数据中心运营商准备就电网灵活性进行谈判以交换更快互联时间表。
当美国面临电力可负担性危机,同时数十年来首次出现电力需求激增之际,联邦能源监管委员会(FERC)6月18日的命令明确要求系统运营商为灵活的大型负荷提供输电服务,这突显了一个紧迫的必要性:数据中心必须采用负荷灵活性。
益处是巨大的。一份2026年杜克大学尼古拉斯研究所的研究发现,仅仅1%-2%的数据中心峰值需求削减就能将电力价格降低0.5%-2.8%,同时保护电网可靠性。美国电力研究院(EPRI)的研究表明,这种灵活性是可以实现的,并能加速数据中心与电网的互联。
压力非常巨大。云计算需求全球范围内推动了这种紧迫性。据Halcyon首席战略官Nat Bullard介绍,从2025年第一季度到2026年第一季度,亚马逊云计算(AWS)业务增长28%,微软Azure增长40%,谷歌云收入激增63%。"这种高增长率出现在已经成熟的商业中,意味着总收入在两年内或更短时间内翻倍,"Bullard指出,"这些收入只能通过计算来服务,而计算只有在通电时才能服务。"
预测突显了挑战的规模。高盛5月报告称,美国数据中心电力需求将在2027年达到66吉瓦,相比2025年的31吉瓦,夏季峰值将从4.1%增至8.5%。EPRI预计数据中心到2030年可能消耗美国电力使用量的17%。
灵活性为多个利益相关方提供了解决方案。北美电力可靠性公司在其2026年大型负荷风险缓解指南中承认,数据中心灵活性可以降低电力需求,进而降低与维持可靠性相关的用户电费成本。针对数据中心的公众反对——主要围绕本地电力成本——可以通过灵活性来解决。公用事业部门、研究人员和分析人士一致认为,灵活性能加速互联、提升系统可靠性和系统利用率,从而降低电价。
EPRI的FlexMosaic框架将这一概念具体化。灵活性通过使运营商能够增加大型负荷同时保持可靠性和最小化基础设施投资,为电力系统增加"余量"。该框架确定了五类灵活性:A类支持电力系统在罕见极端应力下运行;B类管理日或周需求峰值;C类应对持久能源短缺;D类防御供应或需求的突然波动;E类提供频率稳定。灵活性等级取决于所需的通知时间、响应持续时间和频率,以及响应的深度和速度。具有D类和E类灵活性、能缓解本地热超载或电压下降的数据中心能释放最大的系统价值。
为实现灵活性,据EPRI新兴技术主管、DCFlex计划负责人Anuja Ratnayake介绍,数据中心可以利用三个支柱:受管工作负荷、降低AI设备能耗和备用电源。FlexMosaic的目标是标准化数据中心设计和纳入灵活性的公用事业程序。
工作负载灵活性是改变形势的创新。波士顿大学研究人员在6月报告称,当今的AI数据中心可以"以灵活性为核心运营原则进行设计"。建模发现,训练和推理工作负荷"可以在仍满足服务质量要求的前提下,提供相对于平均功耗18%-55%的灵活性"。
Emerald AI展示了这在实践中如何运作。该平台作为公用事业与数据中心之间的编排和优化层运作,将电网要求转化为操作上可行的调度目标,同时保持公用事业调度权威。"每一个公用事业-数据中心互动都由双方预先同意的操作参数控制,"Emerald AI产品负责人Mansi Shah表示。公用事业部门定义事件参数,包括最大幅度、最短通知期、频率限制和事件持续时间。数据中心设置"硬底线,在所有情况下保护关键工作负荷和基础设施"。这种安排让公用事业部门相信合同灵活性将可靠执行,同时向数据中心保证操作和技术边界永远不会被违反。
该方法已在示范项目中得到验证。使用Emerald AI软件的EPRI、英伟达和公用事业示范已证明训练工作负荷可以暂停或减速,推理查询可重定向到压力较小的数据中心。在同行评审测试中,Emerald AI平台在盐河项目(Salt River Project)的三小时峰值期间将AI工作负荷提升25%。另一项测试将工作负荷从弗吉尼亚州转移到伊利诺伊州,没有服务降级。一项英国测试在一分钟内将AI负荷降低三分之一以上,同时保护关键计算。波特兰通用电气的测试在模拟天气紧急情况下显示电力削减20%。
这些示范已实现高达40%的灵活性率,为灵活性而设计的未来基础设施有望带来重大改进。该公司已证明了"时间灵活性"(通过减速或暂停AI工作负荷)和"空间灵活性"(通过在全国范围内重定向低延迟敏感负荷到有可用电力的地方)。
在2026年底,EPRI、英伟达、Emerald AI及合作伙伴计划在弗吉尼亚州马纳萨斯启动96兆瓦的Aurora AI工厂上线运营,在为此目的设计的数据中心中验证规模化工作负荷灵活性。
剩余的挑战是标准化公用事业与数据中心之间的协议。一项即将开展的EPRI主导试点将填补这一空白,Emerald AI与为20平方英里范围内58个数据中心提供服务的硅谷电力公司(SVP)合作。在第一阶段,Emerald AI正在与英伟达数据中心开发双向通信平台,使SVP能够监控实时负荷,发送信号以响应热浪或闪电等模拟事件减少负荷,并验证减少情况。SVP还必须保持对合同灵活性的完全控制。