د ناوری اطلاعات دانشكدة مديريت دانشگاه تهران
دورة 7، شمارة 4 زمستان 1394 ص. 824- 805

كاهش زمان بازگشت سرمايه از طريق مديريت هوشمند توان مصرفي
در مركز دادة داراي انرژي خورشيدي
سميه طاهري1، مازيار گودرزي2
چكيده: توجه به مسئلة رشد هزينه و پيامدهاي منفي مصرف سوخت هاي فسـيلي، اسـتفاده ازمنابع تجديدپذير انرژي را به اولويتي اساسي در مراكز داده تبديل كرده است. اگرچه اسـتفاده ازاين منابع موجب كاهش آثار مخرب زيستمحيطي مصرف سوخت هاي فسيلي ميشود، هزينـ ة زياد راه اندازي نيروگاه و طبيعت نوساني اين منابع، استفاده از آن را محدود مي كنـد ؛ بـه گونـه اي كه بسياري از گردانندگان مراكز داده ترجيح مي دهند از منابع برق شهري استفاده كنند. در ايـنمقاله روش هاي مديريت توان مصرفي و كاهش هزينه با هدف كاهش زمان بازگشـت سـرمايه،مانند بهره مندي از فرصت هاي برآمده از الگوي محاسبة هزينة انرژي و مـدل توزيـع شـدة بـرقاضـطراري (UPS)، بررسـي ش ده اسـت. واحـد م ديريت هوشـمند تـوان مص رفي (SPMU) پيشنهادشده، در هر فاصلة زماني با توجه به ميزان انرژي خورشـيدي در دسـترس، قيمـت بـرقشهري و وضعيت باتري هاي توزيع شدة UPS، توزيع بهينه اي از توان ذخيره شدة هر منبـع ارائـهمي دهد و مديريت شارژ و تخليه باتري ها را بر عهده مي گيرد. بر اساس نتـايج، ايـن روش زمـانبازگشت سرمايه را بين 2/1 – 8/0 سال كاهش مي دهد كه به طور متوسـط 36 درصـد كمتـر ازروش مرسوم است.

واژه هاي كليدي: الگوي محاسبة هزينة انرژي، مدل توزيع شدة برق اضطراري، مركز داده، منبـعانرژي تجديدپذير.

دانشجو دكتري مهندسي كامپيوتر، دانشكدة مهندسي كامپيوتر، دانشگاه صنعتي شريف، تهران، ايران
استاديار گروه مهندسي كامپيوتر، دانشكدة مهندسي كامپيوتر، دانشگاه صنعتي شريف، تهران، ايران

تاريخ دريافت مقاله: 11/12/1393 تاريخ پذيرش نهايي مقاله: 31/04/1394 نويسندة مسئول مقاله: مازيار گودرزي E-mail: Goudarzi@sharif.ir
مقدمه
مراكز داده از بزرگ ترين مصرف كننده هاي انرژي در جهان اند. بيش از 2/1 درصد از كـل انـرژيمصرفي سالانة آمريكا در سال 2005 و حدود 8/0 درصد كل انرژي مصرفي اين سال، در مراكـزداده مصرف شده است (كومي، 2007). از سويي، همزمان با توسعة فناوري اطلاعات، بر سـرعتمصرف انرژي در اين بخش افزوده شده است؛ به گونه اي كه بر اساس گزارش جهاني صلح سـبز(صلح سبز، 2008)، اين ميزان در فاصلة سال هاي 2007 تا 2010، بيش از 40 درصد رشد داشته است. مسئلة بحران انرژي و پيامدهاي مصرف انرژي هاي تجديدناپذير نشان مـي دهـد در آينـدة نزديك، تأمين انرژي عامل محدودكنندة توسعة پايدار خواهد بود.
از لحاظ آثار مخرب زيست محيطي، شايان توجه است فقط در سال 2006، مراكز داده بيش از
2/116 ميليون تن گاز دي اكسيدكربن توليد كرده اند (گـزارش كنگـرة آمريكـا، 2006). از لحـاظاقتصادي نيز، هزينة تأمين انرژي در مركز داده بين 30 تا 50 درصد از كـل هزينـه هـاي جـاريسالانة آن برآورد مي شود (باراسو، كليـداراس و هـولزل، 2013: 94). از ايـن رو كـاهش مصـرفانرژي در مركز داده، موضوع مهم برخي از تحقيقات صورت گرفته است. طراحـي و بـه كـارگيريسخت افزارهايي با توان مصرفي متناسب با بار كاري1 (يورگانكار، نيلي و سيواسـابرامانيام، 2011؛ گودرزي، قاسم آذر و پدرام، 2012؛ باراسو و هولزل، 2007؛ فـن، وبـر و باراسـو، 2007؛ لفـارگي،ونگ و وار، 2007 و مينزر، گلد و ونيسچ، 2009)، استفاده از تكنيك هاي نرم افزاري زمان بنـدي وانتساب منابع به صورت آگاه از انرژي2 (چنگ، رن و وزواناتان، 2010؛ آردانا، پاني كوكي، تروليـانو ژانــگ، 2012؛ گــودرزي و پــدرام، 2011 و توليــا، ونــگ، مــروا، بــش، رانگاناتــان، 2008)، مجازي سازي3، مهاجرت4 و مجتمع سازي5 (ليو، ونگ، جين، هـي و چـن، 2005 و آرليـت، بـش،بلاگودارو، چن، كريستين، 2012) و روش هايي از اين دست، نمونه هايي از تحقيقات صورت گرفته با هدف كاهش ميزان انرژي مصرفي در مركز داده است.
افزايش آگاهي هاي عمومي و وضع قـوانين ماليـاتيـ تشـويقي در ازاي مـديريت و كـاهشمصرف انرژي يا استفاده از منابع انرژي تجديدپذير از سوي دولت ها، سبب شده است گردانندگان مراكز داده به استفادة بهينه از منابع انرژي و به كارگيري منابع جديد انرژي تمايل پيـدا كننـد. بـااين همه، هزينة گزاف راه اندازي نيروگاه انرژي تجديدپذير، سود اقتصادي چنين تصـميمهـايي را
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
.1 Power Proportional
.2 Energy-Aware
.3 Virtualization
.4 Migration
.5 Consolidation
كاهش مي دهد. هرچند دولت ها قوانين تشويقي و اعطاي وامهاي كم بهره را در دستور كـار خـودقرار داده اند، تعرفة پايين انرژي برق شهري همچنان مانع گسترش اين موضوع مي شود. علاوه براين، با توجه به ماهيت نوساني و غيرقابل پيش بيني منـابع تجديدپـذير، راه انـدازي نيروگـاه هـايتركيبي يا استفاده از منابع ذخيره ساز، امري ضروري است كه علاوه بر ايجاد چالش هاي مديريتي، هزينه را نيز افزايش مي دهد. با وجود اين، روند رو به كاهش هزينة ساخت و توسعة نيروگاه هـايان رژي تجديدپ ذير و اف زايش هزينـ ة تولي د و ف روش ان رژي الكتريس ته و بح ران ان رژي،چشم اندازهاي جديدي را براي تأمين انرژي پيش روي گردانندگان صنعت قرار ميدهد.
اين مقاله روش هوشمندي براي مديريت توان و كاهش هزينه هاي اوليه و جاري و افـزايشسودآوري انرژي خورشيدي در مركز داده با هدف كاهش زمان بازگشـت سـرمايه، پيشـنهاد دادهاست. روش پيشنهادشده تلاش مي كند اول؛ منابع موجود در مركز داده را تا حد امكان براي رفـعچالش هاي استفاده از انرژي خورشيدي به كار گيرد و از اين طريق سرمايه گذاري اوليه را كـاهشدهد. دوم؛ از طريق مديريت توان مصرفي مركز داده با توجه به الگـوي محاسـبة هزينـة انـرژي،هزينه هاي جاري را كاهش دهد و سوم؛ با بررسي راهكارهـاي موجـود بـراي انـرژي خورشـيدي(استفاده، ذخيره يا فروش) و اتخاذ تصميم بهينه، سودآوري اين بخش را حداكثر كند.
پيشينة پژوهش پيشينة تجربي
پژوهش هاي بررسي شده در دو دستة كلي روش هاي كاهش هزينـه از طريـق توجـه بـه الگـويمحاسبة هزينة انرژي و راهكارهاي افزايش سودآوري انرژي هاي تجديدپذير تشريح مي شود.
مقالة ونگ و همكارانش (ونگ، هوآنگ، لين و محسنيان راد، 2013) از الگوي زمان حقيقـيبراي محاسبة هزينة انرژي استفاده مـيكنـد و بـا توجـه بـه قيمـت واحـد انـرژي و ميـزان بـارپيش بيني شدة نيروگاه محلي، سقف توان اختصاص داده شده به مركز داده را تخمين مي زند. تـوانتخصيص داده شده بايد به گونه اي باشد كه در وهلـة اول، اطمينـان حاصـل شـود نيروگـاه محلـياضافه بار ندارد و دوم، هزينة مصرف انرژي در مركز داده بهينه خواهد شد. از اين رو بايـد انـرژي لازم براي مركز داده و بار شبكة برق محلي بهدرستي برآورد شود. واضح است كه پياده سازي اين روش زماني امكان پذير است كه بيش از يك مركز داده (با نيروگاه هـاي محلـي مختلـف) وجـودداشته باشد؛ در غير اين صورت ممكن است در مواردي تـوان تخصـيص داده شـده بـراي اجـرايدرخواست ها كافي نباشد.
واضح است در الگويي كه ثابت نيست، محاسبة هزينة انرژي در بـازه هـايي از زمـان، قيمـتانرژي كمينه است. بر اين اساس، يورگانكار و همكاران (2011) براي ذخيرة انرژي ارزانقيمت ازباتري استفاده كردند و از طريق الگوريتم برخط، با توجه به تعرفة انرژي و ميـزان تقاضـا، مقـدار انرژي لازم را از شبكة برق يا باتري ها تأمين كردند. در چنـين حـالتي سيسـتم بايـد پـيش بينـيدرستي از نياز و قيمت انرژي داشته باشد و باتري ها به خوبي مـديريت شـود؛ هرچنـد اسـتفاده ازباتري هاي افزونه سبب افزايش هزينة راهاندازي سيستم مي شود.
افزايش سودآوري انرژي خورشيدي را گوري و همكارانش بررسي كردند (گوري، كات سـاك،لي، نگـوين و بيـانچني، 2013). آنـان در مركـز داده اي بـا ابعـاد كوچـك و مجهـز بـه نيروگـاهخورشيدي، هزينة سرمايه گذاري اوليه را بررسي كردند و از طريق محاسبة ميزان صـرفه جـويي وسود فروش مازاد انرژي خورشيدي، به توجيه اقتصادي طرح پرداختنـد . همچنـين آزمـايش هـاي گوناگوني دربارة مديريت بار كاري با هدف افزايش سودآوري انجام دادند. بـا ايـن حـال، الگـويمحاسبة هزينة انرژي تنها براي بررسي توجيه اقتصادي طرح استفاده شد و از فرصت هاي ناشـياز آن در راستاي كاهش هزينه هاي جاري، بهره اي برده نشد. مجموعة باتري استفادهشده در اين طرح نيز محدود بود و هزينة اولية آن در كانون توجه نبود.
زمان بندي درخواست ها (به ويژه درخواست هاي دسته اي با قابليت اجـرا بـا تـأخير) بـهمنظـورافزايش بهره وري انرژي و كاهش هزينه در مقالة آرليت و همكارانش بررسي شده است (آرليت و همكاران، 2013). هرچند اين راهكار در افزايش سودآوري انرژي خورشيدي مؤثر اسـت، هنگـاممقايسه، ساير عوامل تأثيرگذار (ماننـد تعرفـه و الگـوي محاسـبة هزينـة انـرژي، فـروش انـرژيخورشيدي و مواردي از اين دست) نيز بايد بررسي شوند.
موضوع استفاده از باتري هاي UPS توزيع شده با هدف كاهش اتكا به شبكة برق شهري نيـز در مقاله هاي متعددي بررسي شده است. استفاده از انرژي ذخيره شده در اين مجموعه از باتري ها، در موقعيتي كه توان لازم بـراي مركـز داده از حـداكثر مجـاز تـوان مصـرفي بيشـتر مـي شـود،پيشنهادي است كه گوويندان و همكـارانش مطـرح كردنـد. بـر ايـن اسـاس، ايـن بـاتريهـا درموقعيت هاي اضطراري و به اندازة اختلاف بـين تـوان لازم و حـد مجـاز مصـرف تـوان، تخليـهمي شوند. علاوه بر اين، بخشي از ظرفيت باتري ها نيز براي تأمين برقي كه مركز داده نياز دارد، در موارد بروز خطا در شبكة برق اندوخته مي شود (گووينـدان، ونـگ، سيواسـابرامانيام و يورگانكـار، 2013). البته در اين مقاله به الگوي محاسبة هزينة انرژي توجهي نشـده اسـت، از ايـن رو زمـانمناسب براي شارژ مجدد باتري ها نيز مشخص نيست.
از آنجا كه در هر مركز داده به ازاي ميزان مشخصي از توان تخصيص دادهشده، مي توان تعداد مشخصي سرور راه اندازي كرد و همچنين توجه به اين نكته كه سـرورهاي مركـز داده اغلـب بـاظرفيتي كمتر از ظرفيت حداكثر كار مي كنند، كونتورونيز و همكارانش پيشنهاد كردند اگـر تعـدادسرورهاي مركز داده به ازاي ميزان توان مشخص افزايش يابد، مي توان هزينة كـل مالكيـت1 راكاهش داد و در موقعيت هاي اضطراري، از انرژي ذخيره شده در مجموعة باتري هـاي توزيـع شـدهاستفاده كرد (كونتورونيز، سمپسون، ژانگ، اكسانلي و همايوني، 2012). اين مقاله نيز دربارة زمان مناسب شارژ باتري ها با هدف كاهش هزينه، اظهار نظري نمي كند.
اگرچه پژوهش هاي بررسيشده به كاهش هزينـة انـرژي و افـزايش سـودآوري انـرژيهـايتجديدپذير پرداخته اند، توجه به زمان بازگشت سرمايه و استفاده از نتايج ب هدستآمـده بـه منظـور كاهش آن، موضوعي است كه كمتر در كانون توجـه بـوده اسـت. در جـدول 1 مقايسـه اي بـيننمونه هاي بررسيشده و پيشنهاد اين مقاله مشاهده مي شود.
جدول 1. مقايسة كارهاي پيشين و روش ارائه شده
80772-18568

ديدگاه حل مسئله انرژياستفاده از تنوع الگوهاي مرجع
كاهش هزينه افزايش سود نو باتري محاسبة هزينه
* – * ونگ و همكاران (2013)
* باتري افزونه * يورگانكار و همكاران (2011)
باتري افزونه * * گوري و همكاران (2013)
UPS توزيع شده * گوويندان و همكاران (2013)
UPS توزيع شده * كونتورونيز و همكاران (2012)
* UPS توزيع شده * * * پيشنهاد

بر اساس جدول 1 هدف روش ارائهشده در اين مقاله، استفاده از همة امكانات و راهحـل هـايموجود در راستاي كاهش زمان بازگشت سرمايه است؛ موضوعي كه در مقاله هاي پيش گفته كمتر در كانون توجه قرار گرفته است.
پيشينة نظري برق اضطراري توزيعشده
در اين بخش به دليل اهميت و تأثير برق اضطراري توزيع شـده ، بـه توضـيح مفهـوم آن پرداختـهمي شود. به طور كلي مراكز داده براي افزايش قابليت اطمينان و دسترس پـذيري در صـورت بـروزاشكال در شبكة تأمين برق، از باتري هاي UPS استفاده مي كنند. اين باتري ها به منظور پركـردن
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
1. Total Cost of Ownership (TCO)
خلاء زماني بين رخداد قطع برق تا زمان در مدار قرارگرفتن ديزل ژنراتور، استفاده مـيشـوند . در ضمن، اين باتري ها وظيفة تنظيم توان ورودي و تصميم گيري دربارة منبع مناسـب تغذيـه كننـدة مركز داده (شبكة برق يا ديزل ژنراتور) را برعهده دارند. با وجود ايـن ، در صـورت مـديريت كـارا مي توان اين منابع ذخيرهساز انرژي را براي مقاصد ديگري نيز استفاده كرد.
بهطور مرسوم مجموعة باتري هاي UPS به صورت متمركز نگهـداري و مـديريت مـي شـوند . ايدة استفاده از باتري هاي UPS توزيع شده را اولينبار گوگل1 مطرح كرد. اين شركت پيشنهاد داد كه به ازاي هر سرور، از باتري جداگانه اي استفاده شود و باتري هر سـرور در كنـار آن و پـس ازواحد توزيع كنندة توان2 قرار گيرد (گوگل، 2009).
در همين حال، شركت فيس بوك3 از انتساب يك مجموعة باتري نيمة متمركز به مجموعه اي مشتمل بر شش قفسه از سرورها استفاده كرد (فيس بوك، 2011). شكل 1 سـه ايـدة متفـاوت از پياده سازي باتري هاي UPS را نمايش مي دهد.

شكل 1. روش هاي استقرار باتري منبع تغذيه بي وقفه در مركز داده. a) استقرار باتري به شكل متمركز و قبل از واحد توزيع توان؛ b) استقرار باتري به شكل توزيع شده براي مجموعـ ة سـرورها ؛ c) هـر سـرورباتري مخصوص به خود را دارد.
استفاده از باتري توزيع شده در مجاورت سرورها و تجهيز سرورها به ورودي جريان مسـتقيم،تبديل جريان متناوب به مستقيم در ورودي باتري و بـرعكس در ورودي سـرور را غيـر ضـروريمي كند. شايان توجه اينكه تبديلات صورت گرفتـه بـين 4 تـا 10 درصـد اتـلاف تـوان در حالـتعملكرد ايده آل را به همراه دارد (كونتورونيز و همكاران، 2012) و تأثير اين روش بر كارايي واحـدتوزيع توان و كاهش اتلاف انرژي را نشان مي دهد. علاوه بر اين، توزيـع بـاتري هـا سـبب بهبـودمديريت و امكان تعريف كاربردهاي جديد براي آنها مي شود.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
Google
Power Distributed Unit (PDU)
Facebook
روش ارائه شده
اين مقاله از طريق مديريت توان مصرفي و تصميم گيري دربارة توزيع بهينة توان گرفته شده از هر منبع (انرژي تجديد پذير، انرژي برق شهري و انرژي ذخيره شده در باتري هاي توزيع شده) با هدف كاهش هزينه و افزايش سودآوري انرژي خورشيدي، زمان بازگشت سرمايه را كاهش مي دهد. در ادامه پس از مطرح كردن مسئله به كمك روابط رياضي، به بررسي راه حل آن پرداخته مي شود.
بيان مسئله
هدف روش ارائه شده، كمينه سازي زمان بازگشت سرمايه از طريـق كـاهش هزينـه هـاي جـاريمصرف انرژي و افزايش سودآ وري انرژي خورشيدي است. در بيان مسئله از نمادهاي زير استفاده شده است:
CAPEX System: هزينة سرمايه گذاري اولية سيستم پيشنهادي؛ OPEXEnergy Reduction: ميزان كاهش هزينههاي جاري در بخش انرژي؛
Solar Selling Profit: سود بهدست آمده از فروش انرژي خورشيدي؛
:Break even Time زمان بازگشت سرماية اوليه؛ Energy Price (T): قيمت واحد انرژي در فاصلة زماني Tام؛
Solar Selling Price (T): قيمت فروش واحد انرژي خورشيدي در فاصلة زماني Tام؛
Esolar (T): ميزان انرژي خورشيدي در دسترس در فاصلة زماني Tام (KWh)؛
EBattery (T): ميزان انرژي ذخيره شده در مجموعة باتري ها در فاصلة زماني Tام (KWh)؛ Price Solar Panel: قيمت هر صفحة خورشيدي؛ Price Additional Battery: قيمت هر باتري اضافه؛ Number Solar Panel: تعداد صفحة خورشيدي استفاده شده؛ Number Additional Battery: تعداد باتري هاي اضافة استفاده شده؛
Used Solar Power (T): توان متوسط خورشيدي استفاده شده در فاصلة زماني Tام (KW)؛
:Sold Solar Power (T) توان متوسط خورشيدي فروخته شده در فاصلة زماني Tام (KW)؛ P Charge (T): توان متوسط مصرف شده براي شارژ باتري ها در فاصلة زماني Tام (KVA)؛ Power Forecast (T): توان لازم پيش بينيشده در فاصلة زماني Tام بر حسب (KW)؛
P Discharge (T): توان متوسط گرفته شده از باتريها در فاصلة زماني Tام بر حسب (KVA)؛
B (T): حداكثر انرژي خورشيدي براي يك روز آفتابي در فاصلة زماني Tام (KWh)؛ Cloud Cover (T): درصد ابرناكي هوا در فاصلة زماني Tام؛
Powerth(T): آستانة توان مصرفي براي استفاده از انرژي خورشيدي در فاصلة زماني Tام (KW)؛ Battery Capacity: ظرفيت هر باتري (VAh)؛ N Total: تعداد كل باتريها؛
N Available (t): تعداد باتريهاي قابل استفاده در زمان t؛
N Charge (T): تعداد باتري شارژشده در فاصلة زماني T؛ N Discharge (T): تعداد باتري تخليه شده در فاصلة زماني T؛
DOD1: عمق تخلية باتري براي جبران آثار شارژ و تخلية مداوم باتري، به منظور افزايش عمر آن؛ Energy Cost (T): هزينة انرژي بر اساس الگوي محاسبة هزينه در فاصلة زماني Tام (ريال)؛
Power Brown (T): توان گرفته شده از شبكة برق شهري در فاصلة زماني Tام (KW)؛ Allowable Power: حداكثر توان مصرفي مجاز (KW)؛ Battery Losses: ضريب اتلاف انرژي ذخيره شده در باتري.
بنابراين داريم:
CAPEX= Price× Number (1 رابطة
+ Price× Number OPEXReduction(T) (2 رابطة
=f Energy Price (T), Used SolarPower (T), PCharge (T), PDischarge (T)
SolarSelling Pro it(T)(SoldSolar Power(T), Solar Selling Price(T)) (3 رابطة
=g
طرح مسئله
در هر فاصلة زماني T و به ازاي قيمت واحـد انـرژي مطـابق Energy Price (T)، پـيش بينـيميزان انرژي خورشيدي در دسترس مطابقEsolar(T) ، قيمت فروش آن مطابق Solar Selling Price(T)، انرژي ذخيره شده در باتري ها مطابق EBattery(T) و همچنين پيش بيني توان متوسـطلازم مطابق Power Forecast(T)، واحد هوشمند مديريت توان مصرفي (SPMU) براي تعيين توزيع بهينة توان گرفتهشده از هر منبع، ميزان فروش انرژي خورشيدي و وضعيت شارژ يا تخليـة باتري ها، به گونه اي تصميم مي گيرد كه ضمن تـأمين تـوان پـيش بينـي شـده، از طريـق كـاهشهزينه هاي جاري و افزايش سودآوري انرژي خورشيدي، زمان بازگشت سـرمايه را كمينـه سـازد .
تابع هدف به صورت زير تعريف مي شود:
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
.1 Depth Of Discharge (DOD)
Objective: Minimize (Break even Time)
Where Break even Time is the time when
CAPEXSystem=
Break even Time (4 رابطة
OPEXEnergy Reduction (T) + Solar Selling Profit (T)
T=0

Subject toData Center Power Requirment Constraint
27363422612

+ UsedSolar Power (T) + P (5 رابطة

+ P

شيوة حل مسئله شبه كد زير نحوة عملكرد SPMU را نمايش مي دهد.
جدول 2. شبه كد SPMU
66294-43426

Algorithm 1. Pseudo Code For SPMU
.1 Function Smart Power Management
.2

.3 While (Power Forecast(T) < Allowable Power)
.4 Charge Empty Batteries;
.5 Power Forecast(T)+= P Charge(T);
.6 End If;
.7

249174-16233

.8While (Assigned Power < Power Forecast(T) && NAvailable (t) > 0 )
.9Discharge Available Batteries;
Assigned Power+= P Discharge(T);
.11 End While;
.21 End If;
.31 While (Assigned Power < Power Forecast(T) && Solar Selling Profit < Energy Cost(T))
.41 Use Available Solar Energy;
.51 Assigned Power+= Used Solar Power (T);
.61 End While;
.71 While (Assigned Power < Power Forecast(T))
.81 Use Brown Energy;
.91 Assigned Power += Power Brown (T);
.02 End While;
.12 End Function;

مطابق شبهكد، ابتدا وضعيت تخليه يا شارژ باتري ها بسته به بـاز ة زمـاني مـد نظـر و الگـويمحاسبة هزينه (شرط if خط 2 و 7) مشخص مي شود (خط 4 و 9). سپس SPMU براي انـرژيخورشيدي با توجه به سود ناشي از فروش آن و قيمت تمام شدة انرژي تصميم گيري مي كند (خط 14). در پايان نيز چنانچه توان پيش بيني شده تأمين نشده باشد، شبكة بـرق شـهري بـراي منبـعتأمين انرژي انتخاب مي شود (خط 18). در ادامه به نحـوة تعيـين وضـعيت انـرژي خورشـيدي وباتري ها پرداخته مي شود.
انرژي خورشيدي
مطابق مدل SHARMA (گوري، 2012)، ميزان انرژي خورشيدي در فاصلة زماني Tام، تابعي از درصد ابرناكي هوا و حداكثر انرژي مورد انتظار به ازاي يك روز آفتابي در آن بازه است. بنابراين:
ESolar (T)= B (T)* 1- Cloud Cover (T) (6 رابطة
در اين مقاله سه تصميم ممكن براي انرژي خورشيدي (مصرف، ذخيـره يـا فـروش) در نظـرگرفته شده است. مادامي كه سود فروش انرژي خورشيدي بيشتر از هزينـ ة مصـرف انـرژي بـرقشهري باشد، انرژي خورشيدي فروخته مي شود؛ در غير اين صورت، انرژي به دست آمـده مصـرف خواهد شد. در چنين حالتي، SPMU به اندازة نياز پيش بيني شده از آن استفاده مـي كنـد و مـازادانرژي را به فروش مي رساند يا در شرايطي كه سود ناشي از فروش با توجه به تعرفة برق در ساير بازه هاي پيش رو، بسيار كم باشد، آن را ذخيره مي كند. رابطه هاي 7 تا 10 نحـوة محاسـبة ميـزاناستفاده شدة انرژي خورشيدي و مازاد آن را در فاصلة زماني Tام نشان مي دهد.
∀T: Sold Solar Power(T)+Used Solar Power(T)× (7 رابطة
Duration(T)= E Solar (T)
Used Solar Power(T)= ESolar (T) (8 رابطة
Min Power Forecast(T) – Power th (T),



قیمت: تومان


پاسخ دهید