典型用能系统能耗建模仿真技术研究

发布时间：2017-10-29 05:31

  本文关键词：典型用能系统能耗建模仿真技术研究

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【摘要】：能耗问题是近几年来全球关注的热点问题。为了减少过度的能源浪费,各个国家采取相应措施:颁布一系列有关节能的法律法规和政策条例来引导节能降耗工作,设立相应的节能部门加强监管,制定能耗指标体系约束不规范的用能行为以及大力推广节能技术改善能耗现状等。但是,目前节能项目缺乏对能耗特征信息的搜集和研究,导致节能工作开展具有一定的盲目性。尤其是数据中心这类具有相同典型用能设备耗能机构,具有能耗大、节能空间大、节能方法具有共性的特点,因此对数据中心中的用能系统的研究对促进节能技术发展、提高全社会的节能减排成效具有重要意义。针对以上问题,本文对数据中心主要耗能设备空调和服务器信息进行搜集和整理,研究典型用能系统能耗建模仿真技术,为构建一体化的用能系统能耗仿真平台提供支撑。首先,由于空调构造复杂,本文从物理结构出发,对其进行组件划分,并依据空调和服务器的实际运行情况列出空调各组件和服务器能耗影响因素,便于后续数据信息的处理。然后,本文利用多元回归分析方法分析预报量与各因素之间的依赖关系,分别建立各组件数学模型,并最终建立空调能耗协调控制模型和服务器能耗模型。最后,针对目前缺乏专门针对典型用能系统进行能耗建模仿真的现状,本文基于图模库一体化思想给出能耗建模仿真软件解决方案,对软件的功能进行详细设计,并给出了具体的实现方法。用户可以通过该软件对图元的操作完成用能系统能耗的仿真,系统了解能耗水平和特点,为针对性制定节能策略提供参考数据。通过本课题研究,建立了基于数据中心以空调和服务器为代表的典型用能系统能耗特征数学模型,形成了可以对用能系统的能耗数据信息进行高效处理、分析和优化的软件实现方案。在对用能系统进行能耗仿真时可以动态掌握系统各组件当前的输入输出参数,统一有效管理数据,方便用户在复杂的系统和海量的数据中迅速发现设备能耗信息的本质及规律。
【关键词】：能耗 数据中心 空调 服务器 建模
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP308
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 选题背景9-10
• 1.2 国内外研究概述10-11
• 1.3 课题的研究内容和论文的组织结构11-13
• 1.3.1 课题的主要研究内容11
• 1.3.2 论文的组织结构11-13
• 第2章 数据中心设备能耗影响因素分析13-18
• 2.1 引言13
• 2.2 空调能耗影响因素分析13-16
• 2.2.1 空调组件划分13-14
• 2.2.2 冷水机组能耗影响因素14-15
• 2.2.3 冷却塔能耗影响因素15
• 2.2.4 水泵能耗影响因素15-16
• 2.2.5 空调末端能耗影响因素16
• 2.3 服务器能耗影响因素16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第3章 数据中心设备能耗建模18-42
• 3.1 引言18
• 3.2 多元非线性建模理论基础18-21
• 3.2.1 多重共线性分析19-20
• 3.2.2 主成分非线性回归模型20-21
• 3.2.3 模型检验21
• 3.3 空调能耗数学模型21-38
• 3.3.1 冷水机组能耗模型21-28
• 3.3.2 冷却塔能耗模型28-33
• 3.3.3 水泵能耗模型33-37
• 3.3.4 空调末端风机能耗37-38
• 3.3.5 空调能耗协调控制模型38
• 3.4 服务器能耗数学模型38-40
• 3.5 本章小结40-42
• 第4章 能耗建模仿真软件解决方案42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 设计原则42
• 4.3 系统功能设计42-45
• 4.3.1 系统建模功能42-44
• 4.3.2 属性设置功能44-45
• 4.3.3 能耗计算功能45
• 4.3.4 结果展示功能45
• 4.4 系统实现方案45-51
• 4.4.1 系统总体架构45-46
• 4.4.2 具体实现方案46-50
• 4.4.3 关键技术实现方法50-51
• 4.5 建模过程51-52
• 4.6 本章小结52-54
• 第5章 结论与展望54-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58-59
• 致谢59

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本文编号：1111653