[发明专利]网络流量负载变化时的网络中心机房节能优化方法

说明书

本发明属于网络中心机房的节能技术领域，尤其涉及一种网络流量负载变化时的网络中心机房节能优化方法。该方法包括：基于本征正交分解和神经网络的温度场预测模型，用于计算网络中心机房不同工况下的温度场分布；建立网络设备的比特功耗模型，计算流量负载调整产生的设备功耗增量；节能优化算法以冷却功耗增量与设备功耗增量之和最小为原则，确定流量负载分配策略和冷却系统运行策略；流量负载分配模块和冷却系统控制模块执行优化运行策略，以调整网络设备流量负载和运行环境。本发明通过对网络设备流量负载和冷却系统的动态调整，实现设备的安全、可靠运行，提高网络中心机房的能源使用效率。

技术领域

本发明属于网络中心机房的节能技术领域，尤其涉及一种网络流量负载变化时的网络中心机房节能优化方法。

背景技术

随着信息化技术和网络技术的迅猛发展，数据中心的能耗问题日益受到人们的关注。由于网络设备长期稳定运行对环境温度和湿度的要求，在数据中心运行的总能耗中，约有40％用于冷却系统，与网络设备能耗相当。因此，根据网络设备的运行状态对冷却系统进行优化控制，既可以保证设备安全稳定运行，同时提高了网络中心机房的能源使用效率，具有重大的经济效益和社会效益。

现有的网络中心机房冷却系统多采用地板下送风方式，根据网络设备功耗初始规划进行送风地板的布置，以满足机房不同位置的冷却需求。为解决网络中心机房高能耗问题并满足网络设备冷却需求，冷却系统一般根据空调回风口的风温对送风量和送风温度进行调节，该控制方式有以下缺陷：

没有考虑到由于网络设备运行工况导致的冷却需求变化。由于网络设备的功耗随流量负载变化，网络中心机房局部位置的设备发热量与初始规划不同，导致制冷量的供给不足产生热点或者制冷量的过度供给产生冷点；由于网络中心机房几何结构复杂，机房内的速度场和压力场分布极不均匀，在低压、低速区极容易形成漩涡导致温度场分布不一致。空调回风口风温不能反映局部区域内网络设备的工作环境，仅调节空调制冷量不能实现气流和温度的精确控制。

现有文献和发明还有应用于大型网络中心机房内空调集群的协调优化控制。如实时采集监控机房内网络设备的运行环境温湿度，根据采集到的温湿度与设定值的比较结果启停机房内不同位置的空调。该方法虽然根据设备冷却需求控制空调运行状态，但是没有实现对室内气流组织的精确控制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种网络流量负载变化时的网络中心机房节能优化方法，包括：

步骤1、通过CFD软件仿真获取网络中心机房不同工况下的n组温度场数据，计算温度场的POD本征正交分解模型及系数，以网络设备功率负载和冷却系统运行参数作为输入、POD模型系数作为输出训练神经网络，取占总能量99.5％的m组POD模型进行温度场预测；

步骤2、根据网络设备的流量负载和设备功耗之间的关系，建立不同网络设备的比特功耗模型；