面向柔性变电站接入的数据中心园区配电网经济运行方法与流程

文档序号:24067820发布日期:2021-02-26 13:47阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种面向柔性变电站接入的数据中心园区配电网经济运行方法,其特征在于,包括如下步骤:1)根据选定的由柔性变电站供电的数据中心园区配电网,输入配电网基本参数信息,包括:柔性变电站的接入位置和容量、数据中心园区交直流配电网络拓扑及参数信息、各数据中心的接入位置及数据负载变化曲线、储能接入位置及容量、负荷接入位置及功率变化曲线、光伏电站接入位置及出力曲线、系统基准电压和基准功率;2)依据步骤1)提供的数据中心园区配电网基本参数信息,建立数据中心灵活运行调度策略,包括:基于动态电压频率调节的数据中心功耗建模、延迟敏感型数据负载处理约束、延迟容忍型数据负载时空调度约束;3)建立基于柔性变电站的数据中心园区节能降损模型,包括:设定数据中心园区配电网运行费用最小为目标函数,分别考虑柔性变电站运行约束、数据中心灵活调度策略、储能系统运行约束、光伏电站运行约束、交直流配电网络运行约束;4)将步骤3)得到的基于柔性变电站的数据中心园区节能降损模型进行求解,输出求解结果,包括:数据中心园区配电网的运行成本、柔性变电站的传输功率和各数据中心的数据负载调度策略。2.根据权利要求1所述的面向柔性变电站接入的数据中心园区配电网经济运行方法,其特征在于,步骤2)所述的基于动态电压频率调节的数据中心功耗建模表示为:式中,表示t时段节点i处数据中心消耗的有功功率;表示t时段节点i处数据中心内服务器消耗的有功功率;表示t时段节点i处数据中心内冷却设备消耗的有功功率;表示t时段节点i处数据中心内辅助供电设备消耗的有功功率;pue
i
为数据中心节点i的电能利用效率;m
i,k
表示节点i处数据中心运行的k型服务器总数;n
k
表示数据中心内服务器类型总数;表示t时段节点i处数据中心每台k型服务器消耗的有功功率;表示节点i处数据中心每台k型服务器消耗的固定功率;表示t时段节点i处数据中心每台k型服务器cpu消耗的有功功率;c1表示服务器cpu功耗系数;表示t时段节点i处数据中心k型服务器cpu的工作频率;表示t时段节点i处数据中心k型服务器cpu的工作电压;μ
i,k,t
表示t时段节点i处数据中心k型服务器cpu的利用率;n
ρ
表示数据负载类型总数;d
i,k,ρ,t
表示t时段节点i处数据中心中k型服务器处理的ρ类型数据负载量;μ
i,k,t
表示t时段节点i处数据
中心k型服务器的服务效率;服务器cpu都有离散可调的工作电压及工作频率,实际运行中,cpu可以在给定的几个频率中进行选择和调节,相同类型的服务器的cpu工作电压和服务效率μ
i,k,t
均与工作频率成正比,则数据中心服务器cpu能耗进一步表示为:式中,c2表示cpu功耗系数;n
s
表示服务器cpu工作频率档位数;a
i,k,t,s
表示t时段节点i处数据中心k型服务器cpu的s档工作频率标志位;表示节点i处数据中心k型服务器cpu的s档工作频率,d

i,k,t
表示t时段节点i处数据中心每台k型服务器处理的数据负载量;引入辅助变量b
i,k,t,s
=a
i,k,t,s
d

i,k,t
对服务器cpu功耗模型进行线性化处理,进一步表示为:式中,b
i,k,t,s
表示与t时段节点i处数据中心内k型服务器处理的数据负载量关联的辅助变量;m是表示任意一个数值大于服务器数据计算效率的常数。3.根据权利要求1所述的面向柔性变电站接入的数据中心园区配电网经济运行方法,其特征在于,步骤2)所述的延迟敏感型数据负载处理约束表示为其特征在于,步骤2)所述的延迟敏感型数据负载处理约束表示为式中,n
δ
表示前端服务器个数;n
k
表示数据中心内服务器类型总数;d
i,ρ,t
表示t时段节点i处数据中心处理的ρ类型数据负载量;λ
i,δ,ρ,t
表示t时段前端服务器δ向节点i处数据中心
传输的ρ类型数据负载量;μ
i,k,t
表示t时段节点i处数据中心每台k型服务器数据计算效率;表示t时段节点i处数据中心k型服务器的cpu工作频率;d
i,k,ρ,t
表示t时段节点i处数据中心中k型服务器处理的ρ类型数据负载量;m
t,k
表示节点i处数据中心运行的k型服务器总数;d
ρ
表示ρ类延迟敏感型数据负载的延迟容忍时间;c3表示服务器计算性能系数。4.根据权利要求1所述的面向柔性变电站接入的数据中心园区配电网经济运行方法,其特征在于,步骤3)所述的数据中心园区配电网运行费用最小为目标函数表示为:式中,f表示目标函数,f
idc
表示数据中心的用电费用;f
ess
表示储能调度费用;n
t
表示总时间段数;n
n
表示网络节点总数;表示t时段中压交流节点i处柔性变电站注入的有功功率;表示t时段数据中心园区内节点i处储能注入的有功功率;c
t
表示t时段系统电价;表示t时段储能的单位调度成本。5.根据权利要求1所述的面向柔性变电站接入的数据中心园区配电网经济运行方法,其特征在于,步骤3)所述的柔性变电站运行约束表示为式中,和分别表示t时段节点i、j、k和g处柔性变电站注入的有功功率;η1、η2和η3分别表示柔性变电站内ac/dc换流器、dc/dc换流器以及dc/ac换流器的损耗系数;表示t时段柔性变电站内ac/dc换流器直流侧输出的有功功率;和表示t时段柔性变电站内dc/dc换流器输入和输出的有功功率;表示t时段柔性变电站内dc/ac换流器直流侧输入的有功功率;和分别表示t时段节点i和g处柔性变电站注入的无功功率;和分别表示柔性变电站内ac/dc换流器交流侧输出的无功功率上下限;和分别表示柔性变电站内dc/ac换流器交流侧输出的无功功率上下限;和分别表示柔性变电站内ac/dc换流器、dc/dc换流器和dc/ac换流器容量;
由于公式(6)中含有绝对值项,引入辅助变量和进行线性化,并增加约束:式中,和分别表示t时段柔性变电站内ac/dc换流器、dc/dc换流器以及dc/ac换流器的有功功率损耗。
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