漢其雨

據(jù)《電力與算力協(xié)同發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》預(yù)測(cè)，在人工智能爆發(fā)增長(zhǎng)情況下，2030年中國(guó)算力中心用電或超過(guò)7000億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量5.3%。當(dāng)算力耗能攀升遇到用電高峰，超大城市上海在探索怎樣的解決方案？根據(jù)規(guī)劃，今年“迎峰度夏”期間，上海將建成100萬(wàn)千瓦虛擬電廠調(diào)節(jié)能力，用于削減尖峰、平衡電網(wǎng)。

7月8日，國(guó)網(wǎng)上海浦東供電公司利用跨省算力轉(zhuǎn)移技術(shù)，參與虛擬電廠調(diào)峰響應(yīng)的驗(yàn)證測(cè)試（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“測(cè)試”）。測(cè)試中，位于浦東臨港的中國(guó)電信臨港智算中心積極響應(yīng)虛擬電廠的調(diào)度指令。僅僅3分鐘內(nèi)，該中心正在進(jìn)行的人工智能計(jì)算任務(wù)便平穩(wěn)高效地轉(zhuǎn)移至湖北十堰的數(shù)據(jù)中心，同時(shí)降低算力設(shè)備用電負(fù)荷。這意味著，數(shù)據(jù)中心可以在用電最高峰，將“算力”任務(wù)轉(zhuǎn)移到相對(duì)空閑的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬電廠的需求響應(yīng)。

7月24日、25日，研究員與國(guó)網(wǎng)上海電力虛擬電廠、中國(guó)電信數(shù)據(jù)中心“算電協(xié)同”測(cè)試主要負(fù)責(zé)人深入交流。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，通過(guò)算力遷移挖掘算力負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力、優(yōu)化電力資源配置，在技術(shù)上已具備可行性，但還面臨結(jié)構(gòu)性資源緊張問(wèn)題。未來(lái)如何管理數(shù)據(jù)中心的算力資源，是實(shí)現(xiàn)“算電協(xié)同”的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)中心資源潛力大、可調(diào)性強(qiáng)

超大城市上海是受端電網(wǎng)，本地發(fā)電資源較少，發(fā)電側(cè)可調(diào)資源有限，缺乏主動(dòng)、靈活的調(diào)節(jié)能力。此外，上海的電力供應(yīng)對(duì)外來(lái)電的依賴(lài)程度較高，且跨省購(gòu)電成本高，對(duì)供電可靠性的要求極高。因此，上海需進(jìn)一步挖掘可靈活調(diào)節(jié)的資源保障電力平衡。

國(guó)網(wǎng)上海市電力公司營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心需求側(cè)管理中心副主任趙建立告訴研究員，隨著上海新型能源體系建設(shè)的推進(jìn)，“虛擬電廠”正在發(fā)揮越來(lái)越大的作用。根據(jù)《上海市虛擬電廠高質(zhì)量發(fā)展工作方案》提出的工作目標(biāo)，“十五五”期間上海虛擬電廠具備年度最大負(fù)荷5%左右的穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力，成為電力保供和峰谷調(diào)節(jié)的重要支撐。上海每年度夏、度冬占最大用電負(fù)荷5%尖峰負(fù)荷差僅持續(xù)幾十個(gè)小時(shí)，虛擬電廠可有效應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題。虛擬電廠能大幅提升用能經(jīng)濟(jì)性，不僅能避免新建煤電廠，節(jié)約投資、維護(hù)成本，還可通過(guò)“填谷”促進(jìn)新能源消納。

目前，上?？烧{(diào)資源主要包括充換電、樓宇空調(diào)、工業(yè)負(fù)荷、用戶側(cè)儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心等5類(lèi)。據(jù)了解，針對(duì)2025年上海度夏100萬(wàn)千瓦的能力建設(shè)目標(biāo)，相關(guān)資源聚合、技術(shù)實(shí)測(cè)等工作正在推進(jìn)中。截至目前，上海虛擬電廠市級(jí)平臺(tái)已接入運(yùn)營(yíng)商總數(shù)達(dá)46家，總申報(bào)可調(diào)能力達(dá)188.11萬(wàn)千瓦，資源池規(guī)模較2024年底提升62%，涵蓋充換電、樓宇空調(diào)、工業(yè)負(fù)荷、用戶側(cè)儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心等。

“從整體看，虛擬電廠資源池是不同特性資源的組合。相比體量較大的樓宇空調(diào)、工業(yè)負(fù)荷，數(shù)據(jù)中心是一種新質(zhì)資源，調(diào)節(jié)性能好、潛力大?！壁w建立談到。數(shù)據(jù)中心的可調(diào)節(jié)資源包括可調(diào)節(jié)的算力資源、柴油發(fā)電機(jī)組、空調(diào)機(jī)組和蓄冷設(shè)施等。數(shù)據(jù)中心可通過(guò)算力轉(zhuǎn)移參與虛擬電廠響應(yīng)，將數(shù)據(jù)中心正在運(yùn)行的訓(xùn)練、推理或渲染任務(wù)，轉(zhuǎn)移到外地備用機(jī)柜，實(shí)現(xiàn)算力負(fù)荷的跨區(qū)域轉(zhuǎn)移。

近年來(lái)，上海市數(shù)據(jù)中心用電量隨著算力需求的提升不斷增大。研究員從上海市能效中心了解到，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2024年上?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（業(yè)務(wù)模式為機(jī)架租賃或者云空間、算力等資源租賃的數(shù)據(jù)中心，不含公共機(jī)構(gòu)、金融及企業(yè)自用數(shù)據(jù)中心）用電量已突破50億千萬(wàn)時(shí)，占全市用電量比例從2020年約2.2%，逐年提升至約2.7%。這也意味著，數(shù)據(jù)中心有可調(diào)度的基礎(chǔ)規(guī)模，且呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，因此參與需求響應(yīng)的潛力較大。

數(shù)據(jù)中心參與需求響應(yīng)的可調(diào)性較強(qiáng)。中國(guó)電信臨港算力（上海）科技有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“臨港算力”）數(shù)碳專(zhuān)項(xiàng)組總監(jiān)袁瀟洋分析道，盡管數(shù)據(jù)中心整體用電占比約2.7%，但參與度達(dá)6.8%。相比空調(diào)、充電樁等傳統(tǒng)柔性負(fù)荷，算力負(fù)荷具有時(shí)空靈活性，可在算力網(wǎng)中轉(zhuǎn)移算力需求實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)移。算力調(diào)度僅需通過(guò)軟件下達(dá)指令，就能實(shí)現(xiàn)任務(wù)的停止、啟動(dòng)或轉(zhuǎn)移，操作比較便利。而對(duì)工廠來(lái)說(shuō)，如果工業(yè)負(fù)荷參與需求響應(yīng)，涉及停工停產(chǎn)，產(chǎn)線協(xié)調(diào)、工人排班等問(wèn)題。

數(shù)據(jù)中心資源需要統(tǒng)一納管和數(shù)字化

據(jù)了解，“算電協(xié)同”主要分三個(gè)階段：一是算力規(guī)劃建設(shè)階段需同步規(guī)劃電力配套；二是算力中心要做好用電監(jiān)測(cè)、產(chǎn)業(yè)鏈監(jiān)測(cè)和行業(yè)景氣度分析；三是調(diào)度運(yùn)行階段做好電力和算力的調(diào)節(jié)。

臨港算力控制中心基于虛擬電廠調(diào)度指令下達(dá)算力調(diào)度任務(wù)并全程監(jiān)控。圖片來(lái)源：臨港算力

對(duì)于7月8日參與的虛擬電廠調(diào)峰響應(yīng)測(cè)試，中國(guó)電信臨港算力（上海）科技有限公司人工智能資深技術(shù)專(zhuān)家張佳偉談到，雖然測(cè)試可能會(huì)使數(shù)據(jù)中心的算力任務(wù)完成時(shí)間短暫延后，但不會(huì)中斷。他以大模型為例，用戶接收大模型輸出的結(jié)果需要時(shí)間，與此同時(shí)，系統(tǒng)可把用戶和大模型交流的所有語(yǔ)言“打包”，轉(zhuǎn)移到外地的某個(gè)數(shù)據(jù)中心繼續(xù)推理。如在測(cè)試中，湖北十堰的數(shù)據(jù)中心先讀取從上海數(shù)據(jù)中心“打包”的推理對(duì)話，用戶再和大模型聊天，依然能順暢銜接，基本不會(huì)影響使用體驗(yàn)。

數(shù)據(jù)中心通過(guò)算力轉(zhuǎn)移參與電網(wǎng)需求響應(yīng)流程圖。圖表來(lái)源：臨港算力

上述測(cè)試可見(jiàn)，算力是可調(diào)節(jié)的，核心是結(jié)構(gòu)性緊張。要想實(shí)際落地“算電協(xié)同”的算力調(diào)度，一是找到實(shí)現(xiàn)算力轉(zhuǎn)移的空閑數(shù)據(jù)中心，二是算好安全賬、技術(shù)賬、經(jīng)濟(jì)賬，這均需數(shù)據(jù)支撐。無(wú)論是解決結(jié)構(gòu)性緊張問(wèn)題，還是算好“三本賬”，都離不開(kāi)數(shù)字量化。

首先，算力調(diào)度需做好資源的排摸、納管與特征分析?！瓣P(guān)鍵是突破尋找空閑資源的難題，這也是資源納管的重要性所在?！痹瑸t洋談到，這方面發(fā)展還在初步階段，遠(yuǎn)不如電力行業(yè)成熟。通信行業(yè)的特點(diǎn)是“縱向切分”，以中國(guó)電信為例，既要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心建設(shè)，又要負(fù)責(zé)算力調(diào)度和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。因此，資源納管既包括自有數(shù)據(jù)中心，也有合作的數(shù)據(jù)中心。更具挑戰(zhàn)的是，如何實(shí)現(xiàn)通信行業(yè)資源的有效整合，管理多元主體的數(shù)據(jù)中心資源，還需國(guó)家層面進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。

其次，算好“三本賬”需制定標(biāo)準(zhǔn)體系，協(xié)同相關(guān)部門(mén)。一是安全賬，為了滿足電網(wǎng)用電需求，要對(duì)電網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、客戶友好，不能影響數(shù)據(jù)中心及其客戶的正常工作；二是技術(shù)賬，算力調(diào)度要達(dá)到一定的容量、速度和持續(xù)時(shí)間等技術(shù)指標(biāo)；三是經(jīng)濟(jì)賬，這方面涉及運(yùn)維團(tuán)隊(duì)人員投入、溝通協(xié)調(diào)、算力資源設(shè)備等成本。據(jù)了解，在“算電協(xié)同”推進(jìn)過(guò)程中，電網(wǎng)企業(yè)可通過(guò)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，各方數(shù)據(jù)中心還需協(xié)同調(diào)控，政府主管部門(mén)可通過(guò)評(píng)優(yōu)、示范等措施，促進(jìn)電力系統(tǒng)、算力系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展。

最后，上海在商業(yè)可行性上具有優(yōu)勢(shì)，可帶動(dòng)更多地區(qū)參與算力調(diào)度。上海已形成較為完備的虛擬電廠產(chǎn)業(yè)扶持政策，若對(duì)虛擬電廠的調(diào)峰能力給予補(bǔ)貼，更易形成商業(yè)閉環(huán)。據(jù)了解，通過(guò)實(shí)現(xiàn)算力負(fù)荷的優(yōu)化調(diào)度，能提高電力資源利用效率，降低算力運(yùn)營(yíng)方的運(yùn)營(yíng)成本，豐富算力資源商業(yè)模式、提升經(jīng)濟(jì)效益。以臨港算力中心為例，一是通過(guò)算力負(fù)荷削峰填谷，預(yù)計(jì)每年可節(jié)約電網(wǎng)尖峰負(fù)荷調(diào)節(jié)成本1%；二是遷移高耗能任務(wù)至湖北等低價(jià)綠電區(qū)，預(yù)計(jì)每年用電成本下降1%。

趙建立認(rèn)為，此次測(cè)試具有可復(fù)制性，如果能進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模，有助于實(shí)現(xiàn)局部電網(wǎng)的平衡。因?yàn)樗懔D(zhuǎn)移可支撐不同區(qū)域的用電穩(wěn)定，尤其對(duì)于變電站電力供應(yīng)較為緊張的局部地區(qū)。據(jù)了解，目前臨港算力在全國(guó)納管20余座數(shù)據(jù)中心，此次測(cè)試初步驗(yàn)證了點(diǎn)到點(diǎn)的技術(shù)路徑，未來(lái)考慮1+N的集群測(cè)試，從一個(gè)任務(wù)到任務(wù)群進(jìn)行調(diào)度，同時(shí)開(kāi)展跨服務(wù)器、跨數(shù)據(jù)中心、跨架構(gòu)的技術(shù)路徑驗(yàn)證。在區(qū)域上，有望推廣長(zhǎng)三角算力集群，如上海青浦、江蘇昆山、浙江杭州等，形成算力需求響應(yīng)集群。

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