CEEP-BIT北京理工大學(xué)能源與環(huán)境政策研究中心能源經(jīng)濟(jì)與環(huán)境管理北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室SejingKeyLaboralonyotEnorgyEcoIELBSERVA數(shù)據(jù)中心綜合能耗及其多元靈活性價(jià)值挖掘與實(shí)現(xiàn)BEIJINGINSTITUTEOFTECHNOLOGY王永真北京理工大學(xué)中文網(wǎng)址。英文網(wǎng)址：背景概述Background

Statement北京理工大學(xué)2模型構(gòu)建WodeiArchi目錄CONTENTS3預(yù)測(cè)結(jié)果orecast

Result相關(guān)成果Policy

Suggestion算力-電力協(xié)同的必然趨勢(shì)數(shù)據(jù)中心用電量及靈活性的預(yù)測(cè)及辨識(shí)口綠電數(shù)字支撐消費(fèi)口綜合電力瓦特算力比特能效口安全可靠+綠色發(fā)展●可靠性高普惠共享1+1>2全要素生產(chǎn)率提升新型電力系統(tǒng) 綠能支撐 數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施是信息比特與能源瓦特協(xié)同共贏的關(guān)鍵、是算力-電力協(xié)同發(fā)展科學(xué)布局的前提德隊(duì)期程學(xué)認(rèn)精m宏觀視角下數(shù)據(jù)中心宏觀綜合能耗布局函學(xué)以精Z預(yù)測(cè)結(jié)果 電量負(fù)荷均值：5257.612030年全國(guó)數(shù)據(jù)中心用電量將達(dá)到5257億kWh（均值）用電量：數(shù)據(jù)中心>采礦業(yè)、計(jì)算機(jī)、通信電子制造業(yè)等行業(yè)2030年數(shù)據(jù)中心預(yù)測(cè)用電量占全國(guó)用電量估計(jì)中微費(fèi):

5112,

93值+標(biāo)準(zhǔn)：686.72均標(biāo)準(zhǔn)：3908503.1%標(biāo)準(zhǔn)差為1348kwh均值-標(biāo)準(zhǔn)差5.1%均值+標(biāo)準(zhǔn)差用電量：數(shù)據(jù)中心>采礦業(yè)、計(jì)算機(jī)、通信電子制造業(yè)等行業(yè)總用電量（億kh）數(shù)據(jù)中心2030年全年負(fù)荷數(shù)據(jù)落在均值土標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)的比例為70%德以期程學(xué)以精z*2030年全國(guó)用電量按13萬(wàn)億kWh計(jì)預(yù)測(cè)結(jié)果電力負(fù)荷2030年全國(guó)數(shù)據(jù)中心電力負(fù)荷：1.05億kW（均值）數(shù)據(jù)中心算效水平是影響數(shù)據(jù)中心電力負(fù)荷的關(guān)鍵因素350個(gè)均值:1.05--中數(shù)：1.03...均標(biāo)水格1.26均值-標(biāo)準(zhǔn)：0.85約為電解鋁工廠的電力裝機(jī)8(30萬(wàn)kW)2030年全國(guó)數(shù)據(jù)中心電力負(fù)荷均值1500萬(wàn)個(gè)回總負(fù)荷(億kW)家庭報(bào)裝用電(7kW)電力負(fù)荷相當(dāng)于約350個(gè)電解鋁工廠的電力裝機(jī)，約1500萬(wàn)個(gè)家庭報(bào)裝用電德以期程 學(xué)認(rèn)精Z6預(yù)測(cè)結(jié)果 水耗大小2030年全國(guó)數(shù)據(jù)中心的耗水量：2628億L（均值）水利用效率WUE值是影響數(shù)據(jù)中心水耗的關(guān)鍵因素..凈值：269881中位數(shù)：2507.36航+標(biāo)準(zhǔn)范：3435.50購(gòu)值-標(biāo)準(zhǔn)卷：1822.123000數(shù)據(jù)中心與其他用水量對(duì)比12)數(shù)據(jù)中心2030年用水量■百座300兆瓦火電廠全年用水量■北京市2023年全年生產(chǎn)生活用水2628.81250000021500664.35226.510005000用水量耗水量（單位：億L）水耗約為304座30萬(wàn)干瓦火電機(jī)組全年消耗，約是2023年北京市用水的11倍德以期程學(xué)以精飛7預(yù)測(cè)結(jié)果碳排規(guī)模2030年全國(guó)數(shù)據(jù)中心碳排放量：3.1億噸（均值）碳利用效率CUE是影響數(shù)據(jù)中心碳排的主要因素4542.32030年各領(lǐng)域碳非放量對(duì)比均值:

3.08中位數(shù)：2.99均值+標(biāo)準(zhǔn)差：3.90均值-標(biāo)準(zhǔn)差：2.27占2030年全國(guó)二氧化碳排放的3.11%80'2.14歌排放量（單位：億噸）2030年數(shù)據(jù)中心磁排放2030年CCUS減排需求[1]2030年電力碳排故[2]碳排放占2030年全國(guó)總碳排放量的3.1%（按均值+標(biāo)準(zhǔn)差）學(xué)認(rèn)精Z【1國(guó)家第源局：[2]器一碼，等，中國(guó)碳達(dá)降碳中和時(shí)間表號(hào)路線研究]北京理工人學(xué)學(xué)報(bào)，2022微觀視角下的靈活性釋義數(shù)據(jù)中心靈活性體現(xiàn)在算力側(cè)、電力側(cè)和熱力側(cè)三部分：-

算力側(cè)：算力負(fù)載的時(shí)間可轉(zhuǎn)移性和空間可轉(zhuǎn)移性以及服務(wù)器單位算力能耗的隨負(fù)載率的可調(diào)節(jié)性，電力側(cè)：備用電源（如燃?xì)廨啓C(jī)和柴油發(fā)電機(jī)等）儲(chǔ)能設(shè)備與電網(wǎng)峰谷電價(jià)等之間的交互關(guān)系熱力側(cè)：數(shù)據(jù)中心溫度可調(diào)性，冷卻系統(tǒng)功率可調(diào)性以及數(shù)據(jù)中心建筑空氣、機(jī)架等虛擬儲(chǔ)能特性，能源、負(fù)荷特征柔性力韓移（可容界聯(lián)退）T2容尊力靈活性期力時(shí)間與空期轉(zhuǎn)移幕力-電力力發(fā)電腦出力應(yīng)供電力靈活性熱力靈活性電力靈活性DC2務(wù)互動(dòng)調(diào)節(jié)元素德以期理學(xué)認(rèn)精Z9預(yù)測(cè)結(jié)果 單體靈活性以MW級(jí)的第三方的數(shù)據(jù)中心為例，靈活性資源的容量大小占比可達(dá)47%電力側(cè)靈活性資源可達(dá)0.25MW，算力側(cè)靈活性資源可達(dá)0.10MW，算力側(cè)靈活性資源可達(dá)0.12MWD電力靈活性資源0.25MW(25%)協(xié)同利用00+000?算力側(cè)靈活性資源0.10MW(10%)?熱力側(cè)靈活性盜源0.12MW

(12%)MW級(jí)數(shù)據(jù)中心可利用靈活性資利用靈活性資源效益（成本、能耗、碳排放）以單體數(shù)據(jù)中心為規(guī)劃調(diào)度自標(biāo)展開研究，結(jié)果表明：此規(guī)劃調(diào)度策略能夠降低該數(shù)據(jù)中心23.2%的碳排放、16.9%的能耗及21.3%的經(jīng)濟(jì)成本。且熱力靈活性不能被忽略，且各個(gè)靈活性相互交織德以期理學(xué)以精

“現(xiàn)有電價(jià)體系及排放特性下10預(yù)測(cè)結(jié)果 整體靈活性預(yù)測(cè)2030年，數(shù)據(jù)中心靈活性資源相當(dāng)于19.2%~33.3%的抽水蓄能的裝機(jī)*算力側(cè)可調(diào)度負(fù)荷在1.5萬(wàn)MW左右，熱力側(cè)可調(diào)度負(fù)荷在0.8萬(wàn)、1.7萬(wàn)和2.5萬(wàn)MW左5PUE=1.2PUE=L340001.91.512.41.5400200:2300.52中心

(性)想需中心

(攝)239%2030年數(shù)據(jù)中心靈活性資源預(yù)測(cè) 2030年兩類靈活性資源比較 2030年數(shù)據(jù)中心靈活性資源占比預(yù)測(cè)PUE是影響熱力靈活性的關(guān)鍵因素，PUE從1.2到1.4，靈活性占比分布為21%~42%在電力側(cè)具備約0.26億kWh的UPS儲(chǔ)能和2.1億kWh的柴油發(fā)電機(jī)備用電源德以期程 學(xué)認(rèn)精Z

*中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見（2024年7月31日）11電力-算力-熱力協(xié)同：綜合能源與微電網(wǎng)1232:05學(xué)以精2后續(xù)...在多級(jí)電力市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)響應(yīng)下如何保證服務(wù)質(zhì)量的情況下讓數(shù)據(jù)中心安全的響應(yīng)？多尺度電消費(fèi)算電互動(dòng)余熱利用池化濟(jì)直力經(jīng)

求響算電協(xié)同第力服務(wù)制算熱耦合效PUE規(guī)劃調(diào)虛算力服務(wù)電幕磁協(xié)網(wǎng)熱利用高效制冷

公高電算碳協(xié)同焊電置連傳以期理學(xué)以轉(zhuǎn)Z技術(shù)路線電力-算力-熱力協(xié)同可分為宏觀，介觀、微觀現(xiàn)有研究多集中在宏觀和介觀的場(chǎng)景邊界（新建）、微觀研究→ 力電力SR機(jī)柜服務(wù)器實(shí)物示修(濾冷模式)數(shù)據(jù)中心限有優(yōu)化研究進(jìn)界拍象(凌冷模式)本項(xiàng)目關(guān)注的現(xiàn)有不是本項(xiàng)目切入60%在右電力-算力-熱力協(xié)同示意金優(yōu)化空期40%左6BARE47U0SM宏觀力臺(tái)輕理系院廣義尊力網(wǎng)（運(yùn)、算、存）與電力網(wǎng)介觀育力綜音萄源飾產(chǎn)消零（電算熱協(xié)間）歐中心全標(biāo)聯(lián)動(dòng)（IT+OT）數(shù)據(jù)中心德以期理 學(xué)以轉(zhuǎn)工

王永真來通的噸熱型準(zhǔn)，凈子器電力高力-熱力的間單下款據(jù)中心準(zhǔn)密機(jī)/E全動(dòng)用究中國(guó)學(xué)熱平和學(xué)，2025.55(02)213-232全棧雙層優(yōu)化及控制任務(wù)偏差為0.73%（均方根誤差），同時(shí)將芯片溫度約束！平均PUE為1.14，任務(wù)周期內(nèi)總成本節(jié)省了17.75%該雙層優(yōu)化策略在24小時(shí)內(nèi)完成21600模染任務(wù)，在50~70℃安全范圍內(nèi)，冷卻流量跟蹤誤差<5%，累計(jì)總成本402kW1各項(xiàng)性能雷達(dá)圖任務(wù)量與電價(jià)隨時(shí)間變化圖實(shí)際負(fù)載率與實(shí)際負(fù)載率隨時(shí)間分布圖實(shí)際范片溫度與參考芯片溫度胞時(shí)間變化圍實(shí)際冷卻流量與參考冷想流量跑時(shí)間變化圖數(shù)據(jù)中心設(shè)備功率胞時(shí)間分布圖德以期程學(xué)以轉(zhuǎn)Z總結(jié)面向人工智能算力基礎(chǔ)設(shè)施的綠色低碳發(fā)展的重大需求，探索了算力-電力-熱力交叉協(xié)同的學(xué)科理論及技術(shù)，相關(guān)成果發(fā)表于Nature子刊、Theinnovaton等期刊，牽頭重要標(biāo)準(zhǔn)和白皮書，形成了算力與電力交叉融