东南大学徐青山获国家专利权
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龙图腾网获悉东南大学申请的专利数据中心需求响应优化方法、装置、设备及存储介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115438490B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211085793.2,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权数据中心需求响应优化方法、装置、设备及存储介质是由徐青山;马振珲;杨永标设计研发完成,并于2022-09-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本数据中心需求响应优化方法、装置、设备及存储介质在说明书摘要公布了:本发明提供数据中心需求响应优化方法、装置、设备及存储介质,涉及电力经济领域。该数据中心需求响应优化方法,包括获取数据中心网络负载的特征、数据中心内设备的换热耦合关系以及数据中心IT设备和空调设备的运行特性;根据数据中心网络负载的特征对网络负载进行分类;根据数据中心内设备的换热耦合关系,构建数据中心热力学模型;建立IT设备和空调设备的能耗模型;根据对网络负载进行分类、数据中心热力学模型以及IT设备和空调设备的能耗模型,构建综合约束条件;基于数据中心的可调节潜力,结合数据中心IT设备和空调设备间存在的电热耦合关系,实现数据中心节能降耗和经济效益之间良好的平衡。
本发明授权数据中心需求响应优化方法、装置、设备及存储介质在权利要求书中公布了:1.一种数据中心需求响应优化方法,其特征在于,所述方法包括: 获取数据中心网络负载的特征、数据中心内设备的换热耦合关系以及数据中心IT设备和空调设备的运行特性; 根据数据中心网络负载的特征对网络负载进行分类; 根据数据中心内设备的换热耦合关系,构建数据中心热力学模型; 根据数据中心IT设备和空调设备的运行特性,建立IT设备和空调设备的能耗模型; 根据对网络负载进行分类、数据中心热力学模型以及IT设备和空调设备的能耗模型,构建综合约束条件; 根据综合约束条件并以数据中心运行成本和客户服务质量惩罚成本之和最小为目标,将数据中心的需求响应优化问题线性化为混合整数线性规划问题; 对混合整数线性规划问题进行求解,得到所述数据中心的优化需求响应策略; 所述数据中心IT设备的对流换热过程可以采用等效热阻模型来描述,满足如下关系式为 式中,为IT设备入口对流换热等效热阻,为IT设备的热容,表示t时刻IT设备的温度,表示t时刻IT设备的功率,表示t时刻设备机架中的空气温度,为IT设备平均比热容,为机架数量,为IT设备数量,为单个IT设备的质量,为单个空机架的质量; 对机架中的空气对流换热过程、冷通道和热通道中的空气对流换热过程以及冷热通道与墙壁表面换热过程分别进行建模,具体为 式中,为机架中空气的热容,为空气流量,为传热系数,为空气比热容,为t时刻冷通道的空气温度,为机房内可用空间体积,为空气的密度,为时间步长间隔; 式中,为冷通道中空气的热容,为冷通道与其墙壁表面的对流换热等效热阻,为t时刻IT设备的入口气流温度,为冷通道空间体积; 式中,为热通道中空气的热容,为热通道与其墙壁表面的对流换热等效热阻,为t时刻热通道的空气温度,为热通道空间体积; 式中,为t时刻冷通道墙壁温度,为t时刻热通道墙壁温度,为t时刻室外温度; 所述建立IT设备和空调设备的能耗模型具体为: IT设备功耗可以建模为IT设备资源利用率和入口气流温度的函数,满足如下关系式: 式中,为IT设备静态功率,为常数; 通过调整空调设备的功耗来提供灵活性以实现需求响应,空调设备功耗可以建模为热通道空气温度和入口气流温度的函数,满足如下关系式: 式中,为t时刻空调设备功率,为空调设备性能系数,系数越高说明空调能效越好,为t时刻空调送风温度; 所述对混合整数线性规划问题进行求解具体为: 以数据中心运行成本和客户服务质量惩罚成本之和最小为目标,具体包括: 式中,为数据中心总体运行成本,为客户服务质量惩罚成本,为整个调度周期长度,为t时刻的电价,为数据中心负荷削减的惩罚系数,为t时刻数据中心负荷削减量,为数据中心负荷时间迁移的惩罚系数,为t时刻数据中心负荷迁移量; 构建数据中心综合约束条件,具体包括: 交互式网络负载最大响应时间约束: 式中,为t时刻到达的网络负载等待处理的时间,为t时刻处理单位网络负载所需的时间,为IT设备单位时间可以处理的网络负载数量,为满足用户服务质量要求的最大延时时间; 批处理式网络负载最大响应时间约束: 式中,为t时刻l类型的批处理负载队列的长度,为t时刻到达的l类型的批处理负载,为t时刻正在处理的l类型的批处理负载,为l类型批处理工作负载的处理截止时刻; 空调送风温度约束: 式中,、分别为空调送风温度出力上下限; IT设备温度约束: 式中,为IT设备正常运行的温度上限; IT设备入口气流温度范围约束: 式中,为IT设备进口温度下限,为IT设备进口温度上限。
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