Smart Grid med Smart datacenter (DEAN)

Agentbaserad intelligent tillförlitlig energiinfrastruktur för att stödja växande marknaden för storförbrukare (datacenter, etc.).

Syftet med projektet
Undersök smarta sätt att hantera elnät för att uppnå bättre energieffektivitet och tillförlitlighet inom regionen. Energin kan utnyttjas optimalt när stora konsumenter (inklusive samman belastning) samordna sin energiförbrukning bland varandra, generatorer och nätoperatörer. Detta kommer också att förbättra kraft tillförlitlighet, nätoperatörer kommer att kunna förhandla fram strategier för att förebygga överbelastning och fel eller att återhämta nätverk.

Datacenter kan betraktas som en industriell process som kräver stor mängd energi, precisa teknik och metoder. Datacenter är en storskalig anläggning för databehandling, som producerar enorma mängder värme. Det finns många processer som kräver noggrann utformning för effektiv, lönsam och säker drift.

Projektet handlar om att undersöka sätt att hantera ett elnät för att uppnå en bättre elkvalitet, energieffektivitet och bättre tillförlitlighet. Kan datacenter delta i dynamisk effekt balansering och "hjälp" nätoperatörerna att hantera nätet? Vi tror att detta nät kommer att förvaltas av gemensamma ansträngningar av distribuerade agenter. Vi kan hitta sätt att hantera energi mer effektivt och minska effektförluster och effekter av fossila bränslen energiproduktion miljön.

Datacenter är inte bara samling av servrar, de är komplexa industrianläggningar. Datacenter förbrukar energi på industriell skala, med höga krav på tillgänglighet. Detta motiverar installationer av ström redundans med stor kapacitet, såsom UPS, reservgeneratorer och kylaggregat. Höga elräkningar och energiförbrukning av datacenter uppmanas att både datacenter och kraftbolag kan dra nytta av efterfrågeprogram som: topp rakning, lasttak avbryt elkontrakt och kapacitetsreserver. Datacenter kan använda olika metoder för efterfrågestyrning: utnyttja tröghet kyl- och värmesystem, styra pumpar och kylaggregat, flytta den ladda i tid och rum, flytta till självdriven läge (UPS, backup generator), lagra energi för senare använd (batteri, kylaggregat, värmare och etc) och andra. En sådan datacenter som en aktiv belastning kan leda till mer effektivt och hållbart kraftnät.

1.png

Varför:

Som aktiv last datacenter kan delta i lasten och strömbalansering i elnätet, snarare än att vara en växande passiv belastningen på nätverket. Syftet med detta arbete är att underlätta energieffektiviteten i datacenter inom det regionala elnätet:

  • Hållbar datacenter tillväxt (flera i regionen);
  • Kostnadsbesparingar (total energiräkningen);
  • Flexibilitet för nätet - stabiliteten i nätet;
  • Alternativ utformning - Solid State Transformator (SST) - som en möjliggörare av en aktiv belastning.

Metod:

Jag vill använda agentbaserad metod, modellering ett datacenter, bostäder belastning, industriell konsument och användbarhet som enskilda aktörer med sina egna mål. Inledningsvis målen kommer att vara enkla:

  • Bostadsområde belastning - minimering makt räkningen
  • Industriell konsument - säkerställa tillgången till produktionsprocessen (inte mycket hänsyn till elräkningen)
  • Datacenter - minimera elräkningen, säkerställa tillgången till tjänsten, max deltagande i laststyrningsprogram
  • Utility - underhålla nätverksstabilitet (frekvensreglering), jämna ut toppar och dalar i effektförbrukningen, max energianvändning i nätverket.

Den resulterande multi-agent-system kan realiseras som samverkande medel; konkurrerande medel; själviska medel; eller som en resursallokeringsproblem (auktioner).

Medlen kan motiveras av realtidskurser, belöningar för deltagande i laststyrningsprogram, tids tidsfrister för olika uppgifter, driftskrav (t.ex. tillgången), och sina egna mål.

Den resulterande multi-agent-system kan optimera den totala energianvändningen i elnätet medan bibehålla sin stabilitet (frekvens).

2.PNG

För att åstadkomma en sådan flexibilitet och självständighet för datacentret, har mikronät att integreras med den lokala energinätet, men i huvudsak fungera i ö-läge.

För att uppnå detta är det nödvändigt att lösa de tekniska utmaningarna i en) galler och mikronät stabilitet under transienta perioder; 2) dynamiskt föränderlig rutnät topologi; 3) självläkning av nätet och mikronät (snabb skydd och kontroll).

Som ett kontrollcenter för en mikronät behöver datacenter till ett) övervaka realtid väder och energi prisinformation; 2) lösa i realtid EDP problem; 3) utföra utvalda laststyrningsåtgärder; 4) delta i lokala energimarknaden; 5) förhandla och samordna åtgärderna med lokala aktörer kraftnät; och 6) har full kontroll över sin infrastruktur och mikronät.