[发明专利]考虑数据负载不确定性的数据中心供能系统经济运行方法

说明书

一种考虑数据负载不确定性的数据中心供能系统经济运行方法：根据数据中心园区配电网，输入交直流配电网络拓扑及参数信息，数据子中心的接入位置、服务器设备参数及数据负载的历史变化曲线，电力负荷接入位置及功率预测曲线，分布式电源接入位置、类型、容量及出力预测曲线，储能系统接入位置和容量，柔性变电站接入位置和容量，系统基准电压和基准功率；建立数据中心供能系统经济运行的确定性优化模型，得到其紧凑形式；建立考虑数据负载不确定性的数据中心供能系统经济运行的分布鲁棒优化模型；求解数据中心分布鲁棒优化模型，输出各数据中心的服务器设备调度策略及园区运行总成本。本发明有效减小了不确定性环境下数据负载的丢弃成本。

技术领域

本发明涉及一种数据中心供能系统经济运行方法。特别是涉及一种考虑数据负载不确定性的数据中心供能系统经济运行方法.

背景技术

随着互联网技术的快速发展，数据中心(Internet data center,IDC)的规模和数量正在迅速扩大，逐渐成为有源配电网中的重要电力用户，大大增加了用电负荷量。据统计，数据中心的功耗已占全球总供电量的1.3％以上，在中国则占2.35％以上，如何有效实现数据中心的节能降损运行已成为亟待解决的问题。

由于数据中心中IT服务器通常为直流供电设备，采用直流供电方式将有效提高数据中心的运行效率。柔性变电站是基于电力电子装置的新型柔性配电设备，通过多种交直流变换环节可以实现多电压等级、交直流多电能形态配电网的柔性互联。基于与柔性变电站相连的直流环节，进行数据中心的高效集成与供电，柔性变电站通过改善中低压交直流配电网的潮流分布，以降低数据中心的运行损耗。而且，数据中心在时间尺度上可以灵活转移具有较长容忍服务延迟的数据负载，在空间维度上可以调节数据中心负荷从而达到平衡地区负荷的效果，因此，考虑数据中心的时间和空间负载调节潜力，可将数据中心作为一种需求侧响应资源，通过源-网-荷-储协调配合，进一步提高数据中心园区的运行经济性。

国内外已经开展了数据中心用电特性和灵活调度的研究，主要集中在基于价格的数据中心需求响应上，通过电价信号引导数据中心负载的时间分布，以平衡区域负载。但在考虑数据负载不确定性实现数据中心节能降损方面仍然存在挑战。需要考虑数据中心的时间尺度负荷调节潜力，并与柔性变电站协调配合，使得数据中心园区能够适应实际的数据负载波动。因此，急需一种考虑数据负载不确定性的数据中心供能系统经济运行方法，通过在时间尺度上灵活调度数据负载，实现不确定性运行环境下数据中心园区经济高效运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够保证数据中心园区的经济高效运行的考虑数据负载不确定性的数据中心供能系统经济运行方法。

本发明所采用的技术方案是：一种考虑数据负载不确定性的数据中心供能系统经济运行方法，包括如下步骤：

1)根据选定的柔性变电站供电的数据中心园区配电网，输入数据中心供能系统的交直流配电网络拓扑及参数信息，数据子中心的接入位置、服务器设备参数及数据负载的历史变化曲线，电力负荷接入位置及功率预测曲线，分布式电源接入位置、类型、容量及出力预测曲线，储能系统接入位置和容量，柔性变电站接入位置和容量，系统基准电压和基准功率；

2)依据步骤1)提供的数据中心供能系统参数信息，建立数据中心供能系统经济运行的确定性优化模型，包括：设定数据中心园区供能系统购电费用最小为目标函数，考虑数据中心功耗约束、延迟敏感型数据负载处理约束、延迟容忍型数据负载时间调度约束、柔性变电站运行约束、储能系统运行约束、交直流配电网络运行约束；

3)依据步骤2)得到的数据中心供能系统经济运行的确定性优化模型，得到确定性优化模型的紧凑形式；

4)依据得到的数据中心供能系统经济运行的确定性优化模型的紧凑形式和数据负载的历史变化曲线，得到数据负载的不确定性典型场景集，建立考虑数据负载不确定性的数据中心供能系统经济运行的分布鲁棒优化模型；