穩(wěn)定、高效、低成本，儲(chǔ)能與算力正在相互賦能

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）隨著時(shí)代的發(fā)展，儲(chǔ)能與算力正越來越緊密的結(jié)合?；蛟S對于很多人而言，儲(chǔ)能是能源系統(tǒng)，而算力則是信息系統(tǒng)，兩者似乎很難搭上關(guān)系。但在當(dāng)前數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下，數(shù)據(jù)中心和超算中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施的迅猛發(fā)展正推動(dòng)著儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)新的階段。

儲(chǔ)能為數(shù)據(jù)中心賦能

過去一段時(shí)間，能源領(lǐng)域中流傳著這樣一句話——AI正在與光伏儲(chǔ)能共舞。儲(chǔ)能的價(jià)值在于調(diào)節(jié)電網(wǎng)波動(dòng)，而隨著“東數(shù)西算”工程的推進(jìn)和全國一體化大數(shù)據(jù)體系的確立，中西部省份的算力基礎(chǔ)設(shè)施如數(shù)據(jù)中心和超算中心得到了快速發(fā)展。

這些設(shè)施的能耗問題逐漸凸顯，而儲(chǔ)能技術(shù)被視為解決能耗問題的重要手段之一。例如，24小時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)中心電力成本已占其運(yùn)行總成本的60%以上。因此，儲(chǔ)能技術(shù)不僅可以降低用電成本，還能提升新能源電力的比例和就近消納綠電。

比如對于采用太陽能或風(fēng)能等可再生能源供電的算力系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以幫助儲(chǔ)存過剩的可再生能源，以備不時(shí)之需。這樣可以提高可再生能源的利用率，減少對化石燃料的依賴。

眾多互聯(lián)網(wǎng)巨頭已經(jīng)意識(shí)到儲(chǔ)能在數(shù)據(jù)中心的巨大優(yōu)勢與潛力。微軟、谷歌和華為等公司已經(jīng)在其數(shù)據(jù)中心部署了儲(chǔ)能項(xiàng)目，并取得了顯著效果。

例如，微軟的都柏林?jǐn)?shù)據(jù)中心配置了儲(chǔ)能型UPS，不僅提高了供電的穩(wěn)定性，還參與了愛爾蘭電網(wǎng)的調(diào)頻服務(wù)市場。這些成功案例表明，儲(chǔ)能技術(shù)在提高數(shù)據(jù)中心供電穩(wěn)定性、降低能耗以及獲取額外收益方面具有顯著優(yōu)勢。

有數(shù)據(jù)顯示目前全球已經(jīng)有超過8000個(gè)數(shù)據(jù)中心，其中三分之一位于美國，中國占比為十分之一。而配置儲(chǔ)能型UPS將確保數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運(yùn)行。有機(jī)構(gòu)推算，隨著AI算力的快速發(fā)展，預(yù)計(jì)到2027年，UPS鋰電池需求有望達(dá)到12GWh。

在電力需求高峰期，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以釋放儲(chǔ)存的能量來補(bǔ)充電網(wǎng)供應(yīng)不足的情況，從而減輕電網(wǎng)壓力；而在電力需求低谷期，則可以儲(chǔ)存多余的電能。對于獨(dú)立運(yùn)行的微電網(wǎng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以作為重要的組成部分，通過智能管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)電、儲(chǔ)能和負(fù)載之間的平衡。

同時(shí)利用先進(jìn)的算法和人工智能技術(shù)來預(yù)測能源需求，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果智能地調(diào)度儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電行為，最大化能源利用效率。通過這樣的綜合管理，不僅可以提高能源使用的靈活性和效率，還可以增強(qiáng)整個(gè)算力中心的可靠性和可持續(xù)性。

為了更進(jìn)一步支持儲(chǔ)能技術(shù)在算力市場中的應(yīng)用，還推出了《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，其中明確提出支持儲(chǔ)能等新技術(shù)在算力發(fā)展中的應(yīng)用，鼓勵(lì)算力中心采用源網(wǎng)荷儲(chǔ)等技術(shù)，逐步提升綠電使用率。

虛擬電廠中的算力設(shè)施

不僅是為數(shù)據(jù)中心提供不間斷、靈活調(diào)控的電力支持，算力也能為儲(chǔ)能系統(tǒng)提供重要支持，比如在智能電網(wǎng)和可再生能源領(lǐng)域，尤其是虛擬電廠中。

虛擬電廠的本質(zhì)是通過軟件和技術(shù)手段將分布式能源資源（如太陽能光伏板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷等）聚合起來，形成一個(gè)可以統(tǒng)一調(diào)度和管理的“虛擬”發(fā)電廠。

例如，為了優(yōu)化能源的使用，能量管理系統(tǒng)需要大量的數(shù)據(jù)處理能力來分析電力消耗模式、預(yù)測能源需求以及調(diào)度儲(chǔ)能在不同時(shí)間段的充放電操作。并且儲(chǔ)能系統(tǒng)通常會(huì)結(jié)合天氣預(yù)報(bào)和歷史用電數(shù)據(jù)來進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，以決定何時(shí)充電或放電。這些預(yù)測模型需要強(qiáng)大的算力來運(yùn)行。

虛擬電廠本身便需要實(shí)時(shí)采集各個(gè)分布式能源資源的數(shù)據(jù)，包括但不限于發(fā)電量、儲(chǔ)能狀態(tài)、負(fù)荷情況等。這些數(shù)據(jù)需要經(jīng)過處理、清洗和分析，以便做出正確的調(diào)度決策。

為了有效調(diào)度，虛擬電廠需要能夠預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)各資源的可用性。這包括天氣預(yù)測（對于太陽能和風(fēng)能尤為重要）、負(fù)荷預(yù)測等。這些預(yù)測依賴于復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和算法，需要強(qiáng)大的計(jì)算能力。

并且虛擬電廠可能還會(huì)參與電力市場的交易活動(dòng)，如現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場等。在這些市場中，虛擬電廠需要快速響應(yīng)市場價(jià)格信號(hào)，進(jìn)行買賣決策。為了保證虛擬電廠的安全性和可靠性，需要進(jìn)行持續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)評估和安全檢查。這包括網(wǎng)絡(luò)安全性、物理安全性和系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面的監(jiān)控和分析，這些都需要算力的參與。

從市場來看，據(jù)國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2025年和2030年，國網(wǎng)區(qū)域分布式電源裝機(jī)規(guī)模分別達(dá)到1.8億千瓦時(shí)和2.9億千瓦時(shí)。如果假設(shè)分布式電源發(fā)電利用小時(shí)數(shù)均為3000小時(shí)，且虛擬電廠代替用戶運(yùn)營分布式電源并進(jìn)行電力市場交易的分成比例為33%，則2025年和2030年虛擬電廠電能量市場交易規(guī)模將分別達(dá)到200.48億元和322.99億元。若綜合考慮需求側(cè)響應(yīng)和電能量市場交易業(yè)務(wù)，2025年和2030年虛擬電廠市場規(guī)模將分別為497.73億元和881.53億元。

從全球視角來看，2022年全球虛擬電廠項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量約為21.2GW，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到約31GW，到2025年更是有望達(dá)到58-60GW。中國的虛擬電廠市場也將迎來快速發(fā)展。2022年中國虛擬電廠項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量約為3.7GW，占全球總量的17.5%；預(yù)計(jì)到2025年，中國虛擬電廠累計(jì)裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到39GW，投資規(guī)模達(dá)到300億元。

顯然，虛擬電廠正在快速興起，無論是從數(shù)據(jù)處理、優(yōu)化調(diào)度還是實(shí)時(shí)控制的角度來看，虛擬電廠都離不開強(qiáng)大的算力支持，這勢必將帶動(dòng)算力產(chǎn)品同步發(fā)展。

小結(jié)

隨著技術(shù)的進(jìn)步和能源管理需求的增長，越來越多的數(shù)據(jù)中心和算力中心開始探索和采用儲(chǔ)能解決方案，以提高能源使用效率、增強(qiáng)能源安全并降低運(yùn)營成本。與此同時(shí)，在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)的普及下，虛擬電廠的算力需求將進(jìn)一步增長，同時(shí)也將變得更加高效和智能。儲(chǔ)能與算力，正在攜手加速成長。