算电协同冀北电网的探索与实践_17页_2mb

算电协同：冀北电网的探索与实践总结

核心内容概述

国网冀北电力有限公司电力科学研究院围绕“算力与电力协同”这一主题，结合国际背景、政策导向和国内发展趋势，分析了算电协同的重要性与紧迫性，并提出了冀北电网在该领域的探索路径与实践成果。

主要观点与关键信息

国际背景与趋势

• 算力需求增长：AI发展推动算力需求快速增长，算力竞争已从硬件向电力、网络等基础设施延伸。
• 全球共识形成：国际上已逐步形成“算电协同”的三项共识：战略地位提升、协同规划必要、柔性、绿色与可靠性需统筹兼顾。
• 中美发展路径不同：美国以“供给扩张”为核心，通过核电、气电等基荷电源建设支撑算力需求；中国则强调资源优化，通过“东数西算”、绿电直连、源网荷储协同等方式实现算电高效匹配。

国内政策与发展方向

• 政策支持：国家层面出台多项政策，包括《算力基础设施高质量发展行动计划》《加快构建新型电力系统行动方案》《人工智能与能源双向赋能行动方案》等。
• 政策落地方向：
  • 加强全国一体化算力监测调度
  • 引导可迁移任务向优势区配置
  • 推进算力与电力协同项目建设
  • 提升需求侧响应和主动支撑能力
  • 统筹枢纽与大型新能源基地布局
  • 推进绿电交易、直连和动态匹配

冀北电网算电协同现状

• 算力布局：算力中心主要集中在张家口、廊坊，为“东数西算”京津冀枢纽的重要承载区域。
• 资源条件：依托张家口丰富的绿电资源和廊坊的低时延网络，形成资源端与需求端互补优势。
• 规模预测：预计到“十五五”末，冀北地区数据中心标准机架将达到290万架，用电负荷760万千瓦，用电量498亿千瓦时，约占地区最大负荷和全社会用电量的18%。
• 算力指数：冀北地区综合算力指数全国第一，城市算力分指数保持全国领先。

冀北电网新能源发展情况

• 新能源装机占比：冀北电网新能源装机占比达81.8%，全国首位。
• 绿电交易量：2025年绿电交易量达438.3亿千瓦时。
• 新能源消纳能力：新能源年发电量占比达56.31%，为算力负荷提供绿色能源保障。

存在问题分析

1. 规划结构性约束

• 建设时序错位：算力中心建设周期短（1-2年），电网建设周期长（3-5年），导致局部容量和通道提前趋紧。
• 空间布局不匹配：算力中心选址与电网供电能力、网架结构衔接不足，影响电网承载能力。

2. 低碳协同运行约束

• 绿电波动性：新能源出力波动大，与算力稳定用能需求不匹配，难以实现分时匹配。
• 负荷波动性：数据中心负荷变化快、波动幅度大，对电力系统实时平衡能力提出更高要求。

3. 电力系统安全稳定约束

• 电力电子化特征显著：数据中心大量使用UPS、储能、固态变压器等设备，引入大量谐波，影响电能质量。
• 故障穿越能力不足：数据中心不具备低电压穿越能力，常规故障可能引发大规模脱网。
• 系统稳定性风险：新能源高比例接入与新型负荷增长共同作用，增加系统暂态稳定风险。

4. 数据可信约束

• 数据分散与共享困难：算力、电力、新能源和交易数据分散在不同主体，尚未形成统一的数据协同体系。
• 数据敏感性高：数据涉及电网安全、算力任务和企业经营等，各方存在“不愿、不敢、不能共享”顾虑。
• 数据真实性与可追溯性不足：影响算力负荷监测、柔性能力评估、绿电溯源和市场价值认定。

冀北电网使命与探索方向

冀北电网需响应国家战略、区域发展和电网安全三类重大需求，支撑东数西算、双碳目标、新型电力系统建设及绿色Token出海等场景。

实践探索

实践一：算力负荷柔性化管理

• 动态调整：通过将算力负荷转化为可感知、可调节、可迁移的柔性资源，动态调整计算任务的时间和空间分布。
• 提升消纳：在新能源大发时提升绿电消纳水平，在负荷高峰期缓解局部设备重载。
• 示范效果：部分变电站通过负荷转移，显著降低负载率和重载时长。

实践二：电算协同仿真试验

• 仿真试验区建设：搭建算电协同运行仿真试验区，形成覆盖“建模-运行-仿真-检测-验证”的全链条技术体系。
• 联合验证基地：与中国信通院共建联合验证基地，推动技术交流与行业共识。

实践三：算电协同监测分析平台

• 平台功能：涵盖“能效协同、规划协同、调度协同、市场协同”四类应用场景。
• 核心能力：包括数据中心用能效率诊断、接入电网选址分析、算力调节潜力评估、绿电消费情况监测。
• 数据可信空间：通过可信数据空间建设，保障数据真实性、完整性与可追溯性。

冀北路径与目标

实施阶段

• 阶段一：看清问题
  实现算力负荷可感知、新能源与网架可匹配、规划边界可滚动校核。

• 阶段二：形成能力
  实现柔性可量化、风险可控核、策略可验证。

• 阶段三：规模示范
  实现运行可调用、价值可结算、成果可固化。

发展目标

• 打造具有国际竞争力的算—电低碳协同运行示范标杆。
• 实现“匹配合理，柔性低碳，安全稳定，协同共赢”的算电协同模式。

总结

冀北电网在算电协同方面已形成初步实践路径，通过柔性资源管理、仿真试验和监测分析平台建设，为新型电力系统与算力产业协同发展提供了有力支撑。未来，冀北将继续以真实数据为基础，通过能力量化和安全验证，推动算电协同规模化应用，助力国家双碳战略与绿色AI发展。