CN110912732A - 一种电网阻塞管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电网阻塞管理方法及系统，包括：当区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息时；区域零售商获取本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况；区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，并下达给各数据中心。本发明提供的技术方案基于数据中心网络负荷的迁移量缓解或消除电网阻塞，为市场环境下通过需求侧资源促进电网经济运行提供了技术保障，提高了电力市场运行效率，保障了电能交易计划的实现。
Description
技术领域
本发明涉及跨区域电网阻塞管理技术领域，具体涉及一种电网阻塞管理方法及系统。
背景技术
区域联网是未来电网的发展方向之一，跨区域电网的电气联系通常仅由若干条联络线连接，联络线上传输的功率可能很大，跨区域电网的输电阻塞不但会影响电力系统的安全性，而且会导致电力市场运行效率低下，使电能交易计划无法实现，影响资源的优化配置和利用。
随着需求侧管理概念的提出，需求侧开始有效参与到阻塞管理当中。现有的需求侧参与阻塞管理以时间尺度上的负荷调节为主。如根据阻塞价格对可控负荷和电动汽车充放电负荷进行综合调度，以避免出现负荷尖峰和配电系统阻塞；又例如有研究考虑了多目标与多时段下可中断负荷参与阻塞管理问题。
由于数据中心能耗与其所处理的数据网络负载有紧密联系，网络负载具有可调度性、调度的实时性、跨区域性，使得数据中心用电成为了一种跨区域可调的负荷资源。综上，数据中心用电作为一种跨区域可调的负荷资源，尚未在电网阻塞管理方面发挥作用，适合数据中心参与阻塞管理的机制和方法处于技术空白阶段，需要提出计及地理分布数据中心跨区域电负荷调节能力的阻塞管理流程与方法。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提出了一种考虑数据中心负荷空间转移的阻塞管理方法，采用网络负载的转移来代替电能的远距离传输，以此缓解或者消除区域联络线上的阻塞。通过优化地理分散的数据中心间数据网络负载的分配，从而改变原本可能发生阻塞的线路上的潮流情况，实现了缓解阻塞、最大化社会效益的目的，既使得区域零售商缴纳的阻塞费用降低，也使得数据中心可以通过接受调度获得收益。
本发明提供的一种电网阻塞管理方法，包括：
当区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息时；
区域零售商获取本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况；
区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，并下达给各数据中心；
其中，所述负荷的迁移量包括数据迁入量或数据迁出量。
优选的，所述区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息之前，包括：
各区域零售商向跨区域中心运营商上报负荷计划；
各区域零售商，获取跨区域中心运营商根据各区域零售商的负荷计划通过潮流计算得到网络阻塞情况。
优选的，区域零售商向跨区域中心运营商上报的负荷计划，包括：
区域零售商在指定时刻的负荷、区域内数据中心的总能耗以及数据中心内需要满足的约束条件；
所述数据中心内需要满足的约束条件，包括：服务器数量约束、服务器利用率约束、服务质量约束和网络负载量约束。
优选的，所述区域零售商在指定时刻的负荷，按下式计算：
L(i,t)＝Lother(i,t)+Pi,k(t)
式中：L(i,t)为区域i在t时刻的负荷；Lother(i,t)为区域i在t时刻除数据中心外的负荷；Pi,k(t)为数据中心k从区域i获得电力供应。
优选的，所述区域内数据中心的总能耗，按下式计算：
Pk(t)＝Pk.server(t)·PUEk
式中：Pk(t)为数据中心k的总能耗；Pk.server(t)为t时刻数据中心k内服务器总能耗；PUEk为数据中心k的电能利用效率；
其中，所述t时刻数据中心k内服务器总能耗Pk.server(t)，按下式计算：
式中：uk为数据中心k所有开机服务器的平均利用率；mk(t)为t时刻数据中心k内开机服务器的数量；
为服务器处于开机空闲状态时的能耗；
为服务器处于满载状态时的能耗。
优选的，所述跨区域中心运营商根据各区域零售商的负荷计划通过潮流计算得到网络阻塞情况，包括：
跨区域中心运营商基于各区域零售商的负荷计划求解预先构建的最优潮流模型，当不计线路损耗时，若电网系统内各节点的实时电价不相等，则电网发生阻塞；
求解最优潮流模型，得到网络阻塞时电网系统内各区域节点电价以及阻塞剩余；
其中，所述最优潮流模型是以总发电成本最小构建目标潮流函数，并为所述目标潮流函数构建约束条件。
优选的，所述本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况，包括：
开机服务器数量、单台服务器最大功率、电能利用效率值，以及在网络负载本地化处理原则下，本区域在各时段所承担的数据网络负载总量。
优选的，所述区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，包括：
基于参与阻塞管理后对应区域的电价、阻塞管理后各区域内所有数据中心的总功率和不考虑网络负载调度时各数据中心的功率，计算调出网络负载的数据中心的购电成本减少量；
基于阻塞发生区域所在的零售商基于协议议定的回报率计算给予调入网络负载的数据中心的激励费用；
基于阻塞费用、调出网络负载的数据中心的购电成本减少量和给予调入网络负载的数据中心的激励费用，计算各数据中心所承担的网络负载量；
基于各数据中心所承担的网络负载量得到各数据中心网络负荷的迁移量。
优选的，按下式计算各数据中心所承担的网络负载量：
式中：
为数据中心参与阻塞管理后区域i的电价；αi,k为区域i中调入网络负载的数据中心k参与阻塞管理后购电成本上升的回报率；
为阻塞管理后区域i数据中心k的总功率；
为不考虑网络负载调度时各数据中心的功率；
为数据中心参与阻塞管理后区域j的电价；Pij为区域i与区域j相连的互联线路上传输的电能；A为调出网络负载的数据中心的数量；B为调入网络负载的数据中心的数量；C为跨区域电网的区域全集。
优选的，按下式计算给予调入网络负载的数据中心的激励费用：
式中：Bincentive为给予调入网络负载的数据中心的激励费用；
为数据中心参与阻塞管理后区域i的电价；αi,k为区域i中调入网络负载的数据中心k参与阻塞管理后购电成本上升的回报率；
为阻塞发生区域中调入网络负载的数据中心k的总功率；
为不考虑网络负载调度时数据中心k的功率。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种电网阻塞管理系统，包括：
阻塞模块，用于当区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息时；
获取模块，用于区域零售商获取本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况；
计算模块，用于区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，并下达给各数据中心；
其中，所述负荷的迁移量包括数据迁入量或数据迁出量。
优选的，所述计算模块，包括：
调出计算单元，用于基于参与阻塞管理后对应区域的电价、阻塞管理后各区域内所有数据中心的总功率和不考虑网络负载调度时各数据中心的功率，计算调出网络负载的数据中心的购电成本减少量；
激励计算单元，用于基于阻塞发生区域所在的零售商基于协议议定的回报率计算给予调入网络负载的数据中心的激励费用；
负载量计算单元，用于基于阻塞费用、调出网络负载的数据中心的购电成本减少量和给予调入网络负载的数据中心的激励费用，计算各数据中心所承担的网络负载量；
迁移量计算单元，用于基于各数据中心所承担的网络负载量得到各数据中心网络负荷的迁移量。
优选的，按下式计算各数据中心所承担的网络负载量：
式中：
为数据中心参与阻塞管理后区域i的电价；αi,k为区域i中调入网络负载的数据中心k参与阻塞管理后购电成本上升的回报率；
为阻塞管理后区域i数据中心k的总功率；
为不考虑网络负载调度时各数据中心的功率；
为数据中心参与阻塞管理后区域j的电价；Pij为区域i与区域j相连的互联线路上传输的电能；A为调出网络负载的数据中心的数量；B为调入网络负载的数据中心的数量；C为跨区域电网的区域全集。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的技术方案，当区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息时；区域零售商获取本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况；区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，并下达给各数据中心。本发明提供的技术方案基于数据中心网络负荷的迁移量，即利用数据中心负荷可空间转移的特性缓解或消除电网阻塞，为市场环境下通过需求侧资源促进电网经济运行提供了技术保障，提高了电力市场运行效率，保障了电能交易计划的实现。
本发明提供的技术方案，在管理过程中整合了数据中心电负荷的需求侧资源，设置调度补偿费用和价格信号，通过剩余处理能力在总处理能力中的占比、调入网络负载在剩余处理能力中的占比确定激励回报率，进行各区域数据中心间网络负载的灵活分配，进而缓解或消除阻塞，为市场环境下通过需求侧资源促进电网经济运行提供了技术保障。
本发明提供的技术方案利用数据中心功率由于其处理的网络负载具有可转移特性而具有的空间维度上的调节灵活性。
附图说明
图1是本发明提供一种考虑数据中心负荷空间转移的阻塞管理方法流程图；
图2是含数据网络的跨区域电力市场结构；
图3是本发明提供的考虑数据中心负荷空间转移特性的电网阻塞管理方法的详细流程图；
图4是未采用/采用本发明提供的阻塞管理方法时各区域数据中心承担的网络负载总量对比；
图5是未采用/采用本发明提供的阻塞管理方法时区域零售商阻塞成本对比。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
如图1所示，本发明提供的一种电网阻塞管理方法，包括：
S1、当区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息时；
S2、区域零售商获取本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况；
S3、区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，并下达给各数据中心；
其中，所述负荷的迁移量包括数据迁入量或数据迁出量。
为方便叙述，定义调出网络负载的数据中心为A类数据中心；调入网络负载的数据中心为B类数据中心。
在如图2所示的含数据网络的跨区域电力市场结构下，区域电力零售商可与所辖区内及区外的数据中心进行信息交互，如虚线所示；各数据中心间通过数据网络彼此相连，如点划线所示，其中ISO表示独立系统运营商(independent system operator)。
基于图3对图1中本发明考虑数据中心负荷空间转移特性的电网阻塞管理方法进行具体说明。
S1、当区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息之前，包括；
(1)各区域零售商上报负荷计划；
(2)跨区域中心运营商通过潮流计算得出网络阻塞情况；
(3)判断是否发生阻塞；
(4)若未发生阻塞，电网按照原始的负荷计划执行，数据网络依据本地化原则执行；若发生阻塞，判断阻塞发生节点的位置与时段，确定区域节点电价、阻塞剩余等；
S2、区域零售商获取本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况，包括：
(5)根据反馈的阻塞价格等信息，数据中心向零售商传达自身的硬件运行参数及数据网络负载情况；
S3、区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，并下达给各数据中心，包括：
(6)零售商按照协议议定的回报率进行优化计算，得出各数据中心新的运行状态，并将数据网络负载调度指令下达给各数据中心；
(7)通过数据网络完成网络负载迁移；
(8)A类数据中心按阻塞管理后该区域的电价向零售商缴纳名义上的购电成本减少量；零售商向B类数据中心支付激励费用。
具体的，步骤(1)中，采用如下方法计算区域i在t时刻的负荷
L(i,t)＝Lother(i,t)+Pi,k(t)
式中：Lother(i,t)为区域i在t时刻除数据中心外的负荷；Pi,k(t)表示在区域i处有数据中心k从该区域获得电力供应。
以开机服务器的台数为关键因素建立数据中心的能耗模型。数据中心总能耗通过服务器能耗乘数据中心的典型电能利用效率(power usage efficiency，PUE)值得到。将t时刻数据中心k内开机服务器的数量记为mk(t)，则该时刻该数据中心内服务器总能耗为
式中：uk为数据中心k所有开机服务器的平均利用率；
和
分别为服务器处于开机空闲状态和满载状态时的能耗。将数据中心k承担的网络负载量和平均服务率记为λk和uk，则按下式计算平均利用率：
uk＝λk/(μkmk)
在得到服务器能耗后，数据中心k的能耗表示为：
Pk(t)＝Pk.server(t)·PUEk
数据中心内需要满足的约束条件包括：
如下式所示的服务器数量约束：
0＜mk＜Mk
如下式所示的服务器利用率约束：
0＜u＜1
如下式所示的服务质量(Quality of Service，QoS)约束：
如下式所示的网络负载量约束：
式中：Mk为数据中心k服务器总数；Λ(t)为t时段网络负载总和；D为网络用户所能接受的延时上限；K为数据中心总数。
步骤(2)、(3)、(4)中，通过求解最优潮流判断电网是否发生阻塞，在不计线路损耗的情况下，若系统内各区域节点电价不相等，则电网有阻塞发生。
所述最优潮流模型以最小化总发电成本为目标，如下式所示：
式中：ng为机组台数；n为区域个数；C(g,t)为第g台机组在时刻t的发电成本；P(g,t)为第g台机组在时刻t的发电量；
所述最优潮流模型的约束条件，如下式所示：
式中：P(t)为t时刻各机组出力构成的向量；Fij(t)为区域i、j间的联络线传输功率；Ploss.ij(t)为区域i、j间的线损；∑Ploss(t)为总网损；Pg.max为机组g的出力上限；Pg.min为机组g的出力下限；Fij.max为线路传输功率上限；A为机组与区域的对应矩阵；L(i,t)为区域i在t时刻的负荷。
通过求解最优潮流模型，可以得到系统内各区域节点电价。
在不计线路损耗的情况下，若系统内各区域节点电价不相等，则电网有阻塞发生。当发生阻塞时，若区域i从与区域j相连的互联线路上得到的电能为Pij，则相对应的由于网络阻塞造成的阻塞剩余Cij为：
Cij＝Pij·(ρi-ρj)
式中，ρi和ρj分别为区域i和j的区域边际价格，即区域节点电价。各区域节点电价利用最优潮流计算方法求得。在最优潮流计算过程中，区域i在t时刻的负荷记为L(i,t)。
在步骤(1)中，将各区域的电力负荷与区域内各数据中心承担的网络负荷建立了联系，而在本步骤中，基于各区域电力负荷L(i,t)的最优潮流，则将各数据中心承担的网络负荷反映在区域节点电价的变化上。
步骤(5)中，数据中心向零售商传达自身的硬件运行参数及数据网络负载情况，包括：开机服务器数量、单台服务器最大功率、数据中心的PUE值，以及在网络负载本地化处理原则下，各区域在各时段所承担的数据网络负载总量。
步骤(6)中，零售商按照协议议定的回报率进行优化计算，得出各数据中心新的运行状态，并将数据网络负载调度指令下达给各数据中心；而数据中心会根据数据网络负载调度指令调整开机服务器的数量。
优化计算的详细过程如下：
采用如下方法计算额外支付给B类数据中心的费用，若B类数据中心协助参与了阻塞管理，使得阻塞剩余可以减少或消失，则说明系统的运行效率得到了提高，此时可以从阻塞剩余的减少量中拿出一部分用以补偿数据中心的贡献。
额外支付给B类数据中心的激励费用是以下两部分之差：①给予B类数据中心的激励费用；②A类数据中心名义上的购电成本减少量。
①给予B类数据中心的激励费用计算方法如下：
协议议定的回报率通过剩余处理能力在总处理能力中的占比、调入网络负载在剩余处理能力中的占比确定，计算方法如下：
α＝α'·α”
α'与数据中心剩余处理能力负相关，反映了数据中心在本地网络负载处理任务轻重程度不同时接纳新调入的网络负载的意愿。依据该数据中心对到达其的数据网络负载量的预测，可以得到其剩余的处理能力。网络负载量越大，剩余的处理能力越小，参数α'随之升高。为了应对网络负载预测的不确定性以及规避过高的利用率对IT设备的不利影响，为各数据中心留出10％的网络负载处理能力作为缓冲区间，记η为剩余处理能力与总处理能力的比值。
按下式计算α'：
α'＝eλ'(1-η)(0.1≤η≤1)
α”与调入数据中心的网络负载量在其剩余处理能力中的占比ν正相关，反映了阻塞管理措施对数据中心剩余处理能力的影响程度，按下式计算α”：
α”＝eλ”ν(0≤ν≤1)
②A类数据中心名义上的购电成本减少量计算方法如下：
零售商根据以下目标函数进行优化计算，其中，区域i与区域j相连的互联线路上传输的电能Pij、阻塞管理后区域i数据中心k的总功率
以及各区域的电价均是受数据中心承担的网络负载量影响的变量。求解该目标函数的过程就是求解使该函数最小时各数据中心承担的网络负载量的过程，并在此基础上得到网络负载的迁移量。
式中，C为跨区域电网的区域全集；
和
分别为数据中心参与阻塞管理后区域i和j的电价；αi,k≥1，为区域i的B类数据中心k在协议中议定的参与阻塞管理后购电成本上升的回报率(补偿系数)；
为不考虑网络负载调度时各数据中心的功率。
通过应用所提出的考虑数据中心负荷空间转移特性的电网阻塞管理方法，图4为场景1、2在18:00-21:00中各区域承担的网络负载总量对比。
如图5所示对阻塞管理前后阻塞剩余进行对比，总阻塞剩余由1525.8美元降至104.5美元，降幅达到93％。发生阻塞的总时长由155分钟降至50分钟。额外支付给各B类数据中心的补偿费用累计为409.6美元。
综上所述，本发明的考虑数据中心负荷空间转移特性的电网阻塞管理方法，建立数据中心负荷参与的阻塞管理模型，既使得区域零售商缴纳的阻塞费用降低，也使得数据中心可以通过接受调度获得收益。由该模型的优化解为各时段内地理分散的数据中心间数据网络负载的最优分配方案，从而改变原本可能发生阻塞的线路上的潮流情况，达到缓解阻塞、最大化社会效益的目的。
本发明的理论创新和算法创新，包括：
(1)在利用地理分散的数据中心进行阻塞管理时，首次对给予调入网络负载的数据中心的激励措施进行设计，将调入网络负载的数据中心调度前后购电成本的增加量乘以回报率给予其激励，不仅使得阻塞费用降低，而且也使得调入网络负载的数据中心可以通过接受调度获得收益。
(2)首次将数据中心的处理能力这一指标与给予数据中心的激励补偿的回报率建立联系。回报率与剩余处理能力在总处理能力中的占比负相关，与调入网络负载在剩余处理能力中的占比正相关。
(3)首次提出调出网络负载的数据中心实际上仍需承担转出的网络负载对应的购电成本，以冲抵调入网络负载的数据中心购电成本的上升。一方面，转出部分网络负载后，调出网络负载的数据中心的功率得以降低；另一方面，随着阻塞的缓解或消除，调出网络负载的数据中心所在区域电价会有所下降。但实际上，区外的调入网络负载的数据中心是代替其完成了网络负载处理任务。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种电网阻塞管理系统，包括：
阻塞模块，用于当区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息时；
获取模块，用于区域零售商获取本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况；
计算模块，用于区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，并下达给各数据中心；
其中，所述负荷的迁移量包括数据迁入量或数据迁出量。
实施例中，所述计算模块，包括：
调出计算单元，用于基于参与阻塞管理后对应区域的电价、阻塞管理后各区域内所有数据中心的总功率和不考虑网络负载调度时各数据中心的功率，计算调出网络负载的数据中心的购电成本减少量；
激励计算单元，用于基于阻塞发生区域所在的零售商基于协议议定的回报率计算给予调入网络负载的数据中心的激励费用；
负载量计算单元，用于基于阻塞费用、调出网络负载的数据中心的购电成本减少量和给予调入网络负载的数据中心的激励费用，计算各数据中心所承担的网络负载量；
迁移量计算单元，用于基于各数据中心所承担的网络负载量得到各数据中心网络负荷的迁移量。
实施例中按下式计算各数据中心所承担的网络负载量：
式中：
为数据中心参与阻塞管理后区域i的电价；αi,k为区域i中调入网络负载的数据中心k参与阻塞管理后购电成本上升的回报率；
为阻塞管理后区域i数据中心k的总功率；
为不考虑网络负载调度时各数据中心的功率；
为数据中心参与阻塞管理后区域j的电价；Pij为区域i与区域j相连的互联线路上传输的电能；A为调出网络负载的数据中心的数量；B为调入网络负载的数据中心的数量；C为跨区域电网的区域全集。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (13)
1.一种电网阻塞管理方法，其特征在于，包括：
当区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息时；
区域零售商获取本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况；
区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，并下达给各数据中心；
其中，所述负荷的迁移量包括数据迁入量或数据迁出量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息之前，包括：
各区域零售商向跨区域中心运营商上报负荷计划；
各区域零售商，获取跨区域中心运营商根据各区域零售商的负荷计划通过潮流计算得到网络阻塞情况。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，区域零售商向跨区域中心运营商上报的负荷计划，包括：
区域零售商在指定时刻的负荷、区域内数据中心的总能耗以及数据中心内需要满足的约束条件；
所述数据中心内需要满足的约束条件，包括：服务器数量约束、服务器利用率约束、服务质量约束和网络负载量约束。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述区域零售商在指定时刻的负荷，按下式计算：
L(i,t)＝Lother(i,t)+Pi,k(t)
式中：L(i,t)为区域i在t时刻的负荷；Lother(i,t)为区域i在t时刻除数据中心外的负荷；Pi,k(t)为数据中心k从区域i获得电力供应。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述区域内数据中心的总能耗，按下式计算：
Pk(t)＝Pk.server(t)·PUEk
式中：Pk(t)为数据中心k的总能耗；Pk.server(t)为t时刻数据中心k内服务器总能耗；PUEk为数据中心k的电能利用效率；
其中，所述t时刻数据中心k内服务器总能耗Pk.server(t)，按下式计算：
式中：uk为数据中心k所有开机服务器的平均利用率；mk(t)为t时刻数据中心k内开机服务器的数量；
为服务器处于开机空闲状态时的能耗；
为服务器处于满载状态时的能耗。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述跨区域中心运营商根据各区域零售商的负荷计划通过潮流计算得到网络阻塞情况，包括：
跨区域中心运营商基于各区域零售商的负荷计划求解预先构建的最优潮流模型，当不计线路损耗时，若电网系统内各节点的实时电价不相等，则电网发生阻塞；
求解最优潮流模型，得到网络阻塞时电网系统内各区域节点电价以及阻塞剩余；
其中，所述最优潮流模型是以总发电成本最小构建目标潮流函数，并为所述目标潮流函数构建约束条件。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况，包括：
开机服务器数量、单台服务器最大功率、电能利用效率值，以及在网络负载本地化处理原则下，本区域在各时段所承担的数据网络负载总量。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，包括：
基于参与阻塞管理后对应区域的电价、阻塞管理后各区域内所有数据中心的总功率和不考虑网络负载调度时各数据中心的功率，计算调出网络负载的数据中心的购电成本减少量；
基于阻塞发生区域所在的零售商基于协议议定的回报率计算给予调入网络负载的数据中心的激励费用；
基于阻塞费用、调出网络负载的数据中心的购电成本减少量和给予调入网络负载的数据中心的激励费用，计算各数据中心所承担的网络负载量；
基于各数据中心所承担的网络负载量得到各数据中心网络负荷的迁移量。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，按下式计算各数据中心所承担的网络负载量：
式中：
为数据中心参与阻塞管理后区域i的电价；αi,k为区域i中调入网络负载的数据中心k参与阻塞管理后购电成本上升的回报率；
为阻塞管理后区域i数据中心k的总功率；
为不考虑网络负载调度时各数据中心的功率；
为数据中心参与阻塞管理后区域j的电价；Pij为区域i与区域j相连的互联线路上传输的电能；A为调出网络负载的数据中心的数量；B为调入网络负载的数据中心的数量；C为跨区域电网的区域全集。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，按下式计算给予调入网络负载的数据中心的激励费用：
式中：Bincentive为给予调入网络负载的数据中心的激励费用；
为数据中心参与阻塞管理后区域i的电价；αi,k为区域i中调入网络负载的数据中心k参与阻塞管理后购电成本上升的回报率；
为阻塞发生区域中调入网络负载的数据中心k的总功率；
为不考虑网络负载调度时数据中心k的功率。
11.一种电网阻塞管理系统，其特征在于，包括：
阻塞模块，用于当区域零售商得到跨区域中心运营商反馈的网络发生阻塞信息时；
获取模块，用于区域零售商获取本区域内的各数据中心的硬件运行参数及数据网络负载情况；
计算模块，用于区域零售商基于协议议定的回报率、阻塞费用计算各数据中心网络负荷的迁移量，并下达给各数据中心；
其中，所述负荷的迁移量包括数据迁入量或数据迁出量。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述计算模块，包括：
调出计算单元，用于基于参与阻塞管理后对应区域的电价、阻塞管理后各区域内所有数据中心的总功率和不考虑网络负载调度时各数据中心的功率，计算调出网络负载的数据中心的购电成本减少量；
激励计算单元，用于基于阻塞发生区域所在的零售商基于协议议定的回报率计算给予调入网络负载的数据中心的激励费用；
负载量计算单元，用于基于阻塞费用、调出网络负载的数据中心的购电成本减少量和给予调入网络负载的数据中心的激励费用，计算各数据中心所承担的网络负载量；
迁移量计算单元，用于基于各数据中心所承担的网络负载量得到各数据中心网络负荷的迁移量。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，按下式计算各数据中心所承担的网络负载量：
式中：
为数据中心参与阻塞管理后区域i的电价；αi,k为区域i中调入网络负载的数据中心k参与阻塞管理后购电成本上升的回报率；
为阻塞管理后区域i数据中心k的总功率；
为不考虑网络负载调度时各数据中心的功率；
为数据中心参与阻塞管理后区域j的电价；Pij为区域i与区域j相连的互联线路上传输的电能；A为调出网络负载的数据中心的数量；B为调入网络负载的数据中心的数量；C为跨区域电网的区域全集。
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|---|---|---|---|
| CN201911051828.9A CN110912732A (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 一种电网阻塞管理方法及系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
| CN110912732A true CN110912732A (zh) | 2020-03-24 |
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| CN (1) | CN110912732A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111461774A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-28 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种考虑市场力的输电网管理系统 |
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| CN106469337A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-03-01 | 西安交通大学 | 考虑跨区联络线约束的分区电力容量市场模型设计和定价方法 |
| CN106600080A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-04-26 | 东南大学 | 一种数据网络与电力网络耦合模型参与系统经济调度方法 |
| US10452127B1 (en) * | 2019-01-11 | 2019-10-22 | Lancium Llc | Redundant flexible datacenter workload scheduling |
-
2019
- 2019-10-30 CN CN201911051828.9A patent/CN110912732A/zh active Pending
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| CN111461774A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-28 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种考虑市场力的输电网管理系统 |
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