基于改进NSGA-II算法的数据中心能量调度优化研究
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作者:
作者单位:

(1. 华北电力大学 电气与电子工程学院,河北 保定 071003;2. 内蒙古龙源新能源发展有限公司,呼和浩特 010000;3. 河北省电力物联网技术重点实验室(华北电力大学),河北 保定 071003)

作者简介:

杨学佳(1999),女,河北保定人,硕士研究生,研究方向为数据中心能量优化调度;孙浩(1972),男,新疆乌鲁木齐人,学士,高级工程师,主要从事为新能源企业生产管理方面工作;钱健(1982),男,内蒙古呼和浩特人,工程硕士,高级工程师,主要从事新能源自动化及信息化方面工作;张铁峰(1974),男,内蒙古乌兰察布人,副教授,研究方向为能源互联网及信息通信。

通讯作者:

中图分类号:

TM734

基金项目:

国家自然科学基金(62273146)


Research on energy scheduling optimization for data center based on improved NSGA-II algorithm
Author:
Affiliation:

(1. School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China;2. Inner Mongolia Longyuan New Energy Development Co., Ltd., Hohhot 010000, China;3. Hebei Key Laboratory of Power Internet of Things Technology(North China Electric Power University),Baoding 071003, China)

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    摘要:

    为了满足数据中心低碳和经济的需求,建立以碳排放最少和综合供能成本最小为目标的数据中心能量调度优化模型,并利用改进快速和精英机制的多目标遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-II)对模型进行求解。首先介绍了数据中心综合能源系统优化调度框架,考虑数据中心的负载响应特性和设备能耗模型,建立了以经济和低碳为目标的数据中心能量调度优化模型。其次针对传统NSGA-II存在的Pareto解集分布不均匀,多样性较差的问题,提出一种改进NSGA-II算法。采用动态距离比较和精英保留方式选择个体,在保证优秀解的同时提高解的多样性。最后,基于某数据中心的能量调度算例验证了所提模型和方法在降低数据中心碳排放水平与综合能源系统供能成本方面的有效性。

    Abstract:

    To meet the low-carbon and economic demands of data centers, an energy scheduling optimization model for data centers with the objectives of minimizing carbon emissions and comprehensive energy costs is established. An improved non-dominated sorting genetic algorithm-II(NSGA-II)with enhanced speed and elite mechanism is proposed to solve the model. Firstly, the optimization scheduling framework for data center comprehensive energy systems is introduced, considering the load response characteristics of data centers and equipment energy consumption models, and an energy scheduling optimization model for data centers with economic and low-carbon objectives is established. Secondly, addressing the issue of uneven distribution of Pareto solution sets and poor diversity in traditional NSGA-II,an enhanced NSGA-II algorithm is proposed. It adopts dynamic distance comparison and elite retention selection of individuals to ensure both excellent solutions and improved diversity. Finally, through a case study of energy scheduling in a particular data center, the effectiveness of the model and method in reducing data center carbon emissions and comprehensive energy system costs is verified.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

杨学佳,孙 浩,钱 健,张铁峰.基于改进NSGA-II算法的数据中心能量调度优化研究[J].电力需求侧管理,2025,27(4):64-70

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  • 收稿日期:2025-01-13
  • 最后修改日期:2025-03-01
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  • 在线发布日期: 2025-08-10
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