[发明专利]一种绿色数据中心综合供能系统设备容量的配置方法

说明书

本发明公开了一种绿色数据中心综合供能系统设备容量的配置方法，具体步骤为：建立绿色数据中心综合供能系统的能流体系；建立绿色数据中心综合供能系统的能流体系中的供能设备的数学模型；建立同时考虑绿色数据中心综合供能系统年总费用最低和碳排放量最少的目标函数；建立绿色数据中心综合供能系统优化配置的约束条件；按照所述能流体系、数学模型、目标函数和约束条件，建立绿色数据中心综合供能系统设备容量的配置优化模型；求解配置优化模型，得出系统配置结果并输出绿色数据中心综合供能系统的各项经济性费用、碳排放量和PUE值。本发明实现了绿色数据中心综合供能系统设备容量的优化配置，保证数据中心的绿色经济运行，市场应用前景广阔。

技术领域

本发明属于综合能源系统技术领域，具体地说是一种绿色数据中心综合供能系统设备容量的配置方法。

背景技术

随着物人工智能、大数据、智慧城市、互联网等技术的快速发展，会有海量的数据需要储存、加密、计算、和传输，数据中心的数量将呈现爆发式增长。而对于数据中心的运营商而言，单个数据中心每年的能耗费用就可能高达几千万元。

从能源供应侧看，目前数据中心能源供应形式单一，以市电为主，绿电供应比例和一次能源利用率比较低，造成了大量的碳排放，清洁能源的使用比例仍需提高。进而，如何降低数据中心的能耗成本，提高能源利用率，实现可持续发展，成为了数据中心目前亟待解决的问题。

近年来，随着分布式能源技术的不断发展，综合能源系统逐渐成为能源行业的研究热点。综合能源系统通过冷热电联产，对能源梯级利用，具有绿色环保，能源配置灵活等特点。因此，综合能源系统与传统电力技术的深度融合已成绿色数据中心发展的必然趋势。综合能源系统的设计包括原动机、储能器、制冷机组等系统设备的类型的选择，以及设备容量的确定这些设备的最佳容量是一项复杂的任务，冷热电负荷的变化以及设备和燃料的价格都是设计中需要考虑的因素。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种绿色数据中心综合供能系统设备容量的配置方法，该配置方法在提出绿色数据中心综合供能系统的供能方式的基础之上，完善系统的数学优化模型，给出设备容量的优化配置结果。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种绿色数据中心综合供能系统设备容量的配置方法，其特征在于：将数据中心和综合供能系统结合在一起，建立数据中心供能设备的数学模型，以系统经济性和环保性为目标函数、结合约束条件，得到了供能设备容量的优化配置结果和数据中心的电能利用效率值PUE；具体步骤为：

步骤一：建立绿色数据中心综合供能系统的能流体系；

步骤二：建立绿色数据中心综合供能系统的能流体系中的供能设备的数学模型；

步骤三：建立同时考虑绿色数据中心综合供能系统年总费用最低和碳排放量最少的目标函数；

步骤四：建立绿色数据中心综合供能系统优化配置的约束条件；

步骤五：按照所述能流体系、数学模型、目标函数和约束条件，建立绿色数据中心综合供能系统设备容量的配置优化模型；

步骤六：求解配置优化模型，得出系统配置结果，并输出绿色数据中心综合供能系统的各项经济性费用、碳排放量和PUE值。

所述步骤一中的能流体系中，燃气内燃机、电网提供的市电和光伏发电满足数据中心的电负荷需求；燃气内燃机在运行的过程中，会产生大量高温高压的烟气和缸套水，分别供给吸收式制冷机和换热器；离心式制冷机消耗电能产生冷能，和吸收式制冷机一起满足数据中心的制冷需求；若换热器产生的热量满足不了办公区域的需求则加入燃气锅炉进行补充。

所述步骤二中的供能设备的数学模型包括光伏发电模型、燃气内燃机模型、离心式制冷机模型、吸收式制冷机模型、换热器模型和燃气锅炉模型，具体地，