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打破固有认知,数据中心也可挖掘柔性资源

来源:中国能源观察 时间:2026-09-08 14:14

智算中心参与电力系统灵活调节的条件、约束与路径

福州大学电气学院 陈奕轩

  AI摘要

  算力用电快速增长背景下,智算中心可挖掘部分柔性资源参与电力系统调节。本文结合国内算电协同实践,厘清智算中心可调资源的技术边界,分析其参与调节面临业务连续性、安全裕度、接口打通、成本收益等多重约束,提出分区分类推进的实施路径。研究认为应当守住供电与算力服务底线,审慎释放调节潜力,推动智算负荷转化为电力系统可调资源。

  (本摘要由AI辅助生成,仅供参考)

  2026年5月14日,中国联通韶关数据中心、中国移动广州数据中心和湛江数据中心,依托“粤能投虚拟电厂运营平台”参与广东电力现货市场电能量交易与结算。平台根据日前价格信号,在相对低价时段增加部分算力任务,在高价时段调减非紧急任务。这是国内大型数据中心首次以虚拟电厂形式参与电力现货交易,也让一个长期停留在讨论层面的问题有了更具体的答案:智算中心并非只能作为持续增长的用电负荷,其中一部分用电需求也可能转化为电力系统可调用的柔性资源。

  不过,这种柔性有着严格边界。智算中心的核心职责是稳定提供算力服务,高可靠供电、电能质量和业务连续性始终排在首位。其整体负荷率高、运行时间长,不能照搬一般工业负荷的削峰方式。智算中心参与电力调节,关键不在于“总负荷有多大”,而在于能否识别真正可迁移、可中断或可短时调整的资源,并建立算力业务、电网调度和电力市场之间稳定可执行的衔接机制。

  政策演进与项目实践为算电协同创造基础条件

  今年以来,互联网数据服务业用电量增速超过40%,人工智能发展正在重塑负荷增长的来源和空间分布。伴随智算设施加快建设,算力与电力的关系也在发生变化。过去,相关政策更多关注绿电消费、能效提升和供电保障;当前,算力负荷能否参与需求响应、辅助服务和电力市场,开始成为算电协同的新内容。

  2026年上半年,国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、国家数据局联合印发《关于促进人工智能与能源双向赋能的行动方案》,提出到2027年清洁能源与算力设施互动能力显著提升,并要求按照任务类型对算力设施分类,引导具备灵活调节能力的设施参与电网运行,支持参与电能量、辅助服务和需求响应市场。政策表述从“为算力找绿电”,进一步延伸到“让部分算力负荷响应电力系统运行”。

  《新型能源体系建设“十五五”规划》则从系统侧提出,到2030年电力需求响应能力力争达到最大负荷的5%以上,虚拟电厂调节能力达到5000万千瓦以上,同时推动算力中心等新兴产业建设绿电直连项目。这意味着,智算中心参与调节并不是孤立的负荷管理安排,而是与绿电直连、源网荷储协同、虚拟电厂和全国统一电力市场建设同步推进。

  项目实践也呈现出不同侧重点。宁夏中卫大唐云基地500兆瓦光伏项目采用“物理直供+双边交易”方式向数据中心供电,重点解决新能源富集地区绿电获取和供需匹配问题;贵州贵安新区在信息技术服务业用电快速增长的同时,提前投运500千伏云谷变电站,首先补强网架和可靠供电能力。前者着眼于绿色供给,后者着眼于负荷承接,两者共同说明,只有先守住稳定供电底线,进一步挖掘负荷柔性才具有现实基础。

  智算中心灵活调节资源的构成及技术边界

  智算中心的用电负荷主要由信息技术设备、制冷系统、供配电和备电系统构成。2026年一季度,浙江算力中心用电量达到15.29亿千瓦时,同比增长26.43%;3月最大负荷111.06万千瓦,平均负荷100.83万千瓦,日最小与最大负荷平均比值达92.72%,节假日日均负荷率为98.06%。高负荷率、低波动和全天候运行,是算力负荷区别于许多传统可调负荷的显著特征。

  真正具有调节潜力的,首先是部分计算任务。在线推理、金融交易、实时交互和关键业务系统对时延与连续性要求高,不宜延迟或削减;模型训练、批处理、离线渲染、数据清洗和部分备份任务,则可在服务等级协议允许的范围内错峰、延后或跨区域迁移。任务侧调节并不是简单关停服务器,而是根据业务优先级重新安排部分任务的执行时间和地点。任务能否移动、能够延迟多久、由谁授权以及如何恢复,决定了这部分负荷能否被稳定调用。

  制冷系统也存在短时调节空间。通过预冷、优化冷机组合、调整冷冻水供回水温度等方式,空调冷机、冷却塔和水泵可在不突破机房温湿度与设备安全边界的前提下改变功率。液冷和间接蒸发冷却有助于降低非IT负荷占比、提高控制精度,但制冷余量会受到室外气象、机房热惯性和机柜功率密度影响。尤其在持续高温与高算力运行叠加时,日常节能空间不能直接等同于可承诺的调节能力。

  储能和备电设施响应速度较快,却不能天然视作市场资源。UPS(不间断电源)、蓄电池和用户侧储能首先服务于供电连续性,只有在备用容量、后备时长、设备寿命和故障切换要求得到保障后,剩余部分才可能参与需求响应或辅助服务。柴油发电机还要考虑环保约束、启动性能、燃料保障和运行成本。由此看,智算中心的可调能力,是“任务可移、冷量可调、储能可放、备用有余”的有限组合,不能由项目总负荷或设备容量直接推算。

  智算负荷转化为电网可调用资源面临多重约束

  广东三家数据中心参与现货市场的案例表明,智算负荷进入电力市场,首先需要把调节对象限定清楚。此次实践主要调整可延后、可错峰的非紧急任务,并未触及核心在线业务。对于第三方托管型数据中心,任务调整还涉及客户授权、服务承诺和违约责任,不能仅根据电价高低作出决定。

  其次,要划清保供资源与市场资源的边界。备用电源、UPS和储能的首要功能是应对故障和保障电能质量。若要参与市场,应明确可用容量、响应时长、恢复时间和极端工况下的保供要求。只有留足安全裕度、具备独立控制及相应并网条件的部分,才可能转化为对外可调用能力。

  再次,算力侧与电力侧需要形成可执行的信息接口。广东案例中,虚拟电厂平台负责价格预测、资源聚合、交易申报和结算,数据中心根据业务状况选择可调整任务。平台并不直接安排算力业务,而是把市场价格转化为用电策略。今后要形成更稳定的响应能力,还需逐步打通任务管理系统、能源管理系统和交易平台之间的数据链路与控制接口。

  收益能否覆盖成本,同样决定模式能否持续。低价时段增加任务、高价时段减少非紧急负荷,可以降低用电成本,也有助于改善负荷曲线。但数据中心还要承担系统改造、任务调度、储能运维、平台服务和业务保障等成本。只有市场收益足够清晰、调用频次可预期、效果能够核验,参与调节才可能从一次性试验转化为常态化运营。

  不同市场品种对资源性能的要求也不相同。参与现货电能量交易,重点是根据价格信号调整任务时段;参与需求响应,需要在约定时间内形成可核验的负荷变化;参与调频、备用等辅助服务,则对响应速度、持续时长、控制精度和可用率提出更高要求。智算中心不能因为具备某一种错峰能力,就被视为能够进入所有市场。应当根据任务、制冷和储能资源的技术特性,分别核定可参与的交易品种和承诺容量。

  分区分类推进智算中心灵活调节机制建设

  智算中心分布地区的资源禀赋、网架条件和市场成熟度差异明显,算电协同不宜采用单一路径。在宁夏、内蒙古、甘肃、新疆等新能源资源富集地区,当前重点仍是绿电直连、长期绿电交易、多源互补和源网荷储协同,优先解决绿色电力稳定供给问题。是否进一步参与高频辅助服务或负荷响应,应根据当地现货市场、辅助服务规则和项目可靠性条件稳步推进。

  在广东以及长三角等算力需求集中、负荷密度较高的地区,可以更多探索“虚拟电厂+可迁移任务+用户侧储能”模式。清晰的现货价格信号、成熟的资源聚合平台以及数据中心内部的任务分级管理,是把柔性算力转化为市场资源的基本条件。园区级、集群级乃至跨区域算力调度试点,可结合当地网架和市场条件逐步展开。

  新建项目还应把柔性条件前置到规划建设阶段。在选址、接网、供电方案和设备配置过程中,同步考虑绿电获取、储能保供、分项计量、负荷监测、能源管理和调度接口。具备需求响应条件的项目,应预留数据采集和控制能力;以高可靠供电为首要目标的项目,则应明确备用资源的安全边界,避免投运后再进行高成本改造。

  更重要的是建立任务与资源的分级管理制度。算力任务可按照业务类型、时延要求、服务等级和运行风险,划分为核心不可调、可优化和具备调用条件的不同类别;制冷、储能和备用电源也应按照“保供优先、调节次之”的原则,区分可靠性资源与市场化资源。在此基础上,逐步形成“价格预告—任务安排—负荷执行—效果核验—收益结算”的闭环,并明确数据中心运营方、客户、聚合平台和电网企业之间的授权、责任与收益分配。

  随着人工智能用电需求持续增长,智算中心将成为电力系统中越来越重要的新型负荷。其价值不只体现在用电规模,也可能体现在有限而可控的柔性能力。对这一能力既不能高估,也不应忽视。守住业务连续性和供电安全底线,按照不同任务、不同资源和不同地区审慎释放调节空间,智算负荷才可能真正从“需要被保障的用电需求”,转变为能够参与系统平衡的市场资源。

  责任编辑:沈馨蕊