含冷冻水蓄冷的数据中心在能量与调频市场中的多阶段功率调度框架
系统与控制
2020-07-21 v1 系统与控制
摘要
利用电化学与热能存储系统已被提出作为降低数据中心峰值功率的策略。相较于电化学储能，冷冻水罐等热能存储系统因资本与运维成本较低，在数据中心负荷转移中受到越来越多关注。然而，鲜有研究探讨利用带资源的热能存储系统向电网提供辅助服务（如频率调节）的可能性。本文提出一种带冷冻水蓄冷的数据中心协同控制策略，通过调节制冷机容量、蓄冷充放速率与 IT 服务器 CPU 频率提供频率调节服务。进而，基于模型预测控制（model predictive control）方案开发了三阶段多市场调度框架，以最小化参与能量与调频市场的数据中心运维成本。该框架依次求解功率基线调度问题、调节备用问题与实时功率信号跟踪问题。仿真结果表明，利用热能存储可提升调节容量投标、降低能量成本与需量电费，并获取频率调节收益。所提多市场调度框架在两天内可较基线降低运维成本达 8.8%（$1,606.4），其中 0.2%（$38.7）来自能量成本降低、6.5%（$1,179.4）来自需量降低、2.1%（$338.3）来自调节收益。
引用
@article{arxiv.2007.09770,
title = {Multi-stage Power Scheduling Framework for Data Center with Chilled Water Storage in Energy and Regulation Markets},
author = {Yangyang Fu and Xu Han and Jessica Stershic and Wangda Zuo and Kyri Baker and Jianming Lian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.09770},
year = {2020}
}