算力是數字經濟時代的新型生產力，更是推動構建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的關鍵引擎。黨中央、國務院高度重視發(fā)展數字經濟，將建設數字中國作為推進中國式現代化的重要引擎，推動數字經濟和實體經濟深度融合。
目前，國家數據局作出加快構建全國一體化算力網系列部署，明確要求以算力高質量發(fā)展賦能經濟高質量發(fā)展為主線，著力構建算力資源“網絡化、普惠化、綠色化”新發(fā)展格局，積極打造中國式現代化的數字基座。
加快實現“電算協(xié)同”海量泛在、高效調度、綠色低碳、靈活供給、服務智能，對數字經濟高質量發(fā)展意義重大。“電算協(xié)同”作為新時代電力、算力高質量發(fā)展的必由之路，必將推動一場深刻的系統(tǒng)性變革。
政策支持與產業(yè)發(fā)展
2023年12月25日，國家發(fā)改委、國家數據局、中央網信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯合印發(fā)《關于深入實施“東數西算”工程加快構建全國一體化算力網的實施意見》，強調統(tǒng)籌算力和綠色電力協(xié)同建設，促進綠電消納和數據中心節(jié)能降耗，建設一體化數據中心集群，進一步推動建設新型能源體系。《“十四五”數字經濟發(fā)展規(guī)劃》《數據中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》等文件，也明確提出促進數據中心節(jié)能降耗，創(chuàng)新算力電力協(xié)同機制，統(tǒng)籌推動算力與綠色電力的一體化融合。
隨著大數據產業(yè)蓬勃發(fā)展，全球越來越關注算力產業(yè)，算力規(guī)模也持續(xù)擴大。中國在算力領域取得顯著成就，但同時也面臨諸多挑戰(zhàn)。根據《算力基礎設施高質量發(fā)展行動計劃》，2023年中國算力總規(guī)模達到230EFLOPS，智能算力占比30%;預計到2025年，這一數字將增至300EFLOPS，智能算力占比提升至35%。
快速發(fā)展背后，數據中心能耗問題日益突出。據統(tǒng)計，數據中心能耗占全社會用電量的比例持續(xù)上升，預計2030年我國數據中心年能耗約占國內社會用電量的3%至4%，總量可達4800億千瓦時。因此，構建更加綠色、高效的算力體系迫在眉睫。
科學內涵與應用價值
電力算力協(xié)同發(fā)展，重在以電力與算力技術深度耦合創(chuàng)新為基礎，以數據要素為紐帶，有效融合能量流、數據流和價值流，實現電力能源大范圍實時互濟、算力資源跨區(qū)域調配的市場化資源配置新范式，繼而促進算力綠色高效、節(jié)能降碳的新技術、新裝備和新業(yè)態(tài)，以電力支撐算力、以算力賦能電力，實現高水平電力供需平衡。
從算力中心運營階段成本分析，電力成本占比較高，要解決因算力建設導致的局部區(qū)域、時段電力供應挑戰(zhàn)，可以通過電力市場價格機制，引導計算任務的合理布局。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，部分時段可能出現超高電價。在局部地區(qū)用電緊張的情況下，根據電力現貨市場出清價格，將計算任務調度到滿足延時要求，價格相對較低的算力節(jié)點。這種任務調度模式，既能提高推理計算任務的可靠性和經濟性，也能有效緩解局部地區(qū)、局部時段用電緊張狀況。
一體化算力網的建設，使計算任務調度成為可能，助力我國在全球算力規(guī)模和質量競爭中占據有利地位。一方面，更低的價格和更高的性價比，會吸引更多的國內外企業(yè)和用戶選擇我國的算力服務，從而迅速擴大我國算力產業(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，可以投入更多資源，用于算力技術的研發(fā)和創(chuàng)新，提升算力的質量和性能。
技術創(chuàng)新與穩(wěn)定可靠
眾所周知，“電算協(xié)同”的核心技術創(chuàng)新主要集中在能源管理、計算架構優(yōu)化和智能調度三個方面。在能源管理方面，通過智能電網技術和可再生能源的高效利用，數據中心能夠實現更加綠色、低碳的運行。例如，采用太陽能、風能等清潔能源供電，并結合儲能系統(tǒng)，可以有效平滑電力供應的波動，降低對傳統(tǒng)化石能源的依賴。同時，液冷技術的應用也顯著降低了數據中心的能耗，提高了散熱效率。在計算架構優(yōu)化上，邊緣計算與云計算相結合的方式被廣泛應用，這種混合計算模式不僅能夠減少數據傳輸延遲，還能根據實際需求靈活分配計算資源，提高整體處理效率。
“電算協(xié)同”在電力領域的應用前景廣闊，通過將先進的計算技術和智能調度算法與電力系統(tǒng)深度融合，可以實現對電力資源的高效管理和優(yōu)化配置。例如，利用大數據分析和人工智能技術，電網能夠實時監(jiān)測和預測用電需求，動態(tài)調整發(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)模接入和靈活調度，有助于提升清潔能源的利用率，促進綠色低碳發(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、經濟的服務，推動整個電力行業(yè)的數字化轉型和可持續(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，南方電網大力落實國家關于數字中國、區(qū)域協(xié)調發(fā)展等重大戰(zhàn)略，深化業(yè)務布局、優(yōu)化資源配置、強化服務支撐，結合新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設，積極融入全國一體化算力網，努力打造東西區(qū)域協(xié)同發(fā)展新格局。
南方電網通過制定“3+1+X”數據中心總體規(guī)劃，在貴州樞紐節(jié)點建設南方能源大數據中心、粵港澳大灣區(qū)樞紐節(jié)點建設廣州數據中心集群、惠州數據中心三大網級節(jié)點，在香港建設一個海外數據中心節(jié)點，同時在南網所轄區(qū)域五個省市部署近200+邊緣節(jié)點，構建跨區(qū)域、多層次算力高速直連網絡，推動算力資源高效供需匹配。
南方電網通過對“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，南方電網在貴陽市舉辦的2024中國國際大數據產業(yè)博覽會上，正式發(fā)布《南方電網電力算力協(xié)同行動計劃》，明確提出通過電力與算力深度融合，共同驅動數字經濟高質量發(fā)展，加快構建“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)揮電力保障促進作用，拓展算力服務范圍邊界，以高質量電力、算力支撐地方經濟高質量發(fā)展。
隨著技術的不斷進步，“電算協(xié)同”將進一步整合大數據、人工智能、物聯網和區(qū)塊鏈等前沿技術，實現電力生產和消費的精細化管理。通過智能電網和分布式能源系統(tǒng)的深度融合，“電算協(xié)同”將支持更高效、靈活的能源調度，提升可再生能源的接入和消納能力。
(作者系南方電網數字電網研究院股份有限公司黨委委員、副總經理)
