本發(fā)明涉及節(jié)能控制?，尤其涉及一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、對(duì)人工智能和云計(jì)算的需求日益增長，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心(dc)的能耗暴漲。目前的行業(yè)實(shí)踐涉及人工操作人員，同時(shí)也提出了許多數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法。然而，人為干預(yù)往往會(huì)導(dǎo)致不?必要的能源消耗，特別是在面對(duì)波動(dòng)的服務(wù)器負(fù)載時(shí)，而現(xiàn)有的數(shù)?據(jù)驅(qū)動(dòng)方法在實(shí)踐中難以保持熱安全。

2、預(yù)計(jì)到2030年，直流電的用電量將增加兩倍甚至四倍。能源需求的大幅增長不僅對(duì)環(huán)境的可持續(xù)性提出了挑戰(zhàn)，也增加了商業(yè)直流供應(yīng)商的運(yùn)營成本。目前，空氣冷卻裝置（acu）最常用的控制設(shè)置是其入口溫度設(shè)定點(diǎn)。為了達(dá)到給定的設(shè)定點(diǎn)，acu利用比例-積分-導(dǎo)數(shù)(pid)控制。為了選擇設(shè)定點(diǎn)，目前的行業(yè)實(shí)踐依賴于人類操作員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇一個(gè)值，而許多數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法也被提出，這些方法需要學(xué)習(xí)如何從歷史數(shù)據(jù)中心軌跡中計(jì)算動(dòng)態(tài)負(fù)載下的溫度設(shè)定點(diǎn)。但是現(xiàn)有技術(shù)都不能達(dá)到在熱安全范圍內(nèi)降低數(shù)據(jù)中心冷卻能量的目標(biāo)。由于服務(wù)器負(fù)載對(duì)操作人員來說是未?知的，人為干預(yù)無法提供最佳的冷卻能量。冷卻供應(yīng)和服務(wù)?器負(fù)載之間的不匹配會(huì)導(dǎo)致不必要的冷卻能耗。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，雖然負(fù)載敏感，但由于忽略了空氣冷卻裝置pid控制器的動(dòng)態(tài)特性，難以滿足熱安全約束。它們以熱安全約束下的冷卻能量最小化作為優(yōu)化目標(biāo)。這種設(shè)置激勵(lì)acu在約束的邊界處操作。因此，往往會(huì)發(fā)生冷卻中斷。設(shè)定點(diǎn)高于實(shí)際入口溫度，這樣pid控制器認(rèn)為它已經(jīng)超過了設(shè)定目標(biāo)，冷空氣以降低或零速率輸送。這種現(xiàn)象不符合制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì)規(guī)定的直流冷卻?標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，由于服務(wù)器以較低的速率被移除所產(chǎn)生的熱量整個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的溫度會(huì)迅速上升。即使冷空氣再次開始以更快的速度傳遞，也需要更長的時(shí)間來撤銷增加，這使得以前的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法無法生成一?個(gè)設(shè)定值來及時(shí)抑制溫度上升，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心溫度控制難度大，能源消耗成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心冷卻能源消耗大的問題。

2、本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，包括：

3、獲取空氣冷卻裝置的初始溫度設(shè)定值和熱安全溫度目標(biāo)；

4、基于所述初始溫度設(shè)定值通過預(yù)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測空氣冷卻裝置功率；

5、在所述熱安全溫度目標(biāo)的約束下通過預(yù)設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對(duì)應(yīng)的理想溫度設(shè)定值；

6、將所述理想溫度設(shè)定值傳送至平滑緩沖器，通過平滑緩沖器向空氣冷卻裝置的控制器發(fā)送控制指令，調(diào)節(jié)空氣冷卻裝置功率。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，所述基于所述初始溫度設(shè)定值通過預(yù)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測空氣冷卻裝置功率，具體包括：

8、在設(shè)定周期內(nèi)通過所述數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測空氣冷卻裝置附近服務(wù)器的平均功率；

9、基于服務(wù)器的平均功率預(yù)測空氣冷卻裝置的進(jìn)氣口溫度；

10、將空氣冷卻裝置的進(jìn)氣口溫度和初始溫度設(shè)定值進(jìn)行比對(duì)確定溫度差值，根據(jù)所述溫度差值計(jì)算空氣冷卻裝置功率。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，所述在設(shè)定周期內(nèi)通過數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測空氣冷卻裝置附近服務(wù)器的平均功率，具體包括：

12、通過數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型中的功率預(yù)測模塊對(duì)設(shè)定周期內(nèi)從開始時(shí)間到結(jié)束時(shí)間服務(wù)器的總功率進(jìn)行預(yù)測，基于總功率和設(shè)定周期的時(shí)間參數(shù)求取空氣冷卻裝置附近服務(wù)器的平均功率；

13、其中，數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型中的功率預(yù)測模塊是基于歷史設(shè)定周期內(nèi)服務(wù)器功率變化情況對(duì)預(yù)設(shè)第一線性模型訓(xùn)練得到的。

14、根據(jù)本發(fā)明提供的一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，所述將空氣冷卻裝置的進(jìn)氣口溫度和初始溫度設(shè)定值進(jìn)行比對(duì)確定溫度差值，根據(jù)所述溫度差值預(yù)測空氣冷卻裝置功率，具體包括：

15、將獲取的空氣冷卻裝置的進(jìn)氣口溫度和初始溫度設(shè)定值作差，獲取溫度差值；

16、基于所述溫度差值通過數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型中的冷卻能量預(yù)測模塊對(duì)空氣冷卻裝置功率進(jìn)行預(yù)測；

17、其中，數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型中的冷卻能量預(yù)測模塊是基于歷史溫度差值對(duì)應(yīng)的冷卻裝置功率數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)設(shè)第二線性模型進(jìn)行訓(xùn)練得到的。

18、根據(jù)本發(fā)明提供的一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，所述在所述熱安全溫度目標(biāo)的約束下通過預(yù)設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對(duì)應(yīng)的理想溫度設(shè)定值，具體包括：

19、在所述熱安全溫度目標(biāo)的約束下通過預(yù)設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器進(jìn)行誤差優(yōu)化，從數(shù)據(jù)集中選取空氣冷卻裝置功率的最小值；其中，數(shù)據(jù)集是通過數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測設(shè)定范圍內(nèi)多個(gè)溫度設(shè)定值下的空氣冷卻裝置功率數(shù)據(jù)構(gòu)建得到的；

20、根據(jù)空氣冷卻裝置功率的最小值確定對(duì)應(yīng)的理想溫度設(shè)定值。

21、根據(jù)本發(fā)明提供的一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，將所述理想溫度設(shè)定值傳送至平滑緩沖器，通過平滑緩沖器向空氣冷卻裝置的控制器發(fā)送控制指令，調(diào)節(jié)空氣冷卻裝置功率，具體包括：

22、將所述理想溫度設(shè)定值傳送至設(shè)定長度的平滑緩沖器，通過所述平滑緩沖器進(jìn)行低通濾波，消除高頻變化，生成緩速變化的控制指令；

23、基于所述控制指令調(diào)節(jié)空氣冷卻裝置功率。

24、本發(fā)明還提供一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

25、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取空氣冷卻裝置的初始溫度設(shè)定值和熱安全溫度目標(biāo)；

26、預(yù)測模塊，用于基于所述初始溫度設(shè)定值通過預(yù)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測空氣冷卻裝置功率；

27、設(shè)定值輸出模塊，用于在所述熱安全溫度目標(biāo)的約束下通過預(yù)設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對(duì)應(yīng)的理想溫度設(shè)定值；

28、調(diào)節(jié)模塊，用于將所述理想溫度設(shè)定值傳送至平滑緩沖器，通過平滑緩沖器向空氣冷卻裝置的控制器發(fā)送控制指令，調(diào)節(jié)空氣冷卻裝置功率。

29、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法。

30、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法。

31、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法。

32、本發(fā)明提供的一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法及系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測空氣冷卻裝置功率，根據(jù)熱安全溫度約束進(jìn)行貝葉斯優(yōu)化優(yōu)化后能夠計(jì)算出空氣冷卻裝置功率最小值對(duì)應(yīng)的理想溫度設(shè)定值，降低數(shù)據(jù)中心的冷卻功耗，并且通過設(shè)置平滑緩沖器能夠緩速調(diào)節(jié)空氣冷卻裝置功率，避免數(shù)據(jù)中心溫度值突變超出熱安全約束。

技術(shù)特征：

1.一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，其特征在于，所述基于所述初始溫度設(shè)定值通過預(yù)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測空氣冷卻裝置功率，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，其特征在于，所述在設(shè)定周期內(nèi)通過數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測空氣冷卻裝置附近服務(wù)器的平均功率，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，其特征在于，所述將空氣冷卻裝置的進(jìn)氣口溫度和初始溫度設(shè)定值進(jìn)行比對(duì)確定溫度差值，根據(jù)所述溫度差值預(yù)測空氣冷卻裝置功率，具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，其特征在于，所述在所述熱安全溫度目標(biāo)的約束下通過預(yù)設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對(duì)應(yīng)的理想溫度設(shè)定值，具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法，其特征在于，將所述理想溫度設(shè)定值傳送至平滑緩沖器，通過平滑緩沖器向空氣冷卻裝置的控制器發(fā)送控制指令，調(diào)節(jié)空氣冷卻裝置功率，具體包括：

7.一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

8.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法。

9.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法及系統(tǒng)，包括：獲取空氣冷卻裝置的初始溫度設(shè)定值和熱安全溫度目標(biāo)；基于所述初始溫度設(shè)定值通過預(yù)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)中心時(shí)間序列模型預(yù)測空氣冷卻裝置功率；在所述熱安全溫度目標(biāo)的約束下通過預(yù)設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對(duì)應(yīng)的理想溫度設(shè)定值；將所述理想溫度設(shè)定值傳送至平滑緩沖器，通過平滑緩沖器向空氣冷卻裝置的控制器發(fā)送控制指令，調(diào)節(jié)空氣冷卻裝置功率。本發(fā)明解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心冷卻能源消耗大的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉云新,耿瀚飛,詹仙園,李元春,孫一,李元哲,冷霽超,朱翔宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19