【阅读原文】戳:助力绿色低碳 阿里巴巴与华北电力大学数据中心算力-电力协同调度项目多项成果发布
近日,通过CCF-阿里巴巴创新研究计划(Alibaba Innovative Research, AIR)青年科学基金(简称“CCF-AIR青年基金”)产学研合作平台,由阿里云与华北电力大学合作开展的“基于业务负载灵活性调度的数据中心算力协同优化研究”项目顺利结题。该项目基于阿里云数据中心真实业务场景提出了面向数据中心低碳经济运行的计算任务调度方法,验证了可再生能源消纳驱动的数据中心与电力系统协同运行,研究表明存在实现数据中心能耗成本37%和碳排放成本14%优化的路径。
CCF-AIR青年基金是CCF与阿里巴巴联手打造的青年科研基金,旨在通过搭建产学合作平台,为青年学者提供真实世界的场景和必要的资源支持,促进校企合作及技术成果转化。
本次“基于业务负载灵活性调度的数据中心算力协同优化”研究项目开始于2021年。项目围绕业务负载和数据中心用电特性映射关系、数据中心用能调度潜力评估及可再生能源消纳驱动的数据中心与电力系统协同运行仿真分析和试点验证三个方面开展研究。主要成果包括:揭示了基于云计算实际业务场景的业务负载和数据中心用电外特性动态映射规律;建立了基于业务负载调度的数据中心用能调度潜力评估体系;提出了数据中心真实运行场景下的低碳经济运行优化策略,以解决云计算系统中大规模异质任务在线调度以及数据中心能耗碳排约束收紧带来的挑战;开展张北-南通算力调度验证实验,充分验证研究成果对云计算数据中心实际应用场景的指导意义。获批国家自然科学基金项目1项,产出国际知名期刊论文3篇,国家发明专利2项。其中“数据中心用能调度潜力评估研究成果”已发表在该领域顶级期刊Applied Energy(IF=11.446)上,为该期刊2022年数据中心研究方向唯一一篇基于真实业务场景数据开展的前沿研究文章。
2022年,阿里巴巴与华北电力大学合作开展的可再生能源消纳驱动的数据中心“算力-电力”优化调度项目以试运行方式参与了华北电力调峰辅助服务市场。在电力系统调峰信号的引导下,通过阿里云算力调度系统将南通数据中心搜索业务和推荐业务迁移至由可再生能源供电的张北数据中心,使南通机房相关电力负荷下降约100千瓦,约150千瓦时电量转移至张北机房,增加了该时段华北电网可再生能源消纳,减排二氧化碳120千克。在行业内首次实现了数据中心和电力系统间以促进可再生能源消纳为目标的协同调度,也是国内首次跨区域“算力-电力”优化调度验证实验。(助力可再生能源消纳 阿里巴巴与华北电力大学实现全球首次数据中心与电力系统间算力协同调度)实验成果被新华社报道,多家权威媒体转载,并得到相关政府部门的高度认可。同时,该项目研究成果已作为重要内容支撑阿里云数据中心荣获中央网信办2022年度双化(数字化、绿色化)协同典型案例以及中国能源研究会评选的全国碳中和十大优秀案例。
面对云计算系统中大规模异质任务在线调度以及数据中心能耗、碳排放约束收紧带来的挑战,阿里巴巴与华北电力大学的产学研实践将有力助推数据中心成本和碳排放约束下的精细化运营和行业科技视角引导下的全局经营,助力阿里云达成集团碳中和目标,支撑阿里云高质量发展。
未来,阿里云数据中心将继续深化该项目研究成果,结合实际业务需求,拓宽该研究成果在数据中心全生命周期的应用范围,通过信息和能源的协同调度建立全生命周期的量化模型,降低数据中心全生命周期能耗考核约束,助推和引导相关领域政策建立。阿里云数据中心将继续秉承稳定、安全、高效、经济的原则,向全社会输出绿色低碳的数字化能力。
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