[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

摘要

本发明公开了一种在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，主要包括以下步骤：计算本次能量分配的时间间隔；预测本次时间间隔内的可用能量；判断能量是否充足；基于合作博弈的理念对能量分配问题进行建模，并转化成一个带约束的优化问题；将该优化问题转化成其对偶问题；用梯度投影法解该对偶问题。在本发明中，角色主要分为用户与云服务提供商，与传统云计算不同的是，服务商在提供服务的同时要考虑到供能的特殊性。通过采集外界能量转化得到的电能是不稳定的，本发明考虑当转化的电能不足时如何将能量合理分配给各个用户。在此情形下，云服务提供商需要兼顾每个用户的需求，同时也要考虑到自己的成本，本发明用合作博弈来对此进行建模，并将其转变成一个带约束的优化问题，该优化问题的解即是对应的能量分配方案。

主权项

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,…,MEaloc,i＝Eavl(Δt)其中，Ealoc,i为第i个服务器上分配的能量，μi0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，si为服务器的频率，Ni为服务器上任务的个数，c为任务的执行频率，δi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.βi≥0,i＝1,2,…,M其中，M为服务器的个数，si为服务器的频率，c为任务的执行频率，δi为电路有效因子，Ni为服务器上任务的个数。