分层数据中心与电力网络的协同：一种隐私保护方法
系统与控制
2026-02-11 v3 系统与控制
摘要
在数字化时代，数据中心已成为维系我们互联世界不可或缺的贡献者，承担着全球能源消耗中日益增长的比例。为了促进数据中心的快速部署，同时向净零能源系统迈进，分层数据中心（云-雾-边缘）与电力网络的协同可以发挥关键作用。然而，现有的集中式协同调度方式侵犯了集成系统内不同主体的隐私，同时面临组合爆炸问题。在本研究中，我们提出一种近优的分布式隐私保护方法，以解决非凸的协同（日前联合调度）问题。该协同问题被建模为一个考虑通信和能量守恒的混合整数二次约束二次规划，并引入李雅普诺夫优化来平衡运行成本与不确定的通信延迟。为减轻高度非凸性的影响，利用归一化多参数分解技术将问题重构为混合整数非线性规划。为进一步克服重构问题的非光滑性，提出了一种具有收敛保证的定制化 替代拉格朗日松弛方法，以分布式隐私保护方式求解该问题。通过数值仿真验证了所提方法在协同问题上的有效性、最优性和可扩展性。仿真结果还表明，计算任务可以在分层数据中心内延迟和迁移，展示了分层数据中心架构灵活的资源分配能力，进一步促进了电力网络的峰值负载均衡。
引用
@article{arxiv.2505.20575,
title = {Synergising Hierarchical Data Centers and Power Networks: A Privacy-Preserving Approach},
author = {Junhong Liu and Fei Teng and Yunhe Hou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.20575},
year = {2026}
}