本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)中心調(diào)度，具體為一種計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、數(shù)據(jù)中心作為電網(wǎng)參與電力日前市場調(diào)度的重要主體，其對于大量數(shù)據(jù)的處理能力為數(shù)據(jù)繁多的電網(wǎng)調(diào)度提供了有利幫助，然而電網(wǎng)不僅參與日常調(diào)度，輔助頻率服務(wù)也是重要環(huán)節(jié)之一。

2、現(xiàn)有研究已經(jīng)計及數(shù)據(jù)中心參與日前市場與頻率服務(wù)市場，但是建模不夠精細(xì)，導(dǎo)致參與兩個市場的協(xié)調(diào)性不足，不利于能源的高效分配。故對于更加精細(xì)化的計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型研究迫在眉睫，這有利于提高數(shù)據(jù)中心調(diào)度電網(wǎng)能源的效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明是解決現(xiàn)有計及數(shù)據(jù)中心參與日前市場與頻率服務(wù)市場建模不夠精細(xì)，導(dǎo)致參與兩個市場的協(xié)調(diào)性不足，不利于能源的高效分配的問題。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、第一方面，本發(fā)明提供了一種計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法，包括：

5、獲取數(shù)據(jù)中心的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)和在日前市場與頻率儲備市場中的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)所述在日前市場與頻率儲備市場中的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建多層次約束條件；

6、根據(jù)所述數(shù)據(jù)中心的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)中心在日前市場與頻率儲備市場中調(diào)度效益最大為目標(biāo)，構(gòu)建計及日前市場與頻率儲備市場效益最大的目標(biāo)函數(shù)；

7、組合所述目標(biāo)函數(shù)和多層次約束條件，構(gòu)建計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型；

8、對所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型進(jìn)行求解，得到優(yōu)化策略。

9、作為本發(fā)明所述的計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法的一種優(yōu)選方案，其中：多層次約束條件包括：電池運(yùn)行邊界約束、市場操作約束和外部第三方運(yùn)營約束。

10、作為本發(fā)明所述的計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法的一種優(yōu)選方案，其中：目標(biāo)函數(shù)包括：

11、構(gòu)建包含電池充放電功率的計算、電池狀態(tài)的監(jiān)控和管理以及價值波動對電池調(diào)度的影響的目標(biāo)函數(shù)；

12、目標(biāo)函數(shù)表示為：

13、

14、其中，t為日前市場的時間步長，z為頻率控制儲備市場的時間步長，pd為日前市場中投標(biāo)的放電功率，pc為日前市場中投標(biāo)的充電功率，pfcr為頻率控制儲備市場提供的功率，λ為日前市場的調(diào)度參數(shù)，λfcr為頻率控制儲備市場調(diào)度參數(shù)，cr為儲能斜坡成本，cfcr-r為電池系統(tǒng)成本與電站平衡成本之和與一年最大運(yùn)行小時數(shù)的比值。

15、作為本發(fā)明所述的計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法的一種優(yōu)選方案，其中：電池狀態(tài)的監(jiān)控與管理包括：

16、實時監(jiān)測電池的狀態(tài)，根據(jù)電池運(yùn)行邊界約束，使得電池狀態(tài)在安全范圍內(nèi)運(yùn)行；

17、利用傳感器檢測電池的參數(shù)，計算當(dāng)前電池的狀態(tài)，根據(jù)電池的狀態(tài)動態(tài)調(diào)整預(yù)設(shè)的充放電閾值，保持電池在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，并定期評估電池的健康狀態(tài)，實時預(yù)防性維護(hù)措施。

18、作為本發(fā)明所述的計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法的一種優(yōu)選方案，其中：電池充放電功率包括：

19、根據(jù)電池的狀態(tài)和溫度，動態(tài)調(diào)整充電電流和電壓；

20、當(dāng)電池的狀態(tài)低時，采用恒流充電模式，進(jìn)行快速充電直到電池電壓接近額定值；

21、當(dāng)電池的狀態(tài)高時，切換到恒壓充電模式，進(jìn)行緩慢充電直到電池電壓穩(wěn)定到額定電壓；

22、設(shè)定電池運(yùn)行狀態(tài)的下限閾值，當(dāng)電池運(yùn)行狀態(tài)下降到下限閾值時，停止放電。

23、作為本發(fā)明所述的計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法的一種優(yōu)選方案，其中：電池運(yùn)行邊界約束包括：

24、在所有的時間步長，電池的放電功率在0和放電極限之間；

25、在所有的時間步長，電池的充電功率在0和充電極限之間；

26、放電功率小于等于輔助變量乘以放電極限；

27、充電功率小于等于1減輔助變量乘以充電極限；

28、每個時間步長結(jié)束時，電池的狀態(tài)加上充電功率減去放電功率除以放電效率乘以時間步長除以電池能量容量得到下一個時間步長的電池狀態(tài)；

29、電池的狀態(tài)處于0和1之間；

30、電池在開始和結(jié)束時都處于半充滿狀態(tài)。

31、作為本發(fā)明所述的計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法的一種優(yōu)選方案，其中：對所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型進(jìn)行求解包括：

32、對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型的輸入；

33、設(shè)置求解器的參數(shù)，使用腳本執(zhí)行優(yōu)化求解，求解根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和約束條件得到最優(yōu)解；

34、從求解器中提取最優(yōu)解，驗證優(yōu)化結(jié)果是否滿足所有約束條件，若滿足則將優(yōu)化結(jié)果轉(zhuǎn)化為具體的調(diào)度策略。

35、第二方面，本發(fā)明提供了一種計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度的系統(tǒng)，包括：

36、獲構(gòu)建約束條件模塊，用于取數(shù)據(jù)中心的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)和在日前市場與頻率儲備市場中的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)所述在日前市場與頻率儲備市場中的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建多層次約束條件；

37、構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)模塊，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)中心的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)中心在日前市場與頻率儲備市場中調(diào)度效益最大為目標(biāo)，構(gòu)建計及日前市場與頻率儲備市場效益最大的目標(biāo)函數(shù)；

38、構(gòu)建模型模塊，用于組合所述目標(biāo)函數(shù)和多層次約束條件，構(gòu)建計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型；

39、求解模塊，用于對所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型進(jìn)行求解，得到優(yōu)化策略。

40、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算設(shè)備，包括：

41、存儲器和處理器；

42、所述存儲器用于存儲計算機(jī)可執(zhí)行指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計算機(jī)可執(zhí)行指令，該計算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法的步驟。

43、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其存儲有計算機(jī)可執(zhí)行指令，該計算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法的步驟。

44、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過將數(shù)據(jù)中心調(diào)度與頻率服務(wù)市場相結(jié)合，以最大化調(diào)度效益為目標(biāo)，能夠顯著提高數(shù)據(jù)中心的整體效益，通過精細(xì)化的建模和優(yōu)化調(diào)度，能夠有效降低數(shù)據(jù)中心的用能成本；電池儲能系統(tǒng)的合理調(diào)度可以減少高峰電力消耗，降低電費，同時利用低谷電力充電，進(jìn)一步減少電力成本，考慮頻率控制儲備市場的規(guī)則和需求，能夠確保數(shù)據(jù)中心高效參與頻率服務(wù)市場，提高響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，為電網(wǎng)提供可靠的頻率調(diào)節(jié)服務(wù)；通過對電池儲能系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，最大化電池的使用效率，減少電能浪費，提高整體能源利用效率，對于節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法，其特征在于，多層次約束條件包括：電池運(yùn)行邊界約束、市場操作約束和外部第三方運(yùn)營約束。

3.如權(quán)利要求2所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法，其特征在于，目標(biāo)函數(shù)包括：

4.如權(quán)利要求3所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法，其特征在于，電池狀態(tài)的監(jiān)控與管理包括：

5.如權(quán)利要求4所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法，其特征在于，電池充放電功率包括：

6.如權(quán)利要求2或5所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法，其特征在于，電池運(yùn)行邊界約束包括：

7.如權(quán)利要求6所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法，其特征在于，對所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型進(jìn)行求解包括：

8.一種計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：

10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序指令，其特征在于，所述計算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1～7中任一所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度方法，包括：獲取數(shù)據(jù)中心的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)和在日前市場與頻率儲備市場中的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)所述在日前市場與頻率儲備市場中的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建多層次約束條件；根據(jù)所述數(shù)據(jù)中心的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)中心在日前市場與頻率儲備市場中調(diào)度效益最大為目標(biāo)，構(gòu)建計及日前市場與頻率儲備市場效益最大的目標(biāo)函數(shù)；組合所述目標(biāo)函數(shù)和多層次約束條件，構(gòu)建計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型；對所述計及需求響應(yīng)的數(shù)據(jù)中心最佳儲能調(diào)度模型進(jìn)行求解，得到優(yōu)化策略，提高整體能源利用效率，對于節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)研發(fā)人員：龍玉江,潘廷哲,胡啟鏑,金鑫,何熙,羅鴻軒,王杰峰,徐迪,周曉東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6