数据中心需要怎样的电力？

与北京接壤的河北张家口，夏季气候凉爽，具备丰富的可再生资源，成为数据中心发展的沃土。张家口是10个国家数据中心集群之一，吸引了阿里、腾讯等头部互联网企业，中国联通、中国移动、中国电信三大运营商，还有合盈数据、秦淮数据、世纪互联等第三方数据中心服务商等前来投资。截至2025年6月，张家口已建成和投运数据中心的算力规模超过3万PFLOPS（每秒千万亿次浮点运算）。

距离张家口约2000公里的贵州贵安新区，同样夏季气候凉爽，吸引了多家头部互联网企业入驻，截至2025年6月已集聚26个大型及以上数据（算力）中心，算力规模突破8.5万PFLOPS。

2022年，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知，宣布全面启动全国一体化大数据中心协同创新体系建设，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等八地建设国家算力枢纽节点，并规划了包括张家口在内的10个国家数据中心集群，大力推动“东数西算”工程。

2025年8月21日，国务院印发的《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》提出，到2027年，率先实现人工智能（AI）与6大重点领域（即科学技术、产业发展、消费提质、民生福祉、治理能力、全球合作）广泛深度融合，智能经济核心产业规模快速增长；到2030年，我国人工智能全面赋能高质量发展，智能经济成为我国经济发展的重要增长极；到2035年，我国全面步入智能经济和智能社会发展新阶段。我国人工智能的规模化和商业化应用，按下快进键。

数据中心是AI发展的基础设施，近年来数据中心规模增长快速。AI的发展和应用将推动数据中心规模进一步扩大，带动其用电量进一步增长。在可再生能源快速发展的当下，数据中心成为了绿电消费的重要用户，甚至被寄予提供电力调峰服务的希望。但不变的是，数据中心仍然需要稳定充足的电力供应。

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充足稳定的电力尤为重要

数据中心的正常运行依赖足量充裕和安全稳定的电力供应。《南方能源观察》（以下简称“eo”）记者在贵州国家算力枢纽节点和张家口数据中心集群采访时，受访数据中心从业人员均表示，当地坚强的电网以及充足的电力资源给数据中心发展提供了重要保障。

“数据中心时刻进行着海量数据运算，对电力稳定性要求极高。哪怕是几毫秒电压暂降，也可能造成服务器脱扣等异常情况，严重时还会导致数据丢失。”腾讯贵安七星数据中心相关负责人潘世翔在接受《南方电网报》采访时表示。

为保证高可靠用电需求，数据中心一般采用双回路供电，当一条线路出故障时可切换到另一条线路，还易受外部扰动影响。南方电网贵州贵安供电局市场营销部总经理刘运兵介绍，为隔离外部因素对数据中心的影响，保障数据中心稳定用电，一般采用专用变电站或专用线路进行供电。专用线路意味着，数据中心不与居民负荷、其他企业负荷共用线路；专用变电站则是专门为数据中心建设的变电站。

合盈数据在河北张家口怀来县的数据中心产业园区布局了占地1000亩的数据中心。合盈数据综合能源及电力交易负责人王东表示对当地电网的供电稳定性和质量有信心。在电力供应充足和可靠的前提下，他还希望数据中心在有新建或扩建需求时也能及时供上电。

贵州一家数据中心负责人彭飞（化名）认为，丰富的电力资源对数据中心企业尤为重要。“应该先有电力配套资源，再有数据中心用户。”

中国信通院2025年5月发布的《算力电力协同发展研究报告（2025年）》提到，枢纽节点呈现负荷集聚程度高、密度大的特点，在未来智算中心持续扩张情境下，局部地区为解决算力对电量的需求，电网扩容压力将加剧。

刘运兵介绍，近三年，由于算力规模增长和智算的发展，贵安新区用电量增长迅速。预计2025年贵安新区用电量增速为35%，“十五五”前两年用电量增速将有望达20%以上。

南方电网贵州贵安供电局规划部副总经理施顺腾介绍，目前当地正按适度超前的原则进行电网建设，以保障数据中心用电。同时也会及时掌握用户用电进度，匹配相应的电网建设。

eo记者从南方电网贵州电网公司了解到，贵安新区自成立以来，已建成110千伏及以上变电站12座，累计投资超过20亿元；为更好支撑新区发展，2025年5月启动了500千伏马场变电站等重点项目建设，项目总投资6.6亿元；按照《贵安新区数据中心集群区域电网发展规划研究报告》，至2030年，还将新增电网投资约27.8亿元。

当前数据中心正从传统计算资源向智能化、一体化的AI算力演进。随着AI训练需求的增加，数据中心用电负荷波动对供电质量提出新要求。

北美电力可靠性公司（North American Electric Reliability Corporation，NERC）2025年7月发布的一份白皮书显示，训练AI模型与使用AI模型进行推理时的用电需求不同。AI训练过程中，在训练和保存检查点（Check Point）两个状态之间进行切换时，功率会出现瞬时变化，变化可能在一秒内发生。北美一个数据中心的用电负荷在36秒内从约450兆瓦下降到约40兆瓦，又在7兆瓦左右保持了大约4小时，随后几分钟内回升至450兆瓦。

AI训练用电负荷有高频次、短时突变等特征，且此类负荷不像传统负荷那样可预测，将给电力规划者和运营商带来新的挑战。

不过，多位受访人士认为，当前数据中心用电负荷对我国电力系统的影响并不明显。华北电力大学电气与电子工程学院教授丁肇豪认为，相对于我国，美国同行更关注数据中心用电充裕性，这一方面在于美国企业获得芯片资源的便利程度高，AI算力集群规模大，数据中心总电力需求大，另一方面在于美国的电网结构与我国不同，容量充裕性问题更加突出，更容易受到冲击。

丁肇豪认为，如果一个几百兆瓦甚至更多的负荷骤停，可能会造成电压等电能质量问题，但目前对大电网频率层面的影响较小，“AI的发展对电力系统带来哪些冲击，还需要进行更多研究”。

他认为，对我国而言，应需关注数据中心等此类负荷的发展动态，在低电压穿越、负荷冲击等方面提前做好研究，明确标准，降低AI训练、推理对电力系统安全稳定运行的负面影响。

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应对80%的绿电占比要求

随着AI的爆发式发展，数据中心带来的巨大能耗问题备受关注。数据中心对电力的需求是不仅要供应充足，而且要“够绿”。

2024年6月，中国信通院、远景科技集团、合盈数据联合发布的《数据中心全生命周期绿色算力指数白皮书》预计，到2030年，中国数据中心能耗总量将超过4000亿千瓦时，若不加大可再生能源利用比例，2030年中国数据中心二氧化碳排放或将超2亿吨。随着社会对数据中心碳排放量关注度不断提升，应用绿色电力逐渐成为数据中心降低碳排放的关键。

2023年12月以来，国家发展改革委等部门印发的多份文件提出“到2025年底国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%”的目标。当前数据中心规模还在增长，不少业内人士疑惑，如何才能实现80%这一高比例？

数据中心与新能源企业进行绿电交易是满足其绿电需求的重要方式。2024年，腾讯签约绿电采购量超13亿千瓦时，比2023年翻番。在张家口，合盈数据、秦淮数据等企业主要通过绿电交易提升绿电占比。

此外，不少第三方数据中心服务商和互联网企业选择投资建设新能源项目。合盈数据是国内领先的绿色算力基础设施服务商，其生态集群产业公司恒源新能深耕新能源业务。目前恒源新能规划了5.53吉瓦的新能源项目，分布在张家口张北县、蔚县、沽源县三地，截至目前投产新能源超过2吉瓦。合盈数据通过和恒源新能深度协同，整体提升数据中心的碳中和率。

有观点认为，数据中心投资建设新能源项目的好处在于可以掌握绿色电力的生产和供应，一方面确保绿电供给稳定可控，另一方面最大程度优化成本。

也有数据中心从业者期待未来可以更多通过签订长期电力购销协议（以下简称“PPA”）进行绿电采购。多位从业者表示，从长周期看，数据中心用电相对稳定，可以预期未来十年、二十年的用电，与PPA所能提供的可预期、量价稳定的绿电供应相契合，数据中心通过PPA“锁定”绿电量价，可以减少绿电供应的不确定性。

2025年5月，《国家发展改革委 国家能源局关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》（发改能源〔2025〕650号）发布后，引发多方关注。在业内看来，进行明确物理属性的绿电直连是最真实、有效的绿电使用方式，其次是参与源网荷储一体化项目。多位数据中心从业者表示其所在的企业正在探索研究或申报绿电直连项目。

内蒙古是较早开始探索绿电直供的地区。2025年5月，“全国一体化算力网络”和林格尔数据中心集群绿色能源供给示范项目实现绿电供给，成为内蒙古首个通过“点对点”直供方式为数据中心提供绿电的新能源项目。该项目于2022年11月纳入自治区首批工业园区绿色供电项目清单。eo记者了解到，由于对可靠性的要求高，目前数据中心多采取并网型的绿电直连模式。

有头部科技公司计划在贵州扩大数据中心规模，探索绿电直连模式，但同时也表示希望公共电网能够同步提供稳定的电力供应保障算力发展，保障区域的电力可靠性及有电力冗余。

多位受访者认为，数据中心采用绿电直连模式的挑战在于平衡用电的稳定性和经济性。彭飞认为，绿电直连需确保供电稳定性，同时绿电直连专线的建设成本也值得关注，特别是远距离的绿电直连项目，会增加企业成本。此外，也有观点认为，为满足绿电直连“整体新能源年自发自用电量占总用电量的比例应不低于30%”的要求，可能会为此建设比较多的新能源。

王东认为，即使有绿电直连等新模式，也要根据具体落地政策和负荷资源情况“一事一议”，发用双方通过市场化绿电交易提升绿电占比仍是当前比较稳妥的方式。“电网具备调节能力，对发用双方是最稳妥的，尤其是对数据中心而言。”

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能否成为灵活性资源？

随着风电和光伏等新能源装机规模占比提升，发电侧波动性增加，在负荷侧也存在一定波动性的情况下，电力系统面临的不确定性因素增加。

数据中心和电网的互动方式也在持续探索中。

2022年，阿里巴巴公司联合华北电力大学，开展了数据中心优化调度参与华北电力调峰辅助服务市场试点，将阿里巴巴江苏南通数据中心约100千瓦的算力负载转移至其张家口数据中心。

2025年7月8日，国网上海浦东供电公司利用跨省算力转移技术，参与虚拟电厂调峰响应的验证测试。测试中，位于浦东临港的中国电信临港智算中心响应虚拟电厂的调度指令，在3分钟内，该中心正在进行的AI计算任务便平稳转移至湖北十堰的数据中心，同时降低算力设备用电负荷。

有东部省份电力从业者介绍，数据中心在当地是基础大负荷，算力可以分为实时负荷和非实时负荷，非实时负荷占比大约10%，可以参与到电力调峰。随着当地数据中心规模提升，如果可以把非实时负荷利用起来，便是可观的调峰资源，可以起到削峰填谷的作用。此外，当地峰谷电价差在1倍以上，对数据中心而言也是一笔不错的收益。

但目前数据中心因对时间、安全、成本等多方面考虑，与电网互动的意愿有限。

多位受访者表示，一旦数据中心投入使用，就不会让设备闲置。彭飞表示，对很多大模型企业来说，现在是在和时间赛跑，从而把模型做得更优、更好。“时间比参与调峰的价值更高。”

在算力当前还难以响应电力调峰需求的情况下，有观点认为，数据中心配备的柴油发电机备用电源可以被利用起来充当灵活性调节资源。为保障自身的安全稳定运营，数据中心普遍会配备柴油发电机，作为应对突发情况的“终极防线”。由于当前电力系统的可靠性高，柴油发电机的利用率低。不过也有业内人士认为，柴油发电机频繁启停会加速部件磨损，增加故障风险，此外柴油发电的成本也不可忽视。

还有观点认为，可以探索用储能替代柴油发电机来增强数据中心的调节能力。只是柴油发电机目前更被数据中心“信任”。业内人士担心，如果用储能替代柴油发电机，一方面储能参与调峰进行放电，遇上突发事件会面临不能及时供电的风险；另一方面，A级数据中心柴油发电的燃料存储量需满足12小时的发电，配置相同规模的储能占地面积更大，成本更高。

南方电网贵州电网公司规划中心新型电力系统研究室总经理李庆生介绍，当前其团队正在研究数据中心集群共享备用电的应急供电方案，即以风光储多种电源组成共享备用电网络，替代柴油发电机，可帮助数据中心节省柴油发电机的投资和运维成本，在保障数据中心用电的同时，兼顾灵活性和绿色低碳。“这是一种新型的备用电替代方案，还需进一步验证其可靠性，以获得数据中心的信任，此外还需解决责任界面划分的问题。”

丁肇豪认为，在推动人工智能规模化商业化应用的背景下，电力系统首要还是应该做好提供安全可靠能源的角色。随着我国算力资源日趋充裕，加之算力业态对绿色低碳重视程度的持续提升，算和电之间互动的动力和机会将会逐步增加。

近期，南方电网贵州电网公司研发的“算力—电力映射模型”成功嵌入南方电网公司电算碳协同运营系统，可为算力调度、算电协同定价机制提供支撑。贵州电网公司信息中心运行维护部副总经理撒兴杰介绍，一方面，可以通过映射关系分析智算负荷可调空间，为算力调度提供决策依据；另一方面，可通过模型测算智算任务对应的电力需求，算力企业可以根据电力市场的电价及时调整算力报价、算力服务器负荷等，以达到效益最优。