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、對人工智能和云計算的需求日益增長，導致數(shù)據(jù)中心(dc)的能耗暴漲。目前的行業(yè)實踐涉及人工操作人員，同時也提出了許多數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法。然而，人為干預往往會導致不?必要的能源消耗，特別是在面對波動的服務器負載時，而現(xiàn)有的數(shù)?據(jù)驅(qū)動方法在實踐中難以保持熱安全。

2、預計到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)直流供應商的運營成本。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。為了達到給定的設(shè)定點，acu利用比例-積分-導數(shù)(pid)控制。為了選擇設(shè)定點，目前的行業(yè)實踐依賴于人類操作員根據(jù)經(jīng)驗選擇一個值，而許多數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法也被提出，這些方法需要學習如何從歷史數(shù)據(jù)中心軌跡中計算動態(tài)負載下的溫度設(shè)定點。但是現(xiàn)有技術(shù)都不能達到在熱安全范圍內(nèi)降低數(shù)據(jù)中心冷卻能量的目標。由于服務器負載對操作人員來說是未?知的，人為干預無法提供最佳的冷卻能量。冷卻供應和服務?器負載之間的不匹配會導致不必要的冷卻能耗?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法，雖然負載敏感，但由于忽略了空氣冷卻裝置pid控制器的動態(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。這種設(shè)置激勵acu在約束的邊界處操作。因此，往往會發(fā)生冷卻中斷。設(shè)定點高于實際入口溫度，這樣pid控制器認為它已經(jīng)超過了設(shè)定目標，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)會規(guī)定的直流冷卻?標準。當這種情況發(fā)生時，由于服務器以較低的速率被移除所產(chǎn)生的熱量整個數(shù)據(jù)中心內(nèi)的溫度會迅速上升。即使冷空氣再次開始以更快的速度傳遞，也需要更長的時間來撤銷增加，這使得以前的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法無法生成一?個設(shè)定值來及時抑制溫度上升，導致數(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；

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

5、在所述熱安全溫度目標的約束下通過預設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對應的理想溫度設(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)定值通過預訓練的數(shù)據(jù)中心時間序列模型預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)中心時間序列模型預測空氣冷卻裝置附近服務器的平均功率；

9、基于服務器的平均功率預測空氣冷卻裝置的進氣口溫度；

10、將空氣冷卻裝置的進氣口溫度和初始溫度設(shè)定值進行比對確定溫度差值，根據(jù)所述溫度差值計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)中心時間序列模型預測空氣冷卻裝置附近服務器的平均功率，具體包括：

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

13、其中，數(shù)據(jù)中心時間序列模型中的功率預測模塊是基于歷史設(shè)定周期內(nèi)服務器功率變化情況對預設(shè)第一線性模型訓練得到的。

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氣口溫度和初始溫度設(shè)定值進行比對確定溫度差值，根據(jù)所述溫度差值預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)中心時間序列模型中的冷卻能量預測模塊對空氣冷卻裝置功率進行預測；

17、其中，數(shù)據(jù)中心時間序列模型中的冷卻能量預測模塊是基于歷史溫度差值對應的冷卻裝置功率數(shù)據(jù)對預設(shè)第二線性模型進行訓練得到的。

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的約束下通過預設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對應的理想溫度設(shè)定值，具體包括：

19、在所述熱安全溫度目標的約束下通過預設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器進行誤差優(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)中心時間序列模型預測設(shè)定范圍內(nèi)多個溫度設(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應的理想溫度設(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；

26、預測模塊，用于基于所述初始溫度設(shè)定值通過預訓練的數(shù)據(jù)中心時間序列模型預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的約束下通過預設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對應的理想溫度設(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，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(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)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(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)明還提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(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)中心時間序列模型預測空氣冷卻裝置功率，根據(jù)熱安全溫度約束進行貝葉斯優(yōu)化優(yōu)化后能夠計算出空氣冷卻裝置功率最小值對應的理想溫度設(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)定值通過預訓練的數(shù)據(jù)中心時間序列模型預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)中心時間序列模型預測空氣冷卻裝置附近服務器的平均功率，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氣口溫度和初始溫度設(shè)定值進行比對確定溫度差值，根據(jù)所述溫度差值預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的約束下通過預設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對應的理想溫度設(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，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項所述數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法。

9.一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項所述數(shù)據(jù)中心節(jié)能冷卻控制方法。

10.一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項所述數(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；基于所述初始溫度設(shè)定值通過預訓練的數(shù)據(jù)中心時間序列模型預測空氣冷卻裝置功率；在所述熱安全溫度目標的約束下通過預設(shè)的貝葉斯優(yōu)化器確定空氣冷卻裝置功率最小值對應的理想溫度設(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
受保護的技術(shù)使用者：清華大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19