数据网络与电力网络双网耦合建模与调度研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TM73密级：公开UDC：621.3学号：152137数据网络与电力网络双网耦合建模与调度研究研究生姓名：曹晓峻导师姓名：高赐威申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称电气工程论文答辩日期2018年5月26日二级学科名称学位授予日期答辩委员会主席王珂评阅人王珂、王磊2018年6月硕士学位论文数据网络与电力网络双网耦合建模与调度研究专业名称：电气工程研究生姓名：曹晓峻导师姓名：高赐威ResearchonCouplingOperationModelandControlStrategyofDataNetworkandPowerNetworkAThes

2、isSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYCAOXiaojunSupervisedbyProfessorGAOCiweiSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityMay,2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过

3、的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生

4、签名：导师签名：日期：摘要摘要随着互联网行业的蓬勃发展，数据中心用电已经成为不容忽视的负荷资源。其庞大的电力需求及追寻低廉可靠电力资源的本能属性使它具备与电力系统互动的积极意愿，同时，多地域分布的网络节点特性及数据负荷的快速低耗跨区域转移能力让其拥有参与系统互动运行的调度潜力，数据网络逐渐成为一种新的优质需求响应资源。尽管在国内外公开出版的文献中，利用数据网络的负荷可调节特性，对数据负荷进行控制的技术已经有了初步探索，但是系统层面对于数据网络的运行调度技术研究尚未真正起步。本文从数据负荷的转移特性出发，建立数据网络能耗模型，并在此基础上研究数据网络具备的需求响应潜力，并探索其参与电力

5、系统经济运行及电力市场调峰的控制策略。首先，介绍数据中心基本概念以及这些概念与电力网络的对偶关系；结合计算机领域对于数据中心物理模型的刻画，建立数据负荷调度与电力电量转移之间的联系，并形成以数据负荷为关键识别参数的数据中心能耗模型；考虑数据网络与电力网络的互动关系，提出数据网络与电力网络双网耦合运行架构并总结本文所建模型与传统数据中心能耗模型的关键差异。其次，分析双网耦合模型的电力负荷跨区域调度潜力，结合具体算例分析数据网络的调度性能；提出管制环境下数据中心参与系统经济运行的框架，将数据网络的运行约束纳入传统经济调度模型，通过算例验证了计及双网耦合模型的系统经济运行不仅能有效降低系统

6、发电成本，也能显著降低数据中心的电费支出。最后，结合电力市场建设背景，考虑数据网络与调峰辅助服务市场及能量市场的耦合关系，构建数据网络分别以价格追随者、动态定价协议以及市场竞价等方式参与调峰辅助服务市场的总体框架及运营规则，建立数据网络参与多调峰辅助服务市场的组合优化调度模型并将模型简化为一个混合整数规划问题进行求解，算例证明了所提模型通过跨区域电量交换缓解调峰困难的有效性，并且为数据网络赢取了一定的利益。关键词：数据中心；能耗模型；需求响应；经济调度；调峰辅助服务IABSTRACTABSTRACTWiththevigorousdevelopmentoftheinternetindu

7、stry,thepowerconsumptionindatacentershasbecomeanenormousresourcebodywhichcannotbeignoredbysystemoperation.Itshugedemandforelectricityandtheinstinctattributeofpursuinglowandreliablepowersupplymakeithaveapositivedesiretointeractwith