【中国电力工程顾问集团_北邮_紫金山实验室】算网能一体化白皮书（2024版）_65页_3mb

算网能一体化白皮书总结

引言

算网能一体化旨在通过融合算力、网络和能源三要素协同发展，构建绿色计算体系，解决算力网络能耗与碳排放问题。随着数字经济蓬勃发展，各行业对算力和数据的依赖急剧增加，传统设施缺乏有效节能策略，亟需通过一体化方法优化资源调度。

本白皮书概述了算网能一体化的背景、架构、关键技术、应用场景及发展建议。当前该领域研究尚处起步阶段，涉及架构设计、资源度量、调度机制等关键技术待突破。

架构设计

算网能一体化采用分层架构：

• 基础设施层：提供算力、网络和能源基础设施支持
• 感知层：实现资源实时监测
• 模型层：构建算力、网络和能源映射模型
• 控制层：负责资源控制和管理
• 智脑层：包含分析建模、调度决策等功能模块
• 应用服务层：提供行业特定服务
• 数据层：实现多源数据集成与处理
• 安全层：保障系统安全防护

关键技术

1. 资源感知与度量模型：感知标准统一、构建普适性任务度量模型
2. 资源调度机制：融合时空特性的综合优化调度，实现绿色计算
3. 交易激励机制：利用博弈论优化多方参与决策
4. 安全保障机制：身份认证、访问控制、数据加密等多维安全防护
5. 自智技术：结合大数据分析、机器学习实现智能调度

应用场景

1. 智慧能源管理：实时调控电网，最大化可再生能源利用率
2. 智能微网：实现局部区域自给自足，提高能源系统灵活性
3. 绿色数据中心：通过新能源引入优化托管服务模式
4. 智能制造：提升生产流程智能化和能源利用效率
5. 智慧医疗供应链：整合医疗设备数据促进供应链协同
6. 智能大模型训练：应对超大规模语言模型训练带来的算力和能源挑战
7. 自动驾驶系统：实现路口能耗智能调度
8. 轨道卫星智能组网：实现全球低延迟通信
9. 战术网络：提供战场通信安全保障

发展建议

1. 推进行业规划：研究制定中长期发展战略，鼓励政产学研协同
2. 完善标准体系：建立涵盖全生命周期的标准体系
3. 聚焦技术攻关：攻关算网能基础设施协同、绿色低碳等关键技术
4. 加强试点示范：开展国家级试点项目验证技术方案