[发明专利]一种分布式数据中心算力和能源流的协同调度系统与方法

说明书

本发明公开了一种分布式数据中心算力与能源流的协同调度系统及方法。该系统包括数据处理模块、余热供热模块和动态控制模块。数据处理模块包括机柜、高性能处理器，数据处理模块部署到人员聚集地，为客户提供HPC云服务；余热供热模块回收数据处理模块的废热并将其作为热源来提供供热或供生活热水服务；动态控制模块通过区块链技术将分布式数据中心联系在一起，形成一个虚拟交易区块链平台，该平台采集用户计算和用能需求，对数据中心计算资源做统一调度。该系统不仅能减少土地资源的占用，利用处理器余热来提供暖气或生活热水服务，既节能环保又能保障计算机的稳定运行；同时可对资源进行统一调度，增加系统运行的安全性、及时性、灵活性和可行性。

技术领域

本发明属于分布式能源及信息网络交叉领域，具体涉及一种分布式数据中心算力和能源流的协同调度系统与方法。

背景技术

数据中心的快速增加面临着三个巨大的问题：冷却、运维、绿色能源。现如今，数据中心消耗了世界2％的电力，其中更是高达50％用于处理器的冷却，而且数据中心的用电量每五年翻两倍。目前，针对集中式数据中心散热慢、耗电量大的问题，一般采用改善换热方式的方法，但是这些方法都存在投资成本大、改善效果不明显的缺点。此外，有些人提出了将集中式数据中心改成分布式数据中心的概念，并对分布式数据中心散发的余热进行利用来进行供热，但是现有系统都是只从算力的角度进行调度，缺乏协同规划调度的概念。

发明内容

为解决集中布置数据中心占地资源多、冷却困难及余热资源浪费严重等问题，本发明的目的是提供一种分布式数据中心算力和能源流的协同调度系统与方法，在解决这些问题的同时，通过对算力和能源流进行协同调度，增加了分布式数据中心架构的可行性和可靠性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种分布式数据中心算力和能源流的协同调度系统，包括数据处理模块、余热供热模块和动态控制模块；

数据处理模块包括机柜、高性能处理器(加热功率500W以上，倍频3.6GHz及以上且支持超线程技术的处理器)，部署到小区、学校、研究机构等人员聚集地，为客户提供HPC云服务；

余热供热模块回收数据处理模块的废热作为热源来提供供暖气或生活热水服务；

动态控制模块通过区块链技术将分布式数据中心联系在一起，形成一个虚拟交易区块链平台，虚拟交易区块链平台采集用户的计算需求和用能需求，对分布式数据中心的计算资源做统一调度，并保证信息传递的安全性和及时性。

上述技术方案中，进一步地，所述高性能处理器装在机柜中，并都经过供暖式改装，高性能处理器主板上连有散热设备，可实现芯片的快速散热。

进一步地，所述余热供热模块包括换热系统和供热系统；换热系统包括余热回收器和板式换热器组成，余热回收器用于回收热量，板式换热器用于将回收的热量传递到供热系统中；供热系统包括蓄热装置、电加热装置、供暖管道和供热水管道，蓄热装置用于在热量过多时储存多余的热量，在热量不够时释放热量，电加热装置用于在回收的热量不够且蓄热装置储存的热量也不够时用于提高水温。

进一步地，所述供暖管道和供热水管道上分别设有电动阀门1、电动阀门2，通过控制电动阀门1和电动阀门2的开度来满足用户供暖和供热水需求的不同比例。

所述虚拟交易区块链平台中每个分布式数据中心都是一个区块链节点，用于提供计算服务和用能服务。

所述动态控制模块中的虚拟交易区块链还包括用户需求接受系统、用户需求数据预处理系统和协同优化调度系统，另外还设有输送管道控制系统、蓄热装置控制系统和电加热装置控制系统；