以數(shù)據(jù)中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施,正在成為支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)“上云、用數(shù)、賦智”的物理底座。數(shù)據(jù)中心的高耗能屬性、算力基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)屬性、算力服務(wù)未來(lái)的公共屬性,使得算力與電力間存在深刻聯(lián)系。
隨著2022年2月旨在優(yōu)化國(guó)土空間算力基礎(chǔ)設(shè)施布局的“東數(shù)西算”工程正式啟動(dòng),橫貫東西部8個(gè)算力樞紐節(jié)點(diǎn)批復(fù),10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群敲定,“東數(shù)西算”將加速推動(dòng)算、電跨部門(mén)協(xié)同聯(lián)動(dòng)機(jī)制的建設(shè)。
重構(gòu)算力供給體系
化解資源供需矛盾
如同傳統(tǒng)基建“西電東送”“西氣東輸”等國(guó)家級(jí)重大工程作為骨干通道支撐電力、天然氣等資源跨域流通與統(tǒng)籌調(diào)配一樣,“東數(shù)西算”工程是是在國(guó)內(nèi)數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期,有效統(tǒng)籌、規(guī)范數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主干工程,是承載算力資源跨域配置、優(yōu)化算力供給結(jié)構(gòu)、構(gòu)建全國(guó)算力網(wǎng)絡(luò)體系的重要支撐。
作為全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的重要組成,“東數(shù)西算”工程推動(dòng)?xùn)|部算力需求西遷,實(shí)際源自電源基地與算力需求空間分布不均衡所帶來(lái)的東西部算力資源供需失衡問(wèn)題,通過(guò)將算力資源配置空間從局部推向全局,引導(dǎo)算力供給與能源供給格局相銜接,重構(gòu)算力供給體系,從而化解算力資源供需矛盾。
其中包含兩方面內(nèi)涵:一方面,基于東西部不同地區(qū)能源資源稟賦特點(diǎn),推動(dòng)算力基礎(chǔ)設(shè)施分級(jí)分類、梯度布局,引導(dǎo)非實(shí)時(shí)性溫冷數(shù)據(jù)西移,而實(shí)時(shí)性算力需求熱數(shù)據(jù)在東部地區(qū)實(shí)現(xiàn)綠色集約化布局,城區(qū)內(nèi)部則作為算力“邊緣”端支撐金融、智慧電力等實(shí)時(shí)性要求極高的業(yè)務(wù)需求;另一方面,推動(dòng)算力樞紐間直連互聯(lián)、構(gòu)建算力網(wǎng)絡(luò),為未來(lái)算力資源跨區(qū)域靈活調(diào)配提供通道基礎(chǔ)。
在此基礎(chǔ)上,逐步推進(jìn)多云之間、云和數(shù)據(jù)中心之間、云和網(wǎng)絡(luò)之間一體化資源調(diào)度,打通跨行業(yè)、跨地區(qū)、跨層級(jí)的算力資源,從而形成算力服務(wù)資源池,成為電力服務(wù)供給一樣的公共資源。
“東數(shù)西算”綜合考慮能源電力資源分布、網(wǎng)絡(luò)、氣候等條件對(duì)算力資源進(jìn)行再配置,將對(duì)算、電協(xié)同帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。
引導(dǎo)“算隨電走”
推動(dòng)“算電一體”新型供能體系建設(shè)
“東數(shù)西算”推動(dòng)數(shù)據(jù)中心集群向清潔能源基地遷移,實(shí)際上是引導(dǎo)“算隨電走”,將有效推動(dòng)綠色低碳電源中心與算力資源供給中心協(xié)同建設(shè),形成“算電一體”的新型供能體系。
截至目前,“東數(shù)西算”工程規(guī)劃的10個(gè)數(shù)據(jù)中心集群中,包括張家口、韶關(guān)、貴安、中衛(wèi)等在內(nèi),均為可再生能源基地。
數(shù)據(jù)中心集群是電力工業(yè)大用戶、新型負(fù)荷主體,將有效提升可再生能源基地資源消納水平!半p碳”目標(biāo)下,數(shù)據(jù)中心電能使用效率(PUE)、可再生能源利用率指標(biāo)要求更為嚴(yán)格(國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)PUE降到1.25以下,綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上);新型電力系統(tǒng)建設(shè)面對(duì)的數(shù)據(jù)采集、處理量指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),將顯著增加算力需求。這均將使得數(shù)據(jù)中心與電力系統(tǒng)的耦合性更強(qiáng)。
數(shù)據(jù)中心企業(yè)進(jìn)軍新能源已成趨勢(shì),與電力企業(yè)共同開(kāi)發(fā)“數(shù)據(jù)中心+新能源+儲(chǔ)能”模式,將有效降低數(shù)據(jù)中心用電成本,數(shù)據(jù)中心也正在成為負(fù)荷可變、可調(diào)的復(fù)合體,滿足電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)需求,并為新型電力系統(tǒng)算力需求提供支撐。
“東數(shù)西算”框架下,數(shù)據(jù)中心將更具基礎(chǔ)設(shè)施屬性。電力企業(yè)投建的大型數(shù)據(jù)中心將逐步開(kāi)展資源租賃、數(shù)據(jù)托管、代建代維等算力增值服務(wù)!皷|數(shù)西算”引導(dǎo)東部城市布局規(guī)模適中、實(shí)時(shí)性高的邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)中心,電力企業(yè)通過(guò)將變電站改造為“多站融合”,能在空間上為邊緣計(jì)算站點(diǎn)布局提供站址、電力、網(wǎng)絡(luò)等共享資源,進(jìn)而推動(dòng)電力基礎(chǔ)設(shè)施形態(tài)變化,成為“電力+算力”資源服務(wù)商。
走向集約化、聯(lián)網(wǎng)化
算力與電力相關(guān)性趨強(qiáng)
電力基礎(chǔ)設(shè)施與算力基礎(chǔ)設(shè)施作為“一行帶百業(yè)”的經(jīng)濟(jì)底座,分別是衡量宏觀經(jīng)濟(jì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“晴雨表”。算力基礎(chǔ)設(shè)施與電力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展形態(tài),將呈現(xiàn)極為相似的演進(jìn)路徑。長(zhǎng)遠(yuǎn)看,算力將如同電力即插即用、便捷獲取。
數(shù)據(jù)中心作為算力資源生產(chǎn)的“發(fā)電單元”,正在歷經(jīng)從單體數(shù)據(jù)中心到大型數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心集群,以及更進(jìn)一步與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施融合的趨勢(shì)發(fā)展。這與國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)從早期孤立電廠到集中式電廠,從未聯(lián)網(wǎng)到局部聯(lián)網(wǎng),再到大范圍區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)過(guò)程相似。
傳統(tǒng)單體數(shù)據(jù)中心以企業(yè)自建自用為主,規(guī)模、服務(wù)對(duì)象有限,早期布局缺乏規(guī)劃與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),可類比電力工業(yè)早期的“自備電廠”。數(shù)據(jù)中心集群集中性、公用性更強(qiáng),算力服務(wù)供給對(duì)象范圍更廣,能更有效發(fā)揮集約型設(shè)施的公共服務(wù)作用,滿足大量難以自建算力設(shè)施的需求主體,相當(dāng)于“集中式電廠”或“電源基地”。算力網(wǎng)絡(luò)則是云網(wǎng)融合、算網(wǎng)融合趨勢(shì)下的新型網(wǎng)絡(luò)形態(tài),通過(guò)建設(shè)數(shù)據(jù)中心集群間網(wǎng)絡(luò)直聯(lián)、成為算力資源統(tǒng)籌調(diào)配的管道,可類比“電網(wǎng)”。
目前多省政府提出推動(dòng)構(gòu)建“算力一張網(wǎng)”“新型算力網(wǎng)絡(luò)”。算力基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)化屬性,也對(duì)電網(wǎng)推出體系性專項(xiàng)提出要求。
總體看,數(shù)據(jù)中心的高耗能屬性、算力基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)屬性、算力服務(wù)未來(lái)的公共屬性,以及“雙碳”目標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)中心電能利用效率的更高要求,將推動(dòng)未來(lái)算力、電力在規(guī)劃、運(yùn)行機(jī)制上呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)趨勢(shì)。
強(qiáng)化各方協(xié)同
“算電協(xié)同”體制機(jī)制待建
建議研究探索電網(wǎng)算網(wǎng)中長(zhǎng)期協(xié)同運(yùn)行機(jī)制。針對(duì)算力基礎(chǔ)設(shè)施向網(wǎng)絡(luò)型基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn),未來(lái)可能組建國(guó)家級(jí)算力調(diào)度管理機(jī)構(gòu)的趨勢(shì),電力行業(yè)應(yīng)前瞻性加強(qiáng)協(xié)同運(yùn)行機(jī)制研究。
建議加快探索用能權(quán)市場(chǎng)建設(shè),支撐算力能耗指標(biāo)跨域調(diào)配。建議構(gòu)建實(shí)施適用于全國(guó)的數(shù)據(jù)中心能耗確權(quán)方法與規(guī)則,加快探索推動(dòng)用能權(quán)市場(chǎng)建設(shè),實(shí)現(xiàn)算力資源能耗指標(biāo)在全國(guó)一體化大市場(chǎng)高效流轉(zhuǎn)。
建議面向數(shù)據(jù)中心集群運(yùn)行需求,加強(qiáng)電力規(guī)劃及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。電力規(guī)劃需要充分考慮數(shù)據(jù)中心等新型負(fù)荷帶來(lái)的用電需求,增強(qiáng)對(duì)西部算力樞紐、東部數(shù)據(jù)中心集群所在地的供配電網(wǎng)架建設(shè)。針對(duì)過(guò)往數(shù)據(jù)中心園區(qū)存在招商入駐不及預(yù)期情況,建議政府部門(mén)與電力企業(yè)形成協(xié)同,透過(guò)用電數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)中心集群運(yùn)行水平加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。
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