本周,华盛顿特区附近一条输电线路发生故障。通常电网仅需数秒即可恢复,但此次耗时超10分钟,原因是数据中心几乎同时停止抽取超3吉瓦电力。
据物联网传感器初创公司Ting Labs数据,该事件导致PJM电网(北弗吉尼亚至芝加哥段)电压出现尖峰。虽未引发停电,但造成灯光闪烁,凸显了数据中心对电网的潜在影响,且专家预计此类情况将愈发频繁。
北弗吉尼亚州位于PJM辖区内,拥有全球最密集的数据中心集群。ON.Energy首席技术官Ricardo de Azevedo向TechCrunch表示:“这就像煤矿里的金丝雀。”他指出,涉及数据中心等大型负载的事件正“越来越多地发生”。
此次事件与两年前PJM电网事故类似。若数据中心无法更优雅地应对电力中断,可能演变为更大规模事故。PJM Interconnection管理新泽西至伊利诺伊州电网,服务6700万客户,是美国最大电网运营商。
电网波动机制分析
PJM数据显示,本周输电线路中断触发数据中心切换备用电源,约3.1吉瓦负载在30秒内消失。电网短暂恢复后又有其他负载掉线。峰值时电网额外承载3.49吉瓦电力,历时11分钟才趋于稳定。路透社报道指出,当时断开的数据中心约占PJM总需求的3%。
百分之几的波动看似微小,但电网需维持供需近乎完美平衡。失配会导致电压下降或飙升。小幅波动设备尚可容忍,过大则会触发安全保护机制致其断连。
当北弗吉尼亚数据中心检测到输电故障引起的波动时,纷纷切换备用电源并移除负荷。随着更多数据中心跟进,原本较小的供给下降转化为更大的需求下降,导致供给激增及灯光闪烁。
Independent Electricity System Operator高级市场模型专家Ali Zain Banatwala告诉TechCrunch,大多数数据中心会瞬间决策,本周断连者亦然。电压下降到达时,它们在数秒内相继决定断开。“我们需要找到一种方法,让这些相邻负荷依次断开或重新连接,”他表示,有序过程有助于电网运营商制定更稳健程序。
技术解决方案与行业趋势
另一种思路是让数据中心吸收而非回避干扰。初创公司ON.Energy开发的产品旨在帮助数据中心及电网度过此类事件。
该公司为整个数据中心园区开发了涵盖服务器、冷水机组等设备的不间断电源系统,实质上是将数据中心隐藏在电池组与先进电力转换设备中。电网“看到”的是稳定平滑负载,而非各部分产生的峰谷值。该系统使数据中心能灵活调整计算工作负载(含AI训练),且不干扰电网。
更重要的是,该系统可吸收电网功率波动:不因波动断连,而是利用多余电力充电;供电下降时则向服务器输送电力。此外,它能在毫秒级跟随电网变化,避免电压暂降或浪涌问题。
de Azevedo透露,ON.Energy正四处数据中心园区安装总容量达3吉瓦的系统。
电网管理者已意识到此问题。例如,ERCOT将要求数据中心等大型负荷在电网中断期间“穿越”故障并保持运行。
然而时间紧迫。本周大规模断连事件是2024年类似事件的两倍(当时60个数据中心同时断开,拉走1.5吉瓦负载)。Synapse Energy Economics称,彼时数据中心占PJM负载6%,预计2040年将达24%。若问题不能尽快解决,情况或将急剧恶化。

