AI数据中心电力危机：电网面临新挑战
一条断线暴露的AI数据中心隐患
本周，华盛顿特区外的一条电力线路发生故障。通常情况下，电网仅需几秒钟即可从此类事件中恢复。然而，此次事件却花费了超过10分钟的时间，原因是超过300万千瓦的数据中心几乎同时停止从电网获取电力。
电网遭遇罕见波动
根据Ting Labs收集的数据，这一事件导致PJM电网的电压从弗吉尼亚北部到芝加哥地区出现急剧波动。Ting Labs是一家通过民众插座运行物联网传感器网络的初创公司。
虽然此次事件并未造成停电，但确实导致整个地区的灯光闪烁。这一事件展示了数据中心对电网可能产生的影响，专家们相信这类影响将变得越来越频繁。
数据中心高度集中的地区
弗吉尼亚北部位于PJM电网管辖范围内，拥有全球最集中的数据中心集群。
“这就像煤矿里的金丝雀，是危险的预警信号，”ON.Energy首席技术官里卡多·德·阿泽维多对TechCrunch表示。他补充说，这类涉及数据中心等大型负载的事件”正变得越来越频繁”。
事件背后的连锁反应
此次事件与两年前在PJM电网发生的类似事件相呼应，如果数据中心不能更优雅地处理电力供应中断，它可能预示着更大规模事件的到来。PJM互联公司管理着从新泽西到伊利诺伊州的电网，服务6700万客户，是美国最大的电网运营商。
当本周电力线路故障时，它触发了数据中心切换到备用电源，根据PJM数据，约310万千瓦的负荷在约30秒内消失。电网似乎有所恢复，但不久后又有额外的负荷被切断。在峰值时，PJM电网上有额外349万千瓦的电力。又过了11分钟，电网才趋于稳定。据路透社报道，当时断开连接的数据中心约占PJM总需求的3%。
电网平衡的重要性
几个百分点的波动可能听起来不算什么，但电网需要近乎完美的平衡状态运行，供需必须紧密匹配。如果不匹配，电压可能会下降或上升。电网和连接到它的设备可以承受小幅波动，但如果这些波动变得太大，它们会触发电网或单个设施内的安全机制，导致它们断开连接。
当弗吉尼亚北部的数据中心检测到故障电力线路引起的波动时，它们切换到备用电源，从而从电网中移除了它们的负载。随着更多数据中心的切换，它们从电网中移除了更多的负载。最初相对较小的供应下降变成了更大的需求下降，导致供应激增并使灯泡闪烁。
数据中心的瞬时决策
大多数数据中心的决策在瞬间完成，本周断开连接的数据中心似乎也不例外。当电压下降到达它们时，它们都在几秒钟内决定断开连接，独立电力系统的高级市场模型专家阿里·扎因·班纳特瓦拉表示。
“我们需要找到一种方法，让这些相邻的负载能够有序地断开或重新连接，”他说。一个更有序的过程将使电网运营商能够提前制定更强大的程序。
应对方案：新型电源系统
或者，数据中心可以设计为吸收波动而不是回避它们。一家初创公司ON.Energy一直在开发一种产品，帮助数据中心和电网度过本周发生此类事件。
该公司为整个数据中心园区开发了不间断电源系统，不仅覆盖服务器，还包括冷却器和其他设备。该公司本质上通过连接到先进电力转换设备的一组电池将数据中心隐藏起来。电网”看到”的是一个稳定、行为良好的负载，而不是数据中心每个部分的峰值和谷值。ON.Energy的系统允许数据中心增加或减少计算工作负载，包括AI训练，而不会干扰电网。
更重要的是，它还意味着数据中心可以吸收来自电网的电力波动。ON.Energy的系统可以使用任何多余的电力为电池充电，如果流量下降，系统可以向服务器供电。此外，它可以在毫秒级内跟随电网的引导，防止导致PJM本周问题的电压下降或激增。
行业应对与未来展望
德·阿泽维多表示，ON.Energy目前正在四个不同的数据中心园区总计安装300万千瓦的系统。
电网管理者也已经意识到这一问题。例如，德·阿泽维多说，ERCOT将要求像数据中心这样的大型负载”穿越”中断，而不是立即断开。
然而，时间正在流逝。本周的大规模断开连接是2024年类似事件的两倍大，当时60个数据中心同时断开，从电网拉走了150万千瓦的负荷。据能源经济研究机构Synapse Energy Economics称，当时数据中心约占PJM负荷的6%。到2040年，这一比例预计将达到24%。如果问题不能很快得到解决，情况可能会变得更糟。
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