【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统优化调度，具体为基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法及系统。
技术介绍
1、高效不间断电源和可持续能源系统对于实现数据中心的可持续性和环境友好性至关重要。以数字化为代表的科技革命和工业革命正在推动人类生活方式、生产方式和思维方式发生根本性变化。大量的数据需要被感知、存储、加密、传输、调用、计算和交易。全球数据量正以每年40％的平均速度增长。数据中心(dc)是操作集中电子信息设备的地方。dc作为数字基础设施的重要载体，其规模将不断扩大，“算力”将不断提升。因此，直流电的能耗和运行成本将继续上升。例如，一个典型的dc可以消耗25000户家庭的电力，并且它消耗的能量是相同大小的标准办公室的100-20倍。在中国，云计算的整体市场规模达到946.1亿元，增长32.4％，dc的整体能耗达到1200亿至1300亿千瓦时，约占中国总用电量的2％。在全球范围内，发展中国家将成为世界上最大的能源消费国，从2017年的3％上升到2025年的4.5％。
2、加快绿色直流建设，积极推进安全可控节能技术和可再生能源应用，将绿色发展理念贯穿直流建设各个环节，是当前我国乃至世界直流节能减排亟待解决的重要问题。谷歌、微软、雅虎和苹果已经在使用可再生能源为其dc供电，并减少对传统燃料的依赖。谷歌是第一家购买100％可再生能源以满足其全球运营(包括dc)年用电量的公司，以使其dc可持续发展。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其包括如下步骤，
4、通过传感器收集数据进行预处理；
5、基于预处理的数据构建基于数据中心的综合能源系统模型；
6、构建计算任务转移模型的目标函数以及约束条件；
7、将目标函数的优化问题转换为混合整数线性规划问题，并用分枝定界法求解。
8、作为本专利技术所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法的一种优选方案，其中：所述数据包括光伏机组数据、燃气轮机数据、吸收式制冷机数据、地源热泵数据、有机朗肯循环数据、燃气锅炉数据以及热交换器数据；
9、所述预处理包括将非数字形式的环境数据和操作数据转换为数字编码，对所有数据进行标准化处理，完成不同量纲数据的一致性，处理缺失值，对于时间序列数据，使用线性插值或样条插值填补缺失值，对于非时间序列数据，使用均值或中位数填补缺失值，去除异常值，通过3σ原则检测和去除异常值。
10、作为本专利技术所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法的一种优选方案，其中：所述基于数据中心的综合能源系统模型包括光伏机组模型、燃气轮机模型、吸收式制冷机模型、地源热泵模型、有机朗肯循环模型、燃气锅炉模型以及热交换器模型；
11、所述光伏机组模型，表达式为：
12、
13、
14、其中，f为光伏机组功率降额系数，npv为光伏机组的装机容量，gp为局部太阳辐射强度，gstc为标准试验环境下的太阳辐射密度，α为温度系数，tpv,p为光伏面板表面温度，tpv,stc是标准测试环境下光伏发电面板的温度，ta,p为环境温度，tpv,soc为标准工况下光伏发电的表面温度，ηe,pv为标准试验环境下的光伏效率，τ为光伏罩的太阳能透过率，β为太阳能吸收率，gsoc为标准太阳辐射强度，ta,soc为标准环境温度；
15、所述燃气轮机模型，表达式为：
16、ege＝fgeηge,e
17、qr＝fgeηge,qηhr
18、
19、其中，ege为燃气轮机的发电量，fge为天然气消耗量，qr为余热发电量，ηge,e，ηge,q，ηhr分别为燃气轮机的发电效率、余热效率和热回收效率，vge,gas为天然气量，lhvgas为天然气低热值；
20、所述吸收式制冷机模型，表达式为：
21、qra＝qac/copac
22、其中，qra为吸收式制冷机吸收的热量，qac为吸收式制冷机冷却输出，copac为性能系数；
23、所述地源热泵模型，表达式为：
24、
25、
26、其中，egshp,c和egshp,h分别是地源热泵在冷却和加热模式下的功耗，qgshp,c和qgshp,h分别是冷却和加热输出，copgshp,c和copgshp,h分别是在冷却和制热模式下的性能系数；
27、所述有机朗肯循环模型，表达式为：
28、eorc＝qorcηorc
29、其中，eorc为有机朗肯循环系统的输出功率，qorc、ηorc为分别为输入热量以及功率效率；
30、所述燃气锅炉模型，表达式为：
31、vb＝qb/ηblhvgas
32、其中，lhvgas为天然气低热值，vb为燃气锅炉天然气消耗量，qb、ηb分别为燃气锅炉输出热量以及炉热效率；
33、所述热交换器模型，表达式为：
34、qhx＝qrhηhx
35、其中，qhx为热交换器的输出热量，qrh、ηhx分别为热量输入以及热交换器的热效率。
36、作为本专利技术所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法的一种优选方案，其中：所述计算任务转移模型的目标函数，表达式为：
37、minatc＝ccap+com+cop
38、其中，ccap、com、cop分别为初始投资成本的年平均成本、组件的维护成本以及运营成本；
39、所述计算任务转移模型的目标函数包括年平均成本、ies的维护成本以及ies的运营成本，表达式为：
40、
41、
42、cop＝cgas+cgrid+ctax+cpe
43、其中，nm、cm分别为第m台设备的装机容量和单位投资成本，i、n分别为折现率以及设备使用寿命，l为设备数量，ε为投资成本的比例系数，cgas、cgrid分别为天然气成本和购电成本，ctax为碳税，cpe为光伏弃电的惩罚成本。
44、作为本专利技术所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法的一种优选方案，其中：所述天然气成本、购电成本、碳税以及光伏弃电的惩罚成本，表达式为：
45、
46、
47、
48、
49、其中，cgas是天然气价格，fgas,j是天然气每小时消耗量，cpe,j是电网每小时电价，egrid,j是从电网每小时购买的电力，是单位碳税，是二氧化碳每小时排放量，cpv是光伏废弃的单位罚款成本，分别是光伏每小时发电功率和直流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述数据包括光伏机组数据、燃气轮机数据、吸收式制冷机数据、地源热泵数据、有机朗肯循环数据、燃气锅炉数据以及热交换器数据；
3.如权利要求2所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述基于数据中心的综合能源系统模型包括光伏机组模型、燃气轮机模型、吸收式制冷机模型、地源热泵模型、有机朗肯循环模型、燃气锅炉模型以及热交换器模型；
4.如权利要求3所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述计算任务转移模型的目标函数，表达式为：
5.如权利要求4所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述IES运营成本包括天然气成本、购电成本、碳税以及光伏弃电的惩罚成本，表达式为：
6.如权利要求5所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述约束条件包括电能平衡约束、冷负荷平衡约束、热能平衡约束、燃气轮机设备容量约
7.如权利要求6所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述将目标函数的优化问题转换为混合整数线性规划问题是通过松弛原MILP问题得到线性规划问题，并利用单纯形法得到线性规划的非积分数值解，在IES优化模型中，等式αonNgeSge≤Ege≤NgeSge中由Nge、Sge两个决策变量引起的非线性项通过引入M的无穷大数转换为线性项，表达式为：
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法的系统，其特征在于：包括数据预处理模块、综合能源系统模型构建模块、计算任务转移模型构建模块以及优化求解模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述数据包括光伏机组数据、燃气轮机数据、吸收式制冷机数据、地源热泵数据、有机朗肯循环数据、燃气锅炉数据以及热交换器数据；
3.如权利要求2所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述基于数据中心的综合能源系统模型包括光伏机组模型、燃气轮机模型、吸收式制冷机模型、地源热泵模型、有机朗肯循环模型、燃气锅炉模型以及热交换器模型；
4.如权利要求3所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述计算任务转移模型的目标函数，表达式为：
5.如权利要求4所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述ies运营成本包括天然气成本、购电成本、碳税以及光伏弃电的惩罚成本，表达式为：
6.如权利要求5所述的基于数据中心负荷转移的能源系统优化调度方法，其特征在于：所述约束条件包括电能平衡约束、冷负荷平衡约束、热能平衡约束、燃气轮机设备容量约束；所述约束由燃气轮机模型、有机朗肯循环...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘润东，金鑫，钟掖，罗鸿轩，汤杰，潘廷哲，李洵，黄强，冯俊豪，王兴川，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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