[發(fā)明專利]一種分布式數(shù)據(jù)中心算力和能源流的協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)與方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011014715.4
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112396285A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘崴;張浩然;林小杰;趙瓊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06;F24D15/00;F16K31/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開了一種分布式數(shù)據(jù)中心算力與能源流的協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理模塊、余熱供熱模塊和動態(tài)控制模塊。數(shù)據(jù)處理模塊包括機(jī)柜、高性能處理器，數(shù)據(jù)處理模塊部署到人員聚集地，為客戶提供HPC云服務(wù)；余熱供熱模塊回收數(shù)據(jù)處理模塊的廢熱并將其作為熱源來提供供熱或供生活熱水服務(wù)；動態(tài)控制模塊通過區(qū)塊鏈技術(shù)將分布式數(shù)據(jù)中心聯(lián)系在一起，形成一個虛擬交易區(qū)塊鏈平臺，該平臺采集用戶計算和用能需求，對數(shù)據(jù)中心計算資源做統(tǒng)一調(diào)度。該系統(tǒng)不僅能減少土地資源的占用，利用處理器余熱來提供暖氣或生活熱水服務(wù)，既節(jié)能環(huán)保又能保障計算機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行；同時可對資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，增加系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、及時性、靈活性和可行性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分布式能源及信息網(wǎng)絡(luò)交叉領(lǐng)域，具體涉及一種分布式數(shù)據(jù)中心算力和能源流的協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)中心的快速增加面臨著三個巨大的問題：冷卻、運(yùn)維、綠色能源。現(xiàn)如今，數(shù)據(jù)中心消耗了世界2％的電力，其中更是高達(dá)50％用于處理器的冷卻，而且數(shù)據(jù)中心的用電量每五年翻兩倍。目前，針對集中式數(shù)據(jù)中心散熱慢、耗電量大的問題，一般采用改善換熱方式的方法，但是這些方法都存在投資成本大、改善效果不明顯的缺點。此外，有些人提出了將集中式數(shù)據(jù)中心改成分布式數(shù)據(jù)中心的概念，并對分布式數(shù)據(jù)中心散發(fā)的余熱進(jìn)行利用來進(jìn)行供熱，但是現(xiàn)有系統(tǒng)都是只從算力的角度進(jìn)行調(diào)度，缺乏協(xié)同規(guī)劃調(diào)度的概念。

發(fā)明內(nèi)容

為解決集中布置數(shù)據(jù)中心占地資源多、冷卻困難及余熱資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問題，本發(fā)明的目的是提供一種分布式數(shù)據(jù)中心算力和能源流的協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)與方法，在解決這些問題的同時，通過對算力和能源流進(jìn)行協(xié)同調(diào)度，增加了分布式數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的可行性和可靠性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種分布式數(shù)據(jù)中心算力和能源流的協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理模塊、余熱供熱模塊和動態(tài)控制模塊；

數(shù)據(jù)處理模塊包括機(jī)柜、高性能處理器(加熱功率500W以上，倍頻3.6GHz及以上且支持超線程技術(shù)的處理器)，部署到小區(qū)、學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)等人員聚集地，為客戶提供HPC云服務(wù)；

余熱供熱模塊回收數(shù)據(jù)處理模塊的廢熱作為熱源來提供供暖氣或生活熱水服務(wù)；

動態(tài)控制模塊通過區(qū)塊鏈技術(shù)將分布式數(shù)據(jù)中心聯(lián)系在一起，形成一個虛擬交易區(qū)塊鏈平臺，虛擬交易區(qū)塊鏈平臺采集用戶的計算需求和用能需求，對分布式數(shù)據(jù)中心的計算資源做統(tǒng)一調(diào)度，并保證信息傳遞的安全性和及時性。

上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述高性能處理器裝在機(jī)柜中，并都經(jīng)過供暖式改裝，高性能處理器主板上連有散熱設(shè)備，可實現(xiàn)芯片的快速散熱。

進(jìn)一步地，所述余熱供熱模塊包括換熱系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)；換熱系統(tǒng)包括余熱回收器和板式換熱器組成，余熱回收器用于回收熱量，板式換熱器用于將回收的熱量傳遞到供熱系統(tǒng)中；供熱系統(tǒng)包括蓄熱裝置、電加熱裝置、供暖管道和供熱水管道，蓄熱裝置用于在熱量過多時儲存多余的熱量，在熱量不夠時釋放熱量，電加熱裝置用于在回收的熱量不夠且蓄熱裝置儲存的熱量也不夠時用于提高水溫。

進(jìn)一步地，所述供暖管道和供熱水管道上分別設(shè)有電動閥門1、電動閥門2，通過控制電動閥門1和電動閥門2的開度來滿足用戶供暖和供熱水需求的不同比例。

所述虛擬交易區(qū)塊鏈平臺中每個分布式數(shù)據(jù)中心都是一個區(qū)塊鏈節(jié)點，用于提供計算服務(wù)和用能服務(wù)。

所述動態(tài)控制模塊中的虛擬交易區(qū)塊鏈還包括用戶需求接受系統(tǒng)、用戶需求數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)和協(xié)同優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，另外還設(shè)有輸送管道控制系統(tǒng)、蓄熱裝置控制系統(tǒng)和電加熱裝置控制系統(tǒng)；