Энергоэффективные информационно-коммуникационные инфраструктуры в интеллектуальной энергосистеме: обзор взаимодействий и открытых проблем

Интеллектуальная энергосистема модернизировала способы генерации, передачи, распределения и потребления электроэнергии за счет интеграции передовых средств измерения, связи и управления в повседневную эксплуатацию энергосистемы. Электроэнергия является базовым ресурсом для функционирования общества и предоставления услуг информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Ряд концепций интеллектуальной энергосистемы, таких как динамическое ценообразование, распределенная генерация и управление спросом, существенно повлиял на функционирование ИКТ-услуг, особенно коммуникационных сетей и центров обработки данных. Реализуемые меры по повышению энергоэффективности и снижению эксплуатационных расходов в коммуникационных сетях и центрах обработки данных приобрели новое измерение благодаря этим концепциям интеллектуальной энергосистемы. В данной статье представлен комплексный обзор подходов к энергоэффективным коммуникациям и центрам обработки данных, обусловленных развитием интеллектуальной энергосистемы, а также взаимодействия между интеллектуальной энергосистемой и информационно-коммуникационными инфраструктурами. Хотя исследования интеллектуальной энергосистемы, энергоэффективных коммуникаций и экологичных центров обработки данных ранее рассматривались в отдельных обзорах, исследования на пересечении этих областей до сих пор не были должным образом классифицированы и систематизированы. Сначала приводятся исходные сведения об интеллектуальной энергосистеме, затем рассматриваются подходы к энергоэффективным коммуникационным системам, обусловленные ее развитием, а также подходы к минимизации энергопотребления, затрат и выбросов в центрах обработки данных и соответствующей облачной сетевой инфраструктуре. Обсуждаются открытые проблемы подходов к ИКТ, обусловленных развитием интеллектуальной энергосистемы, и выделяются важные направления дальнейших исследований, включая коммуникационные инфраструктуры, сопряженные с возможностями распределенной генерации возобновляемой энергии, оптимальное проектирование энергоэффективных сетей для среды интеллектуальной энергосистемы, влияние экологичных коммуникационных технологий на требования к надежности и задержке данных интеллектуальной энергосистемы, консолидацию рабочих нагрузок с учетом интеллектуальной энергосистемы и многие другие направления.