[发明专利]基于鲁棒优化的绿色数据中心节能任务调度策略

权利要求书

1.一种基于鲁棒优化的绿色数据中心节能任务调度策略，其特征在于：该数据系统由数据中心和混合供电系统组成，其中，数据中心由调度器、地理分布式计算节点组成，通过由太阳能和传统电网形成的混合供电系统混合发电；该数据系统的供电的调度策略优化方法为：通过机会约束规划和鲁棒优化的方法处理随机变量，所述随机变量为太阳能发电量r_jk，将主问题变成不含有随机变量r_jk的线性规划，再进行主问题求解，具体包括以下步骤：

(1)获取太阳能发电量的历史数据；

(2)根据历史数据构造参考分布，参考分布包括但不限于正态分布；

(3)利用KL散度定义不确定集来限制太阳能发电量真实分布的波动；

(4)将电能的供给需求约束转化为机会约束，形成鲁棒优化子问题并求解；

(5)获得最坏情况下的太阳能发电量化随机变量为确定参数，电能的供给需求约束由c_jk+r_jk≥d_jk化为其中，c_jk表示计算节点j在第k个时隙从传统电网购买的电量，d_jk表示计算节点j在第k个时隙的能耗，r_jk表示计算节点j所在的地区部署的光伏太阳能板在第k个时隙的发电量；

(6)考虑地理分布式计算节点的电价差异性和时变性；

(7)设计任务调度策略，即将用户提交到数据中心的请求分配到太阳能产量高和电价低的计算节点和时间段去处理，最小化数据中心的总电费，即其中，EC表示数据中心的总电费，m表示数据中心所有计算节点的个数，TH表示数据中心的整个调度周期向量，p_jk表示计算节点j在第k个时隙的电价；

所述主问题为：

c_jk+r_jk≥d_jk, (4)

其中，式(1)表示最小化数据中心的总电费，式(2)表示计算节点在每个时隙的忙碌时间不超过该时隙的长度，任务分配矩阵y_jki表示任务i被分配到计算节点j后在第k个时隙的处理时间，Δts表示每个时隙的长度；式(3)表示每个任务最终都要被处理，s_jk表示计算节点j在第k个时隙的处理速度，是一个常数，l_i表示任务i的大小，式(4)表示数据中心的电能供给和需求约束，式(5)表示数据中心计算节点的处理器的能耗计算公式，pc_act表示计算节点处理器的忙碌功率，pc_idle表示计算节点处理器的空闲功率。

2.根据权利要求1所述的基于鲁棒优化的绿色数据中心节能任务调度策略，其特征在于：数据中心中每个计算节点处理器的能耗计算公式为其中，d_jk表示计算节点j在第k个时隙的能耗，pc_act表示计算节点处理器的忙碌功率，表示计算节点j在第k个时隙的忙碌时间，pc_idle表示计算节点处理器的空闲功率，表示计算节点j在第k个时隙的空闲时间。

3.根据权利要求1或2所述的基于鲁棒优化的绿色数据中心节能任务调度策略，其特征在于：根据所述任务调度策略进行任务调度的具体方法为：引入一个任务分配矩阵y_jki，表示任务i被分配到计算节点j后在第k个时隙的处理时间，数据中心每个计算节点处理器的能耗计算公式转化为其中，表示计算节点j在第k个时隙的忙碌时间，T为任务集合，Δts表示每个时隙的长度，表示计算节点j在第k个时隙的空闲时间，pc_act表示计算节点处理器的忙碌功率，pc_idle表示计算节点处理器的空闲功率，整个数据中心的总能耗为：

其中，TH为数据中心的整个调度周期向量。