[发明专利]一种数据中心中CCHP系统的运行方法及系统

说明书

本发明公开了一种数据中心中CCHP系统的运行方法及系统，所述方法包括：获取数据中心DC在时间槽的数据负荷到达量；将所述数据负荷到达量带入预先构建的数据中心负荷模型，获得各种能源的需求量；所述数据中心负荷模型是基于数据中心负荷的用电需求与用冷需求进行构建。本发明考虑了数据中心中数据负荷处理量与用电需求和用冷能量需求的关系，该技术方案适用于数据中心，提高了电力系统能效。

技术领域

本发明涉及电力需求侧管理的需求响应技术领域，具体涉及一种数据中心中CCHP系统的运行方法及系统。

背景技术

随着大数据、云计算及“互联网+”的发展.数据中心(Data Centers,DC)在数量与规模上面临着爆发式增长。高能耗、高能源成本已经成为DC运营商面临的重要挑战之一。针对DC的各种节能技术已成为产业界和学术界关注的热点，基于各时刻的数据负荷处理量动态调整DC中IT设备等耗能组件的功率是DC节能的主要思路之一。此外，大型数据中心作为高能耗基础设施，在实际规划、建设过程中当地电网能够提供的最大电力容量往往是限制项目可行性、建设周期的关键因素之一。冷热电三联供(Combined Cooling,Heating andPower,CCHP)为DC的建设和后期运营带来了新的理念。CCHP系统通过各种一次能源转换技术的集成运用，在一个区域内可为用户同时提供电、热、冷等多种能量，实现能源的梯级、高效利用，在电力资源供应紧张的地区，CCHP可以为DC提供一种新的能源解决方案。

目前，关于CCHP系统的优化运行已有广泛研究，如宋宏升发表名称为北京某数据中心CCHP系统运行策略优化研究的文献中，提出了一种CCHP系统的优化运行策略，但这些优化策略对其供能负荷的影响考虑单一，导致现有优化策略并不适用于数据中心负荷。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种数据中心中CCHP系统的运行方法，包括：

获取数据中心DC在时间槽的数据负荷到达量；

将所述数据负荷到达量带入预先构建的数据中心负荷模型，获得各种能源的消耗量；

所述数据中心负荷模型是基于数据中心负荷的用电需求与用冷需求进行构建；

其中，所述能源包括天然气和电力。

优选的，所述数据中心负荷模型的构建，包括：

基于数据中心的设备运行参数、数据负荷到达量、用电需求和用冷需求，同时考虑成本最低构建目标函数和多个约束条件；

所述约束条件包括：压缩式制冷机的功耗约束、燃气轮机的发电功率约束、燃气轮机用于驱动吸收式制冷机产生制冷量的约束、吸收式制冷机的功率约束、功率平衡约束和制冷需求约束；

所述数据中心的设备包括边缘交换机、聚合交换机、核心交换机和服务器。

优选的，所述功率平衡约束，如下式所示：

式中：是DC中IT设备在时间槽t的功耗；是压缩式制冷机在时间槽t的功耗；p_others是DC中其它设备的功耗；是DC在时间槽t向外电网购买的功率；是燃气轮机在时间槽t的发电功率。

优选的，所述DC中IT设备在时间槽t的功耗如下式所示：

式中：λ^t是DC在时间槽t的数据负荷到达量；α为当以M/M/1排队模型描述数据负荷在DC中的被处理时间时，DC在数据负荷处理延迟界限下的处理单位数据负荷所需的功耗；

所述处理单位数据负荷所需的功耗α，按下式计算：