联合冷却系统的分布式绿色数据中心能量管理

张婉婷; 郑晓耘; 王鹏飞; 陈茗; 张光林

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0231

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (03) : 163 -171. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0231

联合冷却系统的分布式绿色数据中心能量管理

张婉婷, 郑晓耘, 王鹏飞, 陈茗, 张光林

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摘要

为响应可持续发展的号召，建设绿色数据中心并降低其电力消耗和二氧化碳排放成为亟需解决的问题。建立考虑冷却系统的数据中心模型，将描述数据中心电力成本、带宽成本、碳排放成本和冷却成本的成本函数转化为成本最小化问题，通过有效的工作负载调度和合理启停服务器数量降低数据中心运营成本。由于电力价格和碳排放率随时间变化，难以准确预测，利用李雅普诺夫优化框架的特点提出一种在线控制策略，该策略的优点是仅需知道系统的当前信息。提出一种交替方向乘子法(ADMM),使控制中心可以协调各数据中心之间的工作负载分配(数据中心之间只需交换工作负载决策),可有效降低计算复杂度并保护用户隐私。基于真实数据的仿真计算结果表明，提出的算法可有效降低数据中心的运营成本。