近年来,随着我国数字经济建设的快速发展,数据中心的规模和数量呈爆发式增长,数据中心能效优化成为我国实现“双碳”目标的重要组成部分。为满足数据中心IT设备对机房环境温湿度的严格要求,使得空调系统成为数据中心第二大耗能系统,然而由于管理粗放,空调水系统运行参数调节不合理,能效不高,存在明显的大流量小温差等现象,造成数据中心PUE普遍偏高。因此,深入探讨既有数据中心空调系统节能改造方案与能效优化控制方法,对于指导数据中心供冷系统的节能优化运行、降低数据中心PUE具有重要意义。本文以夏热冬暖地区某数据中心为研究对象,分析数据中心负荷变化特征与冷源系统设备运行现状,设计冷源能效优化控制方案;研究中央空调系统冷负荷预测建模方法和能效优化控制方法;研制冷源系统运行能效优化软件模块,为实现冷源系统节能优化的工程应用提供参考。本文主要研究工作:（1）根据数据中心整体用能现状与冷源系统的运行管控水平,结合数据中心用能评价指标,分析空调系统运行过程存在的问题,阐述了冷源系统改造的必要性。通过分析冷源系统的节能改造需求,设计了冷源系统节能改造方案和冷源能效优化控制系统,为降低数据中心PUE提供了有效技术手段。（2）数据中心负荷具有强周期性、随机性等特点,单一负荷预测模型难以保证其负荷预测精度,本文提出基于负荷特性的Prophet-SA-SVR组合预测模型,与单一预测模型相比,预测精度分别提高了28.11%和9%,验证了组合预测模型的有效性。（3）提出基于负荷预测的冷源系统能效优化控制方法,以能效最高为目标,优化冷源系统运行参数,同时针对非稳态数据及非典型工况,分别提出基于移动时间窗的准稳态判别法和基于马氏距离的相似工况匹配法,解决准稳态数据筛选和非典型工况无法匹配优化规则的问题;仿真结果表明,优化后冷源系统节能率分别达到6.36%和6.27%。（4）研制“冷源系统运行能效优化软件模块”,分别对数据预处理、负荷的组合预测方法以及冷源系统运行能效优化控制方法进行封装,为工程操作人员提供便捷的负荷预测和运行能效优化分析平台。