CN108596477A - 一种mdc综合能耗管理***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种MDC综合能耗管理***及方法，包括南向接口模块、用电监测模块、用电查询模块、统计分析模块、节能管理模块以及能耗预测模块，其中，南向接口模块用于连接用电监测模块和MDC的动环监控***、资源管理***以及网管平台；用电监测模块分别连接节能管理模块、用电查询模块、统计分析模块和能耗预测模块；能耗预测模块连接节能管理模块。南向接口可以采集动环监控***、资源管理***以及网管平台的能耗数据，将三个独立***的能耗数据综合在一起，实现综合能耗管理，能够提高能耗管理的效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及数据中心能耗调控技术领域，特别是涉及一种MDC综合能耗管理***及方法。
背景技术
模块化数据中心(Module Data Center，MDC)是基于云计算的新一代数据中心部署形式，为了应对云计算、虚拟化、集中化、高密化等服务器发展的趋势，其采用模块化设计理念，最大程度的降低基础设施对MDC数据中心环境的耦合。集成了服务器、供配电、制冷、机柜、气流遏制、综合布线、动环监控等子***，提高数据中心的整体运营效率，实现快速部署、弹性扩展和绿色节能。
数据中心综合管理***的能耗管理主要针对数据中心的电力消耗管理，比如UPS的能源损耗，MDC数据中心空调制冷的能源消耗，服务器计算处理时的能源消耗。数据中心的动环***主要是由供配电***、空调***、安防***等组成，设备资源由于种类和型号众多，因此具有管理复杂性，这样就使动环设备资源的能耗管理与虚拟化计算资源的能耗管理不同需要分开管理，在对数据中心进行模块化方式应用后，一个大中型数据中心就变成了若干个标准的模块化数据中心MDC集群，MDC集群的能耗管理也需要进行单独的管理，然后在结合动环***进行同步的能耗的管理。
然而，现有技术方案中，动力与环境设备资源能耗(动环)、资源管理***能耗及网管平台能耗是分开管理的，需要在各自能耗管理的基础上经过二次开发，难以实现综合能耗管理，影响能耗管理的效率和质量。
发明内容
本发明实施例中提供了一种MDC综合能耗管理***及方法，以解决现有技术中的能耗管理效率低和质量差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种MDC综合能耗管理***，包括：
南向接口模块，用于采集MDC的各种能耗数据；
用电监测模块，用于进行MDC用电监测；
用电查询模块，用于对所述能耗数据进行分析；
统计分析模块，用于对用电量进行统计分析；
节能管理模块，用于节能效果对比以及节能措施、节能建议和节能工程管理；
能耗预测模块，用于根据历史能耗进行MDC能耗预测；
其中，所述南向接口模块的输出端连接所述用电监测模块、输入端连接所述MDC的动环监控***、资源管理***以及网管平台；所述用电监测模块分别连接所述节能管理模块、用电查询模块、统计分析模块和能耗预测模块；所述能耗预测模块连接所述节能管理模块。
优选地，所述***还包括用电总览模块，用于将能耗管理信息进行综合显示，其中，所述用电总览模块分别连接所述用电查询模块和统计分析模块。
优选地，所述***还包括数据录入模块，用于月度补充数据的录入，其中，所述数据录入模块分别与所述用电总览模块、节能管理模块以及能耗预测模块连接。
优选地，所述***还包括数据配置模块，用于进行MDC相关数据配置，其中，所述数据配置模块与所述用电监测模块连接。
优选地，所述南向接口模块包括Modbus接口、IPMI接口及SNMP接口，其中，Modbus接口用于采集动环***能耗数据，IPMI接口用于采集资源管理***数据，SNMP接口用于采集网管平台接口数据。
本发明第二方面提供了一种MDC综合能耗管理方法，包括：
获取能耗数据；
对所述能耗数据进行未确认用电量异常告警、已确认用电量异常告警以及MDC用电监测；
对所述能耗数据进行MDC用电趋势分析、典型MDC组用电趋势分析、区域用电月度分析、MDC用电月度分析、用电类型占比月度分析以及节能效果对比分析，和/或，对所述能耗数据进行统计分析，和/或，根据所述能耗数据进行能耗预测；
对所述用电查询结果以及统计分析结果进行显示，和/或，根据各分析结果制定节能措施、节能建议以及节能工程；
对所述节能措施、节能建议、节能工程以及节能效果对比结果进行管理。
优选地，所述能耗数据包括：采集自动环监控***的精密空调的耗电数据、UPS***的耗电数据、配电柜***的耗电数据、MDC总输入电量数据、照明配电耗电数据以及安防摄像头耗电数据；采集自资源管理***的服务器设备电量数据、存储设备电量数据；采集自网管***的业务量数据。
优选地，根据所述能耗数据进行能耗预测具体包括：
获取历史能耗值及MDC月度业务量；
根据所述历史能耗值及MDC月度业务量创建能耗模型；
获取当前能耗值；
根据所述当前能耗模型和能耗参数进行能耗预测。
优选地，所述根据所述历史能耗值及MDC月度业务量创建能耗模型具体包括：根据所述历史能耗值及MDC月度业务量采用回归分析预测法建立能耗模型。
优选地，用于建立能耗模型的回归方程为：St＝a*yt+(1-a)*(St-1)，其中，St为时间t的平滑值；yt为时间t的实际值；St-1为时间t-1的平滑值；a为平滑常数，其取值范围为[0,1]。
由以上技术方案可见，本发明包括南向接口模块、用电监测模块、用电查询模块、统计分析模块、节能管理模块以及能耗预测模块，其中，南向接口模块用于连接用电监测模块和MDC的动环监控***、资源管理***以及网管平台，将各自独立监测管理的能耗数据进行共同采集，同时，南向接口模块中的多种接口类型为采集不同类型的信号提供了基础，用电监测模块分别连接节能管理模块、用电查询模块、统计分析模块和能耗预测模块，对采集的能耗数据进行分析，并将分析结果发送给其他模块，供其他模块进行相应的分析处理，能耗预测模块连接节能管理模块，能耗预测模块根据历史数据建立能耗模型，在能耗模型的基础上结合当月用电量进行能耗预测并制定相应的节能措施并保存在节能管理模块中。本发明可以采集动环监控***、资源管理***以及网管平台的能耗数据，将三个独立***的能耗数据综合在一起，实现综合能耗管理，能够提高能耗管理的效率和质量。
附图说明
了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种MDC综合能耗管理***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种MDC综合能耗管理***的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种MDC综合能耗管理方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的能耗模型建立方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参见图1，为本发明实施例提供的一种MDC综合能耗管理***的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的MDC综合能耗管理***，包括：南向接口模块、用电监测模块、用电查询模块、统计分析模块、节能管理模块以及能耗预测模块。
所述南向接口模块用于连接所述用电监测模块和MDC的动环监控***、资源管理***以及网管平台；所述用电监测模块分别连接所述节能管理模块、用电查询模块、统计分析模块和能耗预测模块；所述能耗预测模块连接所述节能管理模块。
南向接口模块用于采集MDC的各种能耗数据，本发明中需要采集的能耗数据来自动环监控***、资源管理***以及网管平台三部分，每部分的能耗输出形式或输出接口不同，因此造成了传统能耗管理的过程中信息难以采集的问题，本发明实施例设置南向接口模块，在南向接口模块中设置多种接口类型用于采集不同输出型号或输出接口的能耗信号，同时为了适应不同信号的采集方式，定义了3种通信协议，包括Modbus、IPMI及SNMP，其中，Modbus协议用于采集动环监控***的能耗数据，PIMI协议用于采集资源管理***的能耗数据，SNMP协议用于采集网管平台的能耗数据。
因此，南向接口模块包括Modbus接口、IPMI接口及SNMP接口，其中，Modbus接口为能够满足Modbus协议且能够采集动环***能耗数据的接口，IPMI接口为能够满足IPMI协议且能够采集资源管理***数据的接口，SNMP接口为能够满足SNMP协议且能够采集网管平台接口数据的接口，需要说明的是，本发明不对具体的接口型号进行限制，只需能在满足特定通信协议的前提下可以采集与特定通信协议相对应的能耗数据即可。
用电监测模块，用于进行MDC用电监测，具体的，包括未确认用电量异常告警、已确认用电量异常告警、MDC用电监测。采集到的能耗数据中包括已确认用电量和未确认用电量，根据MDC的实际运行情况可以确定各种设备在正常运行时的耗电量，一旦用电量发生异常，则需要进行告警，在告警时按照已确认用电量和未确认用电量两类进行告警，已确认用电量告警时显示为已确认用电量并显示区域名、MDC名、异常信息、告警时间、确认时间，未确认用电量进行告警时显示为未确认用电量并显示区域名、MDC名、异常信息、告警时间。用电监测模块还包括MDC用电监测，对一组MDC的用电总量进行监测，实时动态显示MDC当前电源电压值，负载电流值，MDC温度、湿度，电表当前有功电能度数、空调工作状态。
用电查询模块，用于对所述能耗数据进行分析，包括MDC用电趋势分析、典型MDC组用电趋势分析、区域用电月度分析、MDC用电月度分析、用电类型占比月度分析、节能效果对比分析，将分析结果进行分类显示，根据用户的使用习惯可以将全部结果显示在同一界面或多个界面。
统计分析模块，用于对用电量进行统计分析，将能耗数据以智能电表日报表、MDC用电量日报表、区域用电量月报表以及区域用电量年报表的形式分别进行统计，按照统计的结果分别进行分析并将结果进行显示，其中，其报表只需记录当日的数据，月报表或年报表需要将一月之内或一年之内的全部数据然后进行分析。
节能管理模块，用于节能效果对比以及节能措施、节能建议和节能工程管理，用户通过对MDC的用电量进行分析后会指定一系列节能措施、节能建议以及节能过程，根据针对的***不同又可以分为动环监控***节能方案、资源管理***节能方案以及网管平台节能方案，全部保存在节能管理模块，在对MDC集群进行节能管理时，可以对多种节能方案进行排列组合，从而得到多种综合节能方案，对实施的每种节能方案的节能效果进行记录并进行比对，从未得出最佳的节能方案，节能效果进行比对时还需要显示出对于各***的具体节能效果，供用户选择，例如，用户需要动环监测***节能优先，则选择的节能方案应使动环监测***节能效果最优，此时对应的总节能效果不一定为最优
能耗预测模块，用于MDC能耗预测，通过对历史能耗数据的分析，预测未来能耗，将实际的能耗值与预测值进行比对可以粗略观察能耗的使用情况。
参见图2，为本发明实施例提供的另一种MDC综合能耗管理***的结构示意图，如图2所示，所述***还包括用电总览模块，综合的显示所管理的MDC数据中心近期的用电情况，其中，所述用电查询模块和统计分析模块分别连接所述用电总览模块。综合的显示所管理的MDC数据中心近期的用电情况，以图形化界面直观展示MDC用电情况：以滚动信息栏的方式显示最近的且未确认的10条用电量告警信息；以模拟电表的方式显示前一日MDC数据中心的用电量；以曲线图的方式显示前一周MDC数据中心的用电量；以柱状图的方式显示前一月各区域的用电量。
所述***还包括数据录入模块，用于月度补充数据的录入，其中，所述数据录入模块分别与所述用电总览模块、节能管理模块以及能耗预测模块连接，数据录入包括MDC电费及电单价录入以及区域业务量录入，根据电费、电单价以及业务量可以估计出某一时间段内的费用情况，因为电费一般为分段计费，可以根据电费的分段情况决定某时段对哪一***进行节能优先，例如，18:00-22:00时段为用电高峰，此时对应的电费较高，如果动环监测***的用电总量最大，则此时需要对动环监测***节能优先，降低电费消耗。
所述***还包括数据配置模块，用于进行MDC相关数据配置，其中，所述数据配置模块与所述用电监测模块连接，数据配置模块主要配置的数据为弥补南向接口模块的不足以及其他MDC相关数据。南向接口模块包括的多种接口是以现有技术中常用的接口为主，但对于一些老旧设备，常用接口不能匹配，此时就需要进行人工手动录入，另外，数据配置还包括数据字典管理、楼层管理、独立空调区域管理、电表管理、典型MDC组管理和***参数设置等。
数据字典管理用于对数据字典项的维护管理，数据字典项包括：MDC占地面积、MDC主设备厂商、空调设备品牌以及电源品牌。
楼层管理功能用于对楼层信息的维护管理，楼层信息包括楼层名称和面积。
空调独立区域管理功能用于对空调独立区域信息的维护管理，空调独立区域信息包含区域名、所属楼层、面积等信息。
电表管理功能用于电表信息的维护管理，电表信息包含MDC类型、MDC名、电表名、所属空调独立区、所属楼层、用电设备类别。
MDC工况和节能措施等参数相同或相似的一组MDC，称为典型MDC组，典型MDC组管理功能即对典型MDC组相关参数的管理。
***参数设置包括：
电表日用电量下限值，当日无MDC停电告警并且低于下限值时，则认为智能电表工作状态异常，本发明中默认值为5千瓦时。
MDC月用电量上限，对当月用电量异常的MDC进行报警提醒，其中，每一个MDC当月用电量比前三个月用电量的平均值增加超过上限时，则认为该MDC当月用电异常，本发明中超过上限为30％。
MDC月用电量下限，对于当月采集数据有效天数大于设定值且用电量少于正常用电量下限的MDC，可判断为电表异常，需要提醒维护人员检查相关智能电表工作状态，并自动生成月报表，本发明中默认值为150千瓦时(5千瓦时*30天)。
参见图3，为本发明实施例提供的一种MDC综合能耗管理方法的流程示意图，本发明实施例提供的MDC综合能耗管理方法，包括：
S10：获取能耗数据。
南向接口模块和/或数据配置模块从动环监控***、资源管理***以及网管平台分别采集能耗数据。所述能耗数据包括采集自动环监控***的精密空调的耗电数据、UPS***的耗电数据、配电柜***的耗电数据、MDC总输入电量数据、照明配电耗电数据以及安防摄像头耗电数据；采集自资源管理***的服务器设备电量数据、存储设备电量数据；采集自网管***的业务量数据。
S20：对所述能耗数据进行未确认用电量异常告警、已确认用电量异常告警以及MDC用电监测。
用电监测模块获取所述能耗数据，对所述能耗数据进行未确认用电量异常告警、已确认用电量异常告警以及MDC用电监测。
S30：对所述能耗数据进行MDC用电趋势分析、典型MDC组用电趋势分析、区域用电月度分析、MDC用电月度分析、用电类型占比月度分析以及节能效果对比分析。
用电查询模块对所述能耗数据进行MDC用电趋势分析、典型MDC组用电趋势分析、区域用电月度分析、MDC用电月度分析、用电类型占比月度分析以及节能效果对比分析并进行显示。
MDC用电趋势分析包括：选取典型MDC组其中几个站，统计某一时间段内(缺省值为一个月)的用电量数据并以曲线图的方式显示，同时显示明细数据表。
典型MDC组用电趋势分析包括：选取其中几个典型站组，统计指定的一段时间的用电量以柱状图方式显示,同时显示明细数据表，通过柱状图可直观的对比分析不同典型MDC组的用电量。
区域用电月度分析包括：统计各区域某一月用电数据，计算各区域用电量在该月份总用电量中的占比大小，并以饼状图来显示，同时显示明细数据表。
MDC用电月度分析包括：统计各区域某月份用电总量、各区域该月份的业务用电量、各区域该月份单业务量用电量，并以柱状图显示,同时显示数据表，通过柱状图可对比分析各区域业务用电量大小和单业务量用电量大小。
用电类型占比月度分析包括：统计某一月普通MDC数据中心设备用电，MDC数据中心空调用电比例，以饼状图显示，同时显示明细数据表。
节能效果对比分析包括：选择典型MDC组中的典型MDC，对采取节能措施前后用电量进行比对分析，验证节能效果，以柱状图显示用电量。
S40：对所述能耗数据进行统计分析。
统计分析模块对所述能耗数据进行统计分析。
S50：根据所述能耗数据进行能耗预测。
能耗预测模块根据所述能耗数据进行能耗预测。
步骤S30、S40及S50可同步执行一个或多个步骤。
S60：对所述用电查询结果以及统计分析结果进行显示。
用电总览模块对所述用电查询模块以及统计分析模块结果进行显示。
S70：根据各分析结果制定节能措施、节能建议以及节能工程。
步骤S60及S70可同步执行一个或多个步骤。
S80：对所述节能措施、节能建议、节能工程以及节能效果对比结果进行管理。
节能管理模块对所述节能措施、节能建议以及节能工程进行管理，根据当前能耗数据及历史能耗数据进行节能效果对比。
对于步骤S50，参见图4为本发明实施例提供的能耗模型建立方法的流程示意图，如图3所述，所述能耗预测模块根据所述能耗数据进行能耗预测具体包括：
S501：获取历史能耗值及MDC月度业务量。
S502：根据所述历史能耗值及MDC月度业务量创建能耗模型。
回归分析预测法是指基于自变量和因变量之间的相关关系，建立变量之间的回归方程，并使用回归方程作为预测模型，预测当自变量变化时因变量的估计值。本发明中根据所述历史能耗值及MDC月度业务量采用回归分析预测法建立能耗模型。在预测MDC能耗时，MDC用电量为因变量，直接影响MDC能耗的相关因素为自变量，包括MDC的建筑面积、建筑结构、业务量、主设备类型、空调品牌型号、电源品牌型号等。通过分析MDC用电量和MDC各工况参数的历史数据，可基于回归分析预测法构建MDC能耗模型。
用于建立能耗模型的回归方程为：St＝a*yt+(1-a)*(St-1)，其中，St为时间t的平滑值；yt为时间t的实际值；St-1为时间t-1的平滑值；a为平滑常数，其取值范围为[0,1]。
S503：获取当前能耗值。
S504：根据所述当前能耗模型和能耗参数进行能耗预测。
本发明包括南向接口模块、用电监测模块、用电查询模块、统计分析模块、节能管理模块以及能耗预测模块，其中，南向接口模块用于连接用电监测模块和MDC的动环监控***、资源管理***以及网管平台，将各自独立监测管理的能耗数据进行共同采集，同时，南向接口模块中的多种接口类型为采集不同类型的信号提供了基础，用电监测模块分别连接节能管理模块、用电查询模块、统计分析模块和能耗预测模块，对采集的能耗数据进行分析，并将分析结果发送给其他模块，供其他模块进行相应的分析处理，能耗预测模块连接节能管理模块，能耗预测模块根据历史数据建立能耗模型，在能耗模型的基础上结合当月用电量进行能耗预测并制定相应的节能措施并保存在节能管理模块中。本发明可以采集动环监控***、资源管理***以及网管平台的能耗数据，将三个独立***的能耗数据综合在一起，实现综合能耗管理，能够提高能耗管理的效率和质量。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种MDC综合能耗管理***，其特征在于，包括：
南向接口模块，用于采集MDC的各种能耗数据；
用电监测模块，用于进行MDC用电监测；
用电查询模块，用于对所述能耗数据进行分析；
统计分析模块，用于对用电量进行统计分析；
节能管理模块，用于节能效果对比以及节能措施、节能建议和节能工程管理；
能耗预测模块，用于根据历史能耗进行MDC能耗预测；
其中，所述南向接口模块的输出端连接所述用电监测模块、输入端连接所述MDC的动环监控***、资源管理***以及网管平台；所述用电监测模块分别连接所述节能管理模块、用电查询模块、统计分析模块和能耗预测模块；所述能耗预测模块连接所述节能管理模块。
2.根据权利要求1所述的MDC综合能耗管理***，其特征在于，所述***还包括用电总览模块，用于将能耗管理信息进行综合显示，其中，所述用电总览模块分别连接所述用电查询模块和统计分析模块。
3.根据权利要求2所述的MDC综合能耗管理***，其特征在于，所述***还包括数据录入模块，用于月度补充数据的录入，其中，所述数据录入模块分别与所述用电总览模块、节能管理模块以及能耗预测模块连接。
4.根据权利要求1所述的MDC综合能耗管理***，其特征在于，所述***还包括数据配置模块，用于进行MDC相关数据配置，其中，所述数据配置模块与所述用电监测模块连接。
5.根据权利要求1-4任一所述的MDC综合能耗管理***，其特征在于，所述南向接口模块包括Modbus接口、IPMI接口及SNMP接口，其中，Modbus接口用于采集动环***能耗数据，IPMI接口用于采集资源管理***数据，SNMP接口用于采集网管平台接口数据。
6.一种MDC综合能耗管理方法，其特征在于，包括：
获取能耗数据；
对所述能耗数据进行未确认用电量异常告警、已确认用电量异常告警以及MDC用电监测；
对所述能耗数据进行MDC用电趋势分析、典型MDC组用电趋势分析、区域用电月度分析、MDC用电月度分析、用电类型占比月度分析以及节能效果对比分析，和/或，对所述能耗数据进行统计分析，和/或，根据所述能耗数据进行能耗预测；
对所述用电查询结果以及统计分析结果进行显示，和/或，根据各分析结果制定节能措施、节能建议以及节能工程；
对所述节能措施、节能建议、节能工程以及节能效果对比结果进行管理。
7.根据权利要求6所述的MDC综合能耗管理方法，其特征在于，所述能耗数据包括：采集自动环监控***的精密空调的耗电数据、UPS***的耗电数据、配电柜***的耗电数据、MDC总输入电量数据、照明配电耗电数据以及安防摄像头耗电数据；采集自资源管理***的服务器设备电量数据、存储设备电量数据；采集自网管***的业务量数据。
8.根据权利要求6所述的MDC综合能耗管理方法，其特征在于，根据所述能耗数据进行能耗预测具体包括：
获取历史能耗值及MDC月度业务量；
根据所述历史能耗值及MDC月度业务量创建能耗模型；
获取当前能耗值；
根据所述当前能耗模型和能耗参数进行能耗预测。
9.根据权利要求8所述的MDC综合能耗管理方法，其特征在于，所述根据所述历史能耗值及MDC月度业务量创建能耗模型具体包括：根据所述历史能耗值及MDC月度业务量采用回归分析预测法建立能耗模型。
10.根据权利要求9所述的MDC综合能耗管理方法，其特征在于，用于建立能耗模型的回归方程为：St＝a*yt+(1-a)*(St-1)，其中，St为时间t的平滑值；yt为时间t的实际值；St-1为时间t-1的平滑值；a为平滑常数，其取值范围为[0,1]。
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