[發明專利]考慮聯合優化數據調度和熱儲能的數據網絡負荷建模方法

有效

• 申請號: 201810889423.1
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN109146268B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 陳敏;高賜威
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

本發明公開了考慮聯合優化數據調度和熱儲能的數據網絡負荷建模方法，屬于電力系統需求側管理的技術領域。本發明包括以下步驟：建立IT設備的數據流模型和功耗模型；建立冷卻系統的熱流模型和功耗模型；建立數據網絡負荷的初始模型；推導出基于能量屬性的數據網絡負荷的封裝模型。本發明考慮聯合優化數據調度和熱儲能的數據網絡負荷建模方法，所提出的方法既有利于電力網絡對數據網絡負荷調節潛力的利用，又有利于數據網絡的收益增加，可為實現數據網絡與電力網絡的友好互動提供理論支撐。

技術領域

本發明公開了考慮聯合優化數據調度和熱儲能的數據網絡負荷建模方法，屬于的技術領域。

背景技術

隨著智能電網和電力市場的發展與完善，合理挖掘和調度需求側資源已經成為提高電力系統綜合運營效率、優化資源配置的重要途徑。近年來，隨著互聯網技術的高速發展，全球數據中心的規模和數量正在迅速擴大，數據中心已經成體量可觀的電力負荷。除了使用本地電源和儲能系統外，利用數據負荷調度和熱儲能，分布在不同地點的互聯網數據中心(Internet data centers，IDCs)可以提供可觀的時空負荷調節潛力。然而，目前考慮IDCs調節潛力的文獻研究中，主要考慮單獨優化數據負荷調度或者熱儲能，而很少考慮二者的同時優化，缺乏考慮聯合優化數據負荷調度和熱儲能的IDCs負荷特性分析。由于各IDC可用的計算資源、冷卻資源、電力資源是有限的，各負荷調節方式相互制約，熱儲能(Thermal storage,TS)中熱力學微分方程復雜，目前考慮利用IDCs負荷調節潛力的文獻主要考慮數據負荷調度(包括GLB、延遲容忍型負荷延遲處理)，而一般忽視TS。

發明內容

本發明的發明目的是針對上述背景技術的不足，提供了考慮聯合優化數據調度和熱儲能的數據網絡負荷建模方法，通過建立考慮數據負荷調度和熱儲能的IDCs負荷模型得到了負荷特性表征力較強的線性封裝模型，解決了現有IDCs負荷特性分析鮮有同時優化數據負荷調度和熱儲能的技術問題。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

考慮聯合優化數據調度和熱儲能的數據網絡負荷建模方法，

建立計及IT設備數據流模型和功耗模型以及冷卻系統熱流模型和功耗模型的初始數據網絡負荷模型，所述初始數據網絡負荷模型通過調節前端門戶服務器分配到互聯網數據中心的交互式數據負荷量、互聯網數據中心中處理交互式數據負荷和處理批處理數據負荷的活躍服務器數量、互聯網數據中心處理批處理數據負荷的數量控制IT設備功耗和冷卻系統功耗；

引入延遲約束邊界功耗來替換初始模型中的IT設備功耗，引入冷卻系統功率基值、互聯網數據中心邊界功耗中處理交互式數據負載的動態功耗及其標準值、互聯網數據中心邊界功耗中處理批處理數據負荷的動態功耗及其標準值，將前端門戶服務器分配到互聯網數據中心的交互式數據負荷量、互聯網數據中心中處理交互式數據負荷和處理批處理數據負荷的活躍服務器數量、互聯網數據中心處理批處理數據負荷的數量轉換為電氣量，引入電荷狀態以替換初始數據網絡負荷模型中表征冷卻系統功耗的室內溫度，將初始數據網絡負荷模型封裝為以冷卻系統功耗轉移量、通過交互式負載空間轉移的功耗量、通過批處理負載延遲處理轉移的功耗量為控制變量并以延遲約束邊界功耗、電荷狀態為因變量的基于能量屬性的數據網絡負荷模型。