中國儲能網(wǎng)訊：習近平總書記高度重視發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，強調數(shù)字經(jīng)濟“正在成為重組全球要素資源、重塑全球經(jīng)濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量”。黨的二十大報告強調，“加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，促進數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟深度融合，打造具有國際競爭力的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群”。隨著各行業(yè)數(shù)字化、智能化轉型步伐加快，全國一體化算力網(wǎng)充分發(fā)揮基礎性、戰(zhàn)略性、先導性作用，強力支撐我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展，為中國式現(xiàn)代化構筑起強大的技術與物質基礎。
算力基礎設施作為電力系統(tǒng)的重要負荷，供電要求高、用能成本敏感、綠色供能迫切、負荷特點鮮明，在需求和政策雙重推動下，人工智能技術、智算中心建設迅猛發(fā)展，受到廣泛關注，在全社會供電量中的占比持續(xù)加大，全國信息行業(yè)用電量增速在各行業(yè)中連續(xù)多年保持在第一位。近年來，中國移動、騰訊、阿里巴巴等企業(yè)積極構建算力中心綜合能源體系，推進算力中心綠色低碳化，電力與算力協(xié)同發(fā)展已現(xiàn)雛形。當前，分布式新能源以及新型負荷規(guī)模化發(fā)展，新型電力系統(tǒng)的結構與調度運行模式正在發(fā)生深刻變化。未來，電力系統(tǒng)企業(yè)將聚焦服務新技術、新業(yè)態(tài)和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展，以協(xié)同發(fā)展為手段，持續(xù)探索行業(yè)融合與合作共贏，推進電力調度運行、市場交易與算力行業(yè)協(xié)同，用數(shù)字化、智能化技術助力新型電力系統(tǒng)發(fā)展。
我國算力產(chǎn)業(yè)規(guī)模高速增長布局持續(xù)優(yōu)化
近期，工信部、國家發(fā)改委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局等部門相繼出臺一系列政策文件，推動算力基礎設施建設，各行各業(yè)人工智能、元宇宙、數(shù)字孿生等新興技術的崛起，奠定了我國算力規(guī)模高速增長的需求基礎。近年來，我國算力產(chǎn)業(yè)增速穩(wěn)定，2023年底，我國數(shù)據(jù)中心機架總規(guī)模達到810萬標準機架，較去年增加近30%，算力規(guī)模達到230EFLOPS（每秒百億億次浮點運算）。
國家樞紐節(jié)點算力產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)布局將持續(xù)優(yōu)化
2022年2月，國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦等部門聯(lián)合印發(fā)通知，“東數(shù)西算”工程正式全面啟動，開啟了我國算力資源跨區(qū)域統(tǒng)籌布局的新篇章。截至2024年3月底，八大國家樞紐節(jié)點、十大國家數(shù)據(jù)中心集群發(fā)展均取得了重大成果，10個國家數(shù)據(jù)中心集群算力總規(guī)模超過146萬標準機架，整體上架率達到62.72%，較2022年同期提升4個百分點。
智能算力產(chǎn)業(yè)發(fā)揮自身優(yōu)勢，深度賦能實體經(jīng)濟
隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能（AI）等與實體經(jīng)濟融合發(fā)展的新業(yè)態(tài)、新模式加速涌現(xiàn)，算力正加速從互聯(lián)網(wǎng)、電子政務等領域向服務、金融、制造、交通、醫(yī)療等行業(yè)滲透，成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智能化改造和數(shù)字化轉型的重要支點。算力總體結構已逐步從早期通用算力占主體，演變?yōu)橥ㄓ盟懔?、智算算力、超算算力協(xié)同發(fā)展格局。
時代背景下電力與算力協(xié)同發(fā)展意義重大
電力與算力協(xié)同發(fā)展，構建數(shù)字經(jīng)濟與能源轉型深度融合的新生態(tài)，符合產(chǎn)業(yè)交叉融合需求，更是保障國家安全、推進高質量發(fā)展的重要舉措。在以算力為基礎的“第四次工業(yè)革命”持續(xù)演進的背景下，二者融合發(fā)展，以電力保障算力高速發(fā)展和綠色轉型，以算力破解電力系統(tǒng)“雙高”(高比例可再生能源和高比例電力電子設備)運行難題，可以有利保障國家能源經(jīng)濟安全。促進電力算力協(xié)同發(fā)展，同時推動相關戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)、未來產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展，是發(fā)展新質生產(chǎn)力、推動電力與算力領域高質量發(fā)展的必由之路。
電力算力協(xié)同發(fā)展，成為推動能源結構轉型、提高清潔能源消納、減少碳排放的重要手段。在數(shù)據(jù)中心持續(xù)發(fā)展、算力用能高速提升的背景下，利用綜合能源技術可以促進算力產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展。算力向風光資源豐富的西部轉移，以算力替代電力遷移，同時按時段合理規(guī)劃計算任務時間編排，有助于促進新能源消納，提高新型電力系統(tǒng)運行靈活性和運行效率。
電力算力協(xié)同發(fā)展，將廣泛匯聚算力運營商、算力用戶、電網(wǎng)企業(yè)、新能源企業(yè)、能源托管企業(yè)、虛擬電廠、負荷聚合商等多元利益主體，實現(xiàn)能源流、信息流、價值流的縱向貫通、橫向互動?！半娝銋f(xié)同”作為產(chǎn)業(yè)交叉融合領域，在技術上能夠實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)之間融合，在管理上能夠積累政策法規(guī)經(jīng)驗，在運營上能夠探索多方共贏的商業(yè)模式。構建全國一體的算力調度網(wǎng)絡和算力市場機制，與電力現(xiàn)貨和輔助服務市場、綠電綠證市場、碳排放權市場有效銜接，能夠有效發(fā)揮市場協(xié)調引導作用。
電力與算力產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展面臨的問題與挑戰(zhàn)
當前，我國電力與算力產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，在技術和政策機制上仍有不足，行業(yè)各主體需要積極開展研究探索，及早形成協(xié)同格局，以共贏成效引導發(fā)展方向。
算力企業(yè)電費成本占比較大，需多措并舉提高盈利能力和競爭力。全面挖掘“東數(shù)西訓、東數(shù)西渲”等行業(yè)、消費市場算力應用場景，深度拓展基礎算力、智算、超算運營市場規(guī)模，提高收入水平。通過采用技術措施降低數(shù)據(jù)中心能耗。加快落實2024年8月由國家發(fā)改委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)的《加快構建新型電力系統(tǒng)行動方案（2024~2027年）》，結合可再生能源開發(fā)，探索綠電就近接入與綠電聚合供應模式完善路徑，顯著降低算力產(chǎn)業(yè)電力消耗，減少電費支出。
東部地區(qū)數(shù)據(jù)中心綠電獲取成本高，需優(yōu)化建設策略與綠電市場交易機制。逐步分散當前中東部集聚的算力資源，在我國綠電資源豐富的西部地區(qū)加強建設計算量大、存儲量大的大型數(shù)據(jù)中心。建議完善東部樞紐地區(qū)新建數(shù)據(jù)中心審批細則，明確擴容性數(shù)據(jù)中心范圍及綠電考核規(guī)范。充分銜接全國統(tǒng)一電力市場建設，完善電力交易操作。推進跨區(qū)域電力資源協(xié)同，探索綠電就近接入，激勵算力企業(yè)參與風光新能源、共享儲能及虛擬電廠等新型電力系統(tǒng)建設，推動產(chǎn)業(yè)健康成長。
全國統(tǒng)一算力市場、電力市場尚不完善，迫切需要建立電力算力協(xié)同新型市場機制。黨的二十屆三中全會提出，“要構建全國統(tǒng)一大市場，打通制約經(jīng)濟循環(huán)的關鍵堵點，促進商品要素資源在更大范圍內暢通流動?！彪娏?、算力市場作為全國統(tǒng)一大市場的重要組成部分，將在全國一體化算力網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)構建中扮演至關重要的角色。
電力與算力協(xié)同發(fā)展的三個主要階段
當前，我國電力與算力協(xié)同發(fā)展尚處于初步階段，電力企業(yè)、算力企業(yè)積極開展研究，相繼在時域、廣域算力調度方面進行了技術嘗試，取得了重要成果。除了在技術層面尋求突破，電力發(fā)展還需要解決制度體制、運營管理責任、數(shù)據(jù)隱私安全等問題的制約。總體上，中長期電力與算力協(xié)同，大體可劃分為探索協(xié)同、全面協(xié)同、深度協(xié)同三個發(fā)展階段。
探索協(xié)同期。在此階段示范一批電算協(xié)同工程，研究算力資源調度平臺技術，制定全國統(tǒng)一算力市場機制，探索算力中心參與需求側響應及電力市場模式，示范算力中心源網(wǎng)荷儲一體和多能互補、分布式交易、碳匯結算等多品種運營模式，探索電力算力行業(yè)在人工智能的合作模式。
全面協(xié)同期。在此階段，初步建立算力資源調度平臺及全國統(tǒng)一算力市場，基本建成全國統(tǒng)一電力市場，算力中心廣泛參與電力市場，初步建立跨區(qū)算力調度與電力調度協(xié)同運行模式，基本覆蓋源網(wǎng)荷儲一體、多能互補的綠色數(shù)據(jù)中心，電力算力在人工智能領域全面合作，初步建立電算協(xié)同標準機制。
深度協(xié)同期。在此階段，全國統(tǒng)一算力市場、電力市場全面建成、深度交互，電力與算力調度規(guī)?；瘏f(xié)同運行，算力中心更高質量全面參與電力市場，電力算力供需端在更大范圍內共享互濟和優(yōu)化配置，綠色數(shù)據(jù)中心全面覆蓋，人工智能與電力行業(yè)深度耦合，逐步健全電算協(xié)同標準機制及產(chǎn)業(yè)鏈。
電力算力綠色高效協(xié)同發(fā)展的建議
聚焦電力算力協(xié)同規(guī)劃。一是加強數(shù)據(jù)中心負荷特性研究?？茖W研判數(shù)據(jù)中心擴展規(guī)模計劃、數(shù)據(jù)中心供電可靠性要求，適度超前謀劃電網(wǎng)發(fā)展，科學合理安排電網(wǎng)項目和建設時序并及時完成滾動規(guī)劃，避免重復建設和電網(wǎng)資源配置不均問題。加強數(shù)據(jù)中心負荷的時間、空間分布特性以及用電結構變化規(guī)律分析，提高電力需求預測準確性，項目規(guī)劃階段，提前對接用電需求，開展電網(wǎng)現(xiàn)狀診斷和運行數(shù)據(jù)分析。二是引導算力向清潔能源豐富的地區(qū)聚集。支撐電力資源的優(yōu)化配置，引導算力向我國清潔能源資源富集的西部地區(qū)遷移，依據(jù)地區(qū)資源稟賦開展新能源、儲能、數(shù)據(jù)中心等源網(wǎng)荷儲一體化規(guī)劃建設新模式，提升風光綠電本地消納，實現(xiàn)綠色算力發(fā)展。三是推動人工智能在電力規(guī)劃中應用。通過分析設備的工作狀況和歷史數(shù)據(jù)，人工智能可以優(yōu)化設備的使用效率，延長設備的壽命，提高電力系統(tǒng)的運行效能。
聚焦算力參與電力靈活調節(jié)。一是挖掘數(shù)據(jù)中心集群靈活調節(jié)潛力。數(shù)據(jù)中心是目前已知的唯一一種可以不依賴電網(wǎng)而實現(xiàn)電力負荷瞬時轉移的新型負荷，同時具備時間、空間調節(jié)潛力，能夠為高比例新能源電力系統(tǒng)的運行優(yōu)化創(chuàng)造更大的調峰空間。二是加強數(shù)據(jù)中心源網(wǎng)荷儲多能互補互動。構建數(shù)據(jù)中心綜合能源體系，推動數(shù)據(jù)中心直接參與或通過虛擬電廠、負荷聚合商等聚合參與電力互動，支撐區(qū)域電網(wǎng)削峰填谷與可再生能源消納。
聚焦電力算力協(xié)同市場機制。一是采用電價機制引導數(shù)據(jù)中心優(yōu)化用電行為。圍繞分時電價政策，建議數(shù)據(jù)中心進一步優(yōu)化用電行為，增大低谷時段算力用電需求，增加低谷用電量，主動適應電力系統(tǒng)運行特性，享受更加優(yōu)惠的電價，從而達到降低用電成本的目的。二是完善考慮算力綠電需求的電力市場機制。建議進一步優(yōu)化光伏、風電等綠色能源用能交易規(guī)則，探索綠電就近接入交易，進一步激發(fā)數(shù)據(jù)中心作為市場主體的參與活力，提升綠電交易電量，提高數(shù)據(jù)中心綠電占比，保障數(shù)據(jù)中心低碳綠電用能需求，同步降低用能成本。三是推進構建一體化算力服務調度平臺。面向東西部算力樞紐節(jié)點建設國家級樞紐算力調度平臺，逐步實現(xiàn)跨區(qū)算力調度與電力調度協(xié)同運行。
聚焦算力賦能新型電力系統(tǒng)。一是建立電力人工智能規(guī)模化應用框架體系。形成電力人工智能演進路徑、電力人工智能基礎底座、生成式及數(shù)據(jù)機理融合的電力人工智能應用技術、電網(wǎng)典型場景融合應用等體系化成果。支撐電算行業(yè)大模型建設和訓練迭代，完善大模型和專用模型協(xié)同應用，支撐細分場景模型訓練及推理計算。二是提高風光新能源智能預測水平。提高電力系統(tǒng)傳感采集覆蓋水平，與氣象等行業(yè)算力系統(tǒng)跨平臺對接，完善各類氣象條件下的電網(wǎng)調度策略，依托算力助力電力系統(tǒng)新能源消納。三是推進電網(wǎng)調度控制智算部署。研究考慮“雙高”問題的大規(guī)模仿真與分析計算方法，同時加強信息系統(tǒng)與電力系統(tǒng)進一步融合，實現(xiàn)對系統(tǒng)的全面動態(tài)監(jiān)控與實時分析計算。四是開展電力運維及防災減災智能化建設。針對輸電無人機智能巡檢、輸電通道圖像監(jiān)測、智能客戶服務、現(xiàn)場作業(yè)智能管控、變電智能巡檢等場景加強人工智能建設。研究數(shù)據(jù)驅動的新型電力系統(tǒng)災變風險演化及防控理論、預警方法。五是構建電力市場人工智能大模型。繼續(xù)建立完善的電力市場專業(yè)大模型，對電力市場形成的海量數(shù)據(jù)進行智能檢測檢索以及關聯(lián)分析。
聚焦電力保障算力綠色轉型。一是開展數(shù)據(jù)中心儲能系統(tǒng)建設。探索共享儲能建設，通過規(guī)?；顿Y、建設、管理，有效降低儲能設施的建設與運行成本，減少了自配儲能的成本投入與管理投入。二是推廣數(shù)據(jù)中心基礎設施節(jié)能降耗技術。對供配電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、余熱回收等進行技術創(chuàng)新，以達到算力基礎設施節(jié)能降碳。三是加強高性能算力設備應用。通過對服務器進行工藝和產(chǎn)品創(chuàng)新、利用基于精簡指令集架構的處理器、建設高密度服務器等措施達到高效節(jié)能的目的。四是應建立數(shù)據(jù)中心全局資源管理平臺。通過AI技術優(yōu)化數(shù)據(jù)中心基礎設施管理、預設目標模型、聯(lián)合自主學習，用人工智能技術做出更優(yōu)的資源分配和調度決策。
