[发明专利]一种考虑需求响应的数据中心数据服务定价方法及装置

权利要求书

1.一种考虑需求响应的数据中心数据服务定价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)基于数据中心的基本特征，建立所述数据中心的运行与数据服务定价模型；

2)根据所述数据中心的下属用户的基本数据服务特征，建立考虑用户价格敏感性与时间敏感性的需求响应模型，将用户分为价格不敏感型用户、价格敏感-时间敏感型用户和价格敏感-时间不敏感型用户；

3)构建包含所述数据中心与所述数据中心下属用户的双层规划问题，上层问题以所述数据中心收益最大为目标，下层问题以所述数据中心用户的数据服务费用最小为目标；

4)将所述双层规划问题转化为单层混合整数规划问题，并进行全局最优求解，得到最优数据服务价格；

所述步骤1)具体为：

根据所述数据中心的基本特征信息，建立数据中心能耗模型，建立所述数据中心向所述用户提供所述数据服务过程中的服务器调度模型和所述数据服务定价模型；

所述数据服务定价模型具体表示如下：

式中：是时刻t的数据服务价格；是数据服务价格档位的选择状态变量；是第i个档位的数据服务价格；N^c是数据服务价格档位的数量；C^fixed是原始数据服务价格；C^data,max和C^data,min分别是数据服务价格的最大值与最小值；ΔC是数据服务价格档位间差值的最小值；

建立数据中心能耗模型函数，如下式所述：

P_t^DC＝n_t[P^idle+(P^peak-P^idle)u_t+(η-1)P^peak]

式中：P_t^DC是数据中心在时刻t的能耗；P^peak和P^idle分别是单台服务器的高峰与空闲功率；u_t＝D_t/(n_t μ)是服务器的平均利用率；D_t是总用户数据服务需求；n_t是时刻t运行的服务器数量；μ是服务器的服务速率；η是数据中心的能源使用效率；

服务器调度模型构建方法如下：

(1)建立数据中心服务质量函数，如下式所述：

0≤n_t≤n^max

式中：d^max是一个数据服务需求的最短延迟时间；n^max是数据中心的服务器最大数量；

(2)建立数据中心服务器启停函数，如下式所述：

式中：是服务器的启停状态，系0/1变量；是服务器启停状态的改变量，包含-1/0/1；T^d是服务器启停的最短周期；sumX_n,t是服务器在最短周期内的启停状态之和；M是一个极大值；

步骤3)中，上层问题的目标函数为数据中心收益最大，具体如下式：

式中：u₁是数据中心的优化目标；为电网的电价；Δt是单位时间间隔；

下层问题的目标函数为用户数据服务费用最低，具体如下式所示：

式中：u₂是用户的优化目标；D^fix是用户的数据服务需求量；是用户接受的数据服务价格，价格为0则表示用户选择放弃数据服务需求；N^user是当前数据中心的用户总数；

步骤4)中，单层混合整数规划问题如下：

式中：和均为对偶乘子；N^avail是价格敏感型用户的数量；是价格敏感型用户的数据服务需求；是损失的价格敏感型用户的数据服务需求；是价格不敏感型用户的数据服务需求；ε_j,t是价格敏感型用户j在时刻t使用数据服务的偏好程度；是抽样得到的用户j的心理价位上限值；ε^max是用户偏好程度的最大值。