[发明专利]考虑数据中心时空迁移特性的源荷协同网络弹性提升方法

说明书

本发明公开了考虑数据数控迁移特性的源荷协同网络弹性提升方法，该方法包括：获取预测数据与网络参数；将数据中心时空迁移特性与能耗管理机制相结合，构建互联数据中心时空迁移模型；考虑电力平衡约束、线路潮流约束、火电机组运行约束、光伏电站运行约束、储能运行约束以及数据中心时空迁移约束，提出灾前预防‑灾中紧急调控的两阶段优化策略；在灾前预防阶段，以网络载荷均衡和运行经济性为目标函数进行多目标优化；在灾中紧急调控阶段，以负荷削减最优为目标对火电机组出力和数据中心运行进行调整。进一步提高数据中心参与电力时空调度的潜力，进一步提升网络弹性。

技术领域

本发明涉及电力系统弹性协调技术领域，具体涉及考虑数据中心时空迁移特性的源荷协同网络弹性提升方法。

背景技术

电力系统弹性是指电力系统应对极端事件预防与抵御的能力，当前弹性提升措施主要包括发电侧调度和需求侧响应两方面。然而，极端气象灾害的日益频发会加重电网大面积停电的风险，给电网安全稳定运行带来巨大的挑战；与此同时，高比例可再生能源逐步替代传统火电将会严重挑战电力系统应对强不确定性的能力，而负荷侧的柔性资源参与电力调度有利于提升电力系统的灵活性与网络弹性。因此，在极端事件的场景下，将发电侧调度与负荷侧响应相结合以减少负荷削减损失，对提升网络弹性具有重要意义。

随着数字新基建的不断推进，广泛分布在空间各处的新型资源为负荷调度提供了新途径。这些资源可通过在广域网络中的转移实现电力的空间迁移。全球网络流量在数字经济时代的推动下呈现爆发式增长，数据处理需求的激增促使数据中心成为了主要的电力负荷之一。2016年全球数据中心消耗了大约416TWh的电能，约占全球电力总消耗的3％，且仍以较快的速度不断增长；2021年北京市数据中心总功率约占全市平均供电负荷的8％。因此，数据中心作为一种体量庞大、增长迅猛的时空灵活性负荷，充分挖掘其在电网弹性提升中的潜力有着重要的意义。

发明内容

针对上述背景技术中提到的电力系统网络弹性提升问题，本发明提供考虑数据中心时空迁移特性的源荷协同网络弹性提升方法，将数据中心时空迁移特性与能耗管理机制相结合，建立互联数据中心时空迁移模型，利用火电机组、互联数据中心、储能电站、光伏电站等灵活性资源提出灾前预防-灾中紧急调控的两阶段优化策略，验证数据中心负荷的时空灵活性在电网调度应用中的有效性，利用传统电力网络调控系统外的灵活性资源提高网络弹性。

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：

考虑数据中心时空迁移特性的源荷协同网络弹性提升方法，所述方法包括：

获取预测数据与网络参数，所述预测数据包括光伏出力预测数据和负荷预测数据，所述网络参数包括数据中心、线路和储能运行的参数；

将数据中心时空迁移特性与能耗管理机制相结合，构建互联数据中心时空迁移模型；

基于所述互联数据中心时空迁移模型构建数据中心时空迁移约束，考虑电力平衡约束、线路潮流约束、火电机组运行约束、光伏电站运行约束以及储能运行约束，提出灾前预防-灾中紧急调控的两阶段优化策略；

在灾前预防阶段，以网络载荷均衡和运行经济性为目标函数进行多目标优化；

在灾中紧急调控阶段，以负荷削减最优为目标对火电机组出力和数据中心运行进行调整。

作为本发明的一种优选方案，所述数据中心时空迁移特性具体为计算任务处理的优先级和数据中心的云端互联趋势分别赋予的数据中心负荷在时间与空间上迁移的能力，数据中心间的计算任务重分配是数据中心参与电力时空调度的基础。

作为本发明的一种优选方案，所述能耗管理机制具体为将数据中心动态电压频率调节DVFS与动态集群服务器配置DCSC相结合得到的DVFS-DCSC能耗管理，可进一步提高数据中心参与电力时空调度的潜力。