管理数据中心中的电力的制作方法

1.本公开一般涉及电力管理和广域能量(power)控制系统。


背景技术：

2.数据中心通常包括大量联网计算机、存储系统、联网装置、冷却系统和用于确保计算机正常操作的各种其他组件。许多数据中心可以托管不应关闭的任务关键应用。因此，许多数据中心包括备用电力系统，其通常包括不间断电源(ups)和备用发电机的某种组合。


技术实现要素：

3.总体上，该文件描述了一种广域能量控制系统(例如，其可以作为微电网控制器来实现)，该系统处置诸如数据中心的设施处的不同能源(energy source，即能量来源)的本地控制。广域能量控制系统基于从远程数据中心控制系统接收的电力控制信息来调整能源的本地控制。广域能量控制系统基于电力控制信息来生成命令，并利用无关(agnostic)通信接口将命令传输到设施处的各种能源。无关接口允许广域能量控制系统连接到不同能源的通信接口。每个能量系统的控制系统都可以包括被配置为与广域能量控制系统的无关接口进行通信的通信接口，从而允许即插即用架构，在该即插即用架构中能源可以轻松地与广域能量控制系统连接和断开连接。
4.总体上，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在系统中，该系统包括：本地能源的集合，其被配置为向数据中心的负载提供电力；广域能量控制器，其包括：能通信地耦合到应用编程接口(api)的第一接口，该应用编程接口将远程数据中心控制系统连接到多个数据中心的相应广域能量控制器，第一接口被配置为经由api从远程数据中心控制系统接收电力控制信息；控制单元，其被配置为基于所接收的电力控制信息来调度本地能源以为负载提供电力；以及能通信地耦合到本地能源的集合中的每个本地能源的每个本地控制器的第二接口，其中，控制单元经由第二接口向本地能量系统发送控制信息。该方面的其他实施例包括对应的仪器、方法和编码在计算机存储设备上的计算机程序，其被配置为执行方法的动作。
5.这些和其他实施方式中的每一个可以可选地包括以下特征中的一个或多个。在一些方面，系统的本地能源包括至少两种或更多种不同类型的能源。本地能源可以包括(i)柴油发电机、(ii)太阳能能源、(iii)风能源或(iv)电池能源中的两个或更多个。负载可以包括多个数据中心计算机和联网装置。电力控制信息包括要由数据中心计算机执行的计算任务的调度。在一些方面，电力控制信息包括要由数据中心计算机执行的计算任务的预期电力需求。
6.在一些方面，远程数据中心控制系统为每个数据中心调度计算任务。为每个数据中心计算的计算任务的调度可以由调度优化引擎确定，并且调度优化引擎可以应用历史数据和软件服务来改进调度。系统包括与远程数据控制中心无关的广能量控制器的第一接口。系统包括与一个或多个数据中心中的本地能源的对应本地控制器无关的广域能量控制
器的第二接口。
7.考虑到能源的不同电气属性(例如，不同的惯性质量、响应时间、系统动力学、无功电力能力)和不同的信息技术(it)/冷却负载(例如，热rc常数、it负载类别)，将不同的能源集成到数据中心是具有挑战性的。此外，协调低水平(例如机器水平控制)与甚至可能不位于数据中心的高水平优化调运算法是具有挑战性的。例如，没有本文档中描述的控制系统层级、通信接口和控制技术的情况下，将需要能源相互通信以协调向负载的电力输送，这很复杂，并且标准无关接口的缺乏进一步使控制复杂化。
8.可以实施本说明书中描述的主题的特定实施例以实现以下优点中的一个或多个。本文档中描述的广域能量控制系统被配置为实时或近实时地——例如，在几秒或几毫秒内——传输和执行命令，以基于软件工作负载调度——例如基于由数据中心中的服务器执行的软件任务的调度——来控制本地能源，所述软件工作负载调度的调度可以由远程数据中心控制系统控制。广域能量控制系统还使用供应商无关接口集成不同的能源，其允许几乎任何类型的能源(例如，太阳能面板、风力涡轮机、燃气发电机等)的更简单、更快安装以及能源与控制系统的更快集成，而无论供应商如何。与创建和控制多个特定于供应商的接口来操作不同的能源相比，广域能量控制系统使用供应商无关接口来传达本地控制的控制命令。连接和使用不同能源的多个不同的供应商特定接口需要复杂的布线网络，并在能源处的控制的编程和执行之间生成增加的延迟。与这些其他技术相比，广域能量控制系统利用的供应商无关接口允许更简单的连接和更低的延迟。
9.远程数据中心控制系统可访问的应用编程接口(api)可以提供对天气信息、电网状态和其他第三方信息的访问，这些信息可以用于基于每个数据中心处的能源可用性来跨数据中心调度工作负载，例如软件任务。例如，api可以监视更新的天气数据并将天气数据传输到广域能量控制系统，其中广域能量控制系统实现稳健的反馈和能源的优化利用。也可由远程数据中心控制系统访问的api与仅依赖数据中心环境中每个单独能源的安全性协议相比，提供了额外的安全性。api用作安全性气隙，其将数据中心或远程数据中心控制系统彼此隔离以保护联网装置。
10.广域能量控制系统的优点是与从api接收到的天气数据集成以转变能源的工作负载调度，例如，在理想天气条件期间斜升(ramp-up)太阳能电池资产充电并且在存在不充足天气条件时将工作负载转移到其他数据中心。转变数据中心中的能源的工作负载调度允许更可靠的服务、软件工作负载的更多正常运行时间以及不同数据中心处可用的更高效和/或更环境友好能源的选择和使用。广域能量控制系统还可以利用来自api的电网状态在电网例行维护期间斜升备用能源，并确保数据中心在电网停供期间的适应操作。广域能量控制系统的额外优势是能够汇总能源和负载资源，以帮助为电网或公用事业提供服务，而无需在本地调运和独立协调每个不同能源。
11.通过汇总能量和负载资源，广域能量控制系统能够基于对来自电网的碳密集能量消耗的预测来控制(例如，塑造)数据中心工作负载(例如，分派的要在数据中心执行的软件任务)。广域能量控制系统能够以任何容量将不同的能量资源的利用从碳密集转变为无碳，并减少数据中心的碳足迹(例如，碳排放)。广域能量控制系统的附加优势是通过其相应的控制器命令无碳分布式能量资源的能力，以在电网的高碳强度时期增加发电。广域能量控制系统可以将电力负载的执行转变到在具有较低碳强度(碳排放量较少)的时间段期间发
生，而不是电网的高碳强度的时间段。
12.本说明书的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和下面的描述中阐述。从说明书、附图和权利要求中，主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
13.为更加清楚地描述本说明书实施方式或现有技术中的技术方案，下面对描述该实施方式或现有技术所需的附图进行简要说明。以下描述中的附图仅示出本说明书的一些实施方式，本领域普通技术人员仍然可以从这些附图中得出其他附图在而无需创造性劳动。
14.图1a描绘了其中广域能量控制系统管理数据中心的负载的电力的示例数据中心环境。
15.图1b描绘了图1a的远程数据中心软件控制系统、广域能量控制系统和分布式能量资源控制器之间的互连。
16.图2描绘了用于管理数据中心的负载的电力的示例过程的流程图。
17.图3描绘了示例广域能量控制系统架构。
18.图4描绘了数据中心微电网的示例状况和转换。
19.各个附图中相似的参考标记和标号指示相似的元件。
具体实施方式
20.本公开描述了用于使用广域能量控制系统(例如，微电网控制器)管理数据中心的负载的电力的控制系统，该广域能量控制系统在远程控制器和被配置为向负载提供电力的分布式能量资源(der)的个体控制器之间提供接口。为帮助本领域技术人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将参考本说明书实施方式中的附图，对本说明书实施方式中的技术方案进行清楚并且全面地描述。所描述的实施方式仅仅是本说明书的一些实施方式，而不是全部的实施方式。基于本说明书中的一种或者多种实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本说明书实施方式保护的范围。
21.图1a描绘了示例数据中心环境100。所示数据中心环境100包括连接到远程数据中心控制系统(rdccs)140的数据中心105，其中电网交互服务120可用。数据中心105由公用电网(未示出)供电(例如，各种电压——例如230v或480v——和各种频率——例如50hz或60hz——的三相交流(ac)电压)，但可以参考图4进一步描述的不同模式操作。
22.通常，数据中心105可以包括各种类型的计算组件，诸如计算机(例如，服务器机架和/或机柜)以及电信和存储装置以支持网络和存储基础设施。网络基础设施包括联网装置，例如用于有线和无线通信设备的路由器、交换机、防火墙。存储基础设施包括支持数据处理(例如存储、检索、分发、备份或存档数据)的装置(例如硬盘驱动器、固态驱动器和存储/备份管理实用程序)。
23.数据中心105可以使用来自装置外电源(例如，网络电网和/或共址的能量资源)的电力用于多个电气负载，包括计算组件、电力子系统、通风、冷却系统、灭火、备用发电机等。数据中心105还包括各种电气负载，以支持诸如网络安全性、应用交付保证、网络和存储基础设施的操作。通常，数据中心105可以被配置为跨不同领域(例如，信息技术、医疗保健、银
行、web服务)支持例如主机、使用数据的软件工作负载、软件应用和/或服务器(例如，存储、处理、传输、接收)。
24.数据中心105包括多个分布式能量资源(der)110，它们也被配置为提供能量来为数据中心105的负载供电。der 110可以例如在电网故障的情况下向负载提供备用电源，和/或用作负载的主电源或电网电源的补充(例如，使得一些负载由电网供电而其他负载由der 110供电)。例如，在某些时间段使用der 110代替公用电网可能更有效，而在其他时间段使用电网更有效。将der 110电气耦合到数据中心105的电源总线提供了能源的灵活性，同时还防止了电网故障情况下的停机。尽管未示出，但电网和每个der 110可以电气耦合到数据中心105的主电源总线。在一些情况下，der 110也可以向电网提供电力。
25.每个单个的der 110-1到110-n具有对应的der控制器112-1a到112-n和相应的接口(图1a中未示出)。在该示例中，数据中心具有数量“n”的der 110，其中n为至少二。每个对应的der控制器112-1至112-n通过调节操作条件配置相应的der 110-1-至110-n并且还获得对应的der 110的状态信息。例如，der 110的der控制器112可以执行der 110的启动功能，调节der 110的输出电压和/或电流，关闭der 110，以及执行与控制der 110相关联的其他功能。
26.在一些实施方式中，der控制器112可以被实施为控制面板，其连接到遍及相应der 110的传感器。例如，柴油发电机(例如，der110-1至110-n中的至少一个der)包括发电机控制面板。发电机控制面板可以包括控制模块(例如，可编程逻辑控制器)，其被配置为启动/停止引擎、监视发电机保护和/或在操作故障的情况下启用本地断路器。在另一个示例中，太阳能面板的der控制器112包括太阳能充电控制器，以通过调节电压和电流来防止太阳能面板的电池资产过度充电。在另一个示例中，风力涡轮机的der控制器112对风力涡轮机执行连续缺陷监视、紧急停机、桨距和扭矩控制。风力涡轮机的der控制器112结合速度传感器调整桨距和/或扭矩，以优化从各种风向捕获的能量以发电。der控制器112-1到112-n可以使用各种类型的控制技术，诸如反馈控制(例如，比例、比例-积分-微分(pid)等)或其他适当的控制技术。
27.der 110可以包括各种各样的无碳能源(例如，风力涡轮机、光伏面板、燃料电池、电池和其他能量存储系统，和/或其他无碳资源)和/或化石燃料能源(例如，柴油发电机、燃煤电厂、天然气发电机和/或其他不可再生资源)。der 110能源的一些示例还包括发电机(例如，燃料电池、线性发电机、内燃机、核电厂、地热发电厂、碳捕获和存储设备)和能量存储设备(例如，锂离子电池、超-电容器、熔盐、液流电池、绝热压缩空气、液态空气、热能储存和重力储存)。
28.例如，数据中心105可以选择性地由公用电网、柴油发电机和一种或多种可再生能源(包括太阳能面板、风力涡轮机等)的组合供电。由于使用无碳和化石燃料能源产生电力的固有差异，相应的操作参数和条件可能从der 110-1到der 110-n不同。在一些实施方式中，通过可再生技术(例如，光伏面板)收集的der 110的无碳能源作为直流(dc)存储在电池系统中，可以通过电逆变器将其转换为交流(ac)。在其他实施方式中，通过可再生技术(例如，风力涡轮机)收集的der 110的无碳能源被配置为输出ac电力。der控制器112a-112n将基于相应der 110-1到110-n的能源类型来使用适当的操作参数执行命令。
29.在一些实施方式中，除了基于碳的发电机(例如，柴油发电机)或代替基于碳的发
电机，der 110-1到110-n的无碳资源可以被调运(例如，安装在数据中心105处)，以降低数据中心105的碳强度(例如，碳排放)。例如，数据中心105的所有der 110-1至110-n都可以是无碳能源。在另一个示例中，可以调运der 110-1至110-n的无碳资源以向电网提供无碳产生的能量，以降低电网的整体碳强度。例如，如果der 110-1到110-n能够产生比数据中心105当前消耗的能量更多的能量，那么der 110-1到110-n可以向公用电网输出电力。
30.另外，der控制器112-1到112-n通常包括各种类型的特定于供应商的接口以配置和操作对应的der 110-1到110-n。在一些示例中，der 110可以包括具有相同接口的相同或相似类型的能源，但可以基于数据中心105的相应负载以不同参数操作。例如，数据中心105的der 110可以包括具有公共接口的一个电池群组或多个电池群组，所述多个电池群组中的每个电池群组具有相同类型的接口。
31.rdccs 140远程识别和确定数据中心环境的高水平操作参数(例如，峰值负载需求、电力服务计划、电力负载配置)。例如，rdccs 140确定数据中心105操作的电力负载需求和/或确定der的配置以满足电力负载需求。rdccs 140可以基于公用电网状态和当前数据中心105操作状态来确定配置，并且将包括期望配置的电力控制信息传输到广域能量控制系统(wecs)130。
32.在特定示例中，rdccs 140可以管理数据中心105并且可选地同样管理其他数据中心的软件工作负载。rdccs 140可以将软件工作负载分派给数据中心105并基于各种因素(诸如数据中心无碳或低碳生产能源的可用性)来在数据中心之间转移软件工作负载，以平衡数据中心当中的负载，以在最接近接收或发送输入和/或输出数据和/或其他适当因素的地理位置中处理工作负载。
33.rdccs 140还可以确定或至少估计数据中心105例如在一个或多个时间段的过程中将消耗以处理工作负载的电力量。rdccs 140可以基于将用于处理工作负载的计算能力(例如，计算机的数量)、工作负载的持续时间、数据中心105的其他组件和计算机消耗的电力量和/或其他适当的因素来确定电力量。
34.在一些实施中，rdccs 140向广域控制系统130发送每个时间段的确定的电力量，作为电力控制信息。在该示例中，广域控制系统130可以选择一个或多个能源来提供电力，例如从电网和der 110-1至110-n，以及每个源要提供的电力量。在一些实施方式中，rdccs 140选择一个或多个能源，并提供所选择的配置作为电力控制信息的一部分。定义负载的能源的配置的配置数据，无论是由rdcss 140还是由wecs 130确定，都可以指示由每个能源提供给数据中心105的负载(例如，提供给负载的电力总线)的电力量，并且可选地指示每个能源的每个电力水平的时间段。
35.为数据中心105的负载确定能源配置的数据中心环境105的组件(例如，rdccs 140或wecs 130)可基于一个或多个目标和/或因素选择能源。例如，一个目标是减少数据中心105和/或其他数据中心的碳排放。在该示例中，组件可以从电网和der 110中选择排放最少量碳的能源(例如，按排名顺序)，直到选择了为负载供电的足够的电力。在某些情况下，电网的碳水平可取决于向电网供电的能源而不同。在这样的例子中，如下所述，组件可以从电网交互服务接收碳排放数据(例如，按照诸如碳密集或减少碳的水平，或者按照每单位时间的量)。
36.另一个目的可以是使用电网电力，除非需要额外的电力或备用电力。在该示例中，
组件可以通过首先选择电网然后基于该另一个目标(例如减少碳排放)选择der 110来选择能源。另一个目标可能是仅在必要时使用电网。在该示例中，组件可以基于该另一个目标首先选择der 110，并且如果需要额外的电力来为负载供电，则最后选择电网。
37.wecs 130被配置为确定用于调整der 110-1至110-n的der控制器112-1至112-n的操作参数(例如，频率偏差、电力和频率偏差、发电)的控制信息。wecs 130可持续地或在配置改变时基于为数据中心105选择的能源配置来确定每个der控制器112的控制信息。例如，wecs 130可以从rdccs 140接收配置数据，从配置数据获得每个der 110的电力水平，并基于电力水平、每个电力水平的时间段等来确定每个der 110的控制信息。作为该控制的一部分，wecs 130可以通过向der控制器112发送控制信息，协调每个der 110何时启动，并同步der 110(例如，同步相位、电压水平、电流水平等)。wecs 130包括控制单元131，该控制单元131确定每个der 110的控制信息，并且通过无关通信接口180将控制信息发送到每个der 110的der控制器112，为了简洁起见，该无关通信接口180也被称为无关接口180。控制单元131可以包括一个或多个硬件处理器、控制器、微控制器和/或能够执行指令以确定控制信息的其他合适的处理硬件。
38.rdccs 140通过能量服务应用编程接口(api)150与wecs 130进行远程通信。wecs包括能通信地耦合到能量服务api 150的api接口132，其也可以被称为第一通信接口。api接口132可以包括硬件和/或软件，该硬件和/或软件能够生成对能量服务api 150的api调用，并通过由rdccs 140发起的api调用从rdccs 140接收信息。
39.在某些实施方式中，rdccs 140与数据中心105共址。在一些实施方式中，rdccs 140能通信地耦合到可能位于不同地理区域的多个数据中心(例如，数据中心105和一个或多个其他数据中心)。当rdccs 140被配置为访问多个数据中心时，rdccs 140控制由每个数据中心执行的工作负载(例如，软件任务),并且执行包括负载转变、负载斜升、负载斜降(ramp-down)的操作和/或用于每个数据中心的其他适当操作。例如，能通信地耦合到两个或更多数据中心的rdccs 140可以通过在第二数据中心启用更多服务器、基于每个数据中心处的调整后的工作负载来向每个数据中心传输电力控制信息、以及在数据中心之间转移工作负载，来将负载从第一数据中心转变到第二数据中心。在负载转变的情况下，rdccs 140被配置为确定第二数据中心的der 110的斜升调度，以确保当工作负载被转移时der 110提供足够的电力，并且确定另一数据中心的der 110的斜降调度，使得能量不会通过der 110不必要地运行而浪费。
40.在一些示例中，rdccs 140被配置为取决于数据中心处的电力负载需求和电力可用性(或无碳电力可用性)在数据中心之间分享操作负载。例如，如果数据中心没有足够的电力来为装置供电以处理当前分派的工作负载，则rdccs 140可以将一些工作负载转移到具有处理工作负载的容量和足够的可用电力来为装置供电以处理额外的工作负载的另一个数据中心。在另一示例中，基于天气，一个数据中心的无碳能源可能不能产生足够的电力，例如，由于多云或夜晚条件，太阳能面板不能产生电力。为了减少碳排放，rdccs 140可以将负载从数据中心转移到具有无碳能量容量的另一数据中心。
41.rdccs 140执行软件产品，并且在某些示例中向软件产品的终端用户提供软件服务154，并且在一些实施方式中向硬件产品的最终用户提供软件服务154。软件服务154包括对终端用户的应用，允许终端用户通过网络(例如，无线或有线)连接运行、显示、访问软件
或与软件交互。在一些实施方式中，软件服务154包括共享导航方向、提供存储和计算资源、翻译语言、传输和接收电子往来通信。在一些实施方式中，软件服务154包括提供对许可内容(例如，电影、电视节目、应用)的访问，并为web服务器、操作系统或其他类型的基础设施提供平台。作为示例，软件服务154包括安全性和监视应用(例如，防火墙保护、网络健康监视)以服务于数据中心环境100或多个数据中心。软件服务154可以包括各种类型的基于云的软件解决方案，诸如软件即服务(saas)、平台即服务(paas)等等。
42.rdccs 140被配置为确定数据中心105的电力控制信息，以成功执行数据中心105正在处理的软件服务154。rdccs 140可以使用关于数据中心105、der 110的信息，公用电网信息和/或其他适当的因素来计算用于执行分派给数据中心105的软件服务154的电力负载和调度。例如，软件服务154的执行可能涉及相当大的总负载(例如，每天20mw),该总负载可以由公用电网提供，并且在一些示例中，由der 110-1至110-n中的一个或多个提供。rdccs 140计算用于操作数据中心105的总负载和用于数据中心环境100功能(例如，冷却、执行软件服务、加热和安全性)的电力负载分布。由rdccs 140计算的电力控制信息包括例如电力负载的电压和频率要求、数据中心105内的传输和分布数据、以及预测电力使用的调度要求。电网交互服务120(下面进一步描述)直接向rdccs 140提供附加的外部信息(例如，公用电网状态、天气模式、碳排放数据)，而wecs 130通过能量服务api 150向rdccs 140提供关于数据中心105的状态信息。rdccs 140还跟踪贯穿数据中心环境100的电力流动，监视电力供应商和公用事业之间的交易，并确定电力负载的频率和电压要求。
43.rdccs 140托管历史数据152，其可由软件服务154访问以执行任务(例如，存储附加数据、执行计算、完成通信等)。历史数据152存储在虚拟或物理存储设备(例如，虚拟计算服务器、物理存储服务器等)上，但是可以包括描述关于软件服务154的趋势、分析和推断的数据，以通知数据中心105操作。由软件服务154接收的历史数据154被标准化成各种应用可访问的格式。例如，历史数据154包括通过软件服务154接收的卫星图像、照相机图像和视频数据，以增强终端用户使用的导航应用。历史数据154还包括由软件服务154访问的语言数据库，以改进提供给终端用户的语言翻译。在一些实施方式中，历史数据154包括来自通过软件服务154确定的分析数据的推断，其中推断描述了数据中的关系，以便在软件服务154的未来执行中更快地处理。
44.rdccs 140向wecs 130传输电力控制信息，以基于资源调度引擎156和调度改进引擎158来实现软件服务154。资源调度引擎156执行处理，以对数据中心环境100和可选地包括其他数据中心的其他数据中心环境中的软件服务154进行优先级排序。例如，rdccs 140识别执行和完成软件服务154的各种任务，但是只能基于数据中心105中的der 100的负载可用性来执行任务。资源调度引擎156确定成本(例如，计算时间、峰值负载使用、负载持续时间等)以用于识别接收到的任务的优先级。在一些实施方式中，资源调度引擎156确定由rdccs 140管理的多个数据中心的完成调度，以满足多个数据中心的软件服务需求。在一些示例中，资源调度156基于从相应的wecs或电网交互服务接收的信息，识别由rdccs 140控制的一个或多个数据中心之间的负载管理技术(例如，减载、负载平衡)。
45.调度改进引擎158被配置为从资源调度156和软件服务154接收数据，以改进资源调度引擎156为接收的任务分配成本和优先级的能力。调度改进引擎158从资源调度引擎156接收调度信息，并识别可通过启用der 110的一个或多个附加der来覆盖的电力生产中
的任何缺口。一旦识别出额外的der 110，调度改进引擎158更新资源调度引擎156，以将所识别的改变并入能源配置中。
46.在一些实施方式中，rdccs 140的软件服务154连接至调度改进引擎158，以传输来自历史数据152的信息。例如，历史数据152包含来自软件服务152的使用的趋势和推断数据，以识别软件服务的峰值使用时间和应用。来自历史数据152的所提供的趋势和推断数据允许调度改进引擎158识别数据中心105的优选操作时间，其中数据中心105操作可以转变调度以避免与峰值电网使用同时发生或者在基于碳的der不太能够为数据中心105产生电力时(例如，针对太阳能面板在晚上)同时发生。在一些实施方式中，调度改进引擎158基于来自历史数据152的任务强度(例如，时间密集型任务对非时间密集型任务)和优先级来识别优选的电力负载调度和使用。在另一个例子中，调度改进引擎158基于通过能量服务api 150接收的来自电网交互服务120的信息来识别对调度的改进。能量服务api 150提供来自电力公用事业提供商的电费信息，并且调度改进引擎158识别高电费时段。调度改进引擎158确定要启用的一个或多个der 110，并且针对比电力公用事业提供商更低的成本产生电力，而不会负面影响数据中心环境100的操作(例如，在执行软件服务154时)。
47.在图示实施方式中，rdccs 140配置为使用能量服务api 150与数据中心105交互，并识别适当的负载需求，以执行多个软件服务154。能量服务api 150被配置为连接到数据中心环境100的wecs 130，以将命令从rdccs 140传输到数据中心105。
48.例如可实施为微电网控制器的示例wecs 130生成包括维持数据中心105可操作性的电力和冷却装置需求的数据中心105所利用的资产(例如，服务器、应用交付控制器、防火墙等)的电气负载的状态信息。例如，数据中心105需求可以包括维护冷却系统(例如，直接扩展、直接到芯片、热/冷通道布置等)、维护关键负载(例如，服务器、路由器、计算机、存储设备等)，对不间断电源(ups)系统充电，和/或维护照明系统。
49.wecs 130可监视der 110的状态(例如，基于从der控制器112接收的信息)和负载(例如，计算装置、冷却装置等)的状态，并经由能量服务api 150向rdccs 140提供状态信息。der 110的状态可以包括例如der 110是否正在活跃地产生电力，正在产生多少电力，输出电力的特性(例如，电压水平、电流水平、相位、频率等)、产生电力的当前容量(例如，其可基于太阳能和风力源的天气条件或电池源的使用量而变化)，和/或其他适当的信息。rdccs 140使用该状态信息向数据中心105(或其他数据中心)分派工作负载，并为数据中心105选择能源配置。
50.在某些情况下，rdccs 140可汇总数据中心105的der 110的状态信息(例如，可用容量)，并使用汇总信息进行工作负载和能源配置。例如，rdccs 140可以评估汇总信息以确定容量较低，并将一些软件工作负载转变到具有更多容量的另一数据中心以为额外的负载供电。
51.wecs 130包括无关接口180，用于与多个控制系统(例如der控制器112-1至112-n)通信并使其同步，以执行微电网服务(例如斜升或斜降电力负载、共享电力负载、动态天气影响和跟踪等)。可以被称为wecs 130的第二接口的无关接口180可以被实现为使得wecs 130能够与每个der 110的der控制器112通信的标准接口。无关接口180可以使用工业标准协议，使得wecs 130不必被配置为使用用于多个不同能源供应商的多个不同供应商特定接口来通信。相反，每个der控制器112和wecs 130可以包括能够使用标准协议进行通信的无
关接口。
52.wecs 130还可监视影响数据中心环境100的天气模式(例如，长时间阳光直射、强风暴雨等)，以确定对der 110的影响，其中wecs 130基于天气模式来调整电力负载。在一个示例中，wecs 130被配置成使用关于天气、公用电网状态和数据中心105状态的信息来同时且近实时地控制der控制器112a-112n，从而控制der资源110-1至110-n。例如，wecs 130被配置成在电网故障(例如，参照图4的中断事件403b或405a)的情况下利用备用资源(例如，电池资产、柴油发电机)。如果der 110中的一些或全部(例如der 110-1至110-n)是无碳能源(例如可再生资源)，则wecs 130被配置成利用可再生资源来为数据中心105供电并减少总碳输出(例如，与柴油发电机相比)。
53.在另一个例子中，如果天气提供基本直射的阳光(例如，为连接到光伏面板的电池资产充电)，wecs 130调整对光伏面板(例如，der 110-1至
–
110-n)的依赖性。wecs 130通过示例api协调来自rdccs的电力控制信息，以向相应der 110-1至110-n的der控制器112-1至112-n提供命令。在一些实施方式中，wecs 130从rdccs 140接收命令，以取决于来自rdccs 140的所识别的条件来增加或减少用于冷却数据中心环境100中的数据中心105的电力负载。wecs 130使用来自多个电网交互服务120的信息和由rdccs 140识别的期望的负载调度和发电，通过调整数据中心105的der 110的操作参数有效地识别和分配数据中心105的负载需求。
54.电网交互服务120可用于wecs 130和rdccs 140，以提供关于数据中心环境100、对应电网和/或其他环境数据的额外第三方信息。电网交互服务120被直接传输到wecs 130(例如，对于延迟敏感的服务)或者通过rdccs 140的能量服务api 150传输。例如，电网交互服务120包括关于电网操作、电力公用事业成本、电力公用事业计划维护和停供以及天气监视/警报的信息。wecs 140和rdccs 140被配置成实时或近实时地从电网交互服务120接收信息。
55.在某些情况下，远程供电系统110可产生过剩电能，所述过剩电能在收到来自wecs 130的命令后，从电力公用事业应用于连接的电网。在另一个例子中，wecs 130从rdccs 140接收与转变负载调度相关的电力控制信息，以降低峰值电网使用期间的成本(例如，当每千瓦时的电力公用事业价格更可承受时操作数据中心105)。wecs 130被配置为从rdccs 140接收命令并增强数据中心环境100中的der 110的容量。例如，wecs 130被配置成当检测到电力停供时有效地分配备用电力系统(例如，电池)的使用。wecs 130取决于事件是计划内的(例如维护)还是计划外的(例如电网中断)来确定备用电源系统和不间断电源系统之间的适当使用。
56.在另一个实例中，wecs 130被配置为合并天气警报和与rdccs 140连接的数据中心操作相关的数据。wecs 130被配置成接收天气警报，并适当地与rdccs 140通信以协调数据中心105中的响应。例如，如果预测数据中心环境100将经历严重的雷暴，则rdccs 140确定电力控制信息以减少一个或多个受影响的der 110(例如，风力涡轮机、光伏面板)的负载生成并增加一个或多个未受影响的(例如，备用)der 110(例如，柴油发电机)的负载生成器。rdccs 140还可以使用这种信息来将负载从数据中心105转变到另一个数据中心，例如，代替数据中心105处的电网在另一个数据中心使用无碳能源和/或防止数据中心105处正在处理的工作负载的停工。
57.从rdccs 140收到电力控制信息后，wecs 130为相应的der 110生成控制信息，并将控制信息传输至der 110的der控制器112，例如，使用无关接口180。控制信息可以包括指导der控制器112如何操作der 110的信息。例如，控制信息可以包括使der 110斜升(例如，提升电压)使der 110斜降(例如，降低电压)的命令。在另一个例子中，控制信息可以包括der 110的目标输出电压、der 110的目标输出电流、der 110的输出电压的目标频率和相位、der 110应该达到目标的时间、和/或控制der 110的输出的其他适当信息。der控制器112可以使用控制信息来控制der 110以根据控制信息输出电力。
58.由于不同的能源以不同的方式为电源总线产生电力，并具有不同的斜升和斜降时间，wecs 130可基于der 110的特性来为每个der 110生成控制信息。例如，如果der 110具有更高的斜升时间，则该der 110的控制信息可以具有更早的时间开始升降。在另一示例中，der控制器112可以被配置成将控制信息转换成用于其der 110的组件的控制信号。例如，控制信息可以包括目标输出电压应该就绪的时间。在这个示例中，der控制器112可以为der 110确定适当的斜升时间。
59.wecs 130使用同步技术生成控制信息。例如，wecs 130可以按顺序斜升der 110，并控制数据中心105的各种断路器，以确保der 110的输出正确地电气耦合到电力总线，以避免电流激增和对电力总线或电网的其他负面影响。例如，每个der控制器112可以通过无关接口180向wecs 130提供状态信息。状态信息可以包括其输出电力的特性(例如，电压、电流、相位、频率等)。wecs 130可以使用该状态信息来确定何时将每个der 110的输出电气耦合到电源总线。
60.在一些实施方案中，rdccs 140连接到多个数据中心(例如，在单个数据中心环境中、跨多个数据中心环境)，在收到紧急天气警告时，rdccs 140被配置为减少受影响的数据中心的负载，同时增加未受影响的数据中心的负载，以确保可靠的数据中心操作。
61.在利用电网交互式服务120的另一个示例中，wecs 130被配置为合并数据中心的有效冷却速率(例如，由于数据中心的地理位置)，并确定数据中心是否应将电力负载转移至具有更易控制的冷却效率的另一示例数据中心。转移电力负载可以包括将使用电力的软件工作负载转移到其他数据中心。与乡村地区(例如，较少的吸收热量的结构和更多的用于冷却的开放区域)的数据中心相比具有较低冷却速率的热岛(例如，具有大量全天吸收热量的结构的人口稠密的城市)中的数据中心105可以将电力负载转移到乡村地区的数据中心。wecs 130还被配置成通过电网交互服务120接收电网操作成本(例如，从电力公用事业发电和配电的成本)，并且例如通过调整在数据中心处理的软件工作负载来调整数据中心105电力负载使用，其可以包括将工作负载转移到另一个数据中心或者调整工作负载的调度。例如，电网可以超过允许价格的成本发电(例如，在峰值电力需求期间)，并且wecs 130可以向能量服务api 150传输信号以减少数据中心电力使用并减轻电网上的电力负载，防止即将到来的停供。电力削减调度可以由rdccs 140(例如，由资源调度156)计划以满足由电网交互服务120提供的指定的电力使用承诺，然后由wecs 130和对应的der控制112-1至112-n实施。
62.wecs 130被配置为支持数据中心环境100中的电网活动(例如，维持可靠的电力流动，解决电力供应和需求平衡，以及中断事件后的系统恢复)。wecs 130使数据中心105能够在微电网水平上独立操作，并使用无关接口180以与der控制器112-1至112-n的各种接口进
行交互。无关接口180允许wecs 130近实时地执行来自rdccs 140的命令，并允许der控制器112-1至112-n通过wecs 130相互通信。无关接口180实现了数据中心环境100的插入式特征，其中der 110-1至110-n中的任何一个都可以被安装、移除或替换，并且wecs 130监视来自对应der控制器112-1至112-n的对应电力负载，以确保数据中心105的可靠电力流动。与其中der 110被配置成彼此独立协调的数据中心环境100相比，wecs 130以减少的延迟来执行和实行命令。
63.图1b描绘了使用广域能量控制系统(例如，图1a的wecs 130)的远程数据中心控制系统(例如，图1a的rdccs 140)与多个分布式能量资源控制器(例如，图1a的der 110的控制器)之间的示例互连160。
64.在图示实施方式中，der控制器170包括连接至无关接口180的der控制器112-1至112-n。der控制器170中的每个der控制器112-1至112-n包含用于接收电力控制信息的相应的接口，其中电力控制信息描述了der控制器112-1至112-n的相应der的操作。
65.无关接口180是一种硬件组件，其通过经由协议实现通信，为wecs 130操作der控制器170提供整合接口。wecs 130从der控制器170检索关于der 110的状态信息，包括耗热率、近似效率、排放、容量、电力质量等。例如，柴油发电机的der控制器110具有通过der控制器的接口描述引擎属性(例如，油压、冷却剂温度、每分钟转数等)和发电机属性(电压、安培数等)的接口。无关接口180整合引擎和发电机属性以及其他der控制器状态信息，以传输到wecs 130。wecs 130通过无关接口180接收柴油发电机的引擎和发电机属性，然后将引擎和发电机属性传输到能量服务api 150。rdccs 140访问柴油发电机的引擎和发电机属性，并确定控制信息以基于数据中心环境(例如，图1a的数据中心环境100)的其他der和电负载的特性来调整柴油发电机的操作。
66.在der为电池存储资产的另一示例中，wecs 130的无关接口180整合来自der控制器的接口的描述电池存储资产的容量和持续时间属性的状态信息。例如，电池存储资产的der控制器描述额定电力容量、能量容量、存储持续时间和充电状态。无关接口180整合容量和持续时间属性以及其他der控制器状态信息，以传输到wecs 130。wecs 130通过无关接口180接收电池存储资产的容量和持续时间属性，然后将容量和持续时间属性传输到能量服务api 150。rdccs 140访问电池存储资产的容量和持续时间属性，并基于数据中心环境(例如，图1a的数据中心环境100)的其他der和电力负载的特性来确定控制信息以调整电池存储资产的操作。
67.能量服务api 150为wecs 130和rdccs 140提供接口，以传送控制信息和电力控制信息。rdccs 140可以使用资源(例如，参考图1a，历史数据152、软件服务154、资源调度156和调度改进引擎158)来确定数据中心环境的期望可操作性的电力控制信息。rdccs 140接收关于der 110的状态信息(参考图1a)，以取决于操作情况确定优选的电力控制信息。
68.wecs 130通过能量服务api 150从rdccs 140接收电力控制信息，并确定控制信息以执行多个命令。由wecs 130生成的命令将通过相应的der控制器170调整der 110(参见图1a)的操作参数。wecs 130通过无关接口180提供到der控制器170的连接，以允许der控制器相互通信。
69.图2为使用广域能量控制系统(例如，微电网控制器)管理数据中心的负载的电力的示例过程200的流程图。数据中心和广域控制系统可以分别是例如图1a的数据中心105和
广域能量控制系统(wecs)130。包括wecs和/或远程数据中心控制系统(例如，图1a的rdccs 140)的控制系统被配置为执行过程200，尽管过程200也可以由共址的控制系统执行。在一些示例中，过程200可以通过通信系统(例如，无线和有线网络)来执行以传输和接收信息。
70.在210，wecs生成状态信息，并通过示例网络(例如，广域网、局域网等)将状态信息传输至rdccs。状态信息可以是通过相应der控制器描述关于各种分布式能量资源(例如，图1a的der 110)的特性的不同类型的数据。例如，来自柴油发电机的der控制器的状态信息可以包括其输出电力的特性(例如，线间电压、单独的线与中性点间电压、频率、电流、相位和/或柴油发电机的其他操作参数)。取决于分布式能量资源的供应商，各种分布式能量资源可以使用不同的格式来生成和发送状态信息。例如，一个能量资源可以使用文本文件发送信息，而另一个使用逗号分隔值(csv)文件。每个能源也可以发送不同类型的状态信息，其中一些由wecs和/或rdccs使用，而一些可能不被使用。
71.wecs可配置为将来自数据中心各种能源的der控制器的状态信息整合为共同标准格式。例如，wecs可以包括数据格式化引擎，该数据格式化引擎被配置成解析各种类型的文件以获得适当的信息，并将该信息转换成标准格式。
72.从der接收的状态信息可带时间戳，以指示何时信息被测量或获取。一些数据中心水平服务可能使用基于特定采样率的状态信息，并且der可能以不同的速率报告状态信息。wecs可以被配置成对齐来自以不同速率报告状态信息的多个der的带时间戳的数据，使得这些服务可以容易地处理状态信息。
73.在220，rdccs从wecs接收状态信息。如上所述，状态信息可以由wecs标准化，并使用能量服务api 150发送到rdccs。一旦接收到标准化的状态信息，rdccs就利用资源(例如，历史数据、软件服务等)来服务数据中心的软件负载。rdccs可以取决于接收到的标准化状态信息，使用资源调度来对数据中心的负载活动进行优先级排序。rdccs可以识别即将到来的负载需求变化以完成关键软件服务，其中数据中心资源需要重新配置以满足负载需求的变化。重新配置数据中心资源可能涉及提前通知，以便在负载需求变化之前转变操作调度和参数。
74.例如，rdccs接收关于在数据中心操作的多个能源的负载信息，并识别负载需求的增加。如果预计负载需求的增加在时间窗期间发生，则rdccs确定能源要遵循的调度并成功满足时间窗期间的负载需求的增加而无需服务中的打断。调度包括调整能源的参数以满足负载需求的增加。参数包括数据中心的分布式能量资源的电力控制信息。如上所述，电力控制信息可以包括能源(或每个能源)的目标输出电力和/或能源的配置，例如哪些能源应该向数据中心的电力总线输出电力和/或每个能源要输出的电力的特性，例如输出电力的电压、电流、相位、频率和/或其他特性。
75.在230，rdccs基于从wecs接收的状态信息和/或用于数据中心处理的软件负载，确定数据中心的电力控制信息。rdccs可以根据数据中心的状态信息(例如，软件负载)、历史数据、软件服务和rdccs的资源调度来确定电力控制信息。电力控制信息描述了数据中心(例如，图1a的数据中心105)的期望电力负载和调度。wecs可以确定der的对应der控制器(例如，图1a的der 110)的本地配置，以调整电压、频率、有功和无功电力以及调度(例如，开始/停止时间)。
76.例如，rdccs可确定在数据中心操作的der的电力控制信息，以满足数据中心处软
件工作负载需求的预测增长。rdccs通过使用历史数据、资源调度和/或调度优化引擎来确定der要操作的电力负载和操作调度。rdccs计算der的预期操作负载和详细调度，以满足预测的负载需求的增长。
77.在240，rdccs通过示例网络向wecs发送电力控制信息。wecs被配置成接收电力控制信息，该电力控制信息描述例如哪些der需要被调整、需要执行的负载调整的水平以及用于der操作以满足rdccs预测的调度。wecs计算描述控制信息的参数和命令，以调整数据中心环境中的负载。wecs包含无关接口180以与der的der控制器近实时通信，并为相应der控制器生成控制信息。作为示例，rdccs可以确定数据中心的电力控制信息以在wecs接收到电力控制信息之后的稍后时刻(例如，指定的时间和日期)被执行。
78.例如，wecs接收电力控制信息，以在一天中的时间段增加来自柴油发电机的需求负载并增加其他der(例如，电池资产)的充电容量。wecs可以从电力控制信息中识别相应der的操作参数(例如，电压和频率)，包括对相应der的定时和调度的更新。wecs可以识别从柴油发电机斜升电力生产的开始和停止时间以及执行斜升所必需的控制参数(例如，每分钟转数)。在一些示例中，在关键电网操作(例如，维护、计划外停供)期间，wecs不断地从rdccs接收用于数据中心操作的电力控制信息。
79.在250，wecs基于电力控制信息来为der中的一个或多个生成控制信息。wecs通过无关接口生成命令，以实现rdccs对所识别参数的更新。wecs近实时地生成命令并通过相应的der控制器传送给der。在一些示例中，wecs的无关接口和监视允许wecs近实时地创建和执行命令，而rdccs可以提供固定的电力控制信息。作为示例，wecs可以通过无关接口生成命令，以在wecs接收到电力控制信息或生成控制信息之后的稍后时刻(例如，指定的时间和日期)执行。
80.例如，wecs可为柴油发电机控制器生成可执行命令，以在一天中的时间窗期间增加柴油发电机的电压和每分钟转数、或提供参考命令以增加来自存储发电资产的电力输出，使得所有参与的der平等分担数据中心负载。wecs可以基于由rdccs确定的电压和调度的值，以相应der的der控制器(例如，柴油发电机控制面板)接受的格式生成可执行命令。如上所述，der控制器和wecs可以使用涉及标准通信协议的相应标准无关接口进行通信。wecs还可以生成额外的命令，以通过缓慢地将负载转变到其他der并增加电池资产的充电速率来减少额外der(例如，电池资产)的使用。
81.在260，wecs通过每个der的相应的der控制器和无关接口向每个der传输控制信息。wecs传输250的生成命令，以将der控制器配置为来自rdccs的更新的识别参数。wecs近实时地传输命令并向der控制器传送。在一些示例中，wecs例如通过由rdccs确定的调度在指定的时间和日期传输命令。
82.例如，wecs传输柴油发电机控制(例如，柴油发电机控制面板)的可执行命令，以在一天中的时间窗期间增加柴油发电机的电压和每分钟转数。wecs传输电压的计算值和调度以满足rdccs确定的负载需求的增加。wecs还可以传输影响其他der的使用和操作的附加命令。在一些示例中，wecs传输命令以使相应的der控制器与一个或多个der控制器同步，以在连接到微电网之前使der与一个或多个der同步。
83.在270，相应的der控制器基于经由wecs产生的命令传输的控制信息来调整输出电力。相应的der控制器接收一个命令或多个命令来更新与der操作相关的对应值。相应der控
制器还可以接收与其他der控制器同步的命令，并调整相应der的执行定时。相应der控制器可以从wecs接收命令或具有多个命令的操作简档，以在接收到命令或操作简档之后的未来某个时间(例如，几小时、几天、几周)调整相应der的执行定时。
84.例如，相应的der控制器(例如，柴油发电机控制面板)执行从wecs接收的命令，以调整连接的柴油发电机的电压和每分钟转数。柴油发电机控制面板调整柴油发电机的参数，并根据从wecs计算和传输的控制信息配置柴油发电机操作。柴油发电机的der控制器可以与电池资产的其他der控制器同步，以协调柴油电力负载的斜升和电池资产负载的斜降。
85.可选地，当wecs向每个der传输控制信息时，方法还可生成新的状态信息并向rdccs传输。响应于接收到新的状态信息，rdcss可以重新确定并重新传输wecs的电力控制信息，以重新生成并重新传输每个der的新的控制信息。
86.图3描绘了具有第零层、第一层、第二层、第三层和第四层的数据中心控制系统300的示例多层架构模式，其中每层执行数据中心控制系统架构的相关联功能。微电网控制系统300的每一层可以包括执行微电网控制系统架构的相应相关联功能的装置。每层中的装置故障不会影响微电网控制系统300的低层中的装置的功能性。
87.第零层302包含微电网内的示例电气装置，包括断路器304、电流和电压转变器306和发电控制器308。断路器304、电流/电压转变器306和发电控制器308可以补充有图3中未示出的附加装置，包括输电线和发电机。断路器302被配置成在微电网中的缺陷的情况下间断电流。电流和电压转变器306被配置成减少微电网从电源(例如，图1a的分布式能量资源110)接收的电流或电压。发电控制器308被配置成调节和控制来自微电网的电源(例如，图1a的分布式能量资源110)的设备。参考图1a，分布式能量资源110示出了第零层302的功能行。
88.第一层310包括远程i/o 312、保护继电器314以及计量和电力质量工具316，以监视和控制微电网第零层302中的电气装置。在一些示例中，监视工具经由硬线连接，但是也可以通过无线连接(例如，互联网、蓝牙)执行装置的数字状态和控制。远程i/o 312提供数据收集并有助于第零层302中的装置(例如，发电控制器308)的控制。保护继电器314被配置成检测微电网中的缺陷，并启用第零层302中的断路器304，以防止或最小化对装置的损坏。计量和电力质量工具316被配置成提供关于微电网的诊断信息(例如，事件记录序列、示波记录)。监视和防止装置损坏的优点大大减少了市区的微电网，并延长了昂贵装置(如变压器、发电机)的寿命。参照图1a和1b，第一层310未示出。
89.第二层320包括至少一个或多个通信装置322和安全性网关324。通信装置322从第一层310中的装置(例如，远程i/o 312、保护继电器314、计量和电力质量316)获得数据，并汇总要传输到第三层330的数据。参考图1b，无关接口180示出了第二层320的功能性。
90.第三层330包括中央控制器332，以提供需要来自第一层310中的一个或多个装置(例如，保护继电器314)的状态信息的控制功能。中央控制器332从第一层310中的设备接收状态信息，以确定并传输影响微电网的操作的命令。例如，中央控制器332可以传输命令来执行包括电力因数控制、能源调运、负荷切断、电压-无功管理和频率控制的功能。参考图1a和1b，wec系统130示出了第三层330的功能性。
91.第四层340包括用于分析微电网的可视化、优化和工程工具342。可视化、优化和工程工具342包括执行调峰、负荷转变、电力封顶、系统优化、监视和其他类型的微电网任务的
应用。由第四层340执行的应用可以通过微电网的各种状况和转换来提高微电网控制系统300的效率(进一步在图4中示出)。参考图1a和1b，rdcc系统140示出了第四层340的功能性。
92.图4是示例微电网模式逻辑400的示意图，其具有数据中心环境(例如，图1a的数据中心环境100)的示例状况和转换，以操作示例数据中心(例如，图1a的数据中心105)。微电网模式逻辑400可以由广域能量控制系统(例如，图1a的wecs 130)执行，以通过不同的操作模式操作数据中心环境。
93.wecs在数据中心环境的不同操作模式之间执行受管理和不受管理的转换。受管理的转换描述了操作模式之间的期望转换(例如，计划的或例行的维护，独立于电网的微电网操作)。不受管理的转换描述了操作模式之间的不期望的转换(例如，传输装置的损坏、人为错误和过载的电网)，其可以包括中断事件(例如，电力停供)。转换包括断开与电力公用事业的连接、重新连接运行的数据中心、重新连接停运的数据中心以及启动数据中心的黑启动。下面将进一步描述由wecs执行的转换。
94.数据中心环境(例如，图1a的数据中心环境100)的示例操作模式为由广域能量控制系统(例如，图1a的wecs 130)执行的电网连接模式402，其中，数据中心环境在正常情况下操作。电网连接模式402包括通过至少一个或多个共同耦合点(例如，两个公共耦合点)使用公用馈电线将数据中心环境与电力公用事业连接。在电网连接模式402下操作的数据中心环境包括主电池能量存储系统(bess)资产，以在每个共同耦合点维持有功电力流动、无功流动、电力因数。备用电源(例如柴油发电机)是可用的，但是通常被配置为当数据中心环境在电网连接模式402下操作时是不活动的。
95.当数据中心环境在电网连接模式402下操作时，wecs可通过断开连接403a执行受管理转换，以在孤岛模式404下操作。例如，如果电力公用事业由于自然灾害(例如，飓风、龙卷风、洪水)而经历对关键电力装置(例如，杆式或网络转变器、网络保护器)的损坏，则数据中心环境在孤岛模式404下操作，并且允许数据中心环境继续提供服务(例如，参考图1a的软件服务154)而不打断。如果电力公用事业执行关键电力装置的计划的例行维护(例如，更换腐蚀的转变器)，数据中心环境也在孤岛模式404下操作，以最小化提供服务的打断。
96.在孤岛模式404中，备用电源被配置为对数据中心环境为活动的，主bess资产被配置为维持备用电源的最小活动电力储备。wecs将数据中心环境从电力公用事业断开链接，以使用主bess资产和备用电源独立操作。主bess资产还被配置为维持开关设备的电压，其中开关设备被配置为控制、保护和隔离数据中心环境中的电力装置。wecs可以通过重新连接运行园区405b来执行数据中心环境到电网连接模式402的受管理转换，所述重新连接运行园区405b将数据中心环境重新连接到电力公用事业以维持标称操作条件。
97.wecs通过中断事件405a执行数据中心环境从在孤岛模式404中操作到在中断模式406中操作的不受管理转换。在示例中，在中断模式406中操作的数据中心环境在提供服务时可能会经历严重或完全的打断。如果数据中心环境在中断模式406中操作，则wecs被配置为尝试结合备用发电机使用分布式能量资源(der 110，参考图1a的110-1-110-n)来返回到数据中心环境到孤岛模式404或电网连接模式402。der可能包括额外的bess资产、超级电容器或柴油发电机。在一些示例中，wecs被配置为使用在中断模式406中操作的数据中心环境的der来提供服务(例如，向需求负载提供供应)，同时解决不受管理转换的原因(例如，中断事件403b或405a)。
98.wecs通过黑启动园区407a执行数据中心环境从在中断模式中406操作到在孤岛模式404中操作的受管理转换。黑启动园区407a是受管理的转换，其中wecs被配置为使用der(例如，附加的bess资产、柴油发电机)为数据中心环境供电，以进一步为在孤岛模式404中使用的装置(例如，主bess资产或主柴油发电机)供电。如果处于孤岛模式404中的装置被成功供电，则wecs可以将数据中心环境转换到孤岛模式404。
99.在一些示例中，wecs通过重新连接停运园区407b，执行数据中心环境从在中断模式406中操作到在电网连接模式402中操作的受管理转换。重新连接停运园区407b是受管理的转换，其中wecs被配置为使用电力公用事业为数据中心环境供电，以进一步为主bess资产供电，并允许数据中心环境在标称操作条件下转换到电网连接模式402。
100.所述特征可在数字电子电路或计算机硬件、固件、软件或其组合中实施。装置可以在计算机程序产品中实现，该计算机程序产品有形地体现在信息载体中，例如在用于由可编程处理器执行的机器可读存储设备中；并且方法步骤可以由执行指令程序的可编程处理器来执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行所描述的实施方式的功能。所描述的特征可以有利地在一个或多个计算机程序中实现，该一个或多个计算机程序可在可编程系统上执行，该可编程系统包括至少一个可编程处理器，该可编程处理器被耦合以从数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，以及向数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备传输数据和指令。计算机程序是一组指令，其可以在计算机中直接或间接使用，以执行特定的活动或产生特定的结果。计算机程序可以以任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并且它可以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元。
101.用于执行指令程序的合适处理器例如包括通用和专用微处理器两者，以及任何类型计算机的单一处理器或多个处理器之一。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器。一般而言，计算机还将包括用于存储数据文件的一个或多个大容量存储设备，或者可操作地耦合以与一个或多个大容量存储设备通信；这种设备包括磁盘，诸如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；和光盘。适于有形地体现计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，例如包括半导体存储器设备，诸如eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，诸如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；和cd-rom和dvd-rom盘。处理器和存储器可以由asic(专用集成电路)补充或并入其中。
102.为提供与用户的互动，可在计算机上实施特征，所述计算机具有用于向用户显示信息的显示设备，诸如crt(阴极射线管)或lcd(液晶显示器)监视器，以及键盘和用户可向计算机提供输入的定点设备，诸如鼠标或轨迹球。此外，这些活动可以经由触摸屏平板显示器和其他适当的机制来实现。
103.特征可在计算机系统中实施，该计算机系统包括后端组件，诸如数据服务器，或包括中间件组件，诸如应用服务器或互联网服务器，或包括前端组件，诸如具有图形用户界面或互联网浏览器的客户端计算机，或其任意组合。系统的组件可以通过任何形式或介质的数字数据通信来连接，诸如通信网络。通信网络的示例包括局域网(“lan”)、广域网(“wan”)、对等网络(具有自组织或静态成员)、电网计算基础设施和互联网。
104.计算机系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且通常通
过网络(诸如所描述的网络)进行交互。客户端和服务器的关系是由于在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生的。
105.虽然本说明书包含许多具体实施方式细节，但这些不应被视为对任何发明或可能要求保护的范围的限制，而是对特定于特定发明的特定实施方式的特征的描述。本说明书中在独立实施方式的场境中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的场境中描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独实现或者在任何合适的子组合中实现。此外，尽管特征可能在上面被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初被如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
106.类似地，虽然图中以特定顺序描绘了操作，但不应理解为要求以所示特定顺序或顺序执行此类操作，或要求执行所有图示操作，以实现所需结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施方式中的各种系统组件的分离不应该被理解为在所有实施方式中都需要这样的分离，并且应该理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或者打包到多个软件产品中。
107.除上述描述外，可向用户提供控制，允许用户选择是否和何时本文描述的系统、程序或特征能够收集用户信息。此外，在存储或使用某些数据之前，可能会以一种或多种方式对其进行处理，以便删除个人可识别信息。例如，可以处理用户的身份，使得不能确定用户的个人可识别信息，或者用户的皮肤数据和/或诊断不能被识别为与用户相关联。因此，用户可以控制收集关于用户的什么信息以及如何使用该信息。
108.因此，已描述了主题的特定实施方式。其他实施方式在以下权利要求的范围内。在一些情况下，权利要求中所述的动作可以以不同的顺序执行，并且仍能获得期望的结果。此外，附图中描绘的过程不一定需要所示的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务和并行处理可能是有利的。
109.前述说明是在一个或多个特定实施方式的场境下提供的。在不脱离本公开的范围的情况下，可以对所公开的实施方式进行各种修改、变更和置换。因此，本公开不旨在仅局限于所描述或示出的实施方式，而是符合与本文公开的原理和特征一致的最宽范围。
110.虽然已根据某些实施例及一般相关方法对本发明进行了描述，但这些实施例和方法的变更和置换对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，示例实施例的上述描述并未限定或限制本发明。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，其他改变、替换和变更也是可能的。

技术特征：
1.一种用于管理数据中心的负载的电力的系统，所述系统包括：本地能源的集合，所述本地能源的集合被配置为向所述数据中心的所述负载提供电力；广域能量控制器，所述广域能量控制器包括：能通信地耦合到应用编程接口api的第一接口，所述api将远程数据中心控制系统连接到包括所述数据中心的多个数据中心的相应广域能量控制器，所述第一接口被配置为经由所述api从所述远程数据中心控制系统接收电力控制信息；控制单元，所述控制单元被配置为基于所接收的电力控制信息来调度所述本地能源的集合以向所述负载提供电力；以及第二接口，所述第二接口能通信地耦合到所述本地能源的集合中的每个本地能源的本地控制器，其中，所述控制单元经由所述第二接口向所述本地能源的集合的各个本地控制器发送控制信息。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述本地能源的集合包括至少两个或更多个不同类型的能源。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述本地能源的集合包括以下两个或更多个：(i)柴油发电机、(ii)太阳能能源、(iii)风能源、以及(iv)电池能源。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述负载包括多个数据中心计算机和联网装置。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述电力控制信息包括要由所述多个数据中心计算机执行的计算任务的调度。6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述电力控制信息包括要由所述多个数据中心计算机执行的计算任务的预期电力需求。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远程数据中心控制系统为每个数据中心调度计算任务。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述广域能量控制器的所述第一接口对于所述远程数据控制中心是无关的。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述广域能量控制器的所述第二接口对于所述多个数据中心中不同于所述数据中心的数据中心中的本地能源的对应本地控制器是无关的。10.根据权利要求7所述的系统，其中，为每个数据中心计算的计算任务的所述调度是由调度优化引擎确定。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述调度优化引擎应用多个历史数据和多个软件服务来改进所述调度。12.一种用于管理数据中心的负载的电力的方法，所述方法包括：由所述数据中心的广域能量控制器从本地能源的集合中的每个本地能源接收指示该本地能源的状态的状态信息，所述本地能源的集合被配置为向所述数据中心的所述负载提供电力；由所述广域能量控制器的第一接口经由应用编程接口api从远程数据中心控制系统接收电力控制信息，所述api将远程数据中心控制系统连接到包括所述数据中心的多个数据中心的相应广域能量控制器；由所述广域能量控制器的控制单元基于所接收的电力控制信息来调度所述本地能源
的集合以向所述负载提供电力；以及由所述广域能量控制器使用第二接口向所述本地能源的集合的各个本地控制器发送控制信息，所述第二接口能通信地耦合到所述本地能源的集合中的每个本地能源的本地控制器。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述本地能源的集合包括至少两个或更多个不同类型的能源。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述本地能源的集合包括以下两个或更多个：(i)柴油发电机、(ii)太阳能能源、(iii)风能源、以及(iv)电池能源。15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述负载包括多个数据中心计算机和联网装置。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述电力控制信息包括要由所述多个数据中心计算机执行的计算任务的调度。17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述电力控制信息包括要由所述多个数据中心计算机执行的计算任务的预期电力需求。18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述远程数据中心控制系统为每个数据中心调度计算任务。19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述广域能量控制器的所述第一接口对于所述远程数据控制中心是无关的。20.根据权利要求12所述的方法，其中，所述广域能量控制器的所述第二接口对于所述多个数据中心中不同于所述数据中心的数据中心中的本地能源的对应本地控制器是无关的。

技术总结
本公开涉及管理数据中心中的电力。描述了一种系统和方法，该系统和方法使用广域能量控制器基于由远程数据中心控制系统生成的电力控制信息来管理一个或多个数据中心的电力负载，以操作数据中心的本地能量资源。在一个方面，系统包括被配置成向能量系统的负载提供电力的本地能源的集合和广域能量控制器。广域能量控制器包括能通信地耦合到应用编程接口(API)的第一接口，该API将远程数据中心控制系统连接到多个数据中心的相应广域能量控制器，第一接口被配置成经由API从远程数据中心控制系统接收电力控制信息。广域能量控制器包括控制单元，该控制单元被配置为基于电力控制信息来调度本地能源以向负载提供电力。来调度本地能源以向负载提供电力。来调度本地能源以向负载提供电力。


技术研发人员：苏拉夫
受保护的技术使用者：谷歌有限责任公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/9/5