【中国南方电网】2024年电力算力协同：需求、理念与关键技术_31页_9mb

电力算力协同：需求、理念与关键技术总结

核心内容

电力与算力协同是当前数字化和智能化发展的关键方向，旨在通过整合电力系统与数据中心的资源，实现节能降耗、绿色低碳、安全可靠的目标。该协同模式不仅是国家“东数西算”和“西电东送”战略的延伸，也是应对未来算力需求增长与能源消耗压力的重要手段。

主要观点

• 算力需求激增：随着数字经济快速发展，预计到2035年，中国数据中心和5G总用电量将达6951-7820亿千瓦时，占全社会用电量5%-7%，成为电力系统的重要负荷。
• 算力与电力协同必要性：算力中心的高能耗问题日益突出，尤其是与欧美相比，国内在算力设备的能耗和成本方面存在差距。同时，电网面临调峰调频压力，亟需算力中心的灵活调节能力。
• “经济-绿色-可靠”三角难题：电力与算力协同的核心挑战在于如何在保证可靠性和经济性的同时实现绿色低碳，这需要从技术、管理、市场机制等多方面协同推进。

关键信息

1. 电算协同背景与意义

• 政策支持：国家发改委、能源局、工信部、数据局等多部委联合发布文件，推动“东数西算”与“西电东送”战略协同，促进数据中心绿色低碳发展。
• 数据中心能耗现状：数据中心的电气和暖通系统占总建设成本的50%以上，是节能降耗的重点领域。
• 算力需求与电力供应矛盾：随着AI技术的发展，算力需求将从“缺芯”转向“缺电”，电力供应成为关键瓶颈。

2. 电算协同基本原理与路径

(1) “点”协同目标与关键技术

• 目标：数据中心节能降耗，提高绿电占比。
• 关键技术：
  • 绿色高效算力中心关键技术与装备研制
  • 浸没式液冷算力技术及装备
  • 新能源直流组网供电技术
  • 异构算力统一计量技术

(2) “线”协同目标与关键技术

• 目标：高效整合电力通信网数据传输能力，实现跨区域算力网络的通信支持。
• 关键技术：
  • 确定性电算网络技术及装备
  • 跨域数据中心直连高速通讯网络技术
  • 轻量化广域RDMA无损传输技术

(3) “域”协同目标与关键技术

• 目标：降低区域数据中心集群冗余电源配置，提高资源利用效率。
• 关键技术：
  • 数据中心配电、柴发、UPS等供电设施集约化设计
  • 数据中心集群间算力负荷动态调节

(4) “面”协同目标与关键技术

• 目标：实现算力网与电力网大范围协调互济。
• 关键技术：
  • 跨域电力算力协同调度
  • 电力-算力-网络协同规划
  • 电算协同感知与调度技术
  • 电力市场机制引导下的算力交易技术

3. 近期重要进展

• 政策与计划发布：
  • 2024年中国国际大数据产业博览会成功举办。
  • 南方电网公司联合中国电力企业联合会、中国信息通信研究院发布《电力算力协同行动计划》，提出10项重点任务，涵盖协同规划、建设、调度、交易等。
• 工程示范：
  • 贵安绿色低碳数据中心示范工程启动，应用源网荷储一体化、浸没式液冷、高压直流供电、碳排放监测等技术，打造近零碳数据中心。
• 联合实验室建设：
  • 南方电网公司与鹏城国家实验室共建联合实验室，聚焦电算协同网络技术，开展前瞻性研究。
• 关键成果：
  • 开发高效节能设备，如NX1节能变压器、智能小母线、模块化机柜、氟泵空调等。
  • 建立智能园区碳管理平台，实现能耗与碳排放的智慧化管理。
  • 推动余热回收、自然光照明、低传热保温材料等绿色技术的应用。

技术与市场协同

• 算力计量与定价：当前算力计量多为供给侧计费，需向需求侧精准计量转变，以实现电算协同定价交易和结算。
• 算力调度与电网互动：通过算力调度系统，实现数据中心间算力负荷转移，降低能耗并提高可再生能源消纳能力。
• 算力交易机制：探索电力市场机制引导下的算力交易技术，推动电算市场协同的关键商业模式与交易平台建设。

未来展望

电力与算力协同是实现“双碳”目标和提升能源利用效率的重要手段。未来需在技术、政策、市场机制等方面进一步深化协同，推动算力与电力系统的深度融合，实现高质量、可持续发展。