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Le Xie
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Minimizing Electricity Cost: Optimization of Distributed Internet Data Centers in a Multi-Electricity-Market Environment

Lei Rao et al.Mar 1, 2010
The study of Cyber-Physical System (CPS) has been an active area of research. Internet Data Center (IDC) is an important emerging Cyber-Physical System. As the demand on Internet services drastically increases in recent years, the power used by IDCs has been skyrocketing. While most existing research focuses on reducing power consumptions of IDCs, the power management problem for minimizing the total electricity cost has been overlooked. This is an important problem faced by service providers, especially in the current multi-electricity market, where the price of electricity may exhibit time and location diversities. Further, for these service providers, guaranteeing quality of service (i.e. service level objectives-SLO) such as service delay guarantees to the end users is of paramount importance. This paper studies the problem of minimizing the total electricity cost under multiple electricity markets environment while guaranteeing quality of service geared to the location diversity and time diversity of electricity price. We model the problem as a constrained mixed-integer programming and propose an efficient solution method. Extensive evaluations based on real-life electricity price data for multiple IDC locations illustrate the efficiency and efficacy of our approach.
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Coupon Incentive-Based Demand Response: Theory and Case Study

Haiwang Zhong et al.Oct 19, 2012
This paper presents the formulation and critical assessment of a novel type of demand response (DR) program targeting retail customers (such as small/medium size commercial, industrial, and residential customers) who are equipped with smart meters yet still face a flat rate. Enabled by pervasive mobile communication capabilities and smart grid technologies, load serving entities (LSEs) could offer retail customers coupon incentives via near-real-time information networks to induce demand response for a future period of time in anticipation of intermittent generation ramping and/or price spikes. This scheme is referred to as coupon incentive-based demand response (CIDR). In contrast to the real-time pricing or peak load pricing DR programs, CIDR continues to offer a flat rate to retail customers and also provides them with voluntary incentives to induce demand response. Theoretical analysis shows the benefits of the proposed scheme in terms of social welfare, consumer surplus, LSE profit, the robustness of the retail electricity rate, and readiness for implementation. The pros and cons are discussed in comparison with existing DR programs. Numerical illustration is performed based on realistic supply and demand data obtained from the Electric Reliability Council of Texas (ERCOT).
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