一种移动式数据中心的制作方法

本发明涉及数据传输领域，特别涉及一种移动式数据中心。

背景技术：

1、面对边缘数据中心高密度、广分布、靠近用户侧的部署需求，电力系统提出了一种将变电站和数据中心站集成的新模式，并将其命名为“数据中心型变电站”。数据中心型变电站提倡利用电力企业变电站闲置的人力、电力、土地等资源，建设数据中心、储能站、充(换)电站、5g通信基站等功能站，全面承载电网业务数据，满足日益增长的数据存储、融通和增值运营需求。数据中心型变电站具有供电方便、地域分布广泛、布点位置密集等优势，是边缘数据中心选址建设的最佳选择。此外，数据中心型变电站是典型的综合能源系统载体，站内涵盖冷、热、电以及储能模块，涉及多种能源形式，运行情况复杂，其稳定、经济运行相关理论、方法和技术有待深入研究。

2、现在数据中心因功耗较大且固定设置某一位置，使整个数据中心不能更好的实现其功能，因此需要寻求一种能够提升数据中心可移动性，甚至实现便携并且低功耗。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

2、本发明提供一种移动式数据中心，包括液冷控制模块，所述液冷控制模块根据实际工况对液冷装置的冷量调节降低功耗；

3、液冷控制模块根据实际工况下液冷装置中冷量调节对所述液冷装置进行控制的过程为：

4、(1)构建优化调度模型；

5、(2)确定优化变量约束函数g，

6、(3)根据神经网络建立优化调度模型；

7、(4)建立优化调度模型后，采用线性加权法，将双目标函数转化为单目标优化函数，构造评价函数。

8、进一步的，步骤(1)中，所述优化调度模型的构建过程为：

9、首先计算冷却液对流传热散总热量qs，表达式为：

10、qs＝ha(tb-tf)

11、其中，qs为电源散热量；a为对流换热面积；tf为冷却液温度；tb为冷却管壁温；h为电源与冷却液之间的对流换热系数；

12、得出电源与冷却液之间的对流传热系数h与方管内冷却液流速u之间的关系为

13、

14、分别把第1个电源温度tf,1和第n个电源温度tf,n作为状态量；控制量为冷却液流速u；把第1个电源和第n个电源以及冷却系统所消耗的能量p作为控制输出；

15、p＝[m1∑q1+m2∑q2+…+mn∑qn+q]r

16、其中，m1、m2…mn分别表示为第1、2…n个电源的散热量修正系数；

17、q1、q2…qn为第1、2…n个电源的总换热量；

18、q为冷却系统所消耗的能量；r为能耗系数。

19、进一步的，电源与冷却液之间的对流换热系数h的取值根据液体换热能力强弱；由于对流换热系数h在不同条件下变化却很大，对于冷却管传热的计算，其对流传热系数用冷却管内流体努赛尔数nu求得，冷却管内流体努赛尔数nu代表对流传热系数与流体导热系数之间的数值关系；对于冷却管内的对流换热关系，电源与冷却液之间的对流传热系数h与冷却管内流体努赛尔数nu的关系为：

20、

21、

22、

23、其中，λ为流体的导热系数；

24、d为流体管道的当量直径，d＝2ab/(a+b)，a为流体管道的宽度，b为流体管道的高度；

25、ref为流体管道内流体雷诺数；

26、prf为流体管道内流体普朗特数；

27、ηf和ηb分别是按流体平均温度和流体管道壁温度计算的流体动力粘度；

28、ur为流体管道内流体的平均速度；

29、vf为流体管道内流体的运动粘度。

30、进一步的，步骤(2)中的约束条件为

31、其中，xi对应优化变量；以及分别为对应优化变量的最小和最大取值，取冷却液流速u、流体管道的长度a、宽度b作为优化自变量。

32、进一步的，步骤(3)中建立优化调度模型的过程为：

33、建立第一个目标函数f1和第二个目标函数f2；

34、第一个目标函数f1是电源与冷却液之间的传热效率h，第二个目标函数f2是冷却系统所消耗的能量p；

35、优化调度模型为：

36、

37、进一步的，优化调度模型的数学表达式如下：

38、find：minf(x)；

39、x＝{x1,x2,x3}＝{u,a,b}；

40、subject to：gi(x)≤0,i＝1,2,3；

41、x∈e；

42、其中，minf(x)表示目标函数向量，即优化变量传热效率h以及能量p构成的评价函数；x表示优化向量；gi(x)优化向量的约束范围，i表示约束的个数；e表示向量的解空间。

43、进一步的，步骤(4)中构造评价函数的表达式为：

44、f(x)＝ω1f1(x)+ω2f2(x)；

45、其中ω1、ω2分别为第一个目标函数f1(x)、第二个目标函数f2(x)的加权因子。

46、进一步的，步骤(3)中优化调度模型具体的优化过程为：

47、1)输入液冷装置已知参数值，包括热导率λ、雷诺数re、普朗特数pr以及修正系数nj；输入待优化的种群个数、进化代数以及待优化结构参数搜索范围，产生初始种群；

48、2)对种群进行交叉、变异，计算适应度函数，直到适应度函数达到期望值或者迭代次数达到最大值；得出评价函数f(x)的最优pareto解集；

49、3)根据已知参数热导率λ、雷诺数re、普朗特数pr以及修正系数nj，计算每个pareto最优解对应的目标函数f1、f2，得到优化结果。

50、进一步的，数据中心能耗的表达式为：

51、

52、j为数据中心能耗目标函数；

53、pcs为冷却系统功率；

54、u(t)为电源温度控制律；

55、t0为初始时刻；

56、tf为最终时刻。

57、本发明具有以下有益效果：

58、本发明通过神经网络建立优化调度模型，对大量原始数据回传进行保护并支持远程访问数据共享，并且根据实际工况对液冷装置的冷量调节降低功耗从而实现可移动。

技术特征：

1.一种移动式数据中心，其特征在于，包括液冷控制模块，所述液冷控制模块根据实际工况对液冷装置的冷量调节降低功耗；

2.根据权利要求2所述的一种移动式数据中心，其特征在于，步骤(1)中，所述优化调度模型的构建过程为：

3.根据权利要求2所述的一种移动式数据中心，其特征在于，电源与冷却液之间的对流换热系数h的取值根据液体换热能力强弱；由于对流换热系数h在不同条件下变化却很大，对于冷却管传热的计算，其对流传热系数用冷却管内流体努赛尔数nu求得，冷却管内流体努赛尔数nu代表对流传热系数与流体导热系数之间的数值关系；对于冷却管内的对流换热关系，电源与冷却液之间的对流传热系数h与冷却管内流体努赛尔数nu的关系为：

4.根据权利要求1所述的一种移动式数据中心，其特征在于，步骤(2)中的约束条件为

5.根据权利要求1所述的一种移动式数据中心，其特征在于，步骤(3)中建立优化调度模型的过程为：

6.根据权利要求5所述的一种移动式数据中心，其特征在于，优化调度模型的数学表达式如下：

7.根据权利要求1所述的一种移动式数据中心，其特征在于，步骤(4)中构造评价函数的表达式为：

8.根据权利要求2所述的一种移动式数据中心，其特征在于，步骤(3)中优化调度模型具体的优化过程为：

9.根据权利要求8所述的一种移动式数据中心，其特征在于，经过优化调度后，数据中心能耗的表达式为：

技术总结
本发明涉及数据传输领域，提供一种移动式数据中心，包括液冷控制模块，所述液冷控制模块根据实际工况对液冷装置的冷量调节降低功耗；构建优化调度模型；确定优化变量约束函数G，根据神经网络建立优化调度模型；建立优化调度模型后，采用线性加权法，将双目标函数转化为单目标优化函数，构造评价函数。本发明通过神经网络建立优化调度模型，对大量原始数据回传进行保护并支持远程访问数据共享，并且根据实际工况对液冷装置的冷量调节降低功耗，从而实现可移动。

技术研发人员：姜振军,王海丹,魏友希,高小石
受保护的技术使用者：浙江江山变压器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14