数据中心综合能源系统优化运行研究综述

作为数字基础设施的重要载体,数据中心的数量和规模不断增长,导致系统能源消耗与日俱增,运行成本成倍上升。而综合能源系统(integrated energy system, IES)是以电力系统为核心,涵盖供电/气/冷/热等能源产供销一体化的复杂系统,其优化运行可实现对多种能源的综合管理和经济调度,采用IES替代数据中心的供能系统将是降低数据中心运行成本的有效方案。目前对IES的典型架构尚未明确定义,对基于数据中心的IES优化运行问题鲜有研究。首先介绍了IES以及基于数据中心的IES典型物理框架;其次分析了系统中耦合型运行设备的物理模型和能源集线器(energy hub, EH)及其扩展模型在系统中的应用;在此基础上,总结和梳理了国内外IES及基于数据中心的IES的优化运行现状,并提出了基于数据中心的多能源输入-多能源耦合-多能源输出的运行方式;最后,对基于数据中心的IES中能源不确定性及负荷预测、能源动态建模、优化调度策略及效益评价等重点发展方向和潜在的可研究内容进行了展望,以期为未来相关的项目落地、仿真研发等提供参考和借鉴。     

数据中心综合能源系统优化运行研究综述

作为数字基础设施的重要载体,数据中心的数量和规模不断增长,导致系统能源消耗与日俱增,运行成本成倍上升。而综合能源系统(integrated energy system, IES)是以电力系统为核心,涵盖供电/气/冷/热等能源产供销一体化的复杂系统,其优化运行可实现对多种能源的综合管理和经济调度,采用IES替代数据中心的供能系统将是降低数据中心运行成本的有效方案。目前对IES的典型架构尚未明确定义,对基于数据中心的IES优化运行问题鲜有研究。首先介绍了IES以及基于数据中心的IES典型物理框架;其次分析了系统中耦合型运行设备的物理模型和能源集线器(energy hub, EH)及其扩展模型在系统中的应用;在此基础上,总结和梳理了国内外IES及基于数据中心的IES的优化运行现状,并提出了基于数据中心的多能源输入-多能源耦合-多能源输出的运行方式;最后,对基于数据中心的IES中能源不确定性及负荷预测、能源动态建模、优化调度策略及效益评价等重点发展方向和潜在的可研究内容进行了展望,以期为未来相关的项目落地、仿真研发等提供参考和借鉴。     

综合能源服务生态平台构建方法及架构

在新时代电力体制改革背景下,南方电网提出向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型,并构建开放合作、互利共生的能源生态系统。研究了能源大生态下的综合能源服务生态发展趋势;提出建设综合能源生态平台的方法和架构;综合分析生态平台形成的政策环境及平台所需的基础设施;从产品思维和服务思维向平台思维、平台型企业组织形态的变化。     

区域能源智能管控系统研究

受电力体制改革和互联网产业蓬勃发展的影响,综合能源服务迎来了一个快速发展的时代机遇期。针对区域能源系统,提出了一种综合能源智能管控系统方案,实现了从数据源端采集至后台集中管控的整个流程。针对感知层,提出了远动通信装置与用能信息采集系统相结合的方案;针对传输层,首次提出了无源光网络结合5G微专网的组网方案。针对平台应用层,提出了能源综合管控系统架构图,明确了基础平台和高级应用的功能定位。     

基于价值分析的能源互联网功能架构研究

在研究能源电力变革趋势特征的基础上,为了进一步丰富和发展能源互联网的理论体系,建立了包含价值层、业务层、信息层、能源层的能源互联网功能架构,从运行环节、功能作用两个维度分析了各层级的组成要素,形成了能源互联网的基础功能架构。然后从价值角度对能源互联网的功能架构进行了情景分析,以价值域-业务域-信息域-能源域四维坐标为框架,以价值来源、价值形态、价值载体、价值实现为主线,具化了能源互联网在跨洲、国家、城市、局域四种情景下的功能架构。     

基于大数据架构的综合能源监控系统平台技术研究

为供能服务商、企业用户以及政府机构提供更好的综合能源信息服务至关重要,因此越来越多的能源大数据中心已启动建设和运营,以促进广泛的数据汇聚融通、共享交换和大数据分析。给出了一种基于大数据架构的综合能源监控系统平台设计方案。首先,梳理了综合能源监控系统平台的需求及架构设计;其次,分析了综合能源监控系统平台设计的关键技术,包括数据的采集和传输、海量数据的建模和存储、数据监测和质量提升、数据共享交换流程机制等,实现大数据情况下的高效应用;最后,通过综合能源监控系统平台的核心功能的开发,以及在我国多个省市的实际应用效果分析,验证了所提技术的有效性。     

数据中心存储网络架构研究

在分析三种数据中心存储网络架构的基础上,结合当前主流的存储技术,对数据中心存储架构的典型性问题进行了分析,总结了不同存储架构的优缺点,并结合实际情况进行对比。通过多个维度的对比,描述了数据中心存储架构发展的趋势,为实际工作提供重要的参考依据和成果。     

基于大数据的煤矿综合业务管控平台开发

工矿企业智能化发展是信息技术和工业制造业发展的必然趋势。本文以伊敏露天矿煤电联营企业综合业务管控平台开发为实例,详细分析智能煤电企业业务系统总体技术架构和功能架构,结合该矿现有业务的实际情况,采用云计算、大数据技术及开源工具Docker等,建立了综合业务管控系统的工业云平台,主要包括容器平台、仓库管理、持续集成、云原生开发平台、大数据平台等功能,实现了露天矿数据统一管理、业务系统持续开发与部署、应用资源管理与运维监控功能。该平台已在现场实际应用,应用效果良好,可为同行业综合业务管控平台开发提供借鉴。     

电力企业数据中心数据管控的研究与应用

为实现数据中心数据管理规范化,高效地完成数据中心系统平台和接口运行的监控工作,文章对电网企业数据中心数据管控平台研发工作进行了介绍,阐述了平台的功能和技术架构设计。描述了关键解决方案,总结了平台应用成功经验。该平台的应用规范了数据中心数据的使用,提高了运维工作效率,能够对其他企业数据中心管控工作提供参考。     

电网企业数据中心优化治理及能效管控研究

当前,数据中心优化治理及能效管控问题已成为电网企业关注的热点。文章通过构建数据中心优化治理及能效管控体系,理清数据中心现状,提出了电网数据中心优化治理及能效管控优化方案,完善数据中心一体化管理的支撑体系,有效提升数据中心多视角、多层次的展现能力及服务能力。     

基于电力物联网的交直流混合柔性台区多层级综合能源管控方法

随着光伏发电、电动汽车等直流源荷的增加,交直流混合配电网技术得到了快速发展.为提升区域多种能源管理能力,提出了一种交直流混合柔性台区综合能源的管控方法.在传统电力物联网基本架构的基础上,结合交直流柔性台区多种能源的特征,提出交直流柔性台区多层级能源整体架构,并优化云、管、边、端顶层架构.在此基础上,根据系统运行方式...     

综合能源架构下的块数据应用服务

综合能源系统是新一代能源系统的重要组成部分,涵盖供电、供热、供气及供水等多项能源系统,集成了多种形式的功能、能量转换和储能设备,构建以能源数据为核心的块数据应用服务体系,以能源数据的融合推动整体数据的跨行业融合,是未来智慧城市发展的必要途径。文章基于能源数据创新服务模式及支撑技术,重点研究综合能源下块数据流动性强、关联性复杂、价值发现与再造的循环性的特征,分析符合块数据特性的多元化综合服务体系和技术架构体系,提出征信服务、综合用户画像、能源城市规划等面向政府、企业、个人、综合能源服务商的智能化、差异化的块数据应用服务场景,精准对接城市综合能源管理系统,为未来更多的智能城市示范应用的推广提供新模式。     

综合能源互联网云平台的开发与应用

提出了一种综合能源互联网云平台建设方案,研究并实现了物联网异构终端的数据接入、客户画像、容器化云平台、支持多传输协议的组件发布方法等关键技术。该平台的特点是采用柔性扩展、开放兼容的系统架构,集能源的数据、监控、运营、消费、客服、管理六位一体,能够为政府、能源消费者、能源运营商、能源产品与服务商四大类用户提供智慧化能源服务。该平台在省级电网公司上线运行已两年,接入了数以百计的大型企业和园区用户,经济效益和社会效益明显。     

综合能源服务共享“生态+平台”模式探讨

传统能源供应向综合能源服务转型演变为全球趋势,国内综合能源服务市场发展前景广阔,市场主体纷纷通过能源“生态+平台”共享模式和管理创新抢占市场先机。电网公司具有主导综合能源服务生态的天然优势,创新提出综合能源服务生态圈构想,并对其核心支撑能效服务共享平台的业务架构和建设内容进行了探讨。     

数据中心ToR架构下跳线应用的选择

数据中心采用ToR架构后,布线系统也需要采用不同的解决方案。介绍了网络对布线架构的影响,阐述了跳线应用技术,分析了其成本、功耗与节能。为数据中心ToR架构下跳线应用的选择提供借鉴。     

基于数据中心的发电集团安全生产管控系统研究与规划

近年来,发电集团在安全生产管控系统和数据中心建设方面做了很多工作,随着我国发电企业集团集约化转型升级和数据中心技术的进步,在需求与技术的双重驱动下,发电集团安全生产管控系统与数据中心的强强联合将是信息技术发展的又一个方向。文章介绍了基于数据中心的发电集团安全生产管控系统的研究情况,并提出了系统未来的建设思路和技术规划。     

大规模分布式服务化架构在能源数据中心信息系统的适用性研究

能源大数据技术作为"互联网+"智慧能源的重要组成部分,对推动我国能源革命、促进能源转型以及刺激能源行业创新发展有着重要作用.本文阐述大规模分布式服务化架构的升级路径和核心组件构成,重点研究大规模分布式服务化架构在能源数据中心信息系统的适用性.     

中天钢铁集团有限公司能源管控中心项目的建设

介绍了中天钢铁集团有限公司能源管控中心的建设背景和组织结构,阐述了系统架构功能、建设内容以及产生的社会与经济效益。能源管控中心融合了自动化与信息化技术,大力提升了能源管控水平与远程监控水平。     

智慧型综合能源系统架构研究

智慧型综合能源系统作为能源互联网的核心组成部分,是实现能源系统降低碳排放、消纳更多波动性可再生能源、提高综合能源供给效率与质量的重要手段之一。从综合能源系统的定义与基本概念入手,通过探讨智慧型综合能源系统的主要特征及其与其他类别系统之间的差异性,研究分析综合智慧能源的物理系统架构、信息系统架构、能量管理系统(EMS)架构以及系统的构成模式等。最后,通过对已有实际案例的系统构成与运行结果进行比较分析,进一步明确综合能源系统架构,以期为我国未来的智慧型综合能源系统发展提供有力支撑。     

A级数据中心综合能源系统多目标优化设计和调度

采用分布式综合能源系统取代数据中心的传统供能系统,是降低数据中心运行费用的有效措施。考虑A级数据中心的供能可用度,设计了一种分布式综合能源系统,并基于混合整数非线性规划方法,建立了综合经济和环境效益的多目标优化设计和调度模型,选取ε-约束法对相互制约的多目标问题进行处理,在通用代数建模系统(GAMS)中建模并调用LINDOGLOBAL求解器进行优化求解。采用多维偏好分析线性规划决策法从非劣解集中选出最终解,并通过逼近于理想解的排序方法进行验证。算例结果表明,优化后的分布式综合能源系统能够保证A级数据中心的供能可用度,同时在降低年总费用和减排二氧化碳方面均具优势。