（記者 趙妍）生成式人工智能(AIGC)技術(shù)的迅猛發(fā)展推動(dòng)數(shù)據(jù)中心向智算中心演進(jìn)。截至2024年5月底，全國(guó)規(guī)劃具有高性能計(jì)算機(jī)集群的智算中心已達(dá)十余個(gè)。智算中心的高功耗和高散熱要求，推高其運(yùn)營(yíng)成本，智算中心綠色發(fā)展迫在眉睫。目前，綠色算力主要從使用端和供給端發(fā)力，通過先進(jìn)制冷技術(shù)降低能耗、利用人工智能技術(shù)優(yōu)化溫控供電模式，以及使用綠色電力實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳。解決算力增長(zhǎng)和電力消耗矛盾，推動(dòng)電力和算力兩網(wǎng)協(xié)同發(fā)展是必由路徑。

關(guān)于《深入實(shí)施“東數(shù)西算”工程 加快構(gòu)建全國(guó)一體化算力網(wǎng)的實(shí)施意見》提出，到2025年底，算力電力雙向協(xié)同機(jī)制初步形成，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)新建數(shù)據(jù)中心綠電占比超過80%。

8月6日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》,方案提出實(shí)施一批算力與電力協(xié)同項(xiàng)目，包括：探索新能源就地供電、提高數(shù)據(jù)中心綠電占比、加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心余熱資源回收利用等。

目前，算力電力雙向協(xié)同有哪些挑戰(zhàn)？需要從哪些方面著手加快算力電力雙向協(xié)同？

算電協(xié)同需要從資源、調(diào)度、運(yùn)營(yíng)到流通的全方位創(chuàng)新。

多重挑戰(zhàn)

2021年以來，國(guó)家有關(guān)部門非常重視數(shù)據(jù)中心、算力網(wǎng)等綠電政策的頂層設(shè)計(jì)，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化綠色供電模式創(chuàng)新、算力電力雙向協(xié)同發(fā)展等政策陸續(xù)出臺(tái)。

“東數(shù)西算”工程無疑是算電協(xié)同的標(biāo)志性設(shè)計(jì)。國(guó)家數(shù)據(jù)局?jǐn)?shù)字科技和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)司司長(zhǎng)杜巍在近日舉行的國(guó)新辦“推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展”系列主題新聞發(fā)布會(huì)上表示，“東數(shù)西算”工程啟動(dòng)兩年來取得積極進(jìn)展。數(shù)據(jù)中心綠電占比超過全國(guó)平均水平，部分先進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠電使用率達(dá)到80%左右，新建數(shù)據(jù)中心PUE（電能利用效率）最低降至。“東數(shù)西算”工程的實(shí)施帶動(dòng)了IT設(shè)備制造、信息通信、基礎(chǔ)軟件、綠色能源等產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，提升了國(guó)家整體算力水平。

但目前算力電力雙向協(xié)同面臨資源分配、技術(shù)兼容性和成本控制等方面的挑戰(zhàn)。鵬博士集團(tuán)總工程師、鵬博士研究院負(fù)責(zé)人侯興澤在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》全媒體采訪時(shí)表示，如何合理分配計(jì)算資源和電力資源，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，不同硬件和軟件平臺(tái)之間的兼容性問題，可能影響協(xié)同效率。隨著算力和電力的協(xié)同，數(shù)據(jù)和能源的安全性問題變得更加突出，算力電力協(xié)同帶來成本的增加，需要考慮經(jīng)濟(jì)效益。

電力需要在算力巨量增加的背景下動(dòng)態(tài)、適時(shí)規(guī)劃穩(wěn)定供給和綠色的目標(biāo)，兩者之間是動(dòng)態(tài)平衡的，不是電力單向適配的關(guān)系。諾基亞貝爾能源行業(yè)負(fù)責(zé)人郭立行在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》全媒體采訪時(shí)表示，電網(wǎng)還需要在提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)的前提下逐漸實(shí)現(xiàn)100%的綠色目標(biāo)，電網(wǎng)公司及發(fā)電企業(yè)需要根據(jù)數(shù)據(jù)中心的布局和未來演進(jìn)需要，在合理位置部署配套的綠色電源、輸變電網(wǎng)絡(luò)，目前這些設(shè)施可能還有進(jìn)一步完善空間。

光伏和風(fēng)電等綠色電源隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性特征顯著，嚴(yán)重受限于氣象條件，新能源難以穩(wěn)定可靠供電，極端天氣可能停擺。南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院有限責(zé)任公司雷成表示，大規(guī)模新能源并網(wǎng)后，不同時(shí)間尺度供需平衡調(diào)控難度大幅增加，對(duì)新能源資源評(píng)估與發(fā)電預(yù)測(cè)、電力電量平衡、大范圍跨時(shí)空資源配置、長(zhǎng)周期規(guī)模化儲(chǔ)能等技術(shù)提出更高要求。

清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究院特邀研究員李若梅博士在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》全媒體采訪時(shí)表示，算力與電力雙向協(xié)同需要應(yīng)對(duì)諸多挑戰(zhàn)，算力要有高效率，算力設(shè)備還要有調(diào)峰資源。而電力要能有充足的可再生能源，合適的配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)也是一個(gè)問題。“隔墻售電”是一條途徑，涉及到區(qū)域配電網(wǎng)的自主性問題。

算電協(xié)同需要?jiǎng)?chuàng)新

算電協(xié)同，需要從資源、調(diào)度、運(yùn)營(yíng)到流通的全方位算電協(xié)同創(chuàng)新。

“要應(yīng)對(duì)電力供給不足的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，大力推動(dòng)算力電力協(xié)同創(chuàng)新。”國(guó)家信息中心大數(shù)據(jù)發(fā)展部主任于施洋表示，電網(wǎng)給算場(chǎng)算網(wǎng)供電，算網(wǎng)為電網(wǎng)供算力，算場(chǎng)閑置的電力也可以反向給電網(wǎng)輸送，在節(jié)點(diǎn)、市場(chǎng)和網(wǎng)絡(luò)調(diào)度三個(gè)層面進(jìn)行有機(jī)協(xié)同，電力網(wǎng)和算力網(wǎng)間實(shí)現(xiàn)電力、算力調(diào)度“兩融合”，助力實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定、綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展。

推進(jìn)綠色電力與算力聯(lián)合調(diào)度是其中重要一環(huán)。為充分發(fā)揮算力中心靈活調(diào)節(jié)特性，推動(dòng)算力中心向新型電力系統(tǒng)主動(dòng)支撐者轉(zhuǎn)變，需加強(qiáng)電力與算力聯(lián)合調(diào)度，使算力負(fù)荷特性與可再生能源出力特性相匹配，從而促進(jìn)可再生能源消納，保障電網(wǎng)運(yùn)行安全。具體而言，算力中心可調(diào)負(fù)荷可通過直接參與、負(fù)荷聚合商參與等形式參加不同時(shí)間尺度的電力需求響應(yīng)，從中獲得價(jià)格補(bǔ)償。同時(shí)，算力中心可參加綠電、綠證交易，支撐自身綠色低碳轉(zhuǎn)型。

源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目成為算電協(xié)同的關(guān)鍵抓手。源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目是一種新型電力運(yùn)行模式，它將電源、電網(wǎng)、負(fù)荷和儲(chǔ)能作為一個(gè)整體進(jìn)行規(guī)劃和運(yùn)作。這種模式可以在提高新能源安全、穩(wěn)定供應(yīng)的同時(shí)，有效提高消納新能源發(fā)電，提升新能源利用率。

于施洋在今年數(shù)字中國(guó)峰會(huì)上提出，以“大”“小”兩個(gè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)為牽引，建立算力電力雙向融合對(duì)接機(jī)制。

“大”源網(wǎng)荷儲(chǔ)是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，通過優(yōu)化整合電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)資源要素，使用儲(chǔ)能等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)和消費(fèi)體系革新，為實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)雙碳目標(biāo)提供基礎(chǔ)支撐。“小”源網(wǎng)荷儲(chǔ)是以算力節(jié)點(diǎn)為單位的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化體系，從算力節(jié)點(diǎn)的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)整體運(yùn)行鏈條進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，保證算力中心的安全、低成本用電。“大”“小”源網(wǎng)荷儲(chǔ)應(yīng)建立雙向?qū)訖C(jī)制，一方面，“大”源網(wǎng)荷儲(chǔ)通過實(shí)現(xiàn)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”的深度融合、靈活互動(dòng)，優(yōu)化控制運(yùn)行，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性，為“小”源網(wǎng)荷儲(chǔ)提供安全綠色高效的電力；另一方面，“小”源網(wǎng)荷儲(chǔ)通過建立靈活可靠的柔性調(diào)節(jié)能力，對(duì)“大”源網(wǎng)荷儲(chǔ)提供主動(dòng)式支撐與響應(yīng)，既滿足電網(wǎng)的調(diào)節(jié)需求，幫助區(qū)域提升電力供應(yīng)保障能力和新能源消納能力，又幫助算力節(jié)點(diǎn)在電力市場(chǎng)獲取響應(yīng)收益，降低用能成本。

郭立行表示，電網(wǎng)企業(yè)需要與全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)單位進(jìn)行深入的交流與合作，其內(nèi)容不僅局限于靜態(tài)的電力需求信息，還需考慮如何參與到“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”的有機(jī)互動(dòng)中，電網(wǎng)側(cè)可以更精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)和調(diào)度，數(shù)據(jù)中心側(cè)也可綜合利用算力分布、區(qū)域能源供給能力、峰谷電價(jià)等手段降低單位算力消耗的總成本。

此外，雷成認(rèn)為，綜合考慮電力輸送和算力輸送，在綠電資源豐富、低電價(jià)或者不能有效輸送電力的地方優(yōu)先布局算力中心，通過信息網(wǎng)絡(luò)將東部沿海的算力需求轉(zhuǎn)移到西部的算力中心，以輸送算力的方式替代一部分電力輸送，降低整體經(jīng)濟(jì)成本。具體而言，結(jié)合國(guó)家“東數(shù)西算”工程的實(shí)施，引導(dǎo)算力資源向貴州、甘肅等西部省份轉(zhuǎn)移，滿足一些網(wǎng)絡(luò)延時(shí)要求較低業(yè)務(wù)的算力需求。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)要求較高業(yè)務(wù)的算力需求，可結(jié)合海上風(fēng)電的開發(fā)和沿海核電的建設(shè)，在沿海地區(qū)合理布局算力中心，以滿足長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)等數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)低延時(shí)算力要求。

向“融合共生”發(fā)展

綠色電力和算力作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵生產(chǎn)力，逐步向“融合共生”發(fā)展，通過電力帶動(dòng)算力綠色化升級(jí)、算力賦能電力數(shù)字化轉(zhuǎn)型，形成協(xié)同發(fā)展的良性循環(huán)。電力是多元化算力發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)支撐，不僅能夠滿足多元化算力用電需求，而且能夠提供豐富的智能應(yīng)用場(chǎng)景和海量的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

電力在發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)均擁有豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。在電力行業(yè)巨大應(yīng)用需求驅(qū)動(dòng)和資金支持下，算力設(shè)施部署和技術(shù)迭代將加快，實(shí)現(xiàn)算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級(jí)。電力數(shù)據(jù)資源豐富、覆蓋范圍廣、類型多樣，包括發(fā)電出力、電網(wǎng)運(yùn)行、用戶用電、電力市場(chǎng)交易等文本、圖像、語(yǔ)音數(shù)據(jù)。電力數(shù)據(jù)價(jià)值密度高、真實(shí)性高，能夠全面反映宏觀經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況、各行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、居民生活消費(fèi)情況等。此外，電力數(shù)據(jù)資源管理和運(yùn)營(yíng)相對(duì)成熟，具有相對(duì)完善的數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系和流通運(yùn)營(yíng)體系，且有豐富的應(yīng)用實(shí)踐。能源電力大數(shù)據(jù)的使用將有利于提升算力模型分析、預(yù)測(cè)和決策的準(zhǔn)確率和效率，激活和釋放數(shù)據(jù)要素價(jià)值。

電網(wǎng)企業(yè)在實(shí)現(xiàn)需求預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、潮流計(jì)算和實(shí)時(shí)電能調(diào)度時(shí)，需要大量的AI計(jì)算資源和通信網(wǎng)絡(luò)支持，全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)可以為其提供高效支撐，通過合作實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

而以“節(jié)點(diǎn)-市場(chǎng)-網(wǎng)絡(luò)”融合為架構(gòu)，成為算電融合發(fā)展的方向。通過構(gòu)建算力節(jié)點(diǎn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化體系，使算力節(jié)點(diǎn)成為新型電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下保障區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定的“壓艙石”。通過算力市場(chǎng)與電力市場(chǎng)的融合，算力市場(chǎng)建設(shè)充分借鑒電力市場(chǎng)建設(shè)的成熟經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)算力價(jià)格與電力價(jià)格的交叉關(guān)聯(lián)，形成算力與電力兩個(gè)市場(chǎng)的橫向交易。通過充分融合算力網(wǎng)與電力網(wǎng)的區(qū)域特性和調(diào)度能力，跨省、跨區(qū)開展多時(shí)空尺度的電力與算力協(xié)同調(diào)度。