(原标题:如何让新能源发得出、数据中心用得上、算力任务可灵活转移 算电协同从物理共生迈向跨域调度)
11月,宁夏中卫的最低温度已经降至零摄氏度以下,而与此形成反差的是当地正如火如荼建设智算中心。
在中国移动(宁夏中卫)数据中心,记者了解到,该中心总占地面积2010亩,总体规划58栋数据机房楼,可提供116.9万标准机架能力,目前已投产机楼17栋,在建10栋。
在中卫,数据中心与新能源电站正形成新的共生关系。一边是成片建设的数据中心,另一边是不断扩大的新能源项目,算力设施向能源富集区布局,绿电通过直供、市场化交易等方式进入数据中心。
当然,算电协同并不只是让数据中心“用上便宜的绿电”。随着算力需求持续增长,电力供应的稳定性、绿电出力的波动性与算力任务的运行规律之间正在形成复杂的互动关系。如何让新能源发得出、数据中心用得上,如何让可调度的算力任务在不同区域、不同时间灵活转移,已经成为算电协同命题下需要回答的新课题。
迈出物理共生第一步
走进中国移动(宁夏中卫)数据中心B园区,记者在施工现场看到,多栋数据中心建筑同步推进,钢结构主体、预制化机电方舱、成套冷却设备和配电设施依次进场。
在一栋数据中心建筑内,机房采用多层布局,机柜、供电和制冷系统按照预定方案布置。高压电经过变压、整流等环节后,为服务器提供稳定电力;冷却系统则通过冷源与末端设备之间的循环,将服务器运行产生的热量带走。不同楼栋根据机房设计和服务器需求,采用风冷或液冷等不同冷却形式,部分建筑也为未来液冷设备预留了改造空间。
中国移动宁夏公司马占龙介绍,数据中心建设对工期要求较高,项目通过标准化设计和预制化施工,将原本需要在现场完成的部分机电设备集成、管线连接等工作前移至工厂。土建施工与机电准备同步推进,待建筑主体达到相应条件后,预制化设备便可运抵现场安装。一栋机楼的建设周期已从3年压缩至5—8个月,成为当前算力革命的一个缩影。
数据中心为何扎堆涌向中卫,答案首先来自当地的能源资源禀赋。
宁夏是国内重要的新能源发展区域,中卫周边风光资源较为丰富,具备建设大型新能源项目的条件。数据中心属于高耗电设施,电力成本占运营成本的60%以上。将算力设施布局在能源富集地区,既可以利用当地电力资源,也为新能源就近消纳提供了新的负荷空间。
从中卫算电协同实践来看,算力基础设施向电力资源丰富、能源成本较低的地区集聚,同时,算力设施与电网协同规划,数据中心建设与电网接入及配套设施建设相衔接,“算”“电”已经实现物理层面的共生。
这只是算电协同的第一步。如何在保障数据中心连续供电的前提下提高绿电利用比例,如何安排新能源、电网和储能之间的分工,成为下一阶段必须解决的问题。特别是,风电、光伏出力具有波动性,服务器不能因新能源出力下降而随意停机。
多方协同需形成合力
算电协同最直接的目的是降低算力中心用电成本、提高绿电项目消纳水平。目前,中国移动(宁夏中卫)数据中心B园区绿电使用率已超过80%。但在中国移动宁夏公司算电协同项目负责人王坤看来,算电协同不是简单地把新能源电站建在数据中心旁边,关键还在于电网怎么参与、各方责任怎么划分、收益怎么分配。
以B园区为例,这里是全国首个规模化落地的“源网荷储”一体化示范项目。园区IT总容量202MW,绿电使用率稳定超80%;通过采用“绿电直供+市场化交易”模式,综合用电成本行业领先;每万PFLOPS(每秒千万亿次浮点运算)算力年度节约电费千万元,经济效益与减碳效益双突出。
王坤介绍,当地政府部门为大唐公司配置了约2GW新能源指标,包括风电和光伏资源。通过光伏直连、风电市场化交易等方式,将新能源发电与数据中心用电结合起来。其中,光伏部分通过专线与数据中心负荷衔接,风电更多借助公共电网参与市场化交易,相关收益和电力交易安排共同服务于数据中心用电成本控制。目前,该中心电价可控制在每千瓦时约0.36元。
与B园区源网荷储一体化模式不同,正在建设的中国移动(宁夏中卫)数据中心宣和园区未来计划探索绿电直连模式。届时,数据中心一端连接公共电网,另一端通过专线连接新能源发电项目。新能源出力时优先使用绿电,不足部分由公共电网补充。相比之下,直连线路能够让新能源电量与用户负荷之间形成更清晰的物理对应关系,便于绿电消费核算和溯源。
无论哪种模式,公共电网都承担着重要的运行保障责任。新能源发电具有波动性,数据中心负荷又要求连续稳定,单纯依靠新能源直供难以覆盖所有时段的用电需求。因此,新能源出力不足时,需要电网提供补充电力;新能源富余时,部分电量通过电网和市场机制进行消纳。
“算电协同的落地需要多方共同推动。算力企业要有向能源富集地区布局的意愿,地方政府需要统筹新能源资源和项目建设,发电企业要有合作动力,电网企业也需要在接网、调度和安全管理等方面给予支持。”王坤说。
算电调度探索走向纵深
如果说物理共生是算电协同的初级形态,那么,算电协同高级形态将实现动态响应,数据中心通过感知电源侧状态,根据电力供需变化调整部分算力负荷;同时,算力与电力资源将融合调度,在算力资源充足、任务具有弹性的情况下,根据不同区域和时段的电力价格、能源供给情况,动态配置算力任务。
为此,福建与宁夏正沿着这一方向探索开展算力调度试点,尝试根据不同地区的电力供需和价格变化,通过跨区域算力调度,动态调整算力任务的运行地点。
中国移动宁夏公司算电调度项目负责人黄冬婷向记者介绍,闽宁协作试点将电网侧调度与算力侧调度进行联动,“这是算力与电力系统间的一次初步打通”。福建电网、宁夏电网与两地移动公司开展协同,通过接口打通电网侧虚拟电厂等平台与中国移动“算网大脑”调度平台。当福建电网在特定时段提出调度需求后,相关指令传递至“算网大脑”,平台据此调整任务运行位置,将原本在福建数据中心处理的推理任务切换至宁夏数据中心。
据悉,相关模型和算力资源预先部署在闽宁两地数据中心,用户通过接口调用模型能力。当调度指令下达后,平台将原本指向福建服务器的请求切换至宁夏服务器,由此,福建侧服务器负载下降,宁夏侧服务器负载随之上升。
从电力侧看,算力任务的转移带来两地数据中心用电负荷的变化;从算力侧看,用户仍然是在调用模型服务,只是后台处理任务的地点发生了变化。在这项试点中,算力调度不再只是数据中心运营商内部的资源调配,而是与电网运行需求建立直接联系。
黄冬婷告诉记者,闽宁试点的一个重要特点,是电网侧的调度指令参与了算力任务的调整。过去,算力平台主要根据自身资源使用情况分配任务;在此次试点中,电网侧通过接口将调度需求传递过来,算力平台再根据任务和资源情况作出响应。
随着相关场景逐步成熟,数据中心有望将算力服务器、模型资源以及日常运维服务打包,按照模型调用量等方式形成服务价格,承接全国范围内的推理需求。
