中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
摘要：算力產(chǎn)業(yè)用能的快速增長(zhǎng)和新型電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型需求使得算力電力協(xié)同成為關(guān)鍵發(fā)展趨勢(shì)?；谒懔碗娏π袠I(yè)的發(fā)展特點(diǎn)與需求分析，提出了算力電力協(xié)同的內(nèi)涵，針對(duì)算力電力協(xié)同發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)展開(kāi)分析，探討了算電協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵舉措，為相關(guān)研究和實(shí)踐應(yīng)用提供參考，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)和能源經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：算力電力協(xié)同；源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化；算力負(fù)載調(diào)度
0 引言
算力作為數(shù)智時(shí)代的新質(zhì)生產(chǎn)力，是推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎，正以前所未有的廣度和深度向經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域滲透融合。在“雙碳”目標(biāo)背景下，我國(guó)積極推動(dòng)算力的綠色低碳發(fā)展，并促進(jìn)能源電力領(lǐng)域的清潔轉(zhuǎn)型。2023年12月，《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(jiàn)》首次提及“算力電力協(xié)同”，將創(chuàng)新算力電力協(xié)同機(jī)制列為重點(diǎn)任務(wù)。2024年7月，《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》和《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》均提出了一系列推動(dòng)算力電力協(xié)同發(fā)展的具體舉措。在此契機(jī)下，算力電力協(xié)同逐漸成為業(yè)界的研究熱點(diǎn)。
1 算力電力協(xié)同的內(nèi)涵辨析
1.1 算力電力協(xié)同研究現(xiàn)狀
目前，已有機(jī)構(gòu)和學(xué)者針對(duì)算力電力協(xié)同的內(nèi)涵、發(fā)展方向和實(shí)施路徑開(kāi)展了相關(guān)探索。中國(guó)電力發(fā)展促進(jìn)會(huì)從電力視角出發(fā)，提出電力與算力協(xié)同發(fā)展的支撐與手段，指出算力電力協(xié)同將實(shí)現(xiàn)算力產(chǎn)業(yè)綠色供能、節(jié)能降碳，助力緩解電力供需矛盾，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)裝備升級(jí)[1]。有學(xué)者面向數(shù)據(jù)中心綠色低碳化發(fā)展，提出了數(shù)據(jù)中心的“電算網(wǎng)一體化”融合模式[2]。另有研究從算力節(jié)點(diǎn)與電力節(jié)點(diǎn)、算力市場(chǎng)與電力市場(chǎng)、算力網(wǎng)與電力網(wǎng)3個(gè)層面構(gòu)建了算力電力協(xié)同的框架[3]。還有研究提出了在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，數(shù)據(jù)中心通過(guò)運(yùn)行仿真模型提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全的方法[4]。
綜上，產(chǎn)業(yè)界尚未就算力電力協(xié)同的內(nèi)涵達(dá)成共識(shí)，不同學(xué)者和從業(yè)者對(duì)于該概念的理解和界定存在差異，一些觀點(diǎn)側(cè)重于算力資源的電力消耗優(yōu)化，另一些觀點(diǎn)則強(qiáng)調(diào)電力系統(tǒng)的智能化管理。算力電力協(xié)同是一個(gè)跨越兩大領(lǐng)域的議題，需要系統(tǒng)性分析算力行業(yè)與電力行業(yè)的發(fā)展特征和核心需求，進(jìn)而科學(xué)地界定算力電力協(xié)同的內(nèi)涵，為產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展提供明確的理論指導(dǎo)和實(shí)踐依據(jù)。
1.2 算力電力協(xié)同的需求分析
1.2.1 算力對(duì)電力需求
近年來(lái)，隨著人工智能的快速發(fā)展，大模型訓(xùn)練所需的數(shù)據(jù)量與參數(shù)規(guī)模正呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，算力用能急劇增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，OpenAI訓(xùn)練一次GPT-3的耗電量為128.7萬(wàn)千瓦時(shí)[5]，而GPT-4的參數(shù)量約是GPT-3的10倍[6]，其能耗也會(huì)大幅增加。
本研究采用德?tīng)柗品ㄅc歷史數(shù)據(jù)分析法相結(jié)合的方法，對(duì)2030年我國(guó)算力用電需求進(jìn)行了多情景預(yù)測(cè)?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的發(fā)展軌跡，構(gòu)建了高、中、低3種差異化發(fā)展情景：高情景下，人工智能爆發(fā)式增長(zhǎng)，2030年我國(guó)算力中心用電預(yù)計(jì)將超過(guò)7 000 億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的5.3%；中情景下，人工智能勻速增長(zhǎng)，2030年我國(guó)算力中心用電預(yù)計(jì)將超過(guò)4 000 億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的3.0%；低情景下，人工智能慢速增長(zhǎng)，2030年我國(guó)算力中心用電預(yù)計(jì)將達(dá)到約3 000 億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的2.3%（見(jiàn)圖1）。盡管目前我國(guó)算力中心用電量在全社會(huì)電力消耗中所占比例不大，短期內(nèi)用電量的攀升仍在電力系統(tǒng)可支持范圍內(nèi)，但其快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)不容忽視。
圖1 我國(guó)算力中心用電需求預(yù)測(cè)
應(yīng)用綠電是算力企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，眾多互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（Internet Data Center，IDC）企業(yè)已相繼發(fā)布其“碳中和”目標(biāo)，承諾將于2030年實(shí)現(xiàn)可再生能源電力的使用。同時(shí)，政策層面已提出到2025年底國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)新建數(shù)據(jù)中心綠電占比超過(guò)80%的目標(biāo)，加快了數(shù)據(jù)中心應(yīng)用綠電的步伐[1]。未來(lái)隨著綠電消費(fèi)責(zé)任主體的進(jìn)一步明確，將激發(fā)巨大的潛在綠電需求。基于此，從算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展視角來(lái)看，亟須通過(guò)算力電力協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，構(gòu)建充足可靠、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)節(jié)約和綠色低碳的電力供給體系。
1.2.2 電力對(duì)算力需求
當(dāng)前，我國(guó)積極推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，其核心特征在于構(gòu)建以新能源電力為主體的能源供給體系。數(shù)據(jù)顯示[7]，截至2024年6月底，全國(guó)可再生能源發(fā)電量已達(dá)1.56 萬(wàn)億千瓦時(shí)，在總發(fā)電量中的占比約為35.1%。未來(lái)新型電力系統(tǒng)中，可再生能源供電占比預(yù)計(jì)將超過(guò)70%。電力系統(tǒng)將從以穩(wěn)定可控的火電為主導(dǎo)結(jié)構(gòu)，逐步轉(zhuǎn)向以波動(dòng)性、不確定性的可再生能源發(fā)電為主導(dǎo)的新型架構(gòu)。電源側(cè)的轉(zhuǎn)型也導(dǎo)致電力系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制從源隨荷動(dòng)的實(shí)時(shí)平衡模式發(fā)展為源網(wǎng)荷儲(chǔ)的多元互動(dòng)模式，從單一的大電網(wǎng)集中調(diào)控模式，演進(jìn)為多層級(jí)的大電網(wǎng)和微電網(wǎng)協(xié)同控制模式[7]，這一轉(zhuǎn)變對(duì)負(fù)荷側(cè)的調(diào)節(jié)能力提出了更高的要求。與此同時(shí)，受電網(wǎng)傳輸通道不足、安全運(yùn)行需要或本地負(fù)荷需求小等因素影響，部分省份存在“棄風(fēng)棄光”問(wèn)題，隨著未來(lái)新能源逐漸成為供能主體，新能源發(fā)電消納問(wèn)題的嚴(yán)峻性日益凸顯。
算力中心負(fù)載具有靈活調(diào)度的潛力，是一類可獨(dú)立于電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)時(shí)空轉(zhuǎn)移的新型負(fù)荷，對(duì)于電力行業(yè)而言，這為新型電力系統(tǒng)的運(yùn)行和優(yōu)化提供了關(guān)鍵的平衡消納和調(diào)節(jié)資源[8]。同時(shí)，算力中心內(nèi)部配置大量長(zhǎng)期處于備用的柴油發(fā)電機(jī)、不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）、蓄冷裝置和中低溫余熱，均具備可觀的靈活性調(diào)節(jié)潛力?；谶@些特性，從電力系統(tǒng)發(fā)展視角出發(fā)，充分利用算力中心負(fù)載的靈活調(diào)節(jié)特性，能夠顯著提升可再生能源的消納水平；同時(shí)，電力系統(tǒng)需要妥善應(yīng)對(duì)大規(guī)模算力負(fù)荷接入的挑戰(zhàn)，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
1.3 算力電力協(xié)同的內(nèi)涵
綜合上述需求分析，算力電力協(xié)同是以新型電力系統(tǒng)為支撐，以算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展和全國(guó)一體化算力網(wǎng)建設(shè)為指引，綜合考慮全要素和全生命周期，深化智能調(diào)度、源網(wǎng)荷儲(chǔ)、新型供電與備電、綠電聚合供應(yīng)等技術(shù)與機(jī)制創(chuàng)新，使算力與電力兩大生產(chǎn)力在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、資源調(diào)度、市場(chǎng)體系等層面實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化，打造技術(shù)先進(jìn)、供需匹配、綠色低碳、安全可靠的綠色算力中心集群，支撐電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)、平衡消納和數(shù)智化轉(zhuǎn)型，共同推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與能源經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
算力電力協(xié)同是綠色算力發(fā)展的必然選擇和進(jìn)階路徑。作為衡量算力基礎(chǔ)設(shè)施綠色化程度的綜合性指標(biāo)，綠色算力在設(shè)備、設(shè)施、平臺(tái)和應(yīng)用層面的多維舉措均聚焦于提高能效、降低能耗和清潔轉(zhuǎn)型[9]，這與算力電力協(xié)同的戰(zhàn)略目標(biāo)高度契合。算力電力協(xié)同深入探索了兩大產(chǎn)業(yè)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到建設(shè)、運(yùn)營(yíng)的全生命周期合作，圍繞綠電應(yīng)用加速推進(jìn)算力電力協(xié)同領(lǐng)域的技術(shù)革新和業(yè)態(tài)培育，構(gòu)建完善算力電力協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈。
從算力電力協(xié)同的內(nèi)涵延伸來(lái)看，未來(lái)有望向算力與能源融合的方向邁進(jìn)。在清潔能源接入的背景下，包括氫能、地?zé)崮?、核能等多元清潔能源將全面融入算力電力協(xié)同體系，推動(dòng)算、電、能、碳、數(shù)等要素的有機(jī)整合和市場(chǎng)打通。這種深度融合不僅體現(xiàn)在技術(shù)層面，更將重構(gòu)產(chǎn)業(yè)生態(tài)，最終構(gòu)建起一個(gè)高效、綠色、智能的能源與數(shù)字經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展新范式。
2 算力電力協(xié)同發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
2.1 算力集聚化發(fā)展，為局部電網(wǎng)帶來(lái)壓力
隨著“東數(shù)西算”政策的推進(jìn)，新建算力中心尤其是大型、超大型算力中心逐漸向八大樞紐節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移。數(shù)據(jù)顯示[10]，截至2023年底，八大樞紐節(jié)點(diǎn)機(jī)架數(shù)占全國(guó)七成以上，其中京津冀和長(zhǎng)三角的在用機(jī)架數(shù)的全國(guó)占比分別為21.5%和24.5%，其余六大節(jié)點(diǎn)的在用機(jī)架數(shù)的全國(guó)占比總和為25.5%。樞紐節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)負(fù)荷集聚程度高、密度大的特點(diǎn)，在夏季等用電高峰時(shí)段，將對(duì)局地、局時(shí)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。樞紐節(jié)點(diǎn)內(nèi)部分省/市/自治區(qū)用電量將急劇增長(zhǎng)，如張家口市的數(shù)據(jù)中心用電量占全社會(huì)用電量比重已從2019年的6.8%增長(zhǎng)至2023年的20.1%[10]。在未來(lái)智算中心持續(xù)擴(kuò)張的情境下，局部地區(qū)為解決算力對(duì)電量的需求，將存在電網(wǎng)擴(kuò)容壓力。
2.2 算力供電高標(biāo)準(zhǔn)需求與負(fù)荷低負(fù)載運(yùn)行現(xiàn)狀的不平衡
算力中心對(duì)供電系統(tǒng)的安全可靠性要求高，通常采用供配電系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)并配置備用電源，同時(shí)基于最不利工況估算用電需求，這種做法往往導(dǎo)致其報(bào)裝電力容量高于實(shí)際需求。此外，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心園區(qū)的實(shí)際入駐規(guī)模與招商預(yù)期存在差異、租賃業(yè)務(wù)發(fā)展緩慢，導(dǎo)致上架率長(zhǎng)期處于較低水平。上述因素共同導(dǎo)致算力中心在非高峰時(shí)段的服務(wù)器利用率顯著偏低。據(jù)筆者調(diào)研，部分城市算力中心的電力接入變壓器年平均負(fù)載率僅維持在30%左右，實(shí)際電力負(fù)載與電源容量配置之間存在嚴(yán)重失衡。這種供需不匹配不僅造成了電力資源和基礎(chǔ)設(shè)施的閑置浪費(fèi)，還額外增加了電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本和維護(hù)負(fù)擔(dān)。
2.3 綠電供不應(yīng)求，算力企業(yè)參與綠電交易難點(diǎn)多
數(shù)據(jù)顯示[11]，2023年全年綠電省內(nèi)交易量為537.7 億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)112%，但僅占全國(guó)電力市場(chǎng)交易量的0.95%，約占全國(guó)綠電發(fā)電量的3.7%。我國(guó)綠電交易增速較快但規(guī)模較小，算力企業(yè)綠電交易成交量有限。當(dāng)前，算力企業(yè)參與綠電交易仍需突破以下問(wèn)題與難點(diǎn)：東西部綠電供需不平衡，綠電環(huán)境溢價(jià)大多在1~5 分/千瓦時(shí)，東部發(fā)達(dá)地區(qū)綠電資源相對(duì)緊張，綠電溢價(jià)較高，如安徽高達(dá)7 分/千瓦時(shí)[12]；受到省間輸送通道受限、交易時(shí)機(jī)不確定、區(qū)域市場(chǎng)壁壘等因素影響，跨省綠電交易存在障礙，算力企業(yè)難以購(gòu)買到充足、低價(jià)的綠電[13]；部分?jǐn)?shù)據(jù)中心尚未獲得參與綠電市場(chǎng)化交易的獨(dú)立主體資格，通過(guò)運(yùn)營(yíng)管理單位參與綠電綠證交易后，由于涉及主體多、管理鏈條長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心的綠色環(huán)境權(quán)益難以精確核定。
3 算力電力協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵舉措
算力電力協(xié)同涉及電源端、電網(wǎng)端、儲(chǔ)能端和算力中心負(fù)荷端4個(gè)核心主體。如圖2所示，在基礎(chǔ)設(shè)施層面，通過(guò)各主體間的兩兩協(xié)同與互動(dòng)，進(jìn)一步構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的創(chuàng)新模式；在調(diào)度層面，通過(guò)算力負(fù)載的靈活調(diào)節(jié)優(yōu)化電力資源配置；在市場(chǎng)層面，依托綠電綠證交易機(jī)制提升可再生能源的利用率。本文以算力中心為研究焦點(diǎn)，針對(duì)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，分析和探討算力電力協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵舉措，為后續(xù)相關(guān)理論研究和實(shí)踐應(yīng)用提供參考。
圖2 算力電力協(xié)同發(fā)展體系
3.1 源荷互動(dòng)
源荷互動(dòng)是指通過(guò)發(fā)電側(cè)與算力中心負(fù)荷側(cè)的雙向互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)可再生能源的平衡消納。其主要形式可分為兩種：一是荷隨源轉(zhuǎn)，即推動(dòng)具備條件的算力中心與清潔能源基地協(xié)同規(guī)劃建設(shè)，發(fā)揮電力價(jià)格機(jī)制引導(dǎo)作用，引導(dǎo)算力中心向可再生能源電力資源富集地區(qū)遷移，推動(dòng)算力中心在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行更合理的布局，促進(jìn)新能源電力的就近就地消納[14]；二是源隨荷建，即算力企業(yè)通過(guò)自建新能源發(fā)電項(xiàng)目滿足自身用能需求。目前，算力中心利用屋面、車棚和園區(qū)空地等自建分布式光伏系統(tǒng)已成為一種相對(duì)成熟的模式[15]，但是由于可鋪設(shè)面積有限以及各地日照資源稟賦差異，分布式光伏供電能力較為有限，僅能滿足算力中心極小部分的用電需求。未來(lái)，自建集中式新能源電站有望成為算力中心大規(guī)模應(yīng)用綠電的新模式，這一模式通過(guò)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化或微電網(wǎng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)能源生產(chǎn)與消費(fèi)的直接對(duì)接。
3.2 儲(chǔ)荷互動(dòng)
儲(chǔ)荷互動(dòng)是指通過(guò)儲(chǔ)能側(cè)與算力中心側(cè)的互動(dòng)，提升算力中心用電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。一方面，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以參與電網(wǎng)調(diào)峰，能夠有效利用峰谷電價(jià)差等市場(chǎng)化機(jī)制為算力企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)收益；另一方面，儲(chǔ)能系統(tǒng)可作為應(yīng)急電源，提升用電可靠性[16]。當(dāng)前，算力中心備用電源大多采用UPS+柴油發(fā)電機(jī)的模式，但柴油發(fā)電機(jī)使用化石能源進(jìn)行發(fā)電，碳排放較高，且柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源的利用率很低，通常僅在停電狀態(tài)下使用，年運(yùn)行時(shí)間平均約6 h。因此，若采用新型儲(chǔ)能系統(tǒng)或氫燃料電池等替代柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，不僅能夠提供更加環(huán)保、高效的應(yīng)急電力供應(yīng)，還能夠通過(guò)參與調(diào)峰等輔助服務(wù)為算力中心創(chuàng)造額外收益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙贏。
此外，在算力集群間探索開(kāi)展儲(chǔ)能資源共享機(jī)制，能夠進(jìn)一步提高儲(chǔ)能設(shè)備的利用率，優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)電力基礎(chǔ)設(shè)施投資效益的最大化。這種共享模式不僅有助于提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，還可為構(gòu)建靈活、高效的區(qū)域能源系統(tǒng)提供有力支撐。
3.3 網(wǎng)荷協(xié)同
網(wǎng)荷協(xié)同是指通過(guò)電網(wǎng)側(cè)與算力中心側(cè)的深度協(xié)同，提升公網(wǎng)和算力中心內(nèi)部供配電系統(tǒng)的雙重安全可靠性。在技術(shù)層面，重點(diǎn)加強(qiáng)新型配電網(wǎng)、柔直開(kāi)閉站等高可靠電網(wǎng)技術(shù)在算力中心的應(yīng)用研究，推動(dòng)開(kāi)展針對(duì)算力中心用戶的高可靠供配電網(wǎng)設(shè)計(jì)，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。在機(jī)制層面，算力中心與電網(wǎng)企業(yè)需協(xié)同商定科學(xué)合理的電力報(bào)裝模式，通過(guò)前置溝通建設(shè)計(jì)劃，利用報(bào)裝低容量的電費(fèi)優(yōu)勢(shì)，引導(dǎo)算力中心按照投運(yùn)時(shí)序分批次接入電力系統(tǒng)，避免一次性占用大量電力資源，同時(shí)需要確保算力中心后續(xù)報(bào)裝的可行性和靈活性。
3.4 源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化
算力中心源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化旨在通過(guò)整合電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)和儲(chǔ)能側(cè)資源，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和優(yōu)化配置。源網(wǎng)荷儲(chǔ)項(xiàng)目的特征是以負(fù)荷為中心配置新能源發(fā)電站，可在園區(qū)級(jí)、區(qū)域級(jí)和市縣級(jí)3個(gè)層級(jí)實(shí)施。
在園區(qū)級(jí)層面，新能源電站通過(guò)綠電直供模式為算力中心供能，實(shí)現(xiàn)可再生能源的就近就地消納。園區(qū)級(jí)一體化項(xiàng)目原則上由同一主體負(fù)責(zé)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)，具有投資成本高、建設(shè)門檻高的特點(diǎn)。目前，算力中心領(lǐng)域已有企業(yè)積極探索園區(qū)級(jí)一體化項(xiàng)目的建設(shè)，例如世紀(jì)互聯(lián)烏蘭察布云計(jì)算中心基地項(xiàng)目、中國(guó)聯(lián)通三江源綠電智算融合示范園等。
在區(qū)域級(jí)和市縣級(jí)層面，新能源電站與算力中心異地建設(shè)，新能源發(fā)電直接并入公共電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電，算力中心通過(guò)綠電綠證交易等機(jī)制鎖定發(fā)電綠色權(quán)益。這一模式具有選址靈活、運(yùn)行成本低、新能源出力穩(wěn)定性增加等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其推行更依賴于地方政府、區(qū)域電網(wǎng)、電力市場(chǎng)的多方協(xié)同與配合。目前，合盈數(shù)據(jù)（懷來(lái)）科技產(chǎn)業(yè)園、阿里張北數(shù)據(jù)中心等已探索實(shí)施了市縣級(jí)層面的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目。
3.5 算力負(fù)載調(diào)度
算力負(fù)載調(diào)度的核心在于通過(guò)電力市場(chǎng)信號(hào)引導(dǎo)算力中心用戶靈活調(diào)整算力負(fù)載的執(zhí)行時(shí)間和地點(diǎn)，從而增強(qiáng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行靈活性，同時(shí)降低數(shù)據(jù)中心的用能成本。與僅具備時(shí)間維度調(diào)節(jié)能力的常規(guī)負(fù)荷不同，算力中心可以通過(guò)算力網(wǎng)絡(luò)將負(fù)載轉(zhuǎn)移到其他服務(wù)器上運(yùn)行，是一種兼具時(shí)間和空間調(diào)節(jié)潛力的特殊柔性負(fù)荷。華北電力大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)[17]分析了數(shù)據(jù)中心電力負(fù)荷在工作負(fù)載、IT設(shè)備和輔助設(shè)備層面的時(shí)空靈活性，提出了數(shù)據(jù)中心與電力系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行的方法，同時(shí)在實(shí)踐層面，該團(tuán)隊(duì)與阿里巴巴合作開(kāi)展了“算力-電力”優(yōu)化調(diào)度項(xiàng)目，以試運(yùn)行方式參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)。如果能夠充分利用算力負(fù)載的靈活性調(diào)度潛力，算力中心有望深度參與電網(wǎng)調(diào)度，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和可再生能源的高效消納提供創(chuàng)新解決方案。
算力負(fù)載時(shí)空調(diào)度的前提是對(duì)算力中心負(fù)載用電特性的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。算力調(diào)度需要在綜合分析數(shù)據(jù)中心負(fù)荷曲線、能耗情況、電網(wǎng)需求等多維度數(shù)據(jù)的前提下開(kāi)展，因此需要建立負(fù)荷測(cè)評(píng)方法和預(yù)測(cè)模型，準(zhǔn)確量化算力資源的調(diào)節(jié)潛力。同時(shí)，應(yīng)加快建設(shè)和完善算力調(diào)度平臺(tái)，推動(dòng)算力中心加入算力資源監(jiān)測(cè)與管控系統(tǒng)，夯實(shí)算力資源調(diào)度基礎(chǔ)，形成一體化算力基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)度體系，提升算力資源區(qū)域協(xié)同、靈活調(diào)配能力。此外，還需制定科學(xué)合理的算力調(diào)度策略，在確保訓(xùn)練和推理業(yè)務(wù)順利進(jìn)行的前提下，配合新能源能力曲線進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)算力電力供需的動(dòng)態(tài)平衡。
3.6 綠電綠證交易
購(gòu)買綠電綠證是算力企業(yè)通過(guò)市場(chǎng)化交易提升可再生能源利用率的重要方式。其中，綠證是國(guó)家能源局對(duì)可再生能源電量核發(fā)的環(huán)境屬性憑證。通過(guò)綠證交易，算力企業(yè)能夠在不直接購(gòu)買綠電的情況下，獲取可再生能源的環(huán)境屬性，聲明自身的綠電履約[18]。
綠電交易是買賣綠電及其對(duì)應(yīng)環(huán)境價(jià)值，交易電力同時(shí)提供國(guó)家規(guī)定的綠證。綠電交易采用“證電合一”方式，實(shí)現(xiàn)了綠電物理屬性和綠色環(huán)境屬性的統(tǒng)一。綠電交易主要分為中長(zhǎng)期市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)交易兩個(gè)維度。目前，中長(zhǎng)期市場(chǎng)是算力企業(yè)參與綠電交易的主要交易形式，企業(yè)通過(guò)簽署中長(zhǎng)期購(gòu)電協(xié)議提前鎖定穩(wěn)定且成本可控的綠電資源。現(xiàn)貨市場(chǎng)是一種公開(kāi)市場(chǎng)交易形式，其優(yōu)勢(shì)在于靈活性高，企業(yè)可以根據(jù)實(shí)際需求在短期內(nèi)頻繁參與交易，及時(shí)調(diào)整用電計(jì)劃，適應(yīng)市場(chǎng)變化。但現(xiàn)貨市場(chǎng)交易價(jià)格和電量的不確定性較高，企業(yè)在進(jìn)行現(xiàn)貨交易的同時(shí)一般仍需結(jié)合中長(zhǎng)期交易以保障電力供應(yīng)穩(wěn)定。目前，山西、廣東、山東和甘肅等地的現(xiàn)貨市場(chǎng)已正式運(yùn)行，為算力企業(yè)提供了更多選擇。
為進(jìn)一步擴(kuò)大算力企業(yè)的綠電綠證交易規(guī)模，需將更多新能源發(fā)電項(xiàng)目納入交易范疇，促進(jìn)市場(chǎng)主體構(gòu)成的多元化。探索算力企業(yè)參與分布式新能源聚合綠電交易等創(chuàng)新機(jī)制，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心單獨(dú)計(jì)量并進(jìn)入電力交易市場(chǎng)。通過(guò)適度簡(jiǎn)化算力中心參與綠電交易的流程，縮短算力中心綠電交易周期，提升交易機(jī)制的效率和靈活性，降低企業(yè)參與門檻，構(gòu)建更加完善、高效的綠電綠證交易市場(chǎng)。
4 結(jié)束語(yǔ)
數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新型電力系統(tǒng)建設(shè)的深入推進(jìn)，為算力電力協(xié)同發(fā)展帶來(lái)了新機(jī)遇，算力與電力產(chǎn)業(yè)升級(jí)催生了新需求，政策層面的持續(xù)支持也在不斷釋放新紅利。針對(duì)不同資源稟賦的地區(qū)，因地制宜開(kāi)展源網(wǎng)荷儲(chǔ)、高可靠供電、新型儲(chǔ)能、算力負(fù)載調(diào)度、綠電聚合供應(yīng)等多維度的技術(shù)與機(jī)制創(chuàng)新，有望在算力與電力產(chǎn)業(yè)全生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化，推動(dòng)算力和電力資源的高效配置和綠色低碳轉(zhuǎn)型。
算力電力協(xié)同正以前所未有的趨勢(shì)發(fā)展，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。未來(lái)，仍需通過(guò)技術(shù)突破、標(biāo)準(zhǔn)制定和市場(chǎng)機(jī)制創(chuàng)新等多方面的努力，構(gòu)建更加靈活、高效、可持續(xù)的算力電力協(xié)同體系。下一步研究將聚焦于算力電力協(xié)同的具體舉措，深入分析各項(xiàng)技術(shù)和機(jī)制的適用性與經(jīng)濟(jì)性，為算力和電力行業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和運(yùn)行提供切實(shí)可行的指導(dǎo)，推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與能源經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。
