特表 2024-516686 電力網の動作周波数をリアルタイムで調整するための電気負荷ネットワーク及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-16

(54)【発明の名称】電力網の動作周波数をリアルタイムで調整するための電気負荷ネットワーク及び方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20240409BHJP

   H02J 3/12 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 311T

H02J3/12

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023567105

(86)(22)【出願日】2021-09-15

(85)【翻訳文提出日】2023-12-04

(86)【国際出願番号】 AU2021051062

(87)【国際公開番号】W WO2022226576

(87)【国際公開日】2022-11-03

(31)【優先権主張番号】2021901293

(32)【優先日】2021-04-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AU

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＰＹＴＨＯＮ

(71)【出願人】

【識別番号】523410816

【氏名又は名称】フィルムス・テクノロジーズ・ピーティーワイ・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】レビー、ジョナサン

【テーマコード（参考）】

5G064

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G064AA01

5G064AA04

5G064AC05

5G064AC09

5G064CB08

5G064CB10

5G064CB21

5G064DA01

5G064DA06

5G066AA09

5G066DA03

5G066LA06

(57)【要約】

電力網（１０１）の動作周波数をリアルタイムで調整するための電気負荷ネットワーク（２００）が提供される。電気負荷ネットワーク（２００）は、コンピューティングデバイスのセット（２０１）と、コンピューティングデバイスのセット（２０１）に接続されたサイトサーバ（２０３）と、サイトサーバ（２０３）に接続された周波数リーダ（２０５）とを含み、サイトサーバ（２０３）は、周波数リーダ（２０５）から電力網（１０１）の動作周波数を取得し、動作周波数と基準動作周波数との周波数差を求め、そして、電力網（１０１）の動作周波数を調整するために、コンピューティングデバイスのセット（２０１）に、周波数差に基づいてコンピューティングデバイスのセット（２０１）の集合的な動作電力を変更するように指示するように構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力網の動作周波数をリアルタイムで調整するための電気負荷ネットワークであって、
１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行するために相互接続されており、前記１つまたは複数のコンピューティングタスクを集合的な動作電力で実行するために、前記電力網によって電力供給されるように前記電力網に電気的に接続するように構成されたコンピューティングデバイスのセットと、
前記コンピューティングデバイスのセットに接続されたサイトサーバと、
前記サイトサーバに接続されており、調整間隔中に前記電力網から前記電力網の前記動作周波数を読み取るように構成された周波数リーダとを備え、
前記サイトサーバは、
前記周波数リーダから前記調整間隔中の前記電力網の前記動作周波数を取得し、
前記動作周波数と基準動作周波数との周波数差を求め、
前記電力網の前記動作周波数を調整するために、前記コンピューティングデバイスのセットに、前記周波数差に基づいて前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更するように指示するように構成される、
前記電気負荷ネットワーク。

【請求項2】

前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれは、チップセット電力で動作するチップのセットを含み、前記サイトサーバは更に、前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更するために、前記コンピューティングデバイスのセットのうちの少なくとも１つに、異なるチップセット電力で動作するように指示するように構成される、請求項１に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項3】

前記サイトサーバは更に、前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を最大で負荷変化限界だけ変更するように構成される、請求項２に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項4】

前記基準動作周波数は、前記電力網内で許容される最小動作周波数であり、前記サイトサーバは更に、
前記周波数差を前記調整間隔中の前記電力網の前記動作周波数が前記最小動作周波数を下回るパーセンテージ差として決定し、
最大未満パーセンテージに対する前記パーセンテージ差の未満割合を決定し、
前記未満割合を前記負荷変化限界に乗じた値を電力削減値として決定するように構成される、請求項３に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項5】

前記サイトサーバは更に、
前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を前記電力削減値だけ削減するために、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれの前記チップセット電力を削減するように指示するように構成される、請求項４に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項6】

前記サイトサーバは更に、
前記コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力に対する前記電力削減値のチップセット削減割合を決定し、
前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれの前記チップセット電力を前記チップセット削減割合だけ削減するように指示するように構成される、請求項５に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項7】

前記サイトサーバは更に、
前記コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力を前記電力削減値だけ削減するために、前記コンピューティングデバイスのセットのサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれの前記チップセット電力を削減するように指示するように構成される、請求項４に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項8】

前記基準動作周波数は、前記電力網内で許容される最大動作周波数であり、前記サイトサーバは更に、
前記周波数差を、前記調整間隔中の前記電力網の前記動作周波数が前記最大動作周波数を上回るパーセンテージ差として決定し、
最大超過パーセンテージに対する前記パーセンテージ差の超過割合を決定し、
前記超過割合を前記負荷変化限界に乗じた値を電力増加値として決定するように構成される、請求項３に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項9】

前記サイトサーバは更に、
前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を前記電力増加値だけ増加させるために、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれの前記チップセット電力を増加させるように指示するように構成される、請求項８に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項10】

前記サイトサーバは更に、
前記コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力に対する前記電力増加値のチップセット増加割合を決定し、
前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれの前記チップセット電力を前記チップセット増加割合だけ増加させるように指示するように構成される、請求項９に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項11】

前記サイトサーバは更に、
前記コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力を前記電力増加値だけ増加させるために、前記コンピューティングデバイスのセットのサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれの前記チップセット電力を増加させるように指示するように構成される、請求項８に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項12】

前記サイトサーバは更に、
前記サイトサーバが一定期間にわたって前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更し続けると仮定して、第１の金銭的利益を決定し、
前記コンピューティングデバイスのセットが、前記一定期間にわたって前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更することなく、前記１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行し続けると仮定して、第２の金銭的利益を決定し、
前記第１の金銭的利益が前記第２の金銭的利益よりも大きい場合にのみ、前記コンピューティングデバイスのセットに、前記一定期間中に前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更するように指示するように構成される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項13】

前記１つまたは複数のコンピューティングタスクはプルーフオブワークを含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項14】

前記一定期間は、
６秒の期間、
６０秒の期間、及び
５分間の期間のうちの１つを含む、請求項１２または１３に記載の電気負荷ネットワーク。

【請求項15】

電力網の動作周波数を調整するためのコンピュータ実施方法であって、前記電力網は、コンピューティングデバイスのセットに電力を供給するために、前記コンピューティングデバイスのセットに電気的に接続されており、前記コンピューティングデバイスのセットは、１つまたは複数のコンピューティングタスクを集合的な動作電力で実行するために相互接続されており、
前記方法は、サイトサーバにおいて、
前記電力網に接続された周波数リーダから、調整間隔中の前記電力網の前記動作周波数を取得することと、
前記調整間隔中の前記動作周波数と基準動作周波数との周波数差を求めることと、
前記電力網の前記動作周波数を調整するために、前記コンピューティングデバイスのセットに、前記周波数差に基づいて前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更するように指示することとを含む、
前記コンピュータ実施方法。

【請求項16】

前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれは、チップセット電力で動作するチップのセットを含み、前記方法は更に、前記サイトサーバにおいて、
前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更するために、前記コンピューティングデバイスのセットのうちの少なくとも１つに、異なるチップセット電力で動作するように指示することを含む、請求項１５に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項17】

前記サイトサーバにおいて、前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を最大で負荷変化限界だけ変更することを更に含む、請求項１６に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項18】

前記基準動作周波数は、前記電力網内で許容される最小動作周波数であり、前記方法は更に、前記サイトサーバにおいて、
前記周波数差を前記調整間隔中の前記電力網の前記動作周波数が前記最小動作周波数を下回るパーセンテージ差として決定することと、
最大未満パーセンテージに対する前記パーセンテージ差の未満割合を決定することと、
前記未満割合を前記負荷変化限界に乗じた値を電力削減値として決定することとを含む、請求項１７に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項19】

前記サイトサーバにおいて、
前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を前記電力削減値だけ削減するために、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれの前記チップセット電力を削減するように指示することを更に含む、請求項１８に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項20】

前記サイトサーバにおいて、
前記コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力に対する前記電力削減値のチップセット削減割合を決定することと、
前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれの前記チップセット電力を前記チップセット削減割合だけ削減するように指示することとを更に含む、請求項１９に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項21】

前記サイトサーバにおいて、
前記コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力を前記電力削減値だけ削減するために、前記コンピューティングデバイスのセットのサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれの前記チップセット電力を削減するように指示することを更に含む、請求項１８に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項22】

前記基準動作周波数は、前記電力網内で許容される最大動作周波数であり、前記方法は更に、前記サイトサーバにおいて、
前記周波数差を、前記調整間隔中の前記電力網の前記動作周波数が前記最大動作周波数を上回るパーセンテージ差として決定することと、
最大超過パーセンテージに対する前記パーセンテージ差の超過割合を決定することと、
前記超過割合を前記負荷変化限界に乗じた値を電力増加値として決定することとを含む、請求項１７に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項23】

前記サイトサーバにおいて、
前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を前記電力増加値だけ増加させるために、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれの前記チップセット電力を増加させるように指示することを更に含む、請求項２２に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項24】

前記サイトサーバにおいて、
前記コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力に対する前記電力増加値のチップセット増加割合を決定することと、
前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、前記コンピューティングデバイスのセットのそれぞれの前記チップセット電力を前記チップセット増加割合だけ増加させるように指示することとを更に含む、請求項２３に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項25】

前記サイトサーバにおいて、
前記コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力を前記電力増加値だけ増加させるために、前記コンピューティングデバイスのセットのサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれの前記チップセット電力を増加させるように指示することを更に含む、請求項２２に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項26】

前記サイトサーバにおいて、
前記サイトサーバが一定期間にわたって前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更し続けると仮定して、第１の金銭的利益を決定することと、
前記コンピューティングデバイスのセットが、前記一定期間にわたって前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更することなく、前記１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行し続けると仮定して、第２の金銭的利益を決定することと、
前記第１の金銭的利益が前記第２の金銭的利益よりも大きい場合にのみ、前記コンピューティングデバイスのセットに、前記一定期間中に前記コンピューティングデバイスのセットの前記集合的な動作電力を変更するように指示することとを更に含む、請求項１５～２５のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項27】

前記１つまたは複数のコンピューティングタスクはプルーフオブワークを含む、請求項１５～２６のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項28】

前記一定期間は、
６秒の期間、
６０秒の期間、及び
５分間の期間のうちの１つを含む、請求項２６または２７に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項29】

電力網の動作周波数をリアルタイムで調整するためのサイトサーバであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに接続されたバスと、
前記バスに接続され、コンピュータ可読命令のセットを記憶するように構成されたコンピュータ可読メモリと、
前記バスに接続され、コンピューティングデバイスのセットに接続するように構成された第１の通信インターフェースと、
前記バスに接続され、周波数リーダに接続するように構成された第２の通信インターフェースとを備え、
前記プロセッサは、前記コンピュータ可読メモリから前記コンピュータ可読命令のセットを読み取り、請求項１５～２８のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、
前記サイトサーバ。

【請求項30】

実行されたときに、サイトサーバに請求項１５～２８のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令のセットを記憶する、非一時的なコンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力網に関し、特に、電力網の動作周波数をリアルタイムで調整することに関する。

【背景技術】

【0002】

電力系統は動作周波数で動作する。電力系統が安全に動作するには、動作周波数は、一次動作周波数及び周波数偏差によって定義される安全な周波数範囲または周波数帯域内にある必要がある。例えば、オーストラリアの電力系統の一次動作周波数は５０Ｈｚで、周波数偏差は０．１５Ｈｚである。これは、電力系統が４９．８５Ｈｚ～５０．１５Ｈｚの周波数帯域内で動作する場合、供給側が電気エネルギーを発生させ、負荷側が電気エネルギーを消費することが安全であることを意味する。供給側とは、電気エネルギーを発生させる発電所を指し、負荷側とは、供給側で発生した電気エネルギーを消費する機器を指す。供給側と負荷側の間には、電力網または「グリッド」と呼ばれる送配電網もあり、これは、供給側で発生した電気エネルギーを負荷側に伝送及び分配するように設計されている。

【0003】

動作周波数は供給側の電力及び／または負荷側の電力によって変動する場合がある。例えば、電力網の動作周波数は、発電機の故障（すなわち、電力供給の喪失）によって低下する場合もあれば、発電機の起動（すなわち、電力供給の増加）によって上昇する場合もある。電力網の動作周波数は、電力網への負荷の接続（例えば、ピーク時間帯の負荷の増加）によって低下する場合もあれば、負荷が電力網から切断されると増加する場合もある。動作周波数の変動が安全な周波数帯域（オーストラリアでは上記の４９．８５Ｈｚ～５０．１５Ｈｚ）を超えると、供給側（例えば、発電所の発電機）または負荷側（例えば、電気を消費する電気機器）に損傷を与える可能性がある。

【0004】

したがって、電力系統が安全に動作することを保証するために、特に安全な周波数帯域外の周波数変動に応じて電力網の動作周波数をリアルタイムで調整するシステム及び方法が必要である。

【0005】

本明細書全体にわたる背景技術のいかなる議論も、当該背景技術が先行技術であること、または当該背景技術がオーストラリアもしくはその他の国において当該分野で広く知られているか、もしくは共通の一般知識の一部を形成していることを認めるものと決してみなされるべきではない。

【発明の概要】

【0006】

電力網の動作周波数をリアルタイムで調整するための電気負荷ネットワークが提供される。電気負荷ネットワークは、
１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行するために相互接続されており、１つまたは複数のコンピューティングタスクを集合的な動作電力で実行するために、電力網によって電力供給されるように電力網に電気的に接続するように構成されたコンピューティングデバイスのセットと、
コンピューティングデバイスのセットに接続されたサイトサーバと、
サイトサーバに接続されており、調整間隔中に電力網から電力網の動作周波数を読み取るように構成された周波数リーダとを含んでもよく、
サイトサーバは、
周波数リーダから調整間隔中の電力網の動作周波数を取得し、
動作周波数と基準動作周波数との周波数差を求め、
電力網の動作周波数を調整するために、コンピューティングデバイスのセットに、周波数差に基づいてコンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更するように指示するように構成される。

【0007】

コンピューティングデバイスのセットのそれぞれは、チップセット電力で動作するチップのセットを含み、サイトサーバは更に、コンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更するために、コンピューティングデバイスのセットのうちの少なくとも１つに、異なるチップセット電力で動作するように指示するように構成されてもよい。

【0008】

サイトサーバは更に、コンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を最大で負荷変化限界だけ変更するように構成されてもよい。

【0009】

基準動作周波数は、電力網内で許容される最小動作周波数であってもよく、サイトサーバは更に、
周波数差を調整間隔中の電力網の動作周波数が最小動作周波数を下回るパーセンテージ差として決定し、
最大未満パーセンテージに対するパーセンテージ差の未満割合を決定し、
未満割合を負荷変化限界に乗じた値を電力削減値として決定するように構成されてもよい。

【0010】

サイトサーバは更に、コンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を電力削減値だけ削減するために、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力を削減するように指示するように構成されてもよい。

【0011】

サイトサーバは更に、
コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力に対する電力削減値のチップセット削減割合を決定し、
コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力をチップセット削減割合だけ削減するように指示するように構成されてもよい。

【0012】

サイトサーバは更に、コンピューティングデバイスのサブセットの集合的なチップセット電力を電力削減値だけ削減するために、コンピューティングデバイスのセットのサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれのチップセット電力を削減するように指示するように構成されてもよい。

【0013】

基準動作周波数は、電力網内で許容される最大動作周波数であってもよく、サイトサーバは更に、
周波数差を、調整間隔中の電力網の動作周波数が最大動作周波数を上回るパーセンテージ差として決定し、
最大超過パーセンテージに対するパーセンテージ差の超過割合を決定し、
超過割合を負荷変化限界に乗じた値を電力増加値として決定するように構成されてもよい。

【0014】

サイトサーバは更に、コンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を電力増加値だけ増加させるために、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力を増加させるように指示するように構成されてもよい。

【0015】

サイトサーバは更に、
コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力に対する電力増加値のチップセット増加割合を決定し、
コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力をチップセット増加割合だけ増加させるように指示するように構成されてもよい。

【0016】

サイトサーバは更に、コンピューティングデバイスのサブセットの集合的なチップセット電力を電力増加値だけ増加させるために、コンピューティングデバイスのセットのサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれのチップセット電力を増加させるように指示するように構成されてもよい。

【0017】

サイトサーバは更に、
サイトサーバが一定期間にわたってコンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更し続けると仮定して、第１の金銭的利益を決定し、
コンピューティングデバイスのセットが、その一定期間にわたってコンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更することなく、１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行し続けると仮定して、第２の金銭的利益を決定し、
第１の金銭的利益が第２の金銭的利益よりも大きい場合にのみ、コンピューティングデバイスのセットに、その一定期間中にコンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更するように指示するように構成されてもよい。

【0018】

１つまたは複数のコンピューティングタスクは、プルーフオブワークを含んでもよい。

【0019】

その一定期間は、
６秒の期間、
６０秒の期間、及び
５分間の期間のうちの１つを含んでもよい。

【0020】

電力網の動作周波数を調整するためのコンピュータ実施方法が提供され、電力網は、コンピューティングデバイスのセットに電力を供給するために、コンピューティングデバイスのセットに電気的に接続されており、コンピューティングデバイスのセットは、１つまたは複数のコンピューティングタスクを集合的な動作電力で実行するために相互接続されている。この方法は、サイトサーバにおいて、
電力網に接続された周波数リーダから、調整間隔中の電力網の動作周波数を取得することと、
調整間隔中の動作周波数と基準動作周波数との周波数差を求めることと、
電力網の動作周波数を調整するために、コンピューティングデバイスのセットに、周波数差に基づいてコンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更するように指示することとを含んでもよい。

【0021】

コンピューティングデバイスのセットのそれぞれは、チップセット電力で動作するチップのセットを含んでもよい。コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
コンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更するために、コンピューティングデバイスのセットのうちの少なくとも１つに、異なるチップセット電力で動作するように指示することを含んでもよい。

【0022】

コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、コンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を最大で負荷変化限界だけ変更することを含んでもよい。

【0023】

基準動作周波数は、電力網内で許容される最小動作周波数であってもよい。コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
周波数差を調整間隔中の電力網の動作周波数が最小動作周波数を下回るパーセンテージ差として決定することと、
最大未満パーセンテージに対するパーセンテージ差の未満割合を決定することと、
未満割合を負荷変化限界に乗じた値を電力削減値として決定することとを含んでもよい。

【0024】

コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
コンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を電力削減値だけ削減するために、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力を削減するように指示することを含んでもよい。

【0025】

コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
電力削減値とコンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力のチップセット削減割合を決定することと、
コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力をチップセット削減割合だけ削減するように指示することとを含んでもよい。

【0026】

コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
コンピューティングデバイスのサブセットの集合的なチップセット電力を電力削減値だけ削減するために、コンピューティングデバイスのセットのサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれのチップセット電力を削減するように指示することを含んでもよい。

【0027】

基準動作周波数は、電力網内で許容される最大動作周波数であってもよい。コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
周波数差を、調整間隔中の電力網の動作周波数が最大動作周波数を上回るパーセンテージ差として決定することと、
最大超過パーセンテージに対するパーセンテージ差の超過割合を決定することと、
超過割合を負荷変化限界に乗じた値を電力増加値として決定することとを含んでもよい。

【0028】

コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
コンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を電力増加値だけ増加させるために、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力を増加させるように指示することを含んでもよい。

【0029】

コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
コンピューティングデバイスのセットの集合的なチップセット電力に対する電力増加値のチップセット増加割合を決定することと、
コンピューティングデバイスのセットのそれぞれに、コンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力をチップセット増加割合だけ増加させるように指示することとを含んでもよい。

【0030】

コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
コンピューティングデバイスのサブセットの集合的なチップセット電力を電力増加値だけ増加させるために、コンピューティングデバイスのセットのサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれのチップセット電力を増加させるように指示することを含んでもよい。

【0031】

コンピュータ実施方法は更に、サイトサーバにおいて、
サイトサーバが一定期間にわたってコンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更し続けると仮定して、第１の金銭的利益を決定することと、
コンピューティングデバイスのセットが、その一定期間にわたってコンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更することなく、１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行し続けると仮定して、第２の金銭的利益を決定することと、
第１の金銭的利益が第２の金銭的利益よりも大きい場合にのみ、コンピューティングデバイスのセットに、その一定期間中にコンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を変更するように指示することとを含んでもよい。

【0032】

１つまたは複数のコンピューティングタスクは、プルーフオブワークを含んでもよい。

【0033】

その一定期間は、
６秒の期間、
６０秒の期間、及び
５分間の期間のうちの１つを含んでもよい。

【0034】

電力網の動作周波数をリアルタイムで調整するためのサイトサーバが提供される。サイトサーバは、
プロセッサと、
プロセッサに接続されたバスと、
バスに接続され、コンピュータ可読命令のセットを記憶するように構成されたコンピュータ可読メモリと、
バスに接続され、コンピューティングデバイスのセットに接続するように構成された第１の通信インターフェースと、
バスに接続され、周波数リーダに接続するように構成された第２の通信インターフェースとを含んでもよく、
プロセッサは、コンピュータ可読メモリからコンピュータ可読命令のセットを読み取り、上述の方法のいずれか１つを実行するように構成される。

【0035】

実行されたときに、サイトサーバに上述の方法のいずれか１つを実行させる命令のセットを記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。

【0036】

本開示では、本発明の他の態様も開示されている。

【0037】

本開示の範囲内に含まれ得る他の形態にもかかわらず、以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を単なる例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本開示の例示的な実施形態が配置された電力系統を示す図である。

【図2】本開示の例示的な実施形態による電気負荷ネットワークを示す図である。

【図3】本開示の例示的な実施形態による、サイトサーバによって実行される方法を示す図である。

【図4】本開示の一実施形態による、電力網の動作周波数の変動に応じたコンピューティングデバイスのセットの動作電力の変動を示すグラフである。

【図5】本開示の別の実施形態による、電力網の動作周波数の変動に応じたコンピューティングデバイスのセットの動作電力の変動を示すグラフである。

【図6】本開示の例示的な実施形態によるサイトサーバの例示的な構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

添付図面及び以下の説明において、異なる図面における同様または同じ参照番号は、同じまたは類似の要素を示すことに留意されたい。

【0040】

図１は、本開示の例示的な実施形態が配置された電力系統１００を示す。

【0041】

図１に示すように、電力系統１００の供給側は、ロータベースの発電所、例えば、石炭火力発電所１０３、ガス発電所１０５、及び水力発電所１０７を含む。電力系統１００の供給側はまた、インバータベースの発電所、例えば太陽熱発電所１０９、１１１を含む。電力系統１００の供給側はまた、本開示の範囲から逸脱することなく、電気エネルギーを発生させることができる他の形態の発電所を含むこともできる。

【0042】

電力系統１００は、供給側の発電所に電気的に接続された送配電網１０１（すなわち、電力網または「グリッド」）を更に含む。電力系統１００の供給側は、電気エネルギーを発生させ、その電気エネルギーを電力網１０１に供給する。電力網１０１は、発生した電気エネルギーを電力系統１００の供給側から負荷側に伝送及び分配する。

【0043】

図１に示すように、電力系統１００の負荷側は、電力網１０１に電気的に接続され、電力網１０１から伝送及び分配される電気エネルギーを消費する様々な種類の負荷を含む。負荷は、家庭用の家電製品１１３であり得る。負荷は、産業用の産業機器１１５、例えば、アルミニウム製錬所の精錬炉であり得る。本開示の例示的な実施形態による電気負荷ネットワーク２００は、電力網１０１の負荷として機能するように、電力系統１００内に配置される。電力系統１００の負荷側はまた、本開示の範囲から逸脱することなく、他の形態の負荷を含むこともできる。

【0044】

図２は、本開示の例示的な実施形態による、電力網１０１の動作周波数をリアルタイムで調整するための電気負荷ネットワーク２００を示す。

【0045】

図２に示すように、電気負荷ネットワーク２００は、コンピューティングデバイスのセット２０１を含む。コンピューティングデバイスのセット２０１は、１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行するために相互接続されたコンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４を含む。図２には４つのコンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４があるが、コンピューティングデバイスのセット２０１は、より多くのまたはより少ないコンピューティングデバイスを含んでもよい。コンピューティングデバイスのセット２０１は、それらの間の通信リンク１～６を介して相互接続することができる。通信リンク１～６は、物理リンクであってもよいし、論理リンクであってもよいし、あるいは物理リンクと論理リンクの組み合わせであってもよい。通信リンク１～６は、ネットワーク通信プロトコルに基づいて動作し、コンピューティングデバイスのセット２０１を通信可能に接続する。通信プロトコルには、セルラーネットワーク通信プロトコル（例えば、３Ｇ／４Ｇ／５Ｇ通信プロトコル）、インターネット／イーサネット（登録商標）通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック）、無線ローカルエリアネットワーク（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１技術規格）、または前述のプロトコルもしくは技術規格の組み合わせが含まれる。通信プロトコルは、本開示の範囲から逸脱することなく、他の通信プロトコルであってもよい。

【0046】

コンピューティングデバイスのセット２０１は、１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行するために、電力網１０１によって電力供給されるように電力網１０１に電気的に接続するように構成される。コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれは、個々の動作電力で動作する。コンピューティングデバイスのセット２０１内のコンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４の個々の動作電力の合計は、集合的な動作電力と呼ばれる。したがって、言い換えれば、コンピューティングデバイスのセット２０１は、集合的な動作電力で１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行する。コンピューティングデバイスのセット２０１は、例えば、データセンタまたはクラウドコンピューティングネットワーク内の高性能コンピュータとすることができる。

【0047】

電気負荷ネットワーク２００は、サイトサーバ２０３とコンピューティングデバイスのセット２０１との間の通信リンク７を介してコンピューティングデバイスのセット２０１に通信可能に接続されたサイトサーバ２０３を更に含む。通信リンク７は、物理リンクであってもよいし、論理リンクであってもよいし、あるいは物理リンクと論理リンクの組み合わせであってもよい。通信リンク７は、ネットワーク通信プロトコルに基づいて動作し、サイトサーバ２０３をコンピューティングデバイスのセット２０１に通信可能に接続する。通信プロトコルには、セルラーネットワーク通信プロトコル（例えば、３Ｇ／４Ｇ／５Ｇ通信プロトコル）、インターネット／イーサネット通信プロトコル（例えば、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）及び／またはユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）を含むＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック）、無線ローカルエリアネットワーク（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１技術規格）、または前述のプロトコルもしくは技術規格の組み合わせが含まれる。通信プロトコルは、本開示の範囲から逸脱することなく、他の通信プロトコルであってもよい。サイトサーバ２０３はスタンドアロンサーバであり得る。サイトサーバ２０３はまた、本開示の範囲から逸脱することなく、互いに通信可能に接続された複数の物理サーバまたは論理サーバを含むサーバスタックであり得る。一例として、図２のサイトサーバ２０３は、制御サーバ２１３及びインターネットアドレスサーバ２２３を含むサーバスタックである。別の例として、サイトサーバ２０３は、制御サーバ２１３とインターネットアドレスサーバ２２３の両方の機能を有するスタンドアロンサーバである。スタンドアロンサーバとしてのサイトサーバ２０３の例示的な構造を図６を参照して説明する。

【0048】

電気負荷ネットワーク２００は、通信リンク８を介してサイトサーバ２０３に通信可能に接続された周波数リーダ２０５を更に含む。通信リンク８は、物理リンクであってもよいし、論理リンクであってもよいし、あるいは物理リンクと論理リンクの組み合わせであってもよい。通信リンク８は、ネットワーク通信プロトコルに基づいて動作し、サイトサーバ２０２をコンピューティングデバイスのセット２０１に通信可能に接続する。ネットワーク通信プロトコルには、セルラーネットワーク通信プロトコル（例えば、３Ｇ／４Ｇ／５Ｇ通信プロトコル）、インターネット／イーサネット通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック）、無線ローカルエリアネットワーク（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１技術規格）、または前述のプロトコルもしくは技術規格の組み合わせが含まれる。通信リンク８はまた、産業用デバイスまたはコンピューティングデバイスを通信可能に接続するように設計されたデータ通信プロトコルに基づいて動作することもできる。データ通信プロトコルには、Ｍｏｄｂｕｓプロトコル、ＲＳ２３２シリアルデータ通信プロトコル、ＤＢ２５パラレルデータ通信プロトコル、ＵＳＢプロトコルなどが含まれる。ネットワークまたはデータ通信プロトコルはまた、本開示の範囲から逸脱することなく、他のネットワークまたはデータ通信プロトコルであってもよい。

【0049】

周波数リーダ２０５は、調整間隔中に電力網１０１から電力網の動作周波数を読み取るように構成される。調整間隔は例えば５０ミリ秒である。周波数リーダ２０５の一例は、Ｓｃｈｗｅｉｔｚｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．によって販売されているＳＥＬ Ａｘｉｏｎ ２２４０デバイスである。調整間隔中、サイトサーバ２０３は、電力網１０１の動作周波数をリアルタイムで調整するための方法３００を実行するように構成される。サイトサーバ２０３はまた、本開示に記載の他の方法ステップを実行するように構成される。サイトサーバ２０３がスタンドアロンサーバである場合、これらの方法ステップはサイトサーバ２０３において実行される。サイトサーバ２０３が、例えば、図２に示すように、制御サーバ２１３及びインターネットアドレスサーバ２２３を含むサーバスタックである場合、本開示の範囲から逸脱することなく、これらの方法ステップの実行を制御サーバ２１３及びインターネットアドレスサーバ２２３に分散することができる。更に、説明を容易にするために、本開示では、１つまたは複数の特定のステップが、制御サーバ２１３及びインターネットアドレスサーバ２２３のうちの一方で実行されるものとして説明されてもよいが、そのような説明は、特定の１つまたは複数のステップが制御サーバ２１３及びインターネットアドレスサーバ２２３のうちの他方で実行されるシナリオを除外するものではない。

【0050】

図３は、本開示の例示的な実施形態による、サイトサーバ２０３によって実行される方法３００を示す。

【0051】

図３に示すように、ステップ３０１において、サイトサーバ２０３は、周波数リーダ２０５から、調整間隔中の電力網１０１の動作周波数を取得する。具体的には、周波数リーダ２０５によって読み取られた動作周波数は、通信リンク８を介して周波数リーダ２０５からサイトサーバ２０３に送信される。

【0052】

ステップ３０３において、サイトサーバ２０３は、動作周波数と基準動作周波数との周波数差を求める。基準動作周波数は、電力網１０１の一次動作周波数、例えばオーストラリアでは５０Ｈｚとすることができる。基準動作周波数はまた、安全周波数帯域の下限、または電力網１０１の最小安全動作周波数であってもよく、オーストラリアでは４９．８５Ｈｚである。基準動作周波数は、安全周波数帯域の上限、または電力網１０１の最大安全動作周波数であってもよく、オーストラリアでは５０．１５Ｈｚである。実際には、電力網１０１の動作周波数は、ほぼ常に時間とともに変動し、特定の周波数に留まることはない。したがって、基準動作周波数と特定の調整間隔中の動作周波数との間には、ほぼ常に周波数差が存在する。

【0053】

ステップ３０５において、サイトサーバ２０３は、電力網の動作周波数を調整するために、コンピューティングデバイスのセット２０１に、周波数差に基づいてコンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を変更するように指示する。例えば、周波数差が、動作周波数が基準動作周波数を下回っていることを示しているとき、すなわち安全のために動作周波数を上げる必要があることを意味するとき、サイトサーバ２０３は、１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行しながら、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を低下させるようにコンピューティングデバイスのセット２０１に指示する第１のコマンドをコンピューティングデバイスのセット２０１に送信する。このようにして、電力網１０１の動作周波数は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力の低下に応じて上昇することになる。

【0054】

一方、周波数差が、動作周波数が基準動作周波数を上回っていることを示しているとき、すなわち安全のために動作周波数を下げる必要があるとき、サイトサーバ２０３は、１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行しながら、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を上げるようにコンピューティングデバイスのセット２０１に指示する第２のコマンドをコンピューティングデバイスのセット２０１に送信する。このようにして、電力網１０１の動作周波数は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力の上昇に応じて低下することになる。

【0055】

上述したように、本開示におけるコンピューティングデバイスのセット２０１は、電力網１００の動作周波数を調整するために、電力網１０１の負荷として使用される。特に、コンピューティングデバイスのセット２０１による電力消費は、電力網１００の動作周波数を調整するためにコンピューティングデバイスごとのレベルで制御される。これは、電力系統１００がグリーンエネルギーに向けて進化しているときに特に有利である。グリーンエネルギーへの進化に伴い、発電機内のロータの動作を調整することによって電力網１０１の動作周波数を調整するために伝統的に使用されているロータベースの発電所（例えば、石炭火力発電所１０３、ガス発電所１０５、及び水力発電所１０７）はますます少なくなり、インバータベースの発電所（例えば、太陽熱発電所１０９、１１１）はますます多く配置されるようになる。インバータベースの発電所は、単にロータがないので、電気エネルギーを発生させるためにロータの回転に依存しない（太陽熱発電所はソーラーパネルを使用して電気エネルギーを発生させる）。上記の方法３００は、いずれのロータの回転も調整せず、コンピューティングタスク（複数可）を実行しながら、電力網１０１の負荷としてコンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を調整する。

【0056】

一実施形態では、コンピューティングデバイスのセット２０１内の個々のコンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４のそれぞれは、１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行するように設計されたチップのセットを含む。例えば、チップのセットは、中央処理装置（ＣＰＵ）またはグラフィック処理装置（ＧＰＵ）用の集積回路であり得る。個々のコンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４のチップのセットは、１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行するために、チップセット電力で電力網１０１によって電力供給される。チップのセットによって消費される電気エネルギーは、通常、個々のコンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４によって消費される電気エネルギーのかなりの部分を占める。コンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４の他の部品（例えば、冷却ファン）も同様にいくらかの電気エネルギーを消費する可能性がある。したがって、個々のコンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４のチップのセットのチップセット電力を変更することによって、個々のコンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４の個々の動作電力を変更することは理にかなっている。コンピューティングデバイスのセット２０１内のコンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４のチップセット電力の合計は、集合的なチップセット電力と呼ばれる。コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力は、一般に、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力よりも小さい。しかしながら、チップのセットがコンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれにおいて電気エネルギーを消費する唯一のものである場合、集合的なチップセット電力は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力に実質的に等しい。例えば、コンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４が、コンピューティング機能を提供するためのそれぞれのチップのセットのみを有し、コンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４を冷却するために別個の冷却システムが配置されている場合、集合的なチップセット電力は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力に実質的に等しい。

【0057】

サイトサーバ２０３は更に、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を変更するために、コンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４のうちの少なくとも１つに、異なるチップセット電力で動作するように指示するように構成される。特に、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４のうちの少なくとも１つに、少なくとも１つのコンピューティングデバイスのチップのセットの周波数－電圧設定を変更するための命令を送信することができる。チップのセットの周波数－電圧の変更により、これらのコンピューティングデバイスは、異なるチップセット電力で動作する。

【0058】

本開示における電気負荷ネットワーク２００は、電力網１０１の動作周波数を調整または制御することができ、コンピューティングデバイスのセット２０１が数千または数万以上のコンピューティングデバイスを含む場合、メガワット（ＭＷ）またはギガワット（ＧＷ）程度の負荷（すなわち、集合的な動作電力）を提供することができるが、電力網１０１の動作周波数を調整するために、全負荷の一部のみが、エネルギー市場規制当局（例えば、オーストラリアエネルギー市場運営者またはオーストラリアのＡＥＭＯ）によって有効にされる。これは、サイトサーバ２０３が、最大でコンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を有効にされた負荷だけ変更するように構成されることを意味する。有効にされた負荷は、本開示では負荷変化限界とも呼ばれる。負荷変化限界は、電気負荷ネットワーク２００によって提供される全負荷以下である。

【0059】

一実施形態では、電気負荷ネットワーク２００は、電力網１０１の動作周波数を上げるために使用される。この実施形態では、基準動作周波数は最小安全動作周波数であり、例えばオーストラリアでは４９．８５Ｈｚである。サイトサーバ２０３は、周波数差を、調整間隔中の電力網１０１の動作周波数が最小動作周波数を下回るパーセンテージ差として決定するように構成される。サイトサーバ２０３はまた、最大未満パーセンテージに対するパーセンテージ差の割合（以下、「未満割合」と呼ぶ）を決定する。次に、サイトサーバ２３０は、未満割合を負荷変化限界（すなわち、有効にされた負荷）に乗じた値を電力削減値として決定する。以下、電力削減値の決定方法について、２つの実施例１、２を挙げて説明する。

【0060】

実施例１
調整間隔中の電力網１０１の動作周波数が４９．３５Ｈｚである場合、電力網１０１の動作周波数が最小動作周波数４９．８５Ｈｚを下回るパーセンテージ差は、（４９．８５－４９．３５）／４９．８５＝１％である。エネルギー市場規制当局（例えば、オーストラリアエネルギー市場運営者またはオーストラリアのＡＥＭＯ）によって設定された最大未満パーセンテージが２％である場合、未満割合は（１％）／（２％）＝５０％となる。その結果、電力削減値は５０％×負荷変化限界（すなわち、有効にされた負荷）となる。これは、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を、５０％×負荷変化限界（すなわち、有効にされた負荷）だけ削減する必要があることを意味する。したがって、エネルギー市場規制当局によって有効にされたコンピューティングデバイスのセット２０１の負荷変化限界（または有効にされた負荷）が３ＭＷである場合、電力網１０１の動作周波数を上げるためには、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を１．５ＭＷ（すなわち、５０％×３ＭＷ）削減する必要がある。

【0061】

実施例２
調整間隔中の電力網１０１の動作周波数が４８．８５Ｈｚである場合、電力網１０１の動作周波数が最小動作周波数４９．８５Ｈｚを下回るパーセンテージ差は、（４９．８５－４８．８５）／４９．８５＝２％であり、未満割合は、（２％）／（２％）＝１００％である。その結果、電力削減値は１００％×負荷変化限界となる。これは、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を、１００％×負荷変化限界だけ削減する必要があること、または有効にされた負荷をコンピューティングデバイスのセット２０１から完全に削除する必要があることを意味する。したがって、電力網１０１の動作周波数を上げるためには、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を３ＭＷ（すなわち、１００％×３ＭＷ）削減する必要がある。

【0062】

上述のように、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力を変更することによって変更することができる。特に、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を電力削減値だけ削減することは、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力を電力削減値だけ削減することによって達成することができる。コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力を削減する様々な方法があり、他の実施形態を除外することなく、２つの実施例３及び４を以下に示す。

【0063】

実施例３
サイトサーバ２０３、例えば、サイトサーバの制御サーバ２１３は、コンピューティングデバイスのセット２０１内のすべてのコンピューティングデバイスを識別するためのマシンＩＤ、それらのＩＰアドレス、コンピューティングデバイスのセット２０１の個々の予備電力、及び累積予備電力を含むマシンレジスタ１を維持する。説明を容易にするために、マシンレジスタ１内のマシンＩＤには、１、２、３、４…、７５８、７５９、７６０、…のように連続番号が付けられている。個々の予備電力は、個々のコンピューティングデバイスから削減または増加できるチップセット電力の量を示す。コンピューティングデバイスＮの累積予備電力は、コンピューティングデバイス１～Ｎの個々の予備電力の合計である。例えば、マシンレジスタ１に示されるように、コンピューティングデバイス３の累積予備電力は、コンピューティングデバイス１～３の個々の予備電力の合計で、５．５ＫＷである。ＩＰアドレスは、例えば、インターネットアドレスサーバ２２３上で動作する動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）に従って、インターネットアドレスサーバ２２３によって割り当てることができる。ＤＨＣＰは、ＩＰアドレスとそれらに関連付けられたリースが各コンピューティングデバイスで一貫していることを保証する。これにより、制御サーバ２１３は、ＴＣＰまたはＵＤＰソケット命令を正しいコンピューティングデバイス２０１に送信することができ、次に、制御サーバ２１３は、コンピューティングデバイス２０１の電力消費設定をコンピューティングデバイスごとのレベルで変更できるようになる。

【0064】

【表1】

【0065】

サイトサーバ２０３またはサイトサーバ２０３の制御サーバ２１３は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を電力削減値だけ削減するために、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれのチップセット電力を削減するように指示するように構成することができる。具体的には、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力に対する電力削減値の割合（以下、チップセット削減割合と呼ぶ）を決定する。サイトサーバ２０３は更に、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれのチップセット電力をチップセット削減割合だけ削減するように指示する。例えば、サイトサーバ２０３の制御サーバ２１３は、ＴＣＰソケットまたはＵＤＰソケットを介して、それぞれのＩＰアドレスによって識別されるコンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに命令を送信する。命令の受信に応答して、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれは、例えば、それぞれの内部アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）に従って、そのチップセット電力をチップセット削減割合だけ削減する。このようにして、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を電力削減値だけ削減することができる。

【0066】

上記の実施例１では、電力削減値は１．５ＭＷである。コンピューティングデバイスのセット２０１が調整間隔中に３５ＭＷの集合的なチップセット電力で動作している場合、チップセット削減割合は１．５ＭＷ／３５ＭＷ＝４．３％である。これは、サイトサーバ２０３が、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、周波数－電圧設定を変更することによってコンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力を４．３％だけ削減するように指示することを意味する。その結果、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力は、１．５ＭＷだけ削減される。

【0067】

上記の実施例２では、電力削減値は３ＭＷであるため、チップセット削減割合は３ＭＷ／３５ＭＷ＝８．６％となる。これは、サイトサーバ２０３が、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、周波数－電圧設定を変更することによってコンピューティングデバイスのセットのそれぞれのチップセット電力を８．６％だけ削減するように指示することを意味する。その結果、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力は、３ＭＷだけ削減される。

【0068】

図４は、実施例３による、電力網１０１の動作周波数の変動に応じたコンピューティングデバイスのセット２０１の動作電力の変動を示すグラフ４００である。

【0069】

実施例４
上記の実施例３では、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、それらのチップセット電力を削減するように指示する。実施例３に記載されたプロセスは、コンピューティングデバイスのセット２０１が多数のコンピューティングデバイス、例えば２５，０００台以上のコンピューティングデバイスを含む場合、応答性が低下する。これは、２５，０００台以上のコンピューティングデバイスに命令を送信し、２５，０００台以上のコンピューティングデバイスがそれらの電圧－周波数設定を変更するにはより多くの時間がかかるためである。実施例４では、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイスのセットの集合的な動作電力を電力削減値だけ削減するために、コンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４の一部（すべてではない）、すなわちコンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれのチップセット電力を削減するように指示するように構成される。

【0070】

実施例４におけるコンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットを決定する例示的な方法を以下に提供する。

【0071】

上記の実施例１では、電力削減値は１．５ＭＷである。これは、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力を１．５ＭＷだけ削減する必要があることを意味する。サイトサーバ２０３またはサイトサーバ２０３の制御サーバ２１３は、マシンレジスタ１から１．５ＭＷ（すなわち、１５００ＫＷ）の累積予備電力を検索する。１．５ＭＷに対応するマシンＩＤは７５８である。したがって、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイス１～７５８がコンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットであると判定する。その結果、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイス１～７５８に、それらのチップセット電力をそれぞれ対応する個々の予備電力だけ削減する命令を送信する。例えば、サイトサーバ２０３の制御サーバ２１３は、ＴＣＰソケットまたはＵＤＰソケットを介して、１９２．１６８．０．１（マシンＩＤ：１）から１９２．１６８．１０．１３（マシンＩＤ：７５８）までのそれぞれのＩＰアドレスによって識別されるコンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットのそれぞれに命令を送信する。命令の受信に応答して、コンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットのそれぞれは、例えば、それぞれの内部アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）に従って、そのチップセット電力をその対応する個々の予備電力だけ削減する。このようにして、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力は、電力削減値１．５ＭＷだけ削減され、したがって、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力は、電力削減値１．５ＭＷだけ削減される。

【0072】

図５は、実施例４による、電力網１０１の動作周波数の変動に応じたコンピューティングデバイスのセット２０１の動作電力の変動を示すグラフ５００である。

【0073】

一実施形態では、電気負荷ネットワーク２００は、電力網１０１の動作周波数を下げるために使用される。この実施形態では、基準動作周波数は最大安全動作周波数であり、例えばオーストラリアでは５０．１５Ｈｚである。サイトサーバ２０３は、周波数差を、調整間隔中の電力網１０１の動作周波数が最大動作周波数を上回るパーセンテージ差として決定するように構成される。サイトサーバ２０３はまた、最大超過パーセンテージに対するパーセンテージ差の割合（以下、「超過割合」と呼ぶ）を決定する。次に、サイトサーバ２３０は、超過割合を負荷変化限界（すなわち、有効にされた負荷）に乗じた値を電力増加値として決定する。以下、電力増加値の決定方法について、２つの実施例５及び６を挙げて説明する。

【0074】

実施例５
調整間隔中の電力網１０１の動作周波数が５０．６５Ｈｚである場合、電力網１０１の動作周波数が最大動作周波数５０．１５Ｈｚを上回るパーセンテージ差は、（５０．６５－５０．１５）／５０．１５＝１％である。エネルギー市場規制当局（例えば、オーストラリアエネルギー市場運営者またはオーストラリアのＡＥＭＯ）によって設定された最大超過パーセンテージが２％である場合、超過割合は（１％）／（２％）＝５０％となる。その結果、電力増加値は５０％×負荷変化限界（すなわち、有効にされた負荷）となる。これは、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を、５０％×負荷変化限界（すなわち、有効にされた負荷）だけ増加させる必要があることを意味する。したがって、エネルギー市場規制当局によって有効にされたコンピューティングデバイスのセット２０１の負荷変化限界（または有効にされた負荷）が３ＭＷである場合、電力網１０１の動作周波数を下げるためには、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を１．５ＭＷ（すなわち、５０％×３ＭＷ）だけ増加させる必要がある。

【0075】

実施例６
調整間隔中の電力網１０１の動作周波数が５１．１５Ｈｚである場合、電力網１０１の動作周波数が最大動作周波数５０．１５Ｈｚを上回るパーセンテージ差は、（５１．１５－５０．１５）／５０．１５＝２％であり、超過割合は、（２％）／（２％）＝１００％である。その結果、電力増加値は１００％×負荷変化限界となる。これは、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を、１００％×負荷変化限界だけ増加させる必要があること、または有効にされた負荷をコンピューティングデバイスのセット２０１に完全に追加する必要があることを意味する。したがって、電力網１０１の動作周波数を下げるためには、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を３ＭＷ（すなわち、１００％×３ＭＷ）だけ増加させる必要がある。

【0076】

上述のように、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力を変更することによって変更することができる。特に、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を電力増加値だけ増加させることは、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力を電力増加値だけ増加させることによって達成することができる。コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力を増加させる様々な方法があり、他の実施形態を除外することなく、２つの実施例７及び８を以下に示す。

【0077】

実施例７
サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を電力増加値だけ増加させるために、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれのチップセット電力を増加させるように指示するように構成することができる。具体的には、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力に対する電力増加値の割合（以下、チップセット増加割合と呼ぶ）を決定する。サイトサーバ２０３は更に、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれのチップセット電力をチップセット増加割合だけ増加させるように指示する。例えば、サイトサーバ２０３の制御サーバ２１３は、ＴＣＰソケットまたはＵＤＰソケットを介して、それぞれのＩＰアドレスによって識別されるコンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに命令を送信する。命令の受信に応答して、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれは、例えば、それぞれの内部アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）に従って、そのチップセット電力をチップセット増加割合だけ増加させる。このようにして、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を電力増加値だけ増加させることができる。

【0078】

上記の実施例５では、電力増加値は１．５ＭＷである。コンピューティングデバイスのセット２０１が調整間隔中に３５ＭＷの集合的なチップセット電力で動作している場合、チップセット増加割合は１．５ＭＷ／３５ＭＷ＝４．３％である。次に、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、周波数－電圧設定を変更することによってコンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれのチップセット電力を４．３％だけ増加させるように指示する。その結果、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力は、１．５ＭＷだけ増加する。

【0079】

上記の実施例６では、電力増加値は３ＭＷであるため、チップセット増加割合は３ＭＷ／３５ＭＷ＝８．６％となる。サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、周波数－電圧設定を変更することによってコンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれのチップセット電力を８．６％だけ増加させるように指示する。その結果、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力は、３ＭＷだけ増加する。

【0080】

実施例８
上記の実施例７では、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイスのセット２０１のそれぞれに、それらのチップセット電力を増加させるように指示する。実施例７に記載されたプロセスは、コンピューティングデバイスのセット２０１が多数のコンピューティングデバイス、例えば２５，０００台以上のコンピューティングデバイスを含む場合、応答性が低下する。これは、２５，０００台以上のコンピューティングデバイスに命令を送信し、２５，０００台以上のコンピューティングデバイスがそれらの電圧－周波数設定を変更するには、より多くの時間がかかるためである。実施例８では、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を電力増加値だけ増加させるために、コンピューティングデバイス２０１１、２０１２、２０１３、及び２０１４の一部（すべてではない）、すなわちコンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットに、それらのコンピューティングデバイスのそれぞれのチップセット電力を増加させるように指示するように構成される。

【0081】

実施例８におけるコンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットを決定する例示的な方法を以下に提供する。

【0082】

上記の実施例５では、電力増加値は１．５ＭＷである。これは、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力を１．５ＭＷだけ増加させる必要があることを意味する。サイトサーバ２０３またはサイトサーバ２０３の制御サーバ２１３は、マシンレジスタ１から１．５ＭＷ（すなわち、１５００ＫＷ）の累積予備電力を検索する。１．５ＭＷに対応するマシンＩＤは７５８である。したがって、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイス１～７５８がコンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットであると判定する。その結果、サイトサーバ２０３は、コンピューティングデバイス１～７５８に、それらのチップセット電力をそれぞれ対応する個々の予備電力だけ増加させる命令を送信する。例えば、サイトサーバ２０３の制御サーバ２１３は、ＴＣＰソケットまたはＵＤＰソケットを介して、１９２．１６８．０．１（マシンＩＤ：１）から１９２．１６８．１０．１３（マシンＩＤ：７５８）までのそれぞれのＩＰアドレスによって識別されるコンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットのそれぞれに命令を送信する。命令の受信に応答して、コンピューティングデバイスのセット２０１のサブセットのそれぞれは、例えば、それぞれの内部アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）に従って、そのチップセット電力をその対応する個々の予備電力だけ増加させる。このようにして、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的なチップセット電力は、電力増加値１．５ＭＷだけ増加し、したがって、コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力は、電力増加値１．５ＭＷだけ増加する。

【0083】

一実施形態では、電気負荷ネットワーク２００は、エネルギー市場規制当局、例えばオーストラリアのＡＥＭＯによって規制される周波数制御プロセスに関与する。電気負荷ネットワーク２００によって提供される周波数制御サービス（すなわち、必要に応じて電力網１０１の動作周波数を上げるか、または電力網１０１の動作周波数を下げる）は、エネルギー市場規制当局によって認められた場合、オーストラリアでは５０ミリ秒の調整間隔で、例えば６秒、６０秒、または５分間継続することができる。期間及び調整間隔は、本開示の範囲から逸脱することなく、他の国では異なる可能性がある。エネルギー市場規制当局は、周波数制御サービスの提供に対して電気負荷ネットワーク２００の運営者に料金を支払う。しかしながら、電力網１０１の動作周波数を上げるためにコンピューティングデバイスのセット２０１の集合な動作電力を低下させると、１つまたは複数のコンピューティングタスクの実行は、悪影響を受ける可能性がある。これは、コンピューティングデバイスのセット２０１が金銭的利益を得るために複雑なコンピューティングタスクを実行している場合に特に問題となる。一例として、コンピューティングデバイスのセット２０１は、暗号通貨マイニング、例えばビットコインマイニングのためのプルーフオブワークタスクを実行するために使用することができる。電気負荷ネットワーク２００の運営者は、プルーフオブワークタスクを完了すると、一定量の暗号通貨で報酬を得る。別の例として、コンピューティングデバイスのセット２０１は、例えば生物学的データ分析、天文学的データ分析などの高性能コンピューティングサービスを提供するために使用することができ、電気負荷ネットワーク２００の運営者は、高性能コンピューティングサービスを提供することにより金銭的利益を得る。コンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を下げることは、コンピューティングデバイスのセット２０１のコンピューティング速度を低下させることを意味し、これは、コンピューティングタスクの完了及びコンピューティングタスクの完了に対する報酬の受け取りの遅延につながる。この実施形態では、サイトサーバ２０３は更に、サイトサーバ２０３が一定期間にわたってコンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を変更し続けると仮定して、第１の金銭的利益を決定し、コンピューティングデバイスのセット２０１が、その一定期間にわたってコンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を変更することなく、１つまたは複数のコンピューティングタスクを実行し続けると仮定して、第２の金銭的利益を決定するように構成される。コンピューティングタスク（複数可）の性質に応じて、第１または第２の金銭的利益を決定する際に、例えば、暗号通貨／法定為替レート（例えば、ビットコイン／オーストラリアドル）、ビットコインネットワークの難易度、ネットワーク容量、コインベースの報酬、取引手数料、電力価格、及び周波数制御サービス料金など、１つまたは複数の要因を考慮することができる。

【0084】

サイトサーバ２０３は、第１の金銭的利益が第２の金銭的利益よりも大きい場合にのみ、コンピューティングデバイスのセット２０１に、その一定期間中にコンピューティングデバイスのセット２０１の集合的な動作電力を変更するように指示する。これは、電気負荷ネットワーク２００が、エネルギー市場規制当局によって支払われる料金がコンピューティングタスクの実行による金銭的利益よりも高いときにのみ周波数制御サービスを提供することを意味する。

【0085】

図６は、本開示の例示的な実施形態によるサイトサーバ２０３の例示的な構造を示す。

【0086】

図６に示すように、サイトサーバ２０３は、プロセッサ２０３１と、バス２０３３と、コンピュータ可読メモリ２０３５と、第１の通信インターフェース２０３７と、第２の通信インターフェース２０３９とを含む。プロセッサ２０３１は、バス２０３３を介してコンピュータ可読メモリ２０３５、第１の通信インターフェース２０３７、及び第２の通信インターフェース２０３９に接続される。したがって、プロセッサ２０３１は、これらの構成要素から命令及び／またはデータを受信し、その命令及び／またはデータをこれらの構成要素に送信することができる。プロセッサ２０３１は、汎用プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のうちの１つであるが、これらに限定されない。コンピュータ可読メモリ２０３５は、コンピュータ可読命令のセットを記憶するように構成される。コンピュータ可読命令は、コンピュータプログラミング言語、例えばＰｙｔｈｏｎで書くことができる。第１の通信インターフェース２０３７は、図２に示すように、通信リンク７を介してコンピューティングデバイスのセット２０１に接続するように構成され、第２の通信インターフェース２０３９は、図２に示すように、通信リンク８を介して周波数リーダ２０５に接続するように構成される。

【0087】

プロセッサ２０３１は、コンピュータ可読メモリ２０３５からコンピュータ可読命令を読み取り、コンピュータ可読命令を実行して、上述の方法ステップを実行するように構成される。

【0088】

本発明の別の実施形態によれば、コンピュータ可読命令は、非一時的なコンピュータ可読媒体上で利用可能となる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的に消去・プログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、フラッシュドライブ、クラウドストレージユニット、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）サーバなどであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読命令のセットは、コンピュータソフトウェアプログラムの形態でコンピュータ可読メモリ２０３５にロードすることができる。サイトサーバ２０３のプロセッサ２０３１によって実行されたとき、サイトサーバ２０３は、上述の方法ステップを実行する。

【0089】

これらの実施形態に対する様々な修正は、この説明及び添付の図面から当業者には明らかである。本明細書に記載された様々な実施形態に関連する原理は、他の実施形態に適用することができる。したがって、この説明は、添付の図面とともに示される実施形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示または示唆された原理及び新規かつ独創的な特徴と一致する最も広い範囲を提供することを意図するものである。したがって、本開示は、本開示及び添付の特許請求の範囲内に含まれる他のすべてのそのような代替、修正、及び変形を保持することが予想される。

【0090】

以下の特許請求の範囲及び本発明の前述の説明では、明示的な言語または必要な含意により文脈上別段の解釈が必要な場合を除き、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という単語または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」もしくは「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの変形は、包括的な意味で使用され、すなわち、記載された特徴の存在を特定するが、本発明の様々な実施形態におけるさらなる特徴の存在または追加を排除するものではない。

【0091】

本明細書で使用される「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」または「含む（ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」または「含む（ｔｈａｔ ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語のいずれか１つも、その用語に続く要素／特徴を少なくとも含むが、他の要素を除外しないことを意味するオープン用語である。したがって、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同義であり、「含む」ことを意味する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】