[发明专利]一种数据中心可再生能源平滑化供电方法

摘要

本发明公开了一种数据中心可再生能源平滑化供电方法：可再生能源平滑化模块通过求解非线性约束优化问题得到电源存储设备的最佳充放电方案，使最终为数据中心供能的可再生能源在各时段(例如一小时)内的波动最小；负载适配模块是一种基于贪心算法的负载延迟方案，其在可再生能源平滑化的基础上，通过调度可延迟的负载实现最大化使用可再生能源的效果。本发明方法能够有效缓解可再生能源的波动性，并在可再生能源平稳供应情况下实现最大化地使用可再生能源。

主权项

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，按下述操作平滑该波动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；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＝(u₁ u₂ ... u_m)表示每个时间粒度上可再生能源发电总功率；S＝(s₁ s₂ ... 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：以上目标函数各变量约束条件为：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；(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；对可延迟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。