基于多级能耗传递模型的机房数据中心能源利用分析方法与流程

技术特征：

1.一种基于多级能耗传递模型的机房数据中心能源利用分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、建立包括能源输入和能源利用的整个能量流动过程的机房数据中心多级能耗传递模型；

步骤2、根据步骤1所述的机房数据中心多级能耗传递模型，对机房数据中心的能源利用现状进行分析；

步骤3、基于能源利用现状分析，从能量输入和能量利用两个方面，挖掘机房数据中心的在能量输入方面和能量利用方面的薄弱环节；

步骤4、针对能源利用薄弱环节，从能量输入和能量利用两个方面，有针对性地提出机房数据中心的能源利用效率提升措施。

2.根据权利要求1所述的一种基于多级能耗传递模型的机房数据中心能源利用分析方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：

(1)根据能量守恒定律，建立机房数据中心多级能耗传递模型的能量流动公式如下：

E_I＝E_C+E_L

上式中，E_I表示能量输入，E_C表示能量消耗，E_L表示能量损耗；

机房数据中心多级能耗传递模型的能量输入主要为电能输入E_P，依据机房数据中心的类别不同，可分为直流电能输入和交流电能输入两类；

(2)建立机房数据中心多级能耗传递模型的能量消耗公式可表示为：

$E_C=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_i$

上式中，E_i(i＝1,2,...,n)表示数据中心各终端负荷的能量消耗；

(3)机房数据中心多级能耗传递模型的能量损耗主要为电能损耗，具体包括电能传输过程中的线路损耗和变压器损耗；

其中，线路损耗是电能流经导线时以热能形式散发的功率损失，计算公式如下：

$\mathrm{\Δ}p=R\frac{P^2+Q^2}{U^2}$

上式中，P、Q分别为流经路线的有功功率和无功功率；U为路线上与P、Q同一点测得的电压；R为线路的电阻，与导线的截面、导线的材料和线路的长度有关；

其中，变压器损耗是指电能流经变压器时以热能形式散发的功率损耗，计算公式如下：

ΔP_T＝P_Fe+P_cu＝P₀+β²P_k

上式中，P_Fe为铁损，P_cu为铜损，P₀为空载损耗，P_K为额定负载损耗，β为平均负载系数。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于多级能耗传递模型的机房数据中心能源利用分析方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：

(1)通过对机房数据中心的直流电能和交流电能的各能量来源的输出功率的分析，对机房数据中心的能量输入进行分析；

(2)通过对机房数据中心的直流数据中心和交流数据中心的能量消耗构成分析，对机房数据中心的能量利用进行分析；

(3)根据机房数据中心的能量输入和能量利用构成的分析结果，建立机房数据中心的能量流动模型，对机房数据中心的能量流动进行分析；

其中，数据中心的能量输入主要为电能，包括直流电能(g_d)和交流电能(g_a)；能量消耗主要为电能的消耗，由数据中心环境耗电量和IT设备耗电量(g_IT)组成，其中数据中心环境耗电量包括配电系统耗电量(g_dps)和空调系统耗电量(g_acs)；依据能量守恒定律，机房数据中心的能量流动模型如下：

$g_d+g_a=g_{dps}+g_{acs}+g_{IT}+g_{loss}=\underset{i=1}{\overset{3}{\Σ}}{g}_{dps}^i+\underset{j=1}{\overset{3}{\Σ}}{g}_{acs}^j+g_{IT}+g_{loss}$

上式中，i表示配电系统耗电设备编号，j表示空调系统耗电设备编号。

4.根据权利要求3所述的一种基于多级能耗传递模型的机房数据中心能源利用分析方法，其特征在于：所述步骤2的第(2)步的对机房数据中心的直流数据中心和交流数据中心的能量消耗构成分析分别为：

①直流数据中心能量消耗构成；

直流数据中心能量消耗主要为电能的消耗，由数据中心环境耗电量和IT设备耗电量组成，其中，数据中心环境耗电量包括配电系统耗电量和空调系统耗电量；

②交流数据中心能量消耗构成；

直流数据中心能量消耗主要为电能的消耗，由数据中心环境耗电量和IT设备耗电量组成，其中数据中心环境耗电量包括配电系统耗电量、空调系统耗电量和逆变器耗电量。