[发明专利]一种数据中心可再生能源平滑化供电方法

权利要求书

1.一种数据中心可再生能源平滑化供电方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)可再生能源平滑化：判别当前电网所用可再生能源功率方差是否大于等于预定的阈值，是则认定可再生能源供电处于波动供能阶段，转步骤(2)；否则为稳定供能阶段，转步骤(3)；

(2)通过数据中心供电系统中的电能存储设备进行充放电操作，按下述操作平滑该供能阶段中可再生能源供能的波动，然后转步骤(3)；

平滑操作如下：对每个属于波动供能阶段的时段分别进行平滑；采取保持该时段供电平稳的最优电能存储设备充放电策略；该策略确定了在每个粒度时间内电能存储设备应该放电或充电的总功率，从而使得在每个时段内，最终供应给数据中心的可再生能源是平滑稳定的；

(3)负载适配：采用基于贪心算法的负载延迟算法，对系统中的任务负载分类和排序；

所述任务负载分为两类，一类是实时负载，另一类是可延迟负载；

对于实时负载立即执行；

对可延时负载按可延时时间从小到大排序，在满足任务负载所要求的最迟开始时间的条件下，将可延迟的任务负载延迟到该负载使用可再生能源最多的时间段运行。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心可再生能源平滑化供电方法，其特征在于，所述步骤(1)中阈值确定方法如下：

该阈值是根据当地可再生能源历史数据及预测数据，取供电时段可再生能源总功率方差值的20％-30％作为稳定供能阶段；

所述时段指将供电时间按固定时长划分成的时间区间，固定时长可取30-90分钟。

3.根据权利要求1所述的一种数据中心可再生能源平滑化供电方法，其特征在于，所述步骤(2)中，电能存储设备采用最优充放电策略实现平滑供电，具体步骤如下：

将各个可再生能源供电的时段，按1-10分钟的固定时长，划为m个时间粒度；U＝(u₁u₂...u_m)表示每个时间粒度上可再生能源发电总功率；S＝(s₁s₂...s_m)^T表示每个时间粒度上电能存储设备被可再生能源充电或放电的功率；其中s_i为正表示在第i时间粒度电池放电|s_i|，用于补充当前不充足的可再生能源；s_i为负则表示在第i时间粒度可再生能源充足，向电池充电|s_i|；A＝U+S，即

A=U+S=a1a2...am=u1+s1u2+s2...um+sm]]>

为在该时段内每个时间粒度经过电池充电或放电操作后，最终提供给数据中心的可再生能源的功率；

对目标函数σ_A求极小值，用于使该时段可再生能源平滑化，从而使得经过电池充电或放电优化后的可再生能源波动方差最小，即求解如下所示的非线性约束优化问题，从而得到A：

minσA=1mΣi=1m(ai-μ)2]]> 1

以上目标函数各变量约束条件为：

∀i∈[1,m],0≤|si|≤0.9M,si≥00≤|si|≤ui,si<0]]>

∀i∈[1,m],0.1M≤|Σi=1ist|≤M]]>

其中M为配备的电能存储设备的最大容量；μ是u_i(i∈[1,m])的算术平均值，表示任取；

根据求出使目标函数中的σ_A达到最小值的电池充放电功率|s_i|，即可得到电能存储设备的充放电功率S。

4.根据权利要求1所述的一种数据中心可再生能源平滑化供电方法，其特征在于，所述步骤(3)中，负载延迟算法具体步骤如下：

计算任务负载数据集里各个任务要消耗的能源数量；

建立任务调度队列，将每个任务按其可延时时间从小到大排序，插入到任务调度队列中，其中可延时时间即剩余空闲时间，其定义为各个任务要求的最晚完成时间减去该任务需要的运行时间和当前时间；按先入先出顺序调度待调度队列中的各项任务，即对时间更为紧急的任务优先执行负载延迟算法，以此决定该任务实际的执行时间；

具体地，对于每个拟执行的任务，先判断其剩余空闲时间是否大于0，若剩余空闲时间不大于0，则无论可再生能源是否充足都必须立刻执行该任务；若剩余空闲时间大于0，选择在满足最迟开始时间的条件下、该任务能够最多地使用可再生能源的时段作为其最优执行时间。