[发明专利]可再生供能的云计算系统中基于合作博弈的能量分配方法

权利要求书

1.一种可再生供能的云计算系统中基于合作博弈的能量分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：确定本次能量分配的时间间隔；

步骤二：预测本次时间间隔内的可用能量，该可用能量作为系统的能量来源；

步骤三：判断能量是否充足，不充足时转步骤四，充足时转按需分配能量，并转步骤六；

步骤四：用博弈论对能量分配进行建模，并转化成带约束的优化问题，再将其转化成对偶问题；

步骤五：用梯度投影法来求解对偶问题，并验证求到解的全局最优性；

步骤六：分配结束；其中：

所述步骤四具体包括：

步骤D1：用博弈论对能量分配问题进行建模，并转化为一个带约束的优化问题，即：

s.t:∑_{i＝1,2,…,M}E_aloc,i＝E_avl(Δt)

其中，E_aloc,i为第i个服务器上分配的能量，μ_i⁰为第i个服务器最低需要满足的吞吐量，M为服务器的个数，s_i为服务器的频率，N_i为服务器上任务的个数，c为任务的执行频率，δ_i为电路有效因子；

步骤D2：该优化问题对应的拉格朗日函数为：

对拉格朗日函数求偏导，并使偏导等于0，得到分配方案为：可知分配方案为拉格朗日乘子(α，β_i，γ_i)的函数，通过其对偶问题来求这些变量；其中，E_aloc,i为第i个服务器上分配的能量，μ_i⁰为第i个服务器最低需要满足的吞吐量，M为服务器的个数，s_i为服务器的频率，N_i为服务器上任务的个数，c为任务的执行频率，δ_i为电路有效因子；

步骤D3：将代入拉格朗日函数，得到其对偶问题为：

s.t.β_i≥0,i＝1,2,…,M

其中，M为服务器的个数，s_i为服务器的频率，c为任务的执行频率，δ_i为电路有效因子，N_i为服务器上任务的个数。

2.如权利要求1所述的能量分配方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：

步骤A1：计算系统所需要的最少能量：

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

其中：M为服务器的个数，s_i为服务器的频率，N_i为服务器上任务的个数，c为任务的执行频率，δ_i为电路有效因子；

步骤A2：计算系统所需要的最多能量：

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

其中：M为服务器的个数，s_i为服务器的频率，N_i为服务器上任务的个数，c为任务的执行频率，δ_i为电路有效因子；

步骤A3：能量分配时间间隔Δt定义为E_harv(Δt)处于E_min(Δt)和E_max(Δt)之间的时间：

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

3.如权利要求1所述的能量分配方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

步骤B1：预测到的本次时间间隔内的可用能量为：

其中，Δt为本次能量分配的时间间隔，t为当前时刻，P_harv(t)为能量采集功率，P_harv(Δt)为时间间隔能量采集功率。