算力是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的新型生產(chǎn)力，更是推動構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的關(guān)鍵引擎。黨中央、國務(wù)院高度重視發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，將建設(shè)數(shù)字中國作為推進(jìn)中國式現(xiàn)代化的重要引擎，推動數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合。
目前，國家數(shù)據(jù)局作出加快構(gòu)建全國一體化算力網(wǎng)系列部署，明確要求以算力高質(zhì)量發(fā)展賦能經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展為主線，著力構(gòu)建算力資源“網(wǎng)絡(luò)化、普惠化、綠色化”新發(fā)展格局，積極打造中國式現(xiàn)代化的數(shù)字基座。
加快實(shí)現(xiàn)“電算協(xié)同”海量泛在、高效調(diào)度、綠色低碳、靈活供給、服務(wù)智能，對數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展意義重大。“電算協(xié)同”作為新時代電力、算力高質(zhì)量發(fā)展的必由之路，必將推動一場深刻的系統(tǒng)性變革。
政策支持與產(chǎn)業(yè)發(fā)展
2023年12月25日，國家發(fā)改委、國家數(shù)據(jù)局、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于深入實(shí)施“東數(shù)西算”工程加快構(gòu)建全國一體化算力網(wǎng)的實(shí)施意見》，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)籌算力和綠色電力協(xié)同建設(shè)，促進(jìn)綠電消納和數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗，建設(shè)一體化數(shù)據(jù)中心集群，進(jìn)一步推動建設(shè)新型能源體系。《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項(xiàng)行動計劃》等文件，也明確提出促進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗，創(chuàng)新算力電力協(xié)同機(jī)制，統(tǒng)籌推動算力與綠色電力的一體化融合。
隨著大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，全球越來越關(guān)注算力產(chǎn)業(yè)，算力規(guī)模也持續(xù)擴(kuò)大。中國在算力領(lǐng)域取得顯著成就，但同時也面臨諸多挑戰(zhàn)。根據(jù)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》，2023年中國算力總規(guī)模達(dá)到230EFLOPS，智能算力占比30%;預(yù)計到2025年，這一數(shù)字將增至300EFLOPS，智能算力占比提升至35%。
快速發(fā)展背后，數(shù)據(jù)中心能耗問題日益突出。據(jù)統(tǒng)計，數(shù)據(jù)中心能耗占全社會用電量的比例持續(xù)上升，預(yù)計2030年我國數(shù)據(jù)中心年能耗約占國內(nèi)社會用電量的3%至4%，總量可達(dá)4800億千瓦時。因此，構(gòu)建更加綠色、高效的算力體系迫在眉睫。
科學(xué)內(nèi)涵與應(yīng)用價值
電力算力協(xié)同發(fā)展，重在以電力與算力技術(shù)深度耦合創(chuàng)新為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)要素為紐帶，有效融合能量流、數(shù)據(jù)流和價值流，實(shí)現(xiàn)電力能源大范圍實(shí)時互濟(jì)、算力資源跨區(qū)域調(diào)配的市場化資源配置新范式，繼而促進(jìn)算力綠色高效、節(jié)能降碳的新技術(shù)、新裝備和新業(yè)態(tài)，以電力支撐算力、以算力賦能電力，實(shí)現(xiàn)高水平電力供需平衡。
從算力中心運(yùn)營階段成本分析，電力成本占比較高，要解決因算力建設(shè)導(dǎo)致的局部區(qū)域、時段電力供應(yīng)挑戰(zhàn)，可以通過電力市場價格機(jī)制，引導(dǎo)計算任務(wù)的合理布局。新能源富集區(qū)域(如西部)，交易價格較東部明顯偏低。
東部用電密集地區(qū)電價較高，部分時段可能出現(xiàn)超高電價。在局部地區(qū)用電緊張的情況下，根據(jù)電力現(xiàn)貨市場出清價格，將計算任務(wù)調(diào)度到滿足延時要求，價格相對較低的算力節(jié)點(diǎn)。這種任務(wù)調(diào)度模式，既能提高推理計算任務(wù)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，也能有效緩解局部地區(qū)、局部時段用電緊張狀況。
一體化算力網(wǎng)的建設(shè)，使計算任務(wù)調(diào)度成為可能，助力我國在全球算力規(guī)模和質(zhì)量競爭中占據(jù)有利地位。一方面，更低的價格和更高的性價比，會吸引更多的國內(nèi)外企業(yè)和用戶選擇我國的算力服務(wù)，從而迅速擴(kuò)大我國算力產(chǎn)業(yè)的規(guī)模，提高全球市場份額;另一方面，有了成本優(yōu)勢和規(guī)模效應(yīng)，可以投入更多資源，用于算力技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，提升算力的質(zhì)量和性能。
技術(shù)創(chuàng)新與穩(wěn)定可靠
眾所周知，“電算協(xié)同”的核心技術(shù)創(chuàng)新主要集中在能源管理、計算架構(gòu)優(yōu)化和智能調(diào)度三個方面。在能源管理方面，通過智能電網(wǎng)技術(shù)和可再生能源的高效利用，數(shù)據(jù)中心能夠?qū)崿F(xiàn)更加綠色、低碳的運(yùn)行。例如，采用太陽能、風(fēng)能等清潔能源供電，并結(jié)合儲能系統(tǒng)，可以有效平滑電力供應(yīng)的波動，降低對傳統(tǒng)化石能源的依賴。同時，液冷技術(shù)的應(yīng)用也顯著降低了數(shù)據(jù)中心的能耗，提高了散熱效率。在計算架構(gòu)優(yōu)化上，邊緣計算與云計算相結(jié)合的方式被廣泛應(yīng)用，這種混合計算模式不僅能夠減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，還能根據(jù)實(shí)際需求靈活分配計算資源，提高整體處理效率。
“電算協(xié)同”在電力領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，通過將先進(jìn)的計算技術(shù)和智能調(diào)度算法與電力系統(tǒng)深度融合，可以實(shí)現(xiàn)對電力資源的高效管理和優(yōu)化配置。例如，利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，電網(wǎng)能夠?qū)崟r監(jiān)測和預(yù)測用電需求，動態(tài)調(diào)整發(fā)電計劃和輸配電策略，從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
此外，“電算協(xié)同”還支持可再生能源的大規(guī)模接入和靈活調(diào)度，有助于提升清潔能源的利用率，促進(jìn)綠色低碳發(fā)展。通過智能化的能源管理系統(tǒng)，不僅可以降低電力損耗，還能為用戶提供更加個性化、經(jīng)濟(jì)的服務(wù)，推動整個電力行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。
創(chuàng)新探索與深化布局
“電算協(xié)同”對新時代電力、算力高質(zhì)量發(fā)展意義重大、價值顯著，未來前景可期。近年來，南方電網(wǎng)大力落實(shí)國家關(guān)于數(shù)字中國、區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展等重大戰(zhàn)略，深化業(yè)務(wù)布局、優(yōu)化資源配置、強(qiáng)化服務(wù)支撐，結(jié)合新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)，積極融入全國一體化算力網(wǎng)，努力打造東西區(qū)域協(xié)同發(fā)展新格局。
南方電網(wǎng)通過制定“3+1+X”數(shù)據(jù)中心總體規(guī)劃，在貴州樞紐節(jié)點(diǎn)建設(shè)南方能源大數(shù)據(jù)中心、粵港澳大灣區(qū)樞紐節(jié)點(diǎn)建設(shè)廣州數(shù)據(jù)中心集群、惠州數(shù)據(jù)中心三大網(wǎng)級節(jié)點(diǎn)，在香港建設(shè)一個海外數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)，同時在南網(wǎng)所轄區(qū)域五個省市部署近200+邊緣節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建跨區(qū)域、多層次算力高速直連網(wǎng)絡(luò)，推動算力資源高效供需匹配。
南方電網(wǎng)通過對“電算協(xié)同”的深入理解與研究，明確提出以“充裕瓦特”支撐“規(guī)模比特”，以“高效瓦特”助力“能效比特”，以“清潔瓦特”催生“綠色比特”的電算協(xié)同三大研究方向。2024年8月29日，南方電網(wǎng)在貴陽市舉辦的2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上，正式發(fā)布《南方電網(wǎng)電力算力協(xié)同行動計劃》，明確提出通過電力與算力深度融合，共同驅(qū)動數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，加快構(gòu)建“電算協(xié)同+電力鴻蒙+通感算控+邊緣計算”整體解決方案，有效發(fā)揮電力保障促進(jìn)作用，拓展算力服務(wù)范圍邊界，以高質(zhì)量電力、算力支撐地方經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，“電算協(xié)同”將進(jìn)一步整合大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈等前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)和消費(fèi)的精細(xì)化管理。通過智能電網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)的深度融合，“電算協(xié)同”將支持更高效、靈活的能源調(diào)度，提升可再生能源的接入和消納能力。
(作者系南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院股份有限公司黨委委員、副總經(jīng)理)
