本發(fā)明涉及空調(diào)制冷控制，具體為一種智算機房動環(huán)系統(tǒng)的智能制冷控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴大和計算密度的增加，機房內(nèi)的熱管理問題日益突出。智算機房作為一種高效的數(shù)據(jù)中心解決方案，集成了大量高性能服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，產(chǎn)生了大量的熱量。傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)往往采用統(tǒng)一冷卻的方式，難以根據(jù)不同區(qū)域的熱負(fù)荷變化進行動態(tài)調(diào)整，導(dǎo)致能耗高、效率低，甚至?xí)蚓植窟^熱而引發(fā)設(shè)備故障。

2、近年來，人工智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為提高數(shù)據(jù)中心的能效提供了新的可能。通過集成先進的傳感器網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)算法，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心環(huán)境的精細(xì)化管理和智能控制，從而顯著降低能耗并提升制冷系統(tǒng)的運行效率；然而，當(dāng)前的制冷系統(tǒng)通常依賴于人工經(jīng)驗或簡單的控制算法來進行制冷控制，難以實現(xiàn)對不同區(qū)域的精準(zhǔn)冷卻控制，無法有效應(yīng)對機房內(nèi)設(shè)備負(fù)載的動態(tài)變化。基于此，提出一種智能化的制冷控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測機房內(nèi)各區(qū)域的熱力狀態(tài)，并動態(tài)調(diào)整制冷策略，以實現(xiàn)高效、節(jié)能的制冷管理。

3、例如，現(xiàn)有的公開號為cn114997058a的中國專利公開了一種用于空調(diào)智能控制的輔助方法，解決了通過ai算法智能控制空調(diào)對主設(shè)備制冷從而節(jié)能的技術(shù)問題；獲取機房內(nèi)主設(shè)備的運行原始能耗數(shù)據(jù)，建立主設(shè)備典型能耗模型；獲取機房內(nèi)主設(shè)備的運行溫度數(shù)據(jù)，建立主設(shè)備適宜溫度參數(shù)模型；預(yù)測機房內(nèi)主設(shè)備能耗發(fā)展趨勢；按照主設(shè)備的功能分類將機房劃分為不同的分區(qū)，根據(jù)機房內(nèi)主設(shè)備能耗發(fā)展趨勢為機房各分區(qū)進行能耗畫像建模；通過主設(shè)備適宜溫度參數(shù)模型匹配機房主設(shè)備最適宜的運行溫度，ai算法挖掘機房溫度整體提升空間；根據(jù)主設(shè)備典型能耗模型，建立能耗對比自學(xué)習(xí)問題庫，在線自動發(fā)現(xiàn)稽核機房內(nèi)低效能設(shè)備。但這種設(shè)計沒有考慮到機房內(nèi)復(fù)雜的電纜布線和設(shè)備布局冷卻氣流路徑阻塞的問題，因此，本發(fā)明提供一種智算機房動環(huán)系統(tǒng)的智能制冷控制方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種智算機房動環(huán)系統(tǒng)的智能制冷控制方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的現(xiàn)有的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種智算機房動環(huán)系統(tǒng)的智能制冷控制方法，包括以下步驟：

3、s1、獲取機房內(nèi)電纜布線圖，結(jié)合機房內(nèi)設(shè)備負(fù)載狀態(tài)值和溫度變化率得到的電熱力參數(shù)實時調(diào)整智算機房分區(qū)；

4、s2、設(shè)置風(fēng)口分配策略，為所述智算機房分區(qū)中每個分區(qū)分配出風(fēng)口；

5、s3、設(shè)置風(fēng)量智能控制算法，根據(jù)機房內(nèi)每個分區(qū)的設(shè)備負(fù)載狀態(tài)值和溫度變化率控制每個出風(fēng)口的角度和風(fēng)強。

6、本發(fā)明進一步改進在于，所述機房內(nèi)電纜布線圖用于定義服務(wù)器機柜和網(wǎng)絡(luò)交換機的連接電纜作為主干道，根據(jù)所述主干道對智算機房進行初步區(qū)域劃分，得到初步智算機房分區(qū)；將第i個初步智算機房分區(qū)劃分為n×m的網(wǎng)格，每個內(nèi)嵌網(wǎng)格的大小為n×n，計算每個內(nèi)嵌網(wǎng)格的所有設(shè)備電熱力參數(shù)均值和電纜分布密度后進行加權(quán)求和得到每個內(nèi)嵌網(wǎng)格的散熱影響值；設(shè)備電熱力參數(shù)通過機房內(nèi)設(shè)備負(fù)載狀態(tài)值和溫度變化率加權(quán)求和得到。

7、本發(fā)明進一步改進在于，所述s1還包括設(shè)置散熱影響差異閾值，將所述第i個初步智算機房分區(qū)的左上角內(nèi)嵌網(wǎng)格記為第一初始遍歷網(wǎng)格，從所述第一初始遍歷網(wǎng)格開始以一內(nèi)嵌網(wǎng)格大小為半徑遍歷周圍內(nèi)嵌網(wǎng)格，每遍歷一次，記錄一次新增加內(nèi)嵌網(wǎng)格的散熱影響值的均值ahdi，計算公式為，其中表示第k次遍歷時遍歷的第j個內(nèi)嵌網(wǎng)格的散熱影響值，k表示此時的遍歷次數(shù)；計算第一初始遍歷網(wǎng)格的散熱影響值與的差值的絕對值，得到遍歷散熱影響差異值，當(dāng)所述遍歷散熱影響差異值小于所述散熱影響差異閾值時，繼續(xù)遍歷，當(dāng)所述遍歷散熱影響差異值大于或等于所述散熱影響差異閾值時，停止遍歷，并將第k次遍歷之前的內(nèi)嵌網(wǎng)格記錄為第i個初步智算機房分區(qū)的第一分區(qū)，提取第k次遍歷時散熱影響最大值對應(yīng)的內(nèi)嵌網(wǎng)格，作為第i個初步智算機房分區(qū)的第二初始遍歷網(wǎng)格，與上述同樣的方式遍歷，得到第i個初步智算機房分區(qū)的第二分區(qū)，依此類推，直至將所述第i個初步智算機房分區(qū)內(nèi)所有內(nèi)嵌網(wǎng)格遍歷完成，則第i個初步智算機房分區(qū)得到個分區(qū)。

8、本發(fā)明進一步改進在于，所述風(fēng)口分配策略包括提取任一分區(qū)的中心點與每個出風(fēng)口的距離，基于最近距離原則，為每個分區(qū)分配一個或p個出風(fēng)口，得到任一分區(qū)的出風(fēng)口序列，當(dāng)兩個及兩個以上的出風(fēng)口與該分區(qū)中心點的距離相同時，設(shè)置風(fēng)向判定區(qū)，所述風(fēng)向判定區(qū)通過提取該區(qū)域與出風(fēng)口距離最近的兩個頂點與出風(fēng)口的中心點位的連通區(qū)域得到；判斷所述風(fēng)向判定區(qū)內(nèi)是否存在主干道，若存在則將對應(yīng)的出風(fēng)口剔除出該分區(qū)的出風(fēng)口序列。

9、本發(fā)明進一步改進在于，所述風(fēng)量智能控制算法具體步驟包括：

10、s31、為每個出風(fēng)口設(shè)置風(fēng)量，其中表示出風(fēng)口對應(yīng)區(qū)域電熱力參數(shù)均值，表示電熱力參數(shù)目標(biāo)值，表示初始風(fēng)量，表示設(shè)定的風(fēng)量調(diào)節(jié)系數(shù)，；

11、s32、設(shè)置每個出風(fēng)口的角度調(diào)整參數(shù)，，其中表示初始角度，表示該出風(fēng)口第個分區(qū)的電熱力參數(shù)，，npa表示該出風(fēng)口對應(yīng)的分區(qū)數(shù)量，表示設(shè)定的風(fēng)量調(diào)節(jié)系數(shù)，；

12、s33、通過pid風(fēng)量控制器進行風(fēng)量角度的動態(tài)調(diào)整，計算公式為：

13、；

14、；

15、其中，，表示當(dāng)前電熱力參數(shù)誤差，表示風(fēng)量動態(tài)調(diào)整參數(shù)，表示角度動態(tài)調(diào)整參數(shù)；、、表示風(fēng)量動態(tài)調(diào)整的比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)；、、表示角度動態(tài)調(diào)整的比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)，t表示相鄰兩次偏差采樣之間的時間間隔；

16、s34、得到所述風(fēng)量智能控制算法的風(fēng)量輸出，角度輸出，表示向該出風(fēng)口管轄分區(qū)內(nèi)電熱力參數(shù)最大值對應(yīng)的分區(qū)偏轉(zhuǎn)。

17、本發(fā)明進一步改進在于，所述電纜分布密度計算過程包括：從所述主干道分出的支路電纜為支線干道，提取第分區(qū)內(nèi)支線干道連接點的數(shù)量cpn，及每個連接點對應(yīng)的電纜數(shù)量cpcn；通過非線性電纜布線密度計算策略對第i個初步智算機房分區(qū)的第分區(qū)進行電纜密度計算，得到電纜分布密度d，，計算公式為：

18、；

19、其中，表示一個正數(shù)，，表示電纜連接點歸一化因子，，表示每個連接點電纜數(shù)量的加權(quán)總和，表示設(shè)置的最小電纜密度，表示設(shè)置的最大電纜密度。

20、本發(fā)明進一步改進在于，所述每個連接點電纜數(shù)量的加權(quán)總和的獲取包括：通過獲取每個電纜連接點連通的設(shè)備的設(shè)備負(fù)載情況的均值，得到電纜連接點設(shè)備負(fù)載均值數(shù)據(jù)集，計算每個電纜連接點設(shè)備負(fù)載均值在電纜連接點設(shè)備負(fù)載均值數(shù)據(jù)集內(nèi)數(shù)據(jù)之和的占比得到每個電纜連接點的權(quán)重，進而得到每個連接點電纜數(shù)量的加權(quán)總和。

21、本發(fā)明進一步改進在于，所述設(shè)備負(fù)載狀態(tài)值els計算公式為：

22、；

23、其中，表示設(shè)備讀寫速度，表示設(shè)備讀寫速度權(quán)重，表示設(shè)備內(nèi)存量，表示設(shè)備內(nèi)存量權(quán)重，表示設(shè)備iops，表示設(shè)備iops權(quán)重，表示設(shè)備延遲量，表示設(shè)備延遲量權(quán)重；

24、所述設(shè)備讀寫速度通過計算設(shè)備在運行過程中讀取或?qū)懭氲目倲?shù)據(jù)量與所需的總時間的比值得到；所述內(nèi)存量通過結(jié)合獲取系統(tǒng)當(dāng)前已使用的內(nèi)存量和總內(nèi)存量的比值得到；所述設(shè)備iops表示設(shè)備每秒讀寫次數(shù)；所述延遲量通過計算一小時內(nèi)請求時間與請求完成時間差值的均值得到。

25、本發(fā)明進一步改進在于，所述溫度變化率通過在計算機房內(nèi)每個設(shè)備上安裝溫度傳感器，計算以當(dāng)前時間為終點的一小時內(nèi)，按照時間間隔tt秒提取每個設(shè)備的溫度，floor()表示向下取整，表示采集的第一個設(shè)備的溫度；則設(shè)備的溫度變化率，其中表示第個設(shè)備的溫度，。

26、另一方面，本發(fā)明提供一種智算機房動環(huán)系統(tǒng)的智能制冷控制系統(tǒng)，包括：

27、機房分區(qū)模塊，獲取機房內(nèi)電纜布線圖，結(jié)合機房內(nèi)設(shè)備負(fù)載狀態(tài)值和溫度變化率得到的電熱力參數(shù)實時調(diào)整智算機房分區(qū)；

28、風(fēng)口分配模塊，設(shè)置風(fēng)口分配策略，為所述智算機房分區(qū)中每個分區(qū)分配出風(fēng)口；

29、風(fēng)量智能控制模塊，設(shè)置風(fēng)量智能控制算法，根據(jù)機房內(nèi)每個分區(qū)的設(shè)備負(fù)載狀態(tài)值和溫度變化率控制每個出風(fēng)口的角度和風(fēng)強。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

31、1、本發(fā)明首先通過獲取機房內(nèi)的電纜布線圖，并結(jié)合設(shè)備負(fù)載狀態(tài)值和溫度變化率進行實時調(diào)整機房智算機房分區(qū)，避免因電纜過度集中引發(fā)的冷卻氣流路徑阻塞的問題，導(dǎo)致冷卻效率降低，提高機房整體的散熱能力，減少熱點的產(chǎn)生；

32、2、通過風(fēng)口分配策略，智能地為每個分區(qū)分配一個或多個出風(fēng)口，并根據(jù)分區(qū)的散熱需求動態(tài)調(diào)整出風(fēng)口的分配，確保冷空氣能夠有效地輸送到熱量集中區(qū)域，提高制冷效率；

33、3、利用風(fēng)量智能控制算法，通過pid控制器動態(tài)調(diào)整風(fēng)量和風(fēng)口角度，使冷空氣能夠集中于熱負(fù)荷較高的區(qū)域，提升制冷系統(tǒng)的響應(yīng)速度和效果，降低能耗，確保制冷系統(tǒng)能夠根據(jù)實際熱負(fù)荷精確調(diào)節(jié)，避免過度或不足的冷卻。