(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211002763.0 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 广东电网有限责任公司肇庆供电局 地址 526000 广东省肇庆市端州区7 7区信 安路88号 (72)发明人 汤瑞欣　陈忠颖　李俊华　黄佳允　 梁志豪　欧韦宜　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 任文生 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 30/06(2012.01) G06Q 30/02(2012.01)G06Q 40/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 9/50(2006.01) G06N 20/00(2019.01) H02J 3/28(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 3/06(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种面向协调数据中心与电网的计算转移 需求响应系统 (57)摘要 本申请公开了一种面向协调数据中心与电 网的计算转移需求响应系统， 包括： 可参与电力 市场需求响应的数据中心A、 不可参与电力市场 需求响应的数据中心 群集B、 申报计算模块、 调度 中心、 电力交易中心、 智 能定价模块和执行计算 模块。 本系统协调电网和通信网络的运行， 提出 了不同节点的数据中心的通信网络与电网两方 面的约束和特点， 利用计算任务转移的方法将负 荷转移到有分布式发电或储能的节 点中， 实现数 据中心参与电网需求响应方案。 进一步地， 考虑 到数据中心转移计算任务时需采取优化算法获 取最优转移数据量， 因此本发明提出了一种优化 算法重构模型， 在保持最优解的精度同时， 还大 大缩短了计算时间， 从而起到为数据中心降低能 耗的作用。 权利要求书8页 说明书21页 附图2页 CN 115081758 A 2022.09.20 CN 115081758 A 1.一种面向协调数据中心与电网的计算转移需求响应系统， 其特征在于， 包括： 可参与 电力市场需求响应的数据中心A、 不可参与电力 市场需求响应的数据中心群集B、 申报计算 模块、 调度中心、 电力交易中心、 智能定价模块和执 行计算模块； 所述申报计算模块， 用于接收所述数据中心A的CPU计算任务以及所需电能， 以及接收 所述数据中心群集B的CPU计算任务所需的电能、 分布式发电数据、 储能电池数据； 以申报时 段内所述数据中心A处理计算任务产生的用电量最低为目标建立第一目标函数和申报约束 的数学模型， 并对数学模型进行重构， 采用改进后高效的拉格朗日重构乘子法对重构模型 求解处理， 得到所述数据中心A的时序虚拟出力边界、 所述数据中心群集B中处理所述数据 中心A转移的计算任务产生的用电量； 所述智能定价模块， 用于接收所述 时序虚拟出力边界、 历史市场出清结果、 历史执行结 果， 同时采用Q学习算法根据所述历史市场出清结果、 所述历史执行结果和所述时序虚拟出 力边界确定所述数据中心A参与当前电力 市场需求响应最优的申报电价， 从而输出当前参 与电力市场需求响应的最优时序上报电价； 所述调度中心， 用于提供运行日的能源需求信 息， 能源需求信 息包括： 时序需求容量和 时序需求 价格； 所述电力交易中心， 用于接收所述最优时序上报电价、 所述时序需求容量和所述时序 需求价格， 计算并输出市场出清结果， 所述市场出清结果包括： 各虚拟电厂的时序中标容 量； 所述执行计算模块， 用于接收所述时序中标容量， 以及接收所述数据中心群集B的CPU 计算任务所需的电能、 分布式发电数据、 储能电池数据； 以满足所述数据中心A在现货市场 中虚拟出力的中标量的成本最低建立第二目标函数和执行时间内的执行约束的数学模型， 并采用改进后高效的拉格朗日重构乘子法求解出最优的目标成本函数值后， 求解执行阶段 内数据中心群集B的执 行资源组合和时序出力容 量。 2.根据权利要求1所述的面向协调数据中心与电网的计算转移需求响应系统， 其特征 在于， 所述申报计算模块， 具体包括： 目标函数模块， 用于接收所述数据中心A的CPU计算任务以及所需电能， 以申报时段内 所述数据中心A处理计算任务产生的用电量最低为 目标建立所述第一 目标函数， 并作为数 据模型输入到优化 算法重构模块； 申报约束模块， 用于接收所述数据中心A的CPU计算任务以及所需电能， 以及接收所述 数据中心群集B的CPU计算任务所需的电能、 分布式发电数据、 储能电池数据； 并建立申报时 段内所述数据中心群集B的用电约束、 所述数据中心群集B中的第i个数据中心在单位时间 内的储能电池的充放电量上下限约束、 所述数据中心群集B中的第i个数据中心的储能电池 容量约束、 计算任务处理时延约束和数据间的传输时延约束， 并作为数据模型输入到优化 算法重构模块； 优化算法重构模块， 用于接收所述目标函数模块和所述申报约束模块的数学模型， 同 时进行数学模型重构， 将含有不等式约束和等式约束的数学模型重构为只含有等式约束的 数学模型， 得到重构模型， 并采用改进后高效的拉格朗日重构乘子法求解出最优的所述数 据中心A迁移到所述数据中心群集B中的第i个数据中心的数据量和所述第一目标函数的自 变量后， 求解所述数据中心A的时序虚拟出力边界和所述数据中心群集B中的各数据中心的权　利　要　求　书 1/8 页 2 CN 115081758 A 2CPU因处理所述数据中心 A转移的计算任务而产生的用电量； 其中， 所述改进后高效的拉格朗日重构乘子法将指标约束函数中的不等式约束以罚项 的形式重构到所述第一目标函数中。 3.根据权利要求2所述的面向协调数据中心与电网的计算转移需求响应系统， 其特征 在于， 所述用电约束包括： 申报时段内所述数据中心群集B中的第i个数据中心的CPU因处理 计算任务而产生的用电量； 申报时段内所述数据中心群集B中的第i个数据中心的分布式发 电产生的电力； 申报时段内所述数据中心群集B中的第i个数据中心的储能电池的充放电 量。 4.根据权利要求1所述的面向协调数据中心与电网的计算转移需求响应系统， 其特征 在于， 所述智能定价模块， 具体包括： 初始化模块， 用于设置初始化Q表， 所述初始化Q表为一个M行2+N列的二维表格， 其中M 代表所述数据中心A历史参与需求响应的次数， N代表数据中心的动作行为选择， 所述初始 化Q表的第一列为所述数据中心A的历史时序上报电价， 所述初始化Q表的第二列为所述数 据中心A历史参与需求响应的时间， 所述初始 化Q表的第三列至2+N列为所述数据中心A在 对 于时间内所作出的不同动作所获得的未来奖励期望值； 行为决策模块， 用于接收所述时序虚拟出力边界、 所述历史市场出清结果和所述历史 执行结果， 同时为智能体选取动作Q， 根据所述初始化Q表获取对应的状态， 从而通过 策略确定最优时序上报电价， 并输出所述最优时序上报电价， 其中， 历史市场出清 结果为时序中标量， 历史执 行结果为时序出力容 量和执行资源组合； 更新模块， 用于 接收所述 最优时序上报电价， 使用Bel lman方程更新所述初始化 Q表。 5.根据权利要求1所述的面向协调数据中心与电网的计算转移需求响应系统， 其特征 在于， 所述执 行计算模块， 具体包括： 执行约束模块， 用于接收所述时序中标容量， 以及接收所述数据中心群集B的CPU计算 任务所需的电能、 分布式发电数据、 储能电池数据； 并建立执行时间内所述数据中心群集B 的第i个数据中心的用电约束、 所述数据中心群集B中的第i个数据中心的分布式发电功率 约束、 所述数据中心群集B中的第i个数据中心的储能电池充放电功率上下限约束、 所述数 据中心群集B中的第i个数据中心的储能电池容量约束和执行时段内所述数据中心群集B中 的第i个数据中心在的CPU因处理计算任务而产生的用电量约束， 并作为数据模 型输入到优 化算法模块； 目标成本函数模块， 用于接收所述数据中心群集B的CPU计算任务所需的电能、 分布式 发电数据、 储能电池 数据； 以满足所述数据中心A在现货市场中虚拟出力的中标量的成本最 低建立所述第二目标函数， 作为数据模型输入到优化 算法模块； 优化算法模块， 用于接收所述目标成本函数模块和所述执行约束模块的数学模型， 并 采用改进后高效的拉格朗日重构乘子法求解出最优的目标成本函数值后， 求解执行阶段内 数据中心群集B的执 行资源组合和时序出力容 量； 其中， 改进后高效的拉格朗日重构乘子法将指标约束函数中的不等式约束以罚项的形 式重构到所述第二目标函数中。 6.根据权利要求1所述的面向协调数据中心与电网的计算转移需求响应系统， 其特征 在于， 所述重构模型的第一目标函数为：权　利　要　求　书 2/8 页 3 CN 115081758 A 3