数据中心与电网协同——数字网络协同的重要保障对于本学科的大型基础设施，“网”的内涵更加丰富。数据中心的正常运行与电力保障密切相关，因此“数据中心”与“电力网络”的协同发展也十分重要，将是“数字网络协同”的重要保障。数据中心和电网的发展相辅相成。一方面，数据中心具有调节电网需求侧的潜力：多年来，国家一直在加强电力需求侧管理的实施，落实国家节能减排战略，促进优化合理配置电力资源，从而降低能源消耗和用电负荷。与需求侧的其他资源相比，数据中心具有实时的功率响应、可转移性和调节能力。它是巨大的需求响应资源，在缓解电网拥堵、消纳新能源方面具有得天独厚的优势。目前已有数百个数据中心参与应急需求响应，成功避免了整个北美地区的大面积停电。另一方面，电网是维持数据中心运行的最重要因素：数据中心是电力需求比较大的主体，因此在选址时会充分考虑电网的分布情况和数据中心的布局。为了保证业务的可靠性，数据中心通常具有冗余性，在设计时就为数据中心规划了充足的电力资源。同时，数据中心的用电量规模也是业界关注的焦点。2018年全球数据中心用电规模为205TWh，占全球用电规模的1%；据测算，2019年我国数据中心用电规模超过700亿千瓦时，占全国用电规模近1%。虽然数据中心与电网紧密相连，但目前两者的运营和规划基本是分开的。自己的能源消耗，而不将其作为需求响应资源整合到整个电网的更大环境中。数据中心是一种具有调节潜力的资源。如果在电网规划中充分考虑数据中心的调节作用，将充分提高电能利用效率。二是数据中心为保证高可靠性而设置的高冗余配置，造成了一定的电网资源闲置。通常引入的两条市电线路中，一条作为备用长期闲置，不能纳入电网规划或运行。电力部门被迫对数据中心运营商施加一些刚性消耗指标来弥补这种浪费，而数据中心运营商出于对用户或相关标准的考虑也无能为力。三是数据中心集群概念逐渐形成。不少地区呼吁电厂直送，支持数据中心建设。但是，目前在规划和实施上存在着种种困难。第四，数据中心本身耗电量大，同时为了保证业务的可靠性，对电网的质量要求很高。这对电力资源稀缺或电网质量不好又想发展数据中心的地区造成了一定的压力。长期来看，数据中心和电网将依托“数网协同”走向高质量发展。首先，在电网规划中充分考虑数据中心的调节功能，设计适合数据中心的模式。数据中心是一个巨大的需求响应资源，其在缓解电网拥堵、吸纳新能源方面的作用应深入研究，让“数据中心”与“电网”真正实现共同发展。其次，针对数据中心高冗余特性造成的资源浪费，应适当探索电网与数据中心的新型合作模式。2019年，全国城市地区用户平均停电时间为4.50小时/户。其中，上海、深圳、厦门用户平均停电时间不足1小时/户。2000年，全国城镇用户平均停电时间为9.767小时/户。以上数据反映出供电可靠性在不断提高，行业对市电的呼声逐渐高涨。因此，在一些电力条件较好的地方，数据中心和电网可以根据实际情况适当采用一些新的合作模式来解决高冗余。冗余分配导致的闲置资源问题。第三，可以考虑将发电厂的电力直接送到数据中心集群。作为稳定、耗电大的数据中心集群，这种方式可以减轻电网的负荷，也可以降低一定的并网成本，使数据中心和电厂的效益最大化。最后，数据中心的绿色发展应进一步加强相关技术研究、测试评价和节能改造。通过应用新技术和提升管理能力，不断降低数据中心的运行PUE，从而提高数据中心的能效和绿色水平，不断推动“数字网络协同”的健康发展。
