[发明专利]数据中心内利用风能和电池储能的运行费用计算方法

权利要求书

1.一种数据中心内利用风能和电池储能的运行费用计算方法，对利用动态电价进行电池储能的运行费用进行计算，该运行费用分为成本开支和电费开支，其特征在于，分别对成本开支和电费开支进行建模，将电费开支形成一个带约束的优化问题，为解决该优化问题，对该优化问题进行变形，形成为近似的多步优化问题，并为变形后的多步优化问题提供多项式时间的算法，最后，通过计算数据中心使用电池储能的运行费用，并换算为归一化电价，对数据中心利用风能并且利用电池储能的经济性进行衡量；

成本开支包括风力发电的成本开支和电池的成本开支，对风力发电的成本开支建模的方法是：

一台风力发电机在时间间隔Δk内的发电功率P_t(k)为：

Pt(k)=0v(k)<vi,v(k)>vopr·vt(k)-vitvrt-vitvi<v(k)<vrprvr<v(k)<vo]]>

其中，p_r代表额定输出功率，v_r代表额定风速，t代表Weibull参数，v_i和v_o分别代表风力发电机切入风速和切出风速，v(k)表示当前风速，k表示当前时间为第几个时间间隔序列，K代表控制间隔个数；

对于n台风力发电机，在时间间隔Δk内其总功率p_v(k)为：

pv(k)=Σm=1nptm(k)]]>

其中，表示第m台风力发电机的发电功率；

则风力发电机的发电成本表示为：其中p_w表示风力发电产生单位电量的成本开支；

对电池的成本开支建模的方法是：

将其总成本换算为每小时充能费用B_r及每小时放能费用B_d：

B_d＝B_r＝0.5B_pZ_maxΔk/B_lB_h

其中，B_l和Z_max分别表示电池的最大充放电循环次数和最大储电能力，B_h表示最大的放电能力，即多少小时内可以将电池从最高储能状态变为最低储能状态，B_p表示单位电能储存量电池的成本开支；

对数据中心使用电池的电费开支建模的方法是：

考虑到数据中心电价的动态性和风能发电的不确定性，使用最优化方法来建模长时间内平均的电费开支，

取费用函数为：

minlimK→∞1KΣk=1KE{G(k)e(k)+Id(k)Bd+Ir(k)Br}]]>

其中，E表示期望，用来消除控制算法的随机性效果，K表示控制间隔个数，G(k)表示在时间间隔Δk内，从智能电网获得的电能，e(k)表示智能电网的实时电价，I_d(k)表示二进制变量，值为1表示放能，I_r(k)表示二进制变量，值为1表示充能；

该费用函数表示，最小化平均时间间隔的电费开支。