる。ＤＣにおいては、サーバの消費電力に加えて、空調の消費電力量の比率も大きな比率を占めており、ＤＣ全体として消費電力量の削減が求められている。

　空調の消費電力量、および、サーバ（ＩＴ装置）の消費電力量を考慮し、ＤＣ全体の消費電力量を最適化する技術として、非特許文献１に記載の技術が公開されている。
　非特許文献１のデータセンタ向け空調連係ＩＴ負荷配置最適化方式では、データセンタのＩＴ機器の稼働情報や監視情報を収集することにより、ＩＴ機器の将来の負荷の推移を予測し、ＩＴ機器の電力増分に応じた空調設備の電力増分を算出する。そして、時系列でＩＴ機器への負荷集約率が高まるように、つまりＩＴ機器の稼働台数が削減されるように、データセンタの電力量である目的関数が最小となる最適化問題を解く。これにより、データセンタの電力量を最小化するＩＴ機器へのＩＴ負荷（仮想マシン）の配置を算出する。

沖津潤　外４名、「環境配慮型データセンタ向け空調連係ＩＴ負荷配置最適化方式」、ＦＩＴ（Forum on Information Technology）２０１０、第９回情報科学技術フォーラム、ＲＣ－００９

　しかしながら、非特許文献１に記載の技術では、空調設備の電力の算出に用いる空調電力モデルにおいて、ＤＣごとに異なる設備条件に依存しない汎用的なルールベース基準を採用している。そのため、空調設備の配置位置、気流、ＤＣ内のサーバ配置構成、熱冷却効率などの個別の設備条件を考慮した、ＤＣの電力量を低減するための最適化を行うことは難しかった。また、再生エネルギーを利用した電力供給をＤＣが受ける場合において、再生エネルギーの活用効率を最大化することが考慮されていなかった。つまり、ＤＣ全体の消費電力量を削減しようとすると、再生エネルギーを含めた総電力量の供給量を下回ることになり、再生エネルギーの活用効率が低下してしまうという問題があった。

　このような点に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、再生エネルギーを含む余剰電力量を利用して、ＤＣ内の空調消費電力の電力利用効率を向上させることを課題とする。

　本発明に係る電力量制御装置は、複数のサーバおよび１つ以上の空調機が配置されるルームが複数設置されるデータセンタ（ＤＣ）における前記ルーム内のサーバおよび空調機を制御する前記ルーム毎のルーム内制御装置に通信接続され、各前記ルームの消費電力量を制御する電力量制御装置であって、所定時間帯における再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量を取得する電力供給予定量取得部と、前記ルーム内制御装置それぞれから、各ルーム内のサーバ消費電力量と空調消費電力量の合計であるルーム内総消費電力量を取得し、各ルームの前記ルーム内総消費電力量を合計することにより、前記データセンタ全体の消費電力量を示すＤＣ総消費電力量を算出し、前記電力供給予定量と前記ＤＣ総消費電力量との差分である余剰電力量を計算し、前記余剰電力量を用いた前記ルームの空調機による過冷却制御を実行させる過冷却制御通知を、前記ルーム内制御装置に送信する余剰電力量計算部と、を備えることを特徴とする。

　本発明によれば、再生エネルギーを含む余剰電力量を利用して、ＤＣ内の空調消費電力の電力利用効率を向上させることができる。

本実施形態に係る電力量制御装置を含む電力量制御システムの全体構成を示す図である。本実施形態に係るＤＣの１つのルーム内の構成を示す図である。本実施形態に係るルーム内制御装置の構成例を示す機能ブロックである。本実施形態に係るSituation分類を説明するための図である。本実施形態に係る電力量制御装置の構成例を示す機能ブロック図である。１ターン目と２ターン目において高負荷が継続している負荷パターンが実行されるルーム「Ａ」のケースを示す図である。１ターン目と２ターン目において高負荷が継続していない負荷パターンが実行されるルーム「Ｂ」のケースを示す図である。１ターン目が低負荷であり、２ターン目において負荷を増加した負荷パターンが実行されるルーム「Ｃ」のケースを示す図である。１ターン目が低負荷であり、２ターン目において負荷を増加した負荷パターンが実行されるルーム「Ｄ」ケースを示す図である。ルームＡの１ターン目において、過冷却制御ありとなしの制御を実行した場合の評価結果を示す図である。ルームＢの１ターン目において、過冷却制御ありとなしの制御を実行した場合の評価結果を示す図である。ルームＣの１ターン目において、過冷却制御ありとなしの制御を実行した場合の評価結果を示す図である。ルームＤの１ターン目において、過冷却制御ありとなしの制御を実行した場合の評価結果を示す図である。ルームＡ～Ｄにおいて、２ターン分の合計の空調消費電力量について、過冷却制御ありとなしの場合を示す図である。再生エネルギーの電力利得を各負荷パターンで比較した図である。本実施形態に係る電力量制御装置を含む電力量制御システムが実行する処理の流れを示すシーケンス図である。本実施形態に係る電力量制御装置およびルーム内制御装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

　次に、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」と称する。）について説明する。
　図１は、本実施形態に係る電力量制御装置１０を含む電力量制御システム１の全体構成を示す図である。

　図１に示すように、電力量制御システム１は、複数のサーバ３および１以上の空調機４を備えるルーム１００を複数有するＤＣ（データセンタ）１０００と、ルーム１００内の複数のサーバ３および１つ以上の空調機４と通信接続され、各ルーム１００に対応して設けられるルーム内制御装置２０と、各ルーム内制御装置２０に通信接続され、ＤＣ１０００全体の消費電力量を制御する電力量制御装置１０とを備えて構成される。
　なお、電力量制御装置１０および各ルーム内制御装置２０は、ＤＣ１０００の内部に設けられていてもよいし、ＤＣ１０００とは別の場所に設けられていてもよい。

　図２は、本実施形態に係るＤＣ１０００の１つのルーム１００内の構成を示す図である。
　ＤＣ１０００には、複数のルーム１００が存在し、そのルーム１００内に、図２で示すように、複数のサーバ３が設置されるとともに、ルーム１００内の空調を制御する１つ以上の空調機４が設置される。なお、１つ以上の空調機４が稼働することによるルーム全体の空調の消費電力量は、図示を省略した電力量測定装置によりルーム１００毎に測定される。

　各ルーム１００に対応するルーム内制御装置２０それぞれは、図示を省略した空調管理装置を介して、ルーム１００内に設けられた空調機４（図２においては、空調機「１」「２」）の状態情報を取得したり、空調制御情報を送信したりしてもよいし、空調管理装置を介さず直接各空調機４と通信接続されていてもよい。
　また、ルーム内制御装置２０は、図示を省略したサーバ管理装置を介して、ルーム１００内に設けられたサーバ３の状態情報を取得したり制御情報を送信したりしてもよいし、直接サーバ３と通信接続されていてもよい。

　本実施形態におけるＤＣ１０００の各ルーム１００では、収容するルーム全体のサーバ３について、図２で示すように、複数のサーバ３が配置されるエリアごとに区分けし、「サーバエリア」として制御を行う。このサーバエリア３０は、仮想リソースを配置するまとまったサーバ群を収容するエリアである。図２においては、サーバエリア「１」～「６」が設けられた例を示している。

　なお、ＤＣ１０００では、仮想化基盤が構築され運用されるものとして説明する。オープンソースの仮想化基盤としては、クラウド環境構築用のソフトウェアであるOpenStack（登録商標）や、コンテナ化されたワークロードやサービスを運用管理するためのソフトウェアであるKubernetes（登録商標）が知られている。OpenStackは、主に物理マシンや仮想マシン（ＶＭ）の管理・運用に用いられる。Kubernetesは、主にコンテナの管理・運用に用いられる。
　本明細書においては、仮想化基盤において仮想化されたアプリケーション（１つ以上のコンテナや、１つ以上のＶＭ等で構成）のことを仮想リソースと称する。なお、Kubernetesでは、アプリケーションの最小実行単位が、1つ以上のコンテナにより構成されるＰｏｄとなる。

　本実施形態では、サーバ群のサーバエリア３０に対応付けて、図２で示すように、「空調エリア」を設ける。空調エリア４０は、空調制御による効果を測定するまとまったエリアであり、サーバ３の吸込口側、吐出口側のいずれかに面しているものとする。
　空調機４から送風される空気は、例えばルーム１００のフロアの床下に設けられた配管等を介して、吸込口側の空調エリア４０（図２では、空調エリア「３」「４」「７」「８」）から吹き出される。そして、吐出口側の空調エリア４０（図２では、空調エリア「１」「２」「５」「６」）に設けられた配管の吸込口から、各サーバ３の熱により温度上昇した空気を取り込み、空調機４へと戻る気流を生じさせる。

　この空調エリア４０それぞれには、複数のセンサ（温度センサ等）が設置される。また、各サーバエリア３０のサーバ３の吸気口にも温度センサが設置される。さらに、ＤＣ１０００の外部にもセンサ（温度センサ等）が設置される。これらのセンサから得られた情報（センサ情報）を、通信回線等を介して、ルーム内制御装置２０が取得することができる。

　本実施形態に係る電力量制御システム１は、電力量制御装置１０が、所定の時間帯で利用可能な再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量およびＤＣ１０００内で処理する総負荷量を、外部装置（例えば、システム管理装置等）から取得する。そして、電力量制御装置１０は、各ルーム１００内の総消費電力量（サーバ消費電力量と空調消費電力量の合計であり、後記する「ルーム内総消費電力量」）を算出し、各ルームのルーム内総消費電力量の合計であるＤＣ全体の消費電力量（後記する、「ＤＣ総消費電力量」）を計算する。電力量制御装置１０は、計算したＤＣ総消費電力量と、再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量との差分から余剰電力量を算出する。

　そして、電力量制御システム１は、算出した余剰電力量を、各ルーム１００をＤＣ１０００内のルーム１００の空調過冷却に用いる。電力量制御システム１は、ある時間帯に使いきらなくてはならない再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量について、ＤＣ１０００内のルーム１００の空調過冷却に用いる際に、どのルーム１００にどのくらいの再生エネルギー量を割り振るかについての最適な振分制御を行う。

　次に、本実施形態に係る電力量制御システム１を構成する、電力量制御装置１０およびルーム内制御装置２０について、具体的に説明する。

＜ルーム内制御装置＞
　先ず、ルーム内制御装置２０について説明する。
　図３は、本実施形態に係るルーム内制御装置２０の構成例を示す機能ブロックである。
　ルーム内制御装置２０は、ルーム１００内において、消費電力の変化を与える各状況をSituationとして分類し、各状況において、所定の負荷量に対し空調機４の空調制御を実行した際の、サーバ消費電力量と空調消費電力量との合計であるルーム内総消費電力量を算出する。また、ルーム内制御装置２０は、自身が過冷却を実行する対象となるルームであるかを判定させるための過冷却関連情報（詳細は後記）を生成し、電力量制御装置１０に送信する。また、ルーム内制御装置２０は、電力量制御装置１０から、過冷却制御の対象である旨の通知（過冷却制御通知）を受け取り、過冷却制御を実行する。
　このルーム内制御装置２０は、制御部２１、入出力部２２および記憶部２３を備えるコンピュータにより構成される。

　入出力部２２は、電力量制御装置１０や、ＤＣ１０００内の各装置（各サーバ３および各空調機４）等との間の情報について入出力を行う。この入出力部２２は、通信回線を介して情報の送受信を行う通信インタフェースと、図示を省略したキーボード等の入力装置やモニタ等の出力装置との間で情報の入出力を行う入出力インタフェースとから構成される。

　記憶部２３は、ハードディスクやフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。
　この記憶部２３には、制御部２１の各機能を実行させるためのプログラムや、制御部２１の処理に必要な情報が一時的に記憶される。また、この記憶部２３には、サーバ電力量学習モデル２３１、運用履歴情報２３２、制御値電力量対応情報２３３、および、過冷却電力量対応情報２３４などが格納される（詳細は後記）。

　制御部２１は、ルーム内制御装置２０が実行する処理の全般を司り、図３で示すように、状況認識部２１１、配置パターン算出部２１２、サーバ消費電力量推定部２１３、制御値電力量対応情報生成部２１４、過冷却電力量対応情報生成部２１５、ルーム内総消費電力量計算部２１６、過冷却関連情報生成部２１７、負荷配置制御部２１８、および、空調制御部２１９を含んで構成される。

　状況認識部２１１は、制御前のＤＣ１０００内のルーム１００における、「サーバエリアの吸気口温度」、「外気温度（外気温）」、負荷配置によって決定される「サーバエリアごとのサーバ消費電力量」を、Situation構成要素とし、このSituation構成要素の各情報を取得する。このSituation構成要素は、空調消費電力量の増減に影響を及ぼす外界因子である。

　状況認識部２１１は、「サーバエリアの吸気口温度」を、各サーバエリア３０のサーバ３の吸気口周辺に設置された複数の温度センサから温度情報を取得して平均値を算出し、サーバエリア３０ごとの吸気口の平均温度を算出する。そして、状況認識部２１１は、算出したサーバエリア３０ごとの平均温度を、ルーム１００全体で平均し、得られた温度を「サーバエリアの吸気口温度」とする。

　状況認識部２１１は、ＤＣ１０００の外部に設定された温度センサから得られる情報を「外気温度（外気温）」とする。
　「サーバエリアごとのサーバ消費電力量」は、サーバ消費電力量推定部２１３により算出される情報である（詳細は後記）。

　状況認識部２１１は、取得した各外界因子となる情報（外界因子情報）が、どのSituation分類に属するかを判定する。
　各外界因子は、最小値～最大値の間でその外界因子の特性に応じて複数個のレンジに分割される。そして、各外界因子を分割したレンジを組み合わせたものを、１Situationとして定義する。以下、図４を参照して説明する。

　図４で示すように、外界因子のそれぞれを「factor」とし、分割するレンジを定義（以下、「分割定義」と称する。）する。
　例えば、図４のSituation分類情報５２で示す「factor１」の外界因子は「サーバエリアの吸気口温度」であり、分割定義は「0－48度を６分割」である。「factor２」の外界因子は「外気温度（外気温）」であり、分割定義は「0－48度を６分割」である。「factor３」の外界因子は「サーバエリア「１」のサーバ消費電力量」であり、分割定義は「0－200Ｗを20分割」である。以下同様に、「factor８」の外界因子は「サーバエリア「６」のサーバ消費電力量」であり、分割定義は「0－200Ｗを20分割」である。

　ここで、状況認識部２１１が取得した外界因子の情報が、図４で示す外界因子情報５１であったとする。この場合、状況認識部２１１は、「factor１」（サーバエリアの吸気口温度）の値が「25」であるから、「レンジ」として「24－32レンジ」（24度以上32度未満）に含まれるとし、「factorレンジ識別子」を「factor1-4」とする。この「factorレンジ識別子」は、例えば、0－48度を６分割した、0度以上8度未満を「factor1-1」、8度以上16度未満を「factor1-2」、16度以上24度未満を「factor1-3」のようにし、属するレンジを識別する情報である。他の「factor」において同様である。

　状況認識部２１１は、外界因子の「factorレンジ識別子」の情報を組み合わせて「Situation分類」とし、「factor1-4_factor2-4_factor3-4_factor4-4_factor5-5_factor6-5_factor7-4_factor8-4」であると判定する。
　このようにして、状況認識部２１１は、外界因子の取得情報に基づき、「Situation分類」を判定する。

　図３に戻り、配置パターン算出部２１２は、電力量制御装置１０から取得した、ルーム間負荷振分パターンで示されるＤＣ総負荷量に対する各ルーム１００の負荷振分比率の情報と、総負荷量（ＤＣ総負荷量）の情報とに基づき、自身が担当するルームに振り分けられた負荷量を得る。そして、配置パターン算出部２１２は、新規配置予定の仮想リソース量情報（例えば、ＣＰＵコア数）を求め、直近のリソース使用状況（例えば、ＣＰＵ使用率）に基づき、新規の仮想リソース（ＶＭ、コンテナ等）を各サーバ３に配置した配置パターンを算出する。なお、配置パターン算出部２１２は、各サーバ３に仮想リソースを配置後、各サーバ３におけるリソース占有量が、サーバ容量（上限値）×所定の閾値以下となるようにする。

　サーバ消費電力量推定部２１３は、配置パターン算出部２１２が算出した配置パターンにおいて、各サーバ３の消費電力量を、学習モデル（サーバ電力量学習モデル２３１）を活用して推定する。そして、サーバ消費電力量推定部２１３は、サーバエリア３０ごとのサーバ配置構成に基づき、その配置パターンにおけるサーバエリア３０ごとのトータルのサーバ消費電力量を算出する。

　具体的には、サーバ消費電力量推定部２１３は、サーバエリアの吸気口温度、および、リソース使用状況（例えば、ＣＰＵ使用率、メモリ使用率等）の情報を入力データとし、サーバ消費電力量を出力データとする学習モデル（サーバ電力量学習モデル２３１）により、その配置パターンにおける各サーバ３の消費電力量を予測する。
　なお、このサーバ電力量学習モデル２３１は、吸気口温度と、サーバ３のリソース使用量と、その時の結果情報であるサーバ消費電力量の情報を学習データとして、予め生成しておく。

　また、サーバ消費電力量推定部２１３は、サーバエリア３０ごとのサーバ配置構成に基づき、サーバエリア３０の各サーバ３のサーバ消費電力量を合算することにより、サーバエリア３０ごとのサーバ消費電力量を算出する。

　制御値電力量対応情報生成部２１４は、各空調機４の制御値（空調制御値）と、その空調制御値を各空調機４が実行した場合の空調消費電力量とを示す制御値電力量対応情報２３３を生成する。

　この制御値電力量対応情報２３３は、Situation分類ごとに記憶される情報であり、状況認識部２１１により判定されたSituation分類で示される各状況において、最適な各空調機４の制御値（空調制御値）と、その空調制御値を各空調機４が実行した場合の空調消費電力量が格納される。
　ここで、空調制御値は、空調機４を制御するためのパラメータであり、少なくとも温度（目標温度）を含み、他に風量や風向等が含まれていてもよい。本実施形態では、空調制御値のパラメータが、目標温度と風量であるものとして説明する。

　この制御値電力量対応情報２３３に格納される、Situation分類ごとの、最適な空調制御値（目標温度、風量等）と、それを実行した際の空調消費電力量との情報は、過去の実績データ（運用履歴情報２３２として記憶部２３に保存される。）を用いた手法やルールベースの算出手法により求めることができるが、本実施形態では、学習モデル（空調制御学習モデル）を構築して算出する例として、以下説明する。

　≪制御値電力量対応情報の生成処理≫
　制御値電力量対応情報生成部２１４は、学習モデル（空調制御学習モデル）を、以下に示す、学習フェーズおよび運用フェーズを実行することにより生成する。
　まず、制御値電力量対応情報生成部２１４は、学習フェーズにおいて、所定の回数（Ｎ回）まで、Situation分類ごとに、ランダムに空調制御値（目標温度、風量等）を生成する。そして、空調制御部２１９（空調制御実行部２１９ａ）により、ランダムに生成した空調制御値により各空調機４を実行させる。
　制御値電力量対応情報生成部２１４は、Situation分類ごとに、外界因子情報、空調制御値、その制御を実行した際に、算出される報酬（エリア報酬）（詳細は後記）、および、空調消費電力量の情報を、運用履歴情報２３２として記憶する。
　そして、制御値電力量対応情報生成部２１４は、学習フェーズにおいて所定の回数（Ｎ回）に達すると、運用履歴情報２３２を参照し、Situation分類ごとに、外界因子情報、空調制御値、および、報酬（区域報酬）を取り込み、空調制御学習データを生成し、学習モデル（空調制御学習モデル）に学習させる。

　また、制御値電力量対応情報生成部２１４は、学習フェーズにおける所定の回数（Ｎ回）以降では、外界因子情報を、Situation分類ごとの空調制御学習モデルに入力することにより、空調制御値（目標温度、風量等）を出力し、その空調制御値での空調機４の制御を実行した際の報酬（エリア報酬）および空調消費電力量の情報を運用履歴情報２３２として記憶する。そして、制御値電力量対応情報生成部２１４は、該当Situation分類の空調制御学習モデルにおいて、後記する所定の報酬に基づく条件を満たした場合に、学習フェーズを終了し運用フェーズに移行する。

　ここで、報酬は、算出された空調制御値による空調機４の制御を実行した結果を評価する指標であり、目標温度にどれだけ達したかを示すものとして報酬（温度報酬）が計算される。また、報酬は、空調エリア４０毎に評価する指標としてのエリア報酬と、ルーム１００全体として評価する指標としての全体報酬が設定される。
　エリア報酬は、例えば、目標温度と所定時間の空調機４の制御後の温度の差に基づき算出される。具体的には、制御開始時の該当空調エリア４０の温度（エリア平均温度）が38度あり、目標温度が31度であるとする。このとき制御後の温度が32度であった場合、目標温度より1度高いため、報酬は「90％」となる。なお、ここでは、目標温度より１度低い場合に報酬を「－10％」として算出している。

　全体報酬は、ルーム１００全体としての空調制御の合否を判定するための指標である。この全体報酬は、エリア報酬を用いた所定のロジックにより算出された報酬（全体報酬）が、所定の閾値（合格閾値）以上であるか否かにより、ルーム１００全体として空調制御の合否を判定するものである。所定のロジックは、例えば、各エリア報酬の平均値が所定の閾値（合格閾値）以上であること等であり、任意に設定される。

　制御値電力量対応情報生成部２１４は、該当Situation分類の空調制御学習モデルにおいて、算出した全体報酬が、所定の合格閾値を超え合格と判定された場合には、学習フェーズを終了し運用フェーズに移行する。
　そして、制御値電力量対応情報生成部２１４は、全体報酬について合格と判定した場合、Situation分類ごとに、空調制御値（目標温度、風量等）とその空調制御の際の各空調機４の消費電力量（空調消費電力量）を取得して、制御値電力量対応情報２３３を生成する。
　制御値電力量対応情報生成部２１４は、生成した制御値電力量対応情報２３３を、運用段階より前に予め生成し、記憶部２３に格納しておく。

　過冷却電力量対応情報生成部２１５は、空調の設定可能な制御値（例えば、温度や風量等）のうち、冷却能力を高めるために各制御パラメータを所定の閾値（所定の制御強度）以上で設定した制御モード（以下、「過冷却制御モード」と称する。）で運用する。過冷却制御モードとして、例えば、空調機４のＦＡＮの最大回転速度の８０％等のように、その空調機４が備える能力について、所定の閾値を設定しておく。空調機４の空調設定可能なパラメータとして、設定温度を所定温度以下にさげる、風量強度を所定値以上にあげる等を設定しておく。そして、過冷却電力量対応情報生成部２１５は、各Situationにおいて、その空調機４を過冷却制御モードで制御した場合の空調消費電力量の増加分の情報（空調消費電力増加情報）を、過冷却電力量対応情報２３４として生成する。
　過冷却電力量対応情報生成部２１５は、生成した過冷却電力量対応情報２３４を、運用段階より前に予め生成し、記憶部２３に格納しておく。

　ルーム内総消費電力量計算部２１６は、配置パターン算出部２１２が算出した仮想リソースの配置パターンにおいて、サーバエリア３０ごとのサーバ消費電力量を合計し、その合計値であるトータルのサーバ消費電力量と、記憶部２３に格納された制御値電力量対応情報２３３から得られる空調消費電力量との合計量（ルーム内総消費電力量）を計算する。
　なお、ルーム内総消費電力量計算部２１６は、制御値電力量対応情報２３３において、報酬条件を満たす範囲で、空調消費電力量が最も小さい値を、そのSituationにおける、空調消費電力量として選択する。
　ルーム内総消費電力量計算部２１６は、計算したそのルームにおけるルーム内総消費電力量を、電力量制御装置１０へ送信する。

　過冷却関連情報生成部２１７は、電力量制御装置１０が、余剰電力量を活用した過冷却を実行するルームの選択に必要となる情報を示す過冷却関連情報を生成する。
　過冷却関連情報は、電力量制御装置１０の過冷却ルーム選択手法に応じて設定される。例えば、過冷却ルーム選択手法が、電力効率の高いルームから選択するものであれば（詳細は後記）、電力効率の計算に必要となるサーバの総消費電力量（具体的には、ＣＰＵサーバの総消費電力量、ＧＰＵサーバの総消費電力量、アクセラレータの総消費電力量など）の情報を、過冷却関連情報として生成する。
　一方、過冷却関連情報生成部２１７は、過冷却ルーム選択手法が、サーバ発熱量が所定値以上であり、次ターン以降も継続的にサーバ発熱量が所定値以上であるルームを選択するものであれば（詳細は後記）、この条件に該当することを示すスケジュール情報や、過去の傾向のトレンドを示す情報をルーム内制御装置２０が有している場合に、過冷却関連情報として生成する。

　負荷配置制御部２１８は、各サーバ３への負荷配置パターンに基づき、仮想リソース（ＶＭ，コンテナ等）を、各サーバ３に配置する。

　空調制御部２１９は、各空調機４の空調制御（温度、風量等）を行い、空調制御実行部２１９ａと、過冷却空調制御部２１９ｂとを備える。
　空調制御実行部２１９ａは、配置パターン算出部２１２が算出した配置パターンにおいて、あるSituationでの空調制御値の情報（目標温度、風量等）に基づき、各空調機４の制御を行う。
　過冷却空調制御部２１９ｂは、自身のルーム１００の空調機４が、過冷却空調として選定された場合（過冷却制御の対象である旨の通知（過冷却制御通知）を受け取った場合）には、当該空調機４に対し上記した過冷却制御モードでの空調制御を実行する。
　なお、空調制御実行部２１９ａは、Situation分類ごとに、外界因子情報、空調制御値（目標温度、風量等）、その制御を実行した際に得られる報酬、および、空調消費電力量の情報を、運用履歴情報２３２として記憶する。また、空調制御実行部２１９ａは、その空調制御を実行した日時を、運用履歴情報２３２として格納するようにしてもよい。

＜電力量制御装置＞
　次に、本実施形態に係る電力量制御装置１０について説明する。
　図５は、本実施形態に係る電力量制御装置１０の構成例を示す機能ブロック図である。
　電力量制御装置１０は、各ルーム１００内の総消費電力量（サーバ消費電力量と空調消費電力量との合計である「ルーム内総消費電力量」）の情報を、各ルーム内制御装置２０から取得して合計することにより、ＤＣ全体の消費電力量（ＤＣ総消費電力量）を算出する。そして、電力量制御装置１０は、該当時間帯における再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量と、ＤＣ総消費電力量との差分から余剰電力量を算出する。電力量制御装置１０は、この余剰電力量を、各ルームにおける空調過冷却制御に利用する。
　この電力量制御装置１０は、制御部１１、入出力部１２および記憶部１３を備えるコンピュータにより構成される。

　入出力部１２は、各ルーム内制御装置２０や、外部のシステム管理装置（図示省略）等との間の情報について入出力を行う。この入出力部１２は、通信回線を介して情報の送受信を行う通信インタフェースと、図示を省略したキーボード等の入力装置やモニタ等の出力装置との間で情報の入出力を行う入出力インタフェースとから構成される。

　記憶部１３は、ハードディスクやフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。
　この記憶部１３には、制御部１１の各機能を実行させるためのプログラムや、制御部１１の処理に必要な情報が一時的に記憶される。

　制御部１１は、電力量制御装置１０が実行する処理の全般を司り、図５で示すように、電力供給予定量取得部１１１、負荷振分比率設定部１１２、余剰電力量計算部１１３、および、過冷却ルーム選択部１１４を含んで構成される。

　電力供給予定量取得部１１１は、外部のシステム管理装置（図示省略）等から、ＤＣ１０００全体に供給される、該当時間帯（所定時間帯）における再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量を取得する。

　負荷振分比率設定部１１２は、外部のシステム管理装置（図示省略）等から、ＤＣ１０００内で処理する総負荷量（ＤＣ総負荷量）を取得する。そして、負荷振分比率設定部１１２は、所定の負荷振分ロジックに基づき、各ルーム１００への負荷振分比率を決定する。
　所定の負荷配分ロジックとしては、例えば、各ルーム１００に等分で負荷を振り分けたり、各ルームの処理能力の高さに応じて振り分けたり、各ルーム１００のサーバ３の稼働率や使用率に応じて負荷を振り分けたり等のロジックを、予め設定しておく。
　そして、負荷振分比率設定部１１２は、ＤＣ総負荷量と、各ルーム１００の負荷振分比率とを、ルーム内制御装置２０それぞれに送信する。

　余剰電力量計算部１１３は、各ルーム内制御装置２０から、各ルーム１００内の総消費電力量として、サーバ消費電力量と空調消費電力量との合計であるルーム内総消費電力量の情報を取得する。そして、余剰電力量計算部１１３は、各ルーム１００のルーム内総消費電力量を合計することにより、ＤＣ全体の消費電力量を示すＤＣ総消費電力量を算出する。
　余剰電力量計算部１１３は、電力供給予定量取得部１１１が取得した、該当時間帯における再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量と、ＤＣ総消費電力量との差分から余剰電力量を計算する。

　余剰電力量計算部１１３は、計算した余剰電力量を、過冷却制御の対象となるルームに対し、過冷却制御通知を送信することにより、通知を受けたルーム内制御装置２０が担当するルーム１００について空調機４の過冷却制御を実行させる。
　余剰電力量計算部１１３は、過冷却ルーム選択部１１４が、過冷却制御を実行するルームを選択する処理を行った場合には、その選択したルームに対し、過冷却制御通知を送信する。

　過冷却ルーム選択部１１４は、余剰電力量を活用した過冷却制御を実行するルームを、所定の過冷却ルーム選択ロジックに基づき決定する。
　過冷却ルーム選択ロジックとしては、例えば以下の「選択ロジック１」や「選択ロジック２」を用いる。

≪選択ロジック１≫
　「選択ロジック１」は、「ルーム内の負荷単位あたりの電力効率の高いルームから優先的に割り当てる」というロジックである。ここで、「電力効率」は、以下の式（１）により定義される。
　電力効率＝サーバ発熱量／（サーバ消費電力量＋空調消費電力量）　…式（１）

　過冷却ルーム選択部１１４は、この電力効率をルームごとに計算する。
　なお、この式（１）のうち、（サーバ消費電力量＋空調消費電力量）は、上記したルーム内総消費電力量に該当する。

　一方、サーバ発熱量は、各ルーム１００における総発熱量（ルーム総発熱量）であり、以下の式（２）により定義される。
　ルーム総発熱量＝ＣＰＵ熱量係数（ｋｃ）×ＣＰＵサーバの総消費電力量 + ＧＰＵ熱量係数（ｋｇ）×ＧＰＵサーバの総消費電力量 + アクセラレータ熱量係数（ｋａ）×アクセラレータの総消費電力量　　…式（２）

　ここで、ＣＰＵ熱量係数（ｋｃ），ＧＰＵ熱量係数（ｋｇ），アクセラレータ熱量係数（ｋａ）は、予め設定される係数である。
　また、ルーム１００内のサーバ３が、例えば、ＣＰＵサーバ、ＧＰＵサーバ、アクセラレータ等で構成されている場合には、各ルーム１００のルーム内制御装置２０から、過冷却関連情報として、各ルーム１００内での、ＣＰＵサーバの総消費電力量、ＧＰＵサーバの総消費電力量、アクセラレータの総消費電力量の情報（サーバの消費電力量を含む過冷却関連情報）を取得する。
　そして、各ルーム１００の電力効率（ルーム電力効率）を、以下の式（３）により求める。
　ルーム電力効率＝ルーム総発熱量／ルーム内総消費電力量　…式（３）

　過冷却ルーム選択部１１４は、ルーム１００ごとに上記式（３）によりルーム電力効率を計算する。そして、過冷却ルーム選択部１１４は、ルーム電力効率の高いルーム１００から順番に、余剰電力量を空調の過冷却制御に割り当てる。
　具体的には、過冷却ルーム選択部１１４は、ルーム電力効率が一番高いルーム１００を選択し、過冷却制御モードでの制御指示（過冷却制御通知）および余剰電力量の情報を、選択したルーム１００に送信する。
　ルーム内制御装置２０では、取得した余剰電力量が、過冷却電力量対応情報２３４を参照して、過冷却による空調消費電力増加量以上であれば、過冷却制御モードを実行すると判定し、空調消費電力増加量の情報を、電力量制御装置１０に送信する。
　続いて、過冷却ルーム選択部１１４は、現時点の余剰電力量から、取得した空調消費電力増加量を引いて、余剰電力量を更新し、更新した余剰電力量を、ルーム電力効率が次に高いルーム１００に割り当てる。この処理を、過冷却ルーム選択部１１４は、余剰電力量が割り当てられなくなるまで続けることにより、過冷却の対象となるルーム１００を決定する。

≪選択ロジック２≫
　「選択ロジック２」は、「現在の空調機単位あたりの担当サーバ発熱量が所定値以上のルームであり、かつ、次ターン以降も継続的に空調機単位あたりの担当サーバ発熱量が所定値以上のルームから優先的に割り当てる。」というロジックである。これは、所定値以上のサーバ発熱量となる負荷（高負荷）が継続するルームほど、優先的に過冷却制御の対象とすることにより、電力効率を向上できることに基づく。以下、各ターンにおいて、高負荷が継続的に続くパターン程、再生エネルギーを含む余剰電力量の活用による電力効率が高いことを説明する。

［検証結果］
　同一環境の４つのルーム（ルームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）それぞれに、４つの異なる負荷量変動パターン（２ターン分：１ターンは30分）のスケジュールを作成し、過冷却を行った場合と、過冷却を実行せず通常の制御を行った場合の空調の消費電力量を計測した。
　なお、１つのルームには、２台の空調機４が備わる。そして、各負荷変動パターンにおいて、１ターン目に、過冷却制御を実行したパターンと、１ターン目に過冷却制御を実行せず、通常の制御を実行したパターンについて、各空調機４の消費電力量を測定した。過冷却を開始する際の各ルーム内の平均温度は、１９℃前後であった。

・ルームＡ（高負荷が連続して発生するケース）
　図６Ａは、ルームＡの負荷変動パターンを示す図である。１ターン目（所定時間帯）には、ルーム全体の負荷として６０ｋＷ（１台あたり３０ｋＷ）の負荷（高負荷）をかけ、２ターン目（次の所定時間帯）には、ルーム全体の負荷として８０ｋＷ（１台あたり４０ｋＷ）の負荷（高負荷）をかけた。つまり、ルームＡは、高負荷が連続して発生するケースである。

・ルームＢ（高負荷が連続して発生しないケース）
　図６Ｂは、ルームＢの負荷変動パターンを示す図である。１ターン目には、ルーム全体の負荷として６０ｋＷ（１台あたり３０ｋＷ）の負荷（高負荷）をかけ、２ターン目には、ルーム全体の負荷として３０ｋＷ（１台あたり１５ｋＷ）の負荷（低負荷）をかけた。つまり、ルームＢは、高負荷が連続して発生しないケースである。

・ルームＣ（１ターン目低負荷、２ターン目の負荷を増加したケース（その１））
　図６Ｃは、ルームＣの負荷変動パターンを示す図である。１ターン目は、ルーム全体の負荷として３０ｋＷ（１台あたり１５ｋＷ）の負荷（低負荷）をかけ、２ターン目には、ルーム全体の負荷として６０ｋＷ（１台あたり３０ｋＷ）の負荷をかけた。つまり、ルームＣは、１ターン目が低負荷であり、２ターン目に負荷を増加させたケースである。

・ルームＤ（１ターン目低負荷、２ターン目の負荷を増加したケース（その２））
　図６Ｄは、ルームＤの負荷変動パターンを示す図である。１ターン目は、ルーム全体の負荷として３０ｋＷ（１台あたり１５ｋＷ）の負荷（低負荷）をかけ、２ターン目には、ルーム全体の負荷として８０ｋＷ（１台あたり４０ｋＷ）の負荷をかけた。つまり、ルームＤは、１ターン目が低負荷であり、２ターン目に負荷をさらに増加させたケースである。

　上記の４つの負荷変動パターンにおいて、１ターン目において過冷却制御を行った場合、１ターンに過冷却制御を行わなかった場合について、各空調機４の消費電力量を測定し、解析した結果を、ルームＡ～ルームＤについて、図７Ａ～図７Ｄで示している。

　図７Ａを例に、評価結果を説明する。
　「サーバ負荷」の欄は、そのルーム（ルームＡ）にかけたルーム全体の負荷量（サーバ発熱量）を示している。
　「フェーズ」は、１ターン目か２ターン目かを示し、上２段の太実線で囲んだデータ（符号α）が、１ターン目に過冷却を行ったデータであることを示す。下２段の太点線で囲んだデータ（符号β）が、１ターン目に過冷却を行わなかったデータであることを示す。

　「空調機「１」」と「空調機「２」」は、そのターンにおける各空調機４の消費電力を示す。
　「トータルの消費電力量（ｋＷ）」は、１ターン目と２ターン目を含む空調機「１」「２」における全体の消費電力量（ｋＷ）を示す。ここで、例えば、過冷却を行った空調機「１」「２」（符号α）側の例では、「16.57＝5.03＋5.38＋3.04＋3.12」である。

　「再生エネルギー量」（後記する「Ｙ」）は、１ターン目および２ターン目において、利用された再生エネルギー量（消費電力量）を示す。ここでは、「5.22」（ｋＷ）となる。
　「通常電力削減量」（後記する「Ｘ」）は、再生エネルギーを含めて過冷却制御を行うことにより削減された通常電力の削減量を示す。ここでは、「5.52＝16.87－(16.57－5.22)」（ｋＷ）となる。
　「２ターン目電力削減率［％］」は、過冷却制御に伴う２ターン目の電力削減率を示す。ここでは、「47.26（％）＝((4.99＋6.69)－(3.04＋3.12))／(4.99＋6.69)×100」となる。

　「再生エネルギーの電力利得［％］」は、「通常電力削減量（Ｘ）」／「再生エネルギー量（Ｙ）」×100を示す。ルームＡの負荷パターンでは、「105.75（％）＝5.52／5.22」となる。この再生エネルギーの電力利得は、この値が高いほど、再生エネルギーの利用効率が高いことを示す指標である（詳細は後記）。
　「トータル消費電力比率［％］」は、過冷却なしでのトータルの消費電力量を100％にしたときの、過冷却を行った場合のトータルの消費電力量の比率を示す。ルームＡの負荷パターンでは、「98.22（％）＝16.57／16.87」となる。

　図７Ａから図７Ｄによると、いずれの負荷変動パターンにおいても、過冷却により２ターン目の消費電力量が削減していることが、「２ターン目電力削減率」の値により示される。

　一方、「再生エネルギーの電力利得」の項目では、継続的に高負荷が続く負荷パターンのルームＡにおいて、再生エネルギーの電力利得が最も高いことが示された。
　図８で示すように、高負荷が継続して発生しているケース（60ｋＷ→80ｋＷ）では、「通常電力削減量（Ｘ）」と「再生エネルギー量（Ｙ）」の値が、ほぼ同じ値であるのに対し、他のケース（60ｋＷ→30ｋＷ，30ｋＷ→60ｋＷ，30ｋＷ→80ｋＷ）では、「再生エネルギー量（Ｙ）」に比べ、「通常電力削減量（Ｘ）」が低い値となっている。図９は、再生エネルギーの電力利得を各負荷パターンで比較した図である。図９で示すように、継続的に高負荷が続く負荷パターンの方が、再生エネルギーの電力利得が高い、つまり、過冷却の空調制御を行うことにより、再生エネルギーを、ＤＣ１０００内での保冷効果に変換し、空調消費電力量を削減する効率が高いことを示している。

　上記の検証結果から、過冷却ルーム選択部１１４は、「選択ロジック２」を採用する場合に、現在の空調機単位あたりの担当サーバ発熱量（「ルームの全サーバ発熱量」でもよい。）が所定値以上のルーム（つまり、高負荷のルーム）であり、かつ、次ターン以降も継続的に空調機単位あたりの担当サーバ発熱量（ルームの全サーバ発熱量）が所定値以上のルームから優先的に割り当てる処理を行う。

　なお、過冷却ルーム選択部１１４は、「選択ロジック２」を採用する場合には、各ルーム１００のルーム内制御装置２０やシステム管理装置（図示省略）等から、過冷却関連情報として、継続して高負荷となるルームのスケジュール情報や、ルーム内制御装置２０の運用履歴情報２３２に格納された過去の運用実績等に基づき、高負荷が継続することを示す情報等を収集することにより、継続して高負荷となるルームを抽出し、優先的に過冷却制御を実行させるルーム１００を選択する。そして、過冷却ルーム選択部１１４は、選択したルーム１００の情報を、余剰電力量計算部１１３に出力する。

≪処理の流れ≫
　次に、電力量制御システム１が実行する処理の流れについて説明する。
　図１０は、本実施形態に係る電力量制御装置１０を含む電力量制御システム１が実行する処理の流れを示すシーケンス図である。
　なお、ここでは、各ルーム内制御装置２０の記憶部２３に、サーバ電力量学習モデル２３１、運用履歴情報２３２、制御値電力量対応情報２３３および過冷却電力量対応情報２３４が予め格納されているものとして説明する。

　まず、電力量制御装置１０の電力供給予定量取得部１１１は、外部装置（システム管理装置等）から、該当時間帯における再生エネルギー供給予定量を含む電力供給予定量を取得する（ステップＳ１）。
　また、負荷振分比率設定部１１２は、外部装置（システム管理装置等）から、ＤＣ１０００内で処理する総負荷量（ＤＣ総負荷量）を取得する（ステップＳ２）。

　続いて、負荷振分比率設定部１１２は、所定の負荷振分ロジックに基づき、各ルーム１００への負荷振分比率を決定する。
　負荷振分比率設定部１１２は、ＤＣ総負荷量と、各ルーム１００に設定した負荷振分比率とを、ルーム内制御装置２０それぞれに送信する（ステップＳ３）。

　次に、各ルーム内制御装置２０の配置パターン算出部２１２は、電力量制御装置１０から取得した、各ルーム１００の負荷振分比率の情報と、総負荷量（ＤＣ総負荷量）の情報とに基づき、自身が担当するルームに振り分けられる負荷量の情報を得る。
　そして、配置パターン算出部２１２は、自ルーム１００において、仮想リソースを各サーバ３に配置する配置パターンを算出する（ステップＳ４）。

　続いて、各ルーム内制御装置２０のサーバ消費電力量推定部２１３は、配置パターン算出部２１２が算出した配置パターンにおける、各サーバ３の消費電力量を、サーバ電力量学習モデル２３１を用いて推定する。
　そして、サーバ消費電力量推定部２１３は、サーバエリア３０ごとのサーバ配置構成に基づき、サーバエリア３０の各サーバ３のサーバ消費電力量を合算することにより、サーバエリア３０ごとのサーバ消費電力量を算出する（ステップＳ５）。

　次に、各ルーム内制御装置２０の状況認識部２１１は、外気温、サーバエリアの吸気口温度、サーバエリア３０ごとのサーバ消費電力量の情報（外界因子情報）を取得し、Situation分類を判定する（ステップＳ６）。

　続いて、各ルーム内制御装置２０のルーム内総消費電力量計算部２１６は、サーバエリア３０ごとのサーバ消費電力量を合計し、その合計値であるトータルのサーバ消費電力量と、記憶部２３に格納された制御値電力量対応情報２３３から得られる空調消費電力量との合計量（ルーム内総消費電力量）を計算する（ステップＳ７）。
　そして、ルーム内総消費電力量計算部２１６は、計算したそのルームにおけるルーム内総消費電力量を、電力量制御装置１０へ送信する。

　次に、電力量制御装置１０の余剰電力量計算部１１３は、各ルーム内制御装置２０から取得したルーム内総消費電力量を合計することにより、ＤＣ全体の消費電力量を示すＤＣ総消費電力量を算出する。
　続いて、余剰電力量計算部１１３は、該当時間帯における再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量と、ＤＣ総消費電力量との差分から余剰電力量を算出する（ステップＳ８）。

　一方、各ルーム内制御装置２０の過冷却関連情報生成部２１７は、電力量制御装置１０の過冷却選択手法（選択ロジック）に応じて、サーバの種別（例えば、ＣＰＵサーバ、ＧＰＵサーバ、アクセラレータ）ごとの総消費電力量の情報や、各ルームへの負荷のスケジュール情報、過去の運用履歴等に基づき、余剰電力量を活用した過冷却を実行するルームの選択に必要となる情報（高負荷が継続することを示す情報）を示す過冷却関連情報を生成し、電力量制御装置１０へ送信する（ステップＳ９）。

　続いて、過冷却ルーム選択部１１４は、余剰電力量を活用した過冷却を実行するルームを、所定の過冷却ルーム選択ロジックに基づき決定する（ステップＳ１０）。
　例えば、過冷却ルーム選択部１１４は、「選択ロジック１」が設定されている場合には、ルーム内の負荷単位あたりの電力効率の高いルームから優先的に割り当てる。一方、過冷却ルーム選択部１１４は、「選択ロジック２」が設定されている場合には、現在の空調機単位あたりの担当サーバ発熱量が所定値以上のルームであり、かつ、次ターン以降も継続的に空調機単位あたりの担当サーバ発熱量が所定以上であるルームから優先的に割り当てる。

　次に、余剰電力量計算部１１３は、過冷却ルーム選択部１１４が過冷却制御の対象に決定したルーム１００のルーム内制御装置２０に対し、過冷却制御通知を送信する。
　そして、過冷却制御通知を受信したルーム内制御装置２０は、その該当ターンにおいて、自ルーム１００に振り分けられた負荷量の制御に加えて、空調機４についての過冷却制御を実行する（ステップＳ１１）。

　このように、電力量制御システム１は、再生エネルギーを含む余剰電力量を利用して、空調機４の過冷却制御を実行して保冷効果を生じさせることにより、ＤＣ１０００内での発熱冷却に要する空調消費電力量を削減することができる。

＜ハードウェア構成＞
　本実施形態に係る電力量制御装置１０およびルーム内制御装置２０は、例えば図１１に示すような構成のコンピュータ９００によって実現される。
　図１１は、本実施形態に係る電力量制御装置１０およびルーム内制御装置２０の機能を実現するコンピュータ９００の一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ９００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９０２、ＲＡＭ９０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）９０４、入出力Ｉ／Ｆ（Interface）９０５、通信Ｉ／Ｆ９０６およびメディアＩ／Ｆ９０７を有する。

　ＣＰＵ９０１は、ＲＯＭ９０２またはＨＤＤ９０４に記憶されたプログラムに基づき作動し、制御部による制御を行う。ＲＯＭ９０２は、コンピュータ９００の起動時にＣＰＵ９０１により実行されるブートプログラムや、コンピュータ９００のハードウェアに係るプログラム等を記憶する。

　ＣＰＵ９０１は、入出力Ｉ／Ｆ９０５を介して、マウスやキーボード等の入力装置９１０、および、ディスプレイやプリンタ等の出力装置９１１を制御する。ＣＰＵ９０１は、入出力Ｉ／Ｆ９０５を介して、入力装置９１０からデータを取得するともに、生成したデータを出力装置９１１へ出力する。なお、プロセッサとしてＣＰＵ９０１とともに、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を用いても良い。

　ＨＤＤ９０４は、ＣＰＵ９０１により実行されるプログラムおよび当該プログラムによって使用されるデータ等を記憶する。通信Ｉ／Ｆ９０６は、通信網（例えば、ＮＷ（Network）９２０）を介して他の装置からデータを受信してＣＰＵ９０１へ出力し、また、ＣＰＵ９０１が生成したデータを、通信網を介して他の装置へ送信する。

　メディアＩ／Ｆ９０７は、記録媒体９１２に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ９０３を介してＣＰＵ９０１へ出力する。ＣＰＵ９０１は、目的の処理に係るプログラムを、メディアＩ／Ｆ９０７を介して記録媒体９１２からＲＡＭ９０３上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体９１２は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto Optical disk）等の光磁気記録媒体、磁気記録媒体、半導体メモリ等である。

　例えば、コンピュータ９００が本発明の電力量制御装置１０およびルーム内制御装置２０として機能する場合、コンピュータ９００のＣＰＵ９０１は、ＲＡＭ９０３上にロードされたプログラムを実行することにより、電力量制御装置１０およびルーム内制御装置２０の機能を実現する。また、ＨＤＤ９０４には、ＲＡＭ９０３内のデータが記憶される。ＣＰＵ９０１は、目的の処理に係るプログラムを記録媒体９１２から読み取って実行する。この他、ＣＰＵ９０１は、他の装置から通信網（ＮＷ９２０）を介して目的の処理に係るプログラムを読み込んでもよい。

＜効果＞
　以下、本発明に係る電力量制御装置１０等の効果について説明する。
　本発明に係る電力量制御装置は、複数のサーバ３および１つ以上の空調機４が配置されるルーム１００が複数設置されるデータセンタ（ＤＣ１０００）におけるルーム１００内のサーバ３および空調機４を制御するルーム１００毎のルーム内制御装置２０に通信接続され、各ルーム１００の消費電力量を制御する電力量制御装置１０であって、所定時間帯における再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量を取得する電力供給予定量取得部１１１と、ルーム内制御装置２０それぞれから、各ルーム１００内のサーバ消費電力量と空調消費電力量の合計であるルーム内総消費電力量を取得し、各ルーム１００のルーム内総消費電力量を合計することにより、データセンタ全体の消費電力量を示すＤＣ総消費電力量を算出し、電力供給予定量とＤＣ総消費電力量との差分である余剰電力量を計算し、余剰電力量を用いたルーム１００の空調機４による過冷却制御を実行させる過冷却制御通知を、ルーム内制御装置２０に送信する余剰電力量計算部１１３と、を備えることを特徴とする。

　このようにすることで、電力量制御装置１０は、再生エネルギーを含む余剰電力量を利用して、空調機４の過冷却制御を実行することにより、ＤＣ１０００内の空調消費電力の電力利用効率を向上させることができる。

　また、電力量制御装置１０において、余剰電力量による過冷却制御を実行するルーム１００を選択する過冷却ルーム選択部１１４をさらに備え、過冷却ルーム選択部１１４は、ルーム内制御装置２０それぞれから、サーバ３の消費電力量を含む過冷却関連情報を取得して、ルーム１００内における全体の発熱量を示すルーム総発熱量を計算し、ルーム総発熱量をルーム内総消費電力量で除した電力効率をルーム１００毎に算出し、算出した電力効率が高いルームから順番に、余剰電力量を割り当てること、を特徴とする。

　このように、電力量制御装置１０は、電力効率の高いルームから順番に余剰電力量を割り当て、過冷却制御を実行させることにより、保冷効果を向上させ、空調消費電力の削減効果を高めることができる。

　また、電力量制御装置１０において、余剰電力量による過冷却制御を実行するルーム１００を選択する過冷却ルーム選択部１１４をさらに備え、過冷却ルーム選択部１１４は、所定時間帯におけるルーム１００の空調機単位あたりのサーバ発熱量が所定値以上のルームであり、かつ、所定時間帯の次の所定時間帯を示す次ターンも継続して空調機単位あたりのサーバ発熱量が所定値以上であるルームを優先して、余剰電力量を割り当てること、を特徴とする。

　このように、電力量制御装置１０は、サーバ発熱量が所定値以上のルームであり、かつ、次ターンにおいても継続してサーバ発熱量が所定値以上であるルームを、過冷却制御を実行するルームとして優先的に選択でき、空調消費電力の削減効果を高めることができる。

　なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

　１　　　電力量制御システム
　３　　　サーバ
　４　　　空調機
　１０　　電力量制御装置
　１１，２１　制御部
　１２，２２　入出力部
　１３，２３　記憶部
　２０　　ルーム内制御装置
　１００　ルーム
　１１１　電力供給予定量取得部
　１１２　負荷振分比率設定部
　１１３　余剰電力量計算部
　１１４　過冷却ルーム選択部
　２１１　状況認識部
　２１２　配置パターン算出部
　２１３　サーバ消費電力量推定部
　２１４　制御値電力量対応情報生成部
　２１５　過冷却電力量対応情報生成部
　２１６　ルーム内総消費電力量計算部
　２１７　過冷却関連情報生成部
　２１８　負荷配置制御部
　２１９　空調制御部
　２１９ａ　空調制御実行部
　２１９ｂ　過冷却空調制御部
　２３１　サーバ電力量学習モデル
　２３２　運用履歴情報
　２３３　制御値電力量対応情報
　２３４　過冷却電力量対応情報
　１０００　データセンタ（ＤＣ）

Claims

　複数のサーバおよび１つ以上の空調機が配置されるルームが複数設置されるデータセンタ（ＤＣ）における前記ルーム内のサーバおよび空調機を制御する前記ルーム毎のルーム内制御装置に通信接続され、各前記ルームの消費電力量を制御する電力量制御装置であって、
　所定時間帯における再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量を取得する電力供給予定量取得部と、
　前記ルーム内制御装置それぞれから、各ルーム内のサーバ消費電力量と空調消費電力量の合計であるルーム内総消費電力量を取得し、各ルームの前記ルーム内総消費電力量を合計することにより、前記データセンタ全体の消費電力量を示すＤＣ総消費電力量を算出し、前記電力供給予定量と前記ＤＣ総消費電力量との差分である余剰電力量を計算し、前記余剰電力量を用いた前記ルームの空調機による過冷却制御を実行させる過冷却制御通知を、前記ルーム内制御装置に送信する余剰電力量計算部と、
　を備えることを特徴とする電力量制御装置。
　前記余剰電力量による過冷却制御を実行するルームを選択する過冷却ルーム選択部をさらに備え、
　前記過冷却ルーム選択部は、前記ルーム内制御装置それぞれから、前記サーバの消費電力量を含む過冷却関連情報を取得して、前記ルーム内における全体の発熱量を示すルーム総発熱量を計算し、前記ルーム総発熱量を前記ルーム内総消費電力量で除した電力効率を前記ルーム毎に算出し、算出した前記電力効率が高いルームから順番に、前記余剰電力量を割り当てること、
　を特徴とする請求項１に記載の電力量制御装置。
　前記余剰電力量による過冷却制御を実行するルームを選択する過冷却ルーム選択部をさらに備え、
　前記過冷却ルーム選択部は、前記所定時間帯における前記ルームの空調機単位あたりのサーバ発熱量が所定値以上のルームであり、かつ、前記所定時間帯の次の所定時間帯を示す次ターンも継続して空調機単位あたりのサーバ発熱量が前記所定値以上であるルームを優先して、前記余剰電力量を割り当てること、
　を特徴とする請求項１に記載の電力量制御装置。
　複数のサーバおよび１つ以上の空調機が配置されるルームが複数設置されるデータセンタ（ＤＣ）における前記ルーム内のサーバおよび空調機を制御する前記ルーム毎のルーム内制御装置に通信接続され、各前記ルームの消費電力量を制御する電力量制御装置の電力制御方法であって、
　前記電力量制御装置は、
　所定時間帯における再生エネルギー供給量を含む電力供給予定量を取得するステップと、
　前記ルーム内制御装置それぞれから、各ルーム内のサーバ消費電力量と空調消費電力量の合計であるルーム内総消費電力量を取得し、各ルームの前記ルーム内総消費電力量を合計することにより、前記データセンタ全体の消費電力量を示すＤＣ総消費電力量を算出し、前記電力供給予定量と前記ＤＣ総消費電力量との差分である余剰電力量を計算し、前記余剰電力量を用いた前記ルームの空調機による過冷却制御を実行させる過冷却制御通知を、前記ルーム内制御装置に送信するステップと、
　を実行することを特徴とする電力量制御方法。
　コンピュータを、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電力量制御装置として機能させるためのプログラム。