一种关于IDC机房能耗的智能分析及运营方法与流程

本发明属于互联网设备管理，具体涉及了一种关于idc机房能耗的智能分析及运营方法。

背景技术：

1、idc是internet data center(互联网数据中心)的缩写，是指承载和运营大规模互联网服务的数据中心，通常用于提供服务器托管、云计算、存储、网络连接等服务。

2、能耗智能分析是指利用智能算法和数据分析技术来对idc数据中心的能耗进行分析和优化，以提高能源利用效率和降低运营成本。

3、本文中，运营是指数据中心的日常管理和运营活动，包括设备维护、资源分配、服务监控等；在本方案中，指的是通过能耗智能分析技术来优化idc数据中心的运营过程。

4、随着计算机技术的飞速发展，数据中心用电越来越大，服务器完全依靠电能才能驱动运行，确保我国数字经济稳定发展，并且数据中心对电能品质要求高，经常会考虑双路供电，以确保数据中心全年365天不间断运行。也正是全年365天不间断运行，加之人类信息化、智能化时代推动，数据中心建设越来越多，并趋于大型化、高密度化发展，使得我国数据中心耗电量持续增长。加之数据中心动态运行过程中与理论设计耗电差距以及数据中心的广泛建设，其耗电量仍会保持一个比较高的状态。由于数据中心属于直接用电系统，而我国大部分电能源于电网发电，故而若要实现碳中和，可寻求新的方法降低数据中心用电部分的火力发电比例，如利用风电、光伏发电等清洁能源，但这些领域的探索需要一定的时间，而且对于已经建成的大量数据中心而言，对系统全部改造显然不现实。因此，如何在现有系统的基础上，建立合理有效的节能管理模型，实现数据中心节能，已经迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种关于idc机房能耗的智能分析及运营方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种关于idc机房能耗的智能分析及运营方法，包括：

4、步骤一，构建idc能耗优化管理模型，获得idc能耗值；

5、步骤二，构建求解模型，对idc能耗优化管理模型的时段、地区idc内服务器在线运行数量、地区数据负荷传输到idc处理所产生的时延及能耗数据进行分析，得出idc能耗优化管理模型的各参数指标的最优解，并将最优解作为该地区idc能耗标准基线；如果实际能耗值超过基线则表示为非最优运行状态，存在优化空间。

6、本发明进一步说明，所述idc能耗优化管理模型的表达式为：

7、

8、式中：ctotal为整个周期内所有idc总的能耗成本费用，单位为人民币元；t为一个周期内的总时段数；l为idc的地区；pi,t为i地区idc在t时段的平均功率，单位为mw；|t|为t时段的时间长度，单位为h；pri,t为i地区在t时段的平均电价，单位为人民币元/(mw·h)；cc(i)为散热能耗及服务器运行能耗带来的碳排放成本；为服务器运行能耗；为散热能耗。

9、本发明进一步说明，所述步骤一中还包括计算网络成本并获得收益开销比，具体为：

10、从基础设施角度来说，收益是由该网络的资源需求决定的，具体包括节点资源需求和链路资源需求，定义如下：

11、

12、其中，是虚拟节点i的计算能力需求值，是虚拟链路j的计算能力需求值，α为权重因子，nv是虚拟节点的集合，lv是虚拟链路的集合；

13、映射虚拟网的开销是底层网络为该虚拟网分配的实际资源的总和，表达式为：

14、

15、其中，α是权重因子，是第i个虚拟节点的计算能力需求值，是第j个虚拟链路的计算能力需求值；是作用在虚拟链路的j个虚拟节点。

16、将通过idc能耗优化管理模型计算获得的收益开销比与映射虚拟网的收益和开销的收益开销比进行比较，如果通过idc能耗优化管理模型计算获得的收益开销比低于映射虚拟网的收益和开销的收益开销比则通过idc能耗优化管理模型计算获得的收益开销比作为最优收益开销比，反之，则是映射虚拟网的收益和开销的收益开销比作为最优收益开销比。

17、本发明进一步说明，所述求解模型的表达式为：

18、

19、

20、式中，表示i地区idc在t时段的平均功耗；表示i地区idc在t时段已激活的设备；表示i地区t时段激活设备消耗功率；ji表示i地区所有设备；表示i地区激活设备；表示空闲功率；dmax表示k地区数据负荷传输到idc处理所产生的最大时延(s)；表示k地区数据负荷传输到idc处理的平均丢包时间(s)；fi,t表示t时段平均生产的数据包；h表示测量时间；k表示需要统计的地区数量；λk,i,t表示用户实际平均时延。

21、本发明进一步说明，所述求解模型的求解流程包括以下步骤：

22、第一步，对不满足约束条件的变量进行直接赋值处理，即当地理传输产生的时延值d大于规定的最大时延值d时，则该信道上传输的数据负荷量a＝0；

23、第二步，将最大传输延迟初始值设为0进行初步解耦；当d为某一确定常数时，模型就被转化成传统的规划模型；

24、第三步，运用分支定界算法对解耦后的规划模型求解；

25、第四步，根据第三步求解出的本次最优结果，求解出新的d值，并代入

26、

27、依次重复第二步和第三步，直到d收敛于某一确定值，输出结果；

28、第五步，得到新的模型，利用bb算法重新求解。

29、本发明的优点：

30、本发明针对机房内所使用的空调、风扇、湿度调节设备等以及在idc中其他耗能设施，包括照明设备、办公设备及相关数据中心建筑的管理系统等分别进行散热、运行功耗统计、碳排放、处理平衡约束及模型求解完成数据中心能耗组成和优化管理方案。

技术特征：

1.一种关于idc机房能耗的智能分析及运营方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的关于idc机房能耗的智能分析及运营方法，其特征在于：所述idc能耗优化管理模型的表达式为：

3.根据权利要求2所述的关于idc机房能耗的智能分析及运营方法，其特征在于：所述步骤一中还包括计算网络成本并获得收益开销比，具体为：

4.根据权利要求3所述的关于idc机房能耗的智能分析及运营方法，其特征在于：所述求解模型的表达式为：

5.根据权利要求4所述的关于idc机房能耗的智能分析及运营方法，其特征在于，所述求解模型的求解流程包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种关于IDC机房能耗的智能分析及运营方法，包括：步骤一，构建IDC能耗优化管理模型，获得IDC能耗值；步骤二，构建求解模型，对IDC能耗优化管理模型的时段、地区IDC内服务器在线运行数量、地区数据负荷传输到IDC处理所产生的时延及能耗数据进行分析，得出IDC能耗优化管理模型的各参数指标的最优解，并将最优解作为该地区IDC能耗标准基线；如果实际能耗值超过基线则表示为非最优运行状态，存在优化空间。

技术研发人员：韩平,梁锋,马雪林,杨杰成
受保护的技术使用者：广西壮族自治区公众信息产业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22