[發明專利]網絡流量負載變化時的網絡中心機房節能優化方法

有效

• 申請號: 201710152316.6
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106949598B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 白焰;谷麗君
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F24F11/58
• 分類號: F24F11/58;F24F11/64
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

本發明屬于網絡中心機房的節能技術領域，尤其涉及一種網絡流量負載變化時的網絡中心機房節能優化方法。該方法包括：基于本征正交分解和神經網絡的溫度場預測模型，用于計算網絡中心機房不同工況下的溫度場分布；建立網絡設備的比特功耗模型，計算流量負載調整產生的設備功耗增量；節能優化算法以冷卻功耗增量與設備功耗增量之和最小為原則，確定流量負載分配策略和冷卻系統運行策略；流量負載分配模塊和冷卻系統控制模塊執行優化運行策略，以調整網絡設備流量負載和運行環境。本發明通過對網絡設備流量負載和冷卻系統的動態調整，實現設備的安全、可靠運行，提高網絡中心機房的能源使用效率。

技術領域

本發明屬于網絡中心機房的節能技術領域，尤其涉及一種網絡流量負載變化時的網絡中心機房節能優化方法。

背景技術

隨著信息化技術和網絡技術的迅猛發展，數據中心的能耗問題日益受到人們的關注。由于網絡設備長期穩定運行對環境溫度和濕度的要求，在數據中心運行的總能耗中，約有40％用于冷卻系統，與網絡設備能耗相當。因此，根據網絡設備的運行狀態對冷卻系統進行優化控制，既可以保證設備安全穩定運行，同時提高了網絡中心機房的能源使用效率，具有重大的經濟效益和社會效益。

現有的網絡中心機房冷卻系統多采用地板下送風方式，根據網絡設備功耗初始規劃進行送風地板的布置，以滿足機房不同位置的冷卻需求。為解決網絡中心機房高能耗問題并滿足網絡設備冷卻需求，冷卻系統一般根據空調回風口的風溫對送風量和送風溫度進行調節，該控制方式有以下缺陷：

沒有考慮到由于網絡設備運行工況導致的冷卻需求變化。由于網絡設備的功耗隨流量負載變化，網絡中心機房局部位置的設備發熱量與初始規劃不同，導致制冷量的供給不足產生熱點或者制冷量的過度供給產生冷點；由于網絡中心機房幾何結構復雜，機房內的速度場和壓力場分布極不均勻，在低壓、低速區極容易形成漩渦導致溫度場分布不一致。空調回風口風溫不能反映局部區域內網絡設備的工作環境，僅調節空調制冷量不能實現氣流和溫度的精確控制。

現有文獻和發明還有應用于大型網絡中心機房內空調集群的協調優化控制。如實時采集監控機房內網絡設備的運行環境溫濕度，根據采集到的溫濕度與設定值的比較結果啟停機房內不同位置的空調。該方法雖然根據設備冷卻需求控制空調運行狀態，但是沒有實現對室內氣流組織的精確控制。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種網絡流量負載變化時的網絡中心機房節能優化方法，包括：

步驟1、通過CFD軟件仿真獲取網絡中心機房不同工況下的n組溫度場數據，計算溫度場的POD本征正交分解模型及系數，以網絡設備功率負載和冷卻系統運行參數作為輸入、POD模型系數作為輸出訓練神經網絡，取占總能量99.5％的m組POD模型進行溫度場預測；

步驟2、根據網絡設備的流量負載和設備功耗之間的關系，建立不同網絡設備的比特功耗模型；