[發明專利]可再生供能的云計算系統中基于合作博弈的能量分配方法

有效

• 申請號: 201510725103.9
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105225016B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 魏同權;陳箭飛;周俊龍;邵高原
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種可再生供能的云計算系統中基于合作博弈的能量分配方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一：確定本次能量分配的時間間隔；

步驟二：預測本次時間間隔內的可用能量，該可用能量作為系統的能量來源；

步驟三：判斷能量是否充足，不充足時轉步驟四，充足時轉按需分配能量，并轉步驟六；

步驟四：用博弈論對能量分配進行建模，并轉化成帶約束的優化問題，再將其轉化成對偶問題；

步驟五：用梯度投影法來求解對偶問題，并驗證求到解的全局最優性；

步驟六：分配結束；其中：

所述步驟四具體包括：

步驟D1：用博弈論對能量分配問題進行建模，并轉化為一個帶約束的優化問題，即：

s.t:∑_{i＝1,2,…,M}E_aloc,i＝E_avl(Δt)

其中，E_aloc,i為第i個服務器上分配的能量，μ_i⁰為第i個服務器最低需要滿足的吞吐量，M為服務器的個數，s_i為服務器的頻率，N_i為服務器上任務的個數，c為任務的執行頻率，δ_i為電路有效因子；

步驟D2：該優化問題對應的拉格朗日函數為：

對拉格朗日函數求偏導，并使偏導等于0，得到分配方案為：可知分配方案為拉格朗日乘子(α，β_i，γ_i)的函數，通過其對偶問題來求這些變量；其中，E_aloc,i為第i個服務器上分配的能量，μ_i⁰為第i個服務器最低需要滿足的吞吐量，M為服務器的個數，s_i為服務器的頻率，N_i為服務器上任務的個數，c為任務的執行頻率，δ_i為電路有效因子；

步驟D3：將代入拉格朗日函數，得到其對偶問題為：

s.t.β_i≥0,i＝1,2,…,M

其中，M為服務器的個數，s_i為服務器的頻率，c為任務的執行頻率，δ_i為電路有效因子，N_i為服務器上任務的個數。

2.如權利要求1所述的能量分配方法，其特征在于，所述步驟一具體包括：

步驟A1：計算系統所需要的最少能量：

E_min(Δt)＝M*min{δ_is_i²c*N_i|,i＝1,2,…,M}

其中：M為服務器的個數，s_i為服務器的頻率，N_i為服務器上任務的個數，c為任務的執行頻率，δ_i為電路有效因子；

步驟A2：計算系統所需要的最多能量：

E_max(Δt)＝M*max{δ_is_i²c*N_i|,i＝1,2,…,M}

其中：M為服務器的個數，s_i為服務器的頻率，N_i為服務器上任務的個數，c為任務的執行頻率，δ_i為電路有效因子；

步驟A3：能量分配時間間隔Δt定義為E_harv(Δt)處于E_min(Δt)和E_max(Δt)之間的時間：

Δt＝min{Δt|E_harv(t+Δt)∈YE_min(Δt),E_max(Δt)]}。

3.如權利要求1所述的能量分配方法，其特征在于，所述步驟二具體包括：

步驟B1：預測到的本次時間間隔內的可用能量為：

其中，Δt為本次能量分配的時間間隔，t為當前時刻，P_harv(t)為能量采集功率，P_harv(Δt)為時間間隔能量采集功率。