既有数据中心中央空调冷冻水系统节能优化研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zskarl
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来我国数据中心规模高速增长,与此同时带来了巨大的能源资源消耗。空调系统作为数据中心最重要的耗能设备,其能效提升对推进绿色数据中心建设至关重要。数据中心信息化管控系统的建设,为系统智能运行策略的进一步优化升级奠定了数据基础。本文以我国夏热冬暖地区某既有数据中心机楼为研究对象,提出了一种数据中心中央空调冷冻水系统节能优化方法。根据数据中心室外天气条件和机房IT设备负载等情况,优化冷冻水系统运行参数,提高中央空调系统能效,进而降低数据中心的PUE。本文主要研究工作包括:(1)通过分析数据中心完成信息化管控系统建设后的空调节能效果,提出应从冷冻水系统中进一步挖掘节能潜力;对数据中心空调负荷的主要因素进行了定量分析,结果表明该数据中心空调负荷仅与机房IT设备负载有关,同时其波动较小且趋于稳定。(2)在数据预处理中,考虑到数据存储周期的差异,采用牛顿插值法对机房平均温度数据集进行扩充;针对设备相互之间存在性能差异的问题,分析了冷水机组和冷冻水循环泵的常用运行模式;通过运行模式划分,对设备非稳态与异常数据进行了清洗,从而确保后续数据挖掘工作的可靠性。(3)为简化模型并应用于工程实际,结合影响因素的相关性分析结果,建立了基于XGBoost的中央空调能耗模型。该模型的特征变量包括室外天气参数、冷冻水系统参数、设备运行模式,采用贝叶斯方法完成超参数优化后,模型的交叉验证性能指标R~2为0.913,RMSE为23.47,MAPE为2.64%。(4)根据数据中心机房环境温度的类别,采用随机森林回归,分别建立了机房冷通道、机房热通道、动力电池室的温度预测模型。在建模步骤中,采用了逐步回归的前向选择法确定各模型的最佳输入特征,并采用贝叶斯方法优化模型的超参数,最终得到的三种机房温度预测模型R~2分别为0.936,0.961,0.981。(5)以冷冻水系统参数和设备运行模式为决策变量,中央空调能耗模型为目标函数,机房温度预测模型为性能约束条件,建立了中央空调冷冻水系统优化模型,并采用ASA-PSO算法求解模型;从每月历史数据中随机选取3个典型日对优化模型进行求解验证,计算结果表明,经该模型优化后的中央空调系统平均节能率为5.71%。
其他文献
等离子体材料表面改性技术以绿色、高效、稳定性好等优势在高性能材料制造中得到广泛的应用,但是目前使用的激励电源存在效率低、性能差、负载适应性不好等问题,限制了其发展。论文以材料表面改性用等离子体电源为研究对象,通过分析等离子体负载特性和放电能量密度,研究电源硬件电路、高性能混合控制算法以及双处理器软件系统,研制了材料表面改性用等离子体电源样机并进行试验,主要研究内容如下:(1)以介质阻挡放电型等离子
学位
随着我国电力行业的快速发展,电网不但对整个国家的覆盖越来越密集,而且也朝着越来越自动化与智能化的方向发展。在线监测技术已成为我国推进发展坚强型智能电网的重要构成部分。但由于工作环境的复杂性,当前对于在线监测设备的供电问题成为了该技术发展的重要制约因素之一。而利用能量收集技术将自然界与输电线路周边能量转换为可用的电能,逐渐成为了问题的解决方案。随着微电子技术的发展,超低功耗器件以及无线通信模块为发展
学位
<正> “带宽最小化”是从计算机科学中提出来的一个组合最优化问题.它对于使用计算机进行数值计算时,如何压缩存储、减少计算量、增强计算稳定性有着重要意义.本文讨论模型的建立和一般情况的“带宽最小化”的算法.1.稀疏矩阵的存储在许多工程技术领域(如航空、造船、建筑及其它结构工程)的数值计算问题中,例如用有限元素法进行结构分析,或者对电力网、热力网进行系统分析,都要解一个大型的线性方程组或线性方程组集
期刊
近年来,油气润滑凭借其耗油量低、润滑效率高、环境污染小等诸多优点逐步应用在高速电主轴轴承上,但是现阶段对于润滑系统运行状态的监测缺乏研究,油气润滑系统故障导致的润滑油断流现象将加剧轴承磨损和缩短轴承使用寿命。为了实现对润滑系统工作状态的实时监测,本文从搭建油气润滑系统出发,在近红外光学检测的基础上设计硬件电路,将其安装在管线末端,分析润滑系统处于不同状态时的透射光信号,在此基础上编写监测程序并完成
学位
带筋薄壁镂空注塑件是PP塑料产品中的一种特殊结构,用于透气的镂空结构,可增加产品美观度,减轻产品重量,加强筋设计增加了强度和刚度,符合“轻质高强”的设计理念,常见于座椅类注塑件和电子仪器外壳。由于PP材料的收缩特性和带筋薄壁镂空注塑件的结构特征,产品外观易出现缩痕缺陷,严重影响产品外观质量。本文旨在研究带筋薄壁镂空注塑件缩痕缺陷形成机理,分析注塑工艺参数、模具结构、产品结构对带筋薄壁镂空注塑件缩痕
学位
环氧树脂具有高度的黏着性、良好的电气绝缘性,而且有着较好的加工性,在成型时收缩率小,因此,环氧树脂已应用于发电机、电子器件以及各种千伏的变压器等重要绝缘元件的浇注。但在长时间工作过程中,绝缘材料普遍存在着绝缘老化现象,这影响了电力系统可靠运行。环境中产生的湿热因素会影响环氧树脂材质的绝缘老化能力,进而加快了环氧树脂老化速率,从而严重影响了装置上绝缘元件的安全工作,因此深入研究环氧树脂在湿热环境下的
学位
报纸
报纸
感应式无线电能传输(Inductive Power Transfer,IPT)技术是利用高频磁场作为能量传输媒介,并综合利用了电力电子技术、谐振拓扑和控制技术等,以实现电能非接触式传输。相较于传统的输电方式,该技术具有环境适应能力强、灵活性高、便捷、安全、美观等优点,在电动汽车和智能家居等领域具有广阔的应用前景。然而,在IPT系统的实际应用中,需要发射机构与接收机构精准对位。若发射机构与接收机构之
学位
随着能源革命的进行,推进用能转型、发展能源互联网成为解决当前世界能源危机与环境恶化问题的重要解决途径。作为能源互联网的典型终端应用形式,园区型综合能源系统以电力系统为核心,以互联网及通信技术为基础,以分布式可再生能源为主要一次能源,与天然气网络、交通网络等其他系统紧密耦合而形成的多能网流系统。在此基础上,多种能源的相互耦合与替代也为供-需双侧提供了新的交互方式,综合需求响应(Integrated
学位