锚定算力电力协同重点领域

     算力电力协同发展既是国家电力与算力政策的方向指引，也是电力与算力系统建设的大势所趋。从当前算力电力的发展现状来看，构建全国一体化算力网需要坚强的电力支撑，建设新型电力系统也需要灵活算力的多维助力，因此有必要从电力系统与算力系统的规划、建设着手，从设施、运行、市场与商业模式等多个维度，提出算力电力协同的发展方向。
    实现局部优化和整体统筹的规划协同
       电力行业与算力行业的规划协同，既需要考虑整体的统筹，也需要兼顾局部的优化。主要体现在以下三个层面：一是“西电东送”与“东数西算”的战略协同，从全国来看，电力需求与算力需求存在同样的“逆资源禀赋”分布态势，“西电东送”和“东数西算”一定程度上存在天然的协同关系。二是“算力园区”与“新型配网”的设计协同，算力园区建设规划与当地主配微电网建设规划有必要开展协同设计工作，对齐双边未来负荷预测。算力基础设施建设周期与电力电网基础设施建设周期不尽相同，提前进行建设方案的设计协同，能够在降低后期摩擦、协调、补强、优化成本的同时，保证前期工程建设基本同时完工，避免电力基础设施或算力基础设施的闲置；三是“算力负荷”与“电力负荷”的资源协同，从设备匹配合理运行的角度来看，预测未来算力需求、负荷水平以及合理配套与之相称的电力基础设施，有助于使算力电力设备均运行在良好安全的区间：一方面，算力负载准确预测能够有效降低“容量电费”等固定成本，避免算力企业经营压力过大；另一方面，配套与之相称的电力设备设施能够有效提升设备利用率，避免电力企业设备长期轻载带来的闲置。
    实现智慧升级和低碳发展的建设协同
       在电力基础设施建设的智慧升级方面，主要体现在利用人工智能、区块链等先进数字技术，推进电力基础设施的改造升级与新增建设，增强数据采集汇总与分析应用、物资全生命周期联通智慧管控、分布式新能源智能规划调度、综合能源服务等方面的能力。一是在企业内部，搭建数据中台、建设数据中心，提升横向跨专业、纵向跨层级的数据共享融通、分析挖掘能力。全面提升设备本体和采集装置的数字化、智能化水平，降低建设成本。二是在供应链方面，推动能源电力企业内部管控系统向行业级数字平台转化。通过装备物联和物资采购等平台改造与开放，将物资供应链数据互联范围延伸至供应链上游原材料、组部件等制造企业，以及设计建设运行等服务企业，推动跨专业、跨层级、跨企业、跨行业数据集中归纳，实现更广泛的互联。三是在产业链前端，提升新能源规划、接网、补贴、消纳等精益管理水平。提供包括一站式接网服务、补贴申报管理服务、信息分析和咨询服务、新能源消纳能力计算和评估、新能源发展规划、项目线上管理等支撑能力。四是在产业链后端，面向虚拟电厂、碳资产服务、智慧能源托管、“售电+”增值服务等多元客户服务需求，形成智慧能源服务能力，满足深层次、多样化的综合用能服务需求。
       在算力基础设施建设的低碳发展方面，一是算力电源建设层面，提升算力园区的清洁能源自建、采购与运维水平，构建绿色能源供应体系。参与投资和建设新能源项目，自建“风光数储氢”等一体化项目，提升新能源持续性的消纳能力。持续开展常规清洁电力市场化交易，参与绿色电力长期购电协议，扩大绿色电力供应来源。二是算力设施建设层面，通过技术创新降低能耗、提升功率密度，构建节能高效的算力中心建设体系。研发节能电源系统、高效双盘管水冷DX风墙空调、浸没式液冷等技术，降低空调设备能耗，提升算力中心制冷效率和机柜功率密度。
    实现灵活可靠与绿色高效的运行协同
       在算力服务电力系统灵活可靠运行方面，算力在源网荷储各环节转型升级与协同互动中均能发挥重要支撑作用。在电源侧，算力支撑新能源出力预测，降低电源侧不确定性。融合气象、装机等多维因素预测新能源功率，对风机、光伏板健康状态进行评估，并对新能源并网震荡分析与风险评估。在电网侧，算力支撑电网拓扑优化、运行分析与应急控制，提升电网侧安全稳定运行水平。对电网多维海量量测信息进行特征挖掘融合，实现电网拓扑优化、配电网馈线自动生成、电网故障诊断、暂态稳定分析预测与紧急控制等。在负荷侧，算力支撑负荷预测与优化，提升负荷资源调控能力。对负荷波动性大、超短期电力需求进行预测，对电动汽车、智能楼宇、虚拟电厂等可调负荷进行充电调度和成本控制，优化运行模式。在储能侧，算力支撑储能介质状态评估，提升储能系统安全调控能力。对燃料电池的系统振荡和动态变化过程进行分析、预测电池剩余使用寿命，优化复合储能的协调控制策略。
       在电力支撑算力系统绿色低碳运行方面，一是绿色电力供给，虽然同为算力产业大国，但中美绿色算力中心模式有一定差异，美国绿色算力中心主要通过绿电市场交易完成数据中心的绿电供给；我国较多的数据中心采用就近建设新能源基地的模式保障自身绿电供给。二是算力中心用能监测，有必要创新数字化智能化管理手段，搭建算力中心监测管理平台，部署智能算法对算力中心进行实时监控管理与精细运维，充分发挥各类设备物理内核节能特性和水冷、余热等外部支撑系统调度潜力，实现算力中心核心算力服务和支撑制冷供热等其他能力的相互协同，提升整体的能源利用效率。
    实现广泛参与及场景应用的市场协同
       在算力广泛参与电力市场方面。一是电力市场，算力企业可以通过直接购买绿色电力参与电力市场交易，通过购买由光伏、风电等发电企业产生的绿色电力来实现低碳发展。二是电力辅助服务市场，算力企业可以通过聚合资源参与调峰、调频服务市场交易。算力企业不仅可以通过及时调控自身柔性负荷和储能充放电参与电力辅助服务，还可以通过聚合分布式资源，探索将虚拟电厂、负荷聚合商、电动汽车、空调负荷等新型可调节资源管理纳入负荷管理常态化业务范畴。三是电—碳—数据市场，有必要完善全国范围内的电力市场与碳市场的联动机制和数据交易机制。推动绿电市场、碳市场协同发展，提升数据中心绿色电力采购应用能力，实现100%的电力供应和碳排放数据的实时监控，以及算力交易与碳效、能效的有效挂钩。
       在电力参与算力市场方面，主要是电力系统广泛的算力应用场景。新型电力系统在电源结构、电网形态、负荷特性和储能形态方面展现出新的变化与发展趋势，相关主体类型与数量激增，显著提升了电力系统的复杂度，需要发挥人工智能在分析变化和预测趋势上的支撑作用，比如变电智能巡视、智能调度、智能客服、配网计算推演等场景，为算力市场提供广泛的应用需求。
    实现设备共享与统筹融合的机制协同
       当前，电力基础设施建设相对完善，算力基础设施的建设可以考虑以机制创新的方式，在电力杆塔、电力场站等实现设施共用，提升综合利用效率。一是电力杆塔的算力设备设施挂载。电力系统具有超300万座电力杆塔，是挂载北斗基站、5G基站、无人机巢、边缘算力设备的良好基底，并具备稳定供电的相对优势。5G基站与电网共享铁塔，将光缆、通信基站、移动天线等通信设施附属在输电线路本体上，使电力通道资源获得再利用和综合利用。二是“变电站+数据中心”的多站融合。多站融合是利用变电站站址富余资源融合建设数据中心站、充（换）电站、5G基站、储能站、北斗基站、分布式电源等，通过资源商业化运营，对内挖掘资源价值，对外引领相关行业发展、实现共享共赢。三是“算力园区+分布式新能源”的源网荷储新模式。超大型数据中心具有负荷稳定、用电量大、可靠性要求高的用电特性。与一般产业相比，数据中心对电网供电能力（供电可靠性、电能质量等）要求极高，往往需要双电源或多电源供电。运用“源网荷储”新模式，算力中心通过自建新能源与储能，可以有效缓解自身用电成本压力，兼顾降低电力系统保电调峰压力。