Energy cost optimization in large scale distributed systems by resource allocation techniques
Kaynak atama teknikleri ile büyük ölçekli dağıtımlı sistemlerde enerji maliyet optimizasyonu
- Tez No: 332209
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZNUR ÖZKASAP
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Büyük ölçekli dağıtılmıs sistemler güvenilir servis sağlamak ve karmaşık problemlerin çözümü için yüksek miktarlarda hesaplama gücüne ihtiyaç duyarlar. Bu bağlamda, bu tarz sistemlerin enerji ihtiyaçları hızlı bir şekilde artmakta ve bu da beraberinde çok yüksek maliyetler getirmektedir. Bu alanlarda daha ileri noktalara gelebilmek icin bu maliyetleri düsürmek bu organizasyonlar için hayati önem taşımaktadır. Kullanılan toplam enerji miktarını düşürmenin yanı sıra, elektrik fiyatlarında görülen coğrafi ve zamana bağlı değişimlerden faydalanarak elektrik faturalarını düşürmek de mümkün olmaktadır. Tezin ilk kısmında, kullanıcılarn fi nansal bütçeler belirleyebildiği ve bu sayede kendi kaynaklarının kullanımından doğan fi nansal yükü sınırlayabilecekleri bir gönüllü işlem ağı sunuyoruz. Kullanıcıların tükettikleri elektrik fiyatının zamana bağlı olarak değiştiği varsayımı altında, yaklaşımımızın ilginç bir görev atama problemi oluşturduğunu gösterdik. Burada amaç kullanıcıların belirledikleri bütçeleri aşmayacak şekilde işlem ağında yapılan toplam işi maksimuma taşımak. NP zorlukta olan bu probleme çözüm olarak polinom zamanda çalışan sezgisel algoritmalar sunduk ve detaylı simulasyonlarımız sonucunda gönüllü işlem ağında işlenen toplam iş miktarının şu anda kullanılmakta olan tekniklere oranla %35 arttırılabileceğini gösterdik. İkinci kısımda, toplu işlerin çözümü için özelleşmiş coğrafi olarak dağıtımlı veri merkezleri modelliyoruz. Elektrik fiyatının mekana ve zamana bağlı olarak değiştiği varsayımını ve dışardaki havayı kullanan soğutma fırsatlarını göz önüne alarak, enerji masrafını azaltmayı lineer programlama problemi olarak modelliyoruz. İki sezgisel iş planlama algoritması sunuyoruz ve gerçek sistem kayıtları ve elektrik fiyatlarını kullandığımız simülasyonların sonucuna göre sunduğumuz algoritmalar toplam enerji masraflarını iş dengeleme amaçlı algoritmalara oranla %6'ya kadar azaltmaktadır.
Özet (Çeviri)
Large scale distributed systems require massive amount of computing power to provide reliable services and to solve computationally complex problems. In that regard, energy needs in these systems are increasing rapidly and that brings substantial costs. Thus, reducing energy costs of such organizations is crucial to advance in these fields. In addition to explicitly reducing energy consumption, it is also possible to cut down the total electricity bill by exploiting spatial and temporal variations in electricity prices. In the first part of the thesis, we propose a volunteer computing network where peers can set monetary budgets, limiting the financial burden incurred on them due the usage of their computational resources. Assuming that the price of the electricity consumed by the peers has temporal variation, we show that our approach leads to an interesting task allocation problem, where the goal is to maximize the amount of work done by the peers without violating the monetary budget constraints set by the peers. We propose various polynomial time heuristic algorithms to the problem, which is NP-hard, and our extensive simulations show that our approach can increase the total amount of work done up to 35% compared to an existing baseline. In the second part, we consider a geographically distributed data center network that is specialized to run batch jobs with previously determined Service Level Agreements (SLAs). Taking into account the spatial and temporal variations in the electricity prices and free cooling opportunities by utilizing the outside weather, we model the problem of minimizing the energy cost as a linear programming problem. We propose two job scheduling heuristic algorithms and our simulations using real-life workload traces and electricity prices demonstrate that the proposed heuristics can decrease the total energy cost up to 6% compared to a load balancing baseline solution.
Benzer Tezler
- Enterkonnekte elektrik güç sistemlerinde kapalı çevrim güç akışlarını önlemeye / düzenlemeye yönelik bulanık karar verme temelli bir yöntem
A fuzzy - decision making based method to prevent / regulate loop flows in interconnected electrical power systems
GÜLCİHAN ÖZDEMİR DAĞ
Doktora
Türkçe
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK
- Konvansiyonel ve mikro şebeke içeren güç sistemlerinde dinamik ekonomik yük ve emisyon dağıtımının sezgisel yöntemlerle analizi
Dynamic economic emission dispatch in power systems with and without microgrids by using heuristic algorithms
ESRA AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN TÜRKAY
- Investigation of transposition models, optimization of tilt angles, and solar radiation intensity for fixed and tracked south-facing solar photovoltaic surfaces in provinces of türkiye
Transpozisyon modellerinin incelenmesi, türkiye illerinde sabit ve güneş takipli güneye bakan fotovoltaik yüzeyler için eğim açılarının ve güneş radyasyon yoğunluğunun optimizasyonu
BATUR ALP AKGÜL
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHasan Kalyoncu ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SADETTİN ÖZYAZICI
- Endüstriyel mikro şebekelerde dinamik enerji yönetim modeli önerisi ve örnek uygulama
A dynamic energy management model proposal for energy management in industrial microgrids and a case study
ZEYNEP BEKTAŞ
Doktora
Türkçe
2021
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLGÜN KAYAKUTLU
- Advanced evolutionary computation for distributionsystem automation
Dağıtım şebekesi otomasyonu için gelişmiş evrimsel algoritmalar
BAHMAN AHMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDOĞAN ÖZDEMİR
DR. ÖĞR. ÜYESİ OGUZHAN CEYLAN