[发明专利]一种面向数据中心的能耗监测和碳排放核算的方法和装置

说明书

本发明公开了一种面向数据中心的能耗监测和碳排放核算的方法和装置，解决了现有技术无法精细化地认知数据中心设施机房各个设施设备的电能损耗和无效碳排放，其技术方案要点是：对采集的实时能耗数据进行预处理，获得等时间粒度下各目标设备的能耗报表；根据能耗报表计算各目标设备的碳排放总量，并根据碳排放总量计算目标设备中的IT设备的碳排放效率，根据碳排放总量和所述碳排放效率生成各目标设备的碳排放报表，将能耗报表和碳排放报表输入至深度神经网络模型进行预测，获得预测结果。本发明构建针对数据中心不同设施设备的碳排放核算方法，达到针对性地对高能耗设备进行精细化的碳排放跟踪，并为靶向节能减排提供认知基础。

技术领域

本发明涉及一种数据中心能耗监测和碳排核算领域，更具体地说，它涉及一种面向数据中心的能耗监测和碳排放核算的方法和装置。

背景技术

近年来由于数据中心设施规模增长迅速，2020年全国数据中心能耗约为1507亿千瓦时，约占全社会用电量的2％，约合二氧化碳排放量超过9千万吨；预计2035年数据中心能耗约将高达4505-4855亿千瓦时，约合二氧化碳排放量2亿吨，比2020年最高增长103％。

数据中心设施能效偏低和碳核算体系不完善问题将是实现“碳达峰”和“碳中和”目标的绊脚石。虽然规模效应是导致算力基础设施总能耗和总碳排放量的持续增长的原因之一，但是根据赛迪顾问统计，2019年中国数据中心能耗中，约有43％用于信息技术(IT)设备散热，成为无效损耗并导致无效碳排放。根据《2019中国企业绿色计算与可持续发展研究报告》指出，中国企业数据中心能效(PUE,等于数据中心总能耗与IT设备能耗的比值，其基准是2，越接近1表明能效越好)值有明显改善，但依然有85％的受访企业数据中心PUE值在1.5-2.0间，存在较大提升空间。同时，碳核算是一种测量工业活动向地球生物圈直接和间接排放二氧化碳及其当量气体的措施，是准确掌握我国碳排放变化趋势、有效开展各项碳减排工作的基本前提。数据中心的设施机房是一个配备了众多设施设备的综合体，其内部电/ 热损耗关系复杂，碳足迹涉及机房运营的各个环节。但是，我国碳排放核算体系还很不完善，缺乏适合我国国情且符合数据中心设施场景的碳核算规范和标准，难以完成对数据中心设施运营全过程碳排放的监测与核算，无法精细化地认知数据中心设施机房各个设施设备的电能损耗和无效碳排放，从而阻碍了靶向化能效提升和节能技术的研究与实施。

发明内容

本发明解决了现有技术无法精细化地认知数据中心设施机房各个设施设备的电能损耗和无效碳排放，本发明的目的是提供一种面向数据中心的能耗监测和碳排放核算的方法和装置。本发明通过对采集的实时能耗数据进行预处理，生成数据中心内各个目标设备的能耗报表，由于能耗与碳排放是具备映射关系的，能耗的产生必然会对应着碳排放的产生，以能耗报表中的数据来计算各目标设备的碳排放总量，由于数据中心设施的最终目的在于通过目标设备中的IT设备执行计算、存储等任务，只有消耗在IT设备上的电能才是实际产生价值的，由此而产生的间接碳排放也才是有效的，因此通过碳排放总量和IT设备所消耗的电能计算IT 设备的碳排放效率，以目标设备的碳排放总量和IT设备的碳排放效率生成碳排放报表，并将能耗报表和碳排放报表输入至深度神经网络模型中进行训练，从而得到预测结果，根据该预测结果为能耗与碳排提供两方面的信息，一方面，如果预测的电压、电流、功率、功率因数发生“越限”，则产生预警信息，提醒管人员对目标设备中的预警设备进行密切监控；另一方面，深度神经网络模型通过对目标设备的能耗与碳排放量进行预测，为管理者制定节能减碳策略、方针提供认知参考，从而提高数据中心设施能效，减少用于散热、照明等的无效电能损耗，可以有效降低总能耗和其对应的间接碳排量，达到针对性地对高能耗设备进行精细化的碳排放跟踪，并为靶向节能减排提供认知基础。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了一种面向数据中心的能耗监测和碳排放核算的方法，包括：

对数据中心进行解构，确定数据中心的各目标设备，以及各目标设备所对应的能耗参数；