【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网灾后恢复，具体是一种数据中心与配电网高韧性协调运行方法。
技术介绍
1、近年来，随着全球气候变化加剧，由极端灾害引起的大规模停电事件频发，造成了严重的经济损失。与输电网相比，配电网对极端灾害的应对能力较弱，更易因突发灾害发生停电事故。并且配电网接入工商业以及居民终端负荷，故配电网一旦故障，便会对经济效益和社会效益产生巨大的影响。
2、其中，互联网数据中心作为关键的配电网基础设施，有别于电力系统中的其他负荷，其具有特殊的时空负荷转移特性，是电力系统中较重要的灵活性负荷。数据中心可以通过工作负载的时空调度，以及数据中心园区中的备用储能与电力系统互动实现电力系统的韧性提升。而从数据中心运营的角度分析，数据中心由电力驱动。故配电网停电一直是数据中心运营的巨大威胁。因此，考虑到对电力的严重依赖和在当地经济中的关键地位，数据中心已成为配电系统中新的关键负荷，配电系统在自然灾害后的有效恢复对于减少数据中心的经济损失至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种数据中心与配电网高韧性协调运行方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为提升配电系统的韧性，本专利技术引入了数据中心作为配电网的关键负荷，建立了配电网恢复阶段数据中心园区的应急运营模型。其中，数据中心的工作负载和备用储能共同协助配电网恢复关键负载。为了保证数据中心的运营稳定性，本专利技术引入了柔性变电站，能够使数据中心更稳定高效的运行于直流母线上，并且基于柔性变电站和分布式发电机制定了配电网恢复的电压
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种数据中心与配电网高韧性协调运行方法，包括如下步骤：
4、建立配电网恢复阶段数据中心园区的应急运营模型，配电网断电后，电力供应的不足将对数据中心的运行带来重大的影响。故在本专利技术技术方案中，首先需要建立数据中心的应急运行模型。如图1，数据中心园区的基本结构包括数据中心本体、备用储能以及柔性变电站。在数据中心园区应急运行过程中通过数据中心工作负载的时空转移可以改变数据中心的电力需求，通过合理调配备用储能可以为数据中心提供电力支持，并且在恢复供电时可以帮助配电系统恢复关键负载。故本部分建立了数据中心应急数据流调度模型以及数据中心园区备用储能调配策略。具体的，考虑地理负载均衡、延迟容忍型负载时间调度这两种负荷调节方法的基于数据流调度的数据中心负荷调度模型及其约束条件；数据中心园区内备用储能三阶段调度策略，第一阶段时园区内备用储能仅为数据中心供电，第二阶段配电网为数据中心与备用储能充电提供电力支持，第三阶段备用储能响应配电系统的调配。
5、数据中心应急数据流调度模型主要包括数据中心功耗模型以及数据中心工作负载时空调度模型，数据中心功耗模型利用cpu利用率模型，并使用电能利用效率表征it设备功率与数据中心的总功率间的比例关系，it设备功率考虑延迟容忍性工作负载以及延迟敏感性工作负载的处理功耗。数据中心工作负载时空调度模型考虑延迟敏感型负载的空间调度和工作负载删除约束，以及延迟容忍性负载的时间调度和工作负载删除约束。
6、除此之外，通过对备用储能的合理规划与调配，可以在满足数据中心电力供应稳定性的前提下与配电网进行柔性互动，以提升配电网的韧性。该专利技术将备用储能的调度策略分为三阶段，第一阶段时园区内备用储能仅为数据中心供电，第二阶段配电网为数据中心与备用储能充电提供电力支持，第三阶段备用储能可以响应配电系统的调配；
7、建立基于柔性变电站和分布式发电机的电压支持策略：在配电网故障隔离后，考虑柔性变电站及分布式发电机可发挥的对母线的电压支持作用，考虑柔性变电站及分布式发电机处于两种工作状态，分别为功率调节模式和电压支持模式，对于柔性变电站，当其两侧的母线均处于正常运行状态时，柔性变电站运行与功率调节模式，实现交直流母线的功率交互；当一侧母线正常运行时，柔性变电站运行于电压支持模式，为断电母线提供电压支持，对于分布式发电机，当相邻节点处于断电状态时，将运行于电压支持模式，为断电节点提供电压支持；若均为正常运行时，则处于功率调节模式，柔性变电站终端和分布式发电机提供电压支持并协助可用变电站；
8、考虑数据中心的配电网灾后恢复建模：数据中心应急运行模型及基于柔性变电站和分布式发电机的电压支持策略建立完成后，模型参数应交付于配电网运营商进行整合，并增加配电网潮流约束以及配电网径向拓扑约束，合并成为面向配电网整体的恢复策略模型，由配电网运营商进行联合求解，最终实现配电网的关键负载恢复；配电网恢复过程中的目标函数及约束条件，使在供电恢复过程中，最大限度地减少数据中心数据工作量下降和其他未恢复的电力负荷的总停电损失。
9、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
10、(1)在配电网负荷恢复过程中，本专利技术引入了具有时空灵活性的负荷，即数据中心，并且考虑了数据中心内备用储能的调动策略，除此之外，还引入了可以作为电压源的分布式发电机，此二者的引入有助于提升配电系统的韧性，帮助配电系统快速恢复关键负荷，减少停电时期的经济损失；
11、(2)在数据中心对供电稳定性要求较高的背景下，本专利技术引入了柔性变电站，柔性变电站作为一种新型的电力电子转换器，安装于数据中心两侧，使数据中心运行在直流母线上，在提供高效稳定供电的同时，可以降低数据中心的运营成本。
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1.一种数据中心与配电网高韧性协调运行方法，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种数据中心与配电网高韧性协调运...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋梦，魏蓉，高赐威，晏鸣宇，胡秦然，班明飞，白文超，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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