[发明专利]一种分布式数据中心算力与能流融合的综合能源系统优化调度方法

说明书

本发明提供了一种分布式数据中心算力与能流融合的综合能源系统优化调度方法，该方法包括以下步骤：S1建立分布式数据中心算力与能流融合的综合能源系统数学模型；S2建立包含经济性、安全性、清洁性的三个一级指标和若干个二级指标的综合能源系统运行评估指标体系；S3采用综合评价法确定各指标的综合权重；S4将运行成本最低、安全性最高、污染排放量最少作为三个目标函数，构建综合能源系统优化调度模型；S5将综合能源系统优化调度模型接入其数学模型，得到最优调度方法及结果。本发明将分布式数据中心纳入综合能源系统，从整体上对算力、电力、热力等其他能源综合进行优化调度，既减少了能源浪费，又增加了清洁能源的消纳量，提高系统灵活性。

技术领域

本发明属于综合能源系统领域，尤其涉及一种分布式数据中心算力与能流融合的综合能源系统优化调度方法。

背景技术

分布式数据中心作为集中式数据中心的升级方案，是下一代超高速网络的信息基础设施。我国目前提出加强新一代信息基础设施建设，即“新基建”，信息基础设施建设是其中的主要版块，如，以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施，以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施，以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。分布式数据中心已经成为未来工业园区基础设施建设中必不可缺少的一部分。但是分布式数据中心的引入，势必会大幅增加该地区耗电量，对该区域的综合能源系统规划和运行优化造成重大冲击。同时算力设备在运行时会产生大量的热量，如何利用这些热量也是人们关注的焦点之一。

虽然现阶段出现了很多利用算力设备余热作为热源为当地用户提供供暖或供热水服务的技术，但是在这些技术中，分布式数据中心在设计、规划、运行和控制层面往往独立于当地的区域综合能源系统，无法统筹兼顾，经常出现调控不及时、供需不匹配的情况。

本发明将分布式数据中心纳入综合能源系统中从整体上对算力、电力、热力等其他清洁能源进行统一优化调度，可以很好地解决调控不及时、供需不匹配等问题，减少能源浪费，提高系统灵活性。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，对分布式数据中心算力与能流融合的综合能源系统整体进行优化调度，本发明公开了一种分布式数据中心算力与能流融合的综合能源系统优化调度方法。

本发明具体采用如下技术方案：

一种分布式数据中心算力与能流融合的综合能源系统优化调度方法，包括以下具体步骤：

步骤S1建立分布式数据中心算力与能流融合的综合能源系统数学模型；

步骤S2建立包含经济性、安全性、清洁性的三个一级指标和若干个二级指标的综合能源系统运行评估指标体系；

步骤S3采用综合评价法确定各指标的综合权重；

步骤S4将运行成本最低、安全性最高、污染排放量最少作为三个目标函数，构建综合能源系统优化调度模型；

步骤S5将综合能源系统优化调度模型接入其数学模型，得到最优调度方法及结果。

进一步地，步骤S1所述的建立分布式数据中心算力与能流融合的综合能源系统数学模型，具体方法为：

基于图论对综合能源系统进行建模，将电厂、太阳能光伏板、分布式数据中心、变压器、热源、热力站、用户终端等设备连接处抽象成连接节点，两个节点之间线路均抽象成边，系统中每个设备依据实际系统数据简化为物理模型，建立综合能源系统拓扑结构。

更进一步地，对于单个能源变换装置，其输入IN和输出OUT的关系为：

OUT＝μ·IN (1)

式中，μ表示输入和输出之间的耦合系数；

对于包括多个能源变换装置和多种能源形式的综合能源系统，可以通过矩阵来描述输入与输出之间的关系：