电力与算力协同发展蓝皮书

汇报人：谢人超2025年11月04日 发展需求一新型电力系统应运而生 2023年6月，国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书》，强调新型电力系统需要推进电力系统和网络、计算、存储等数字基础设施融合升级，建设适应新能源发展的新型智慧化调度运行体系，实现电力系统生产、经营管理等核心业务数字化转型。》特征： 》内涵： 以确保能源电力安全为基本前提，以满足经济社会高质量发展的电力需求为首要目标，以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务，以源网荷储多向协同、灵活互动为重要特征，以坚强、智能、柔性电网为枢纽平台，以技术创新和体制机制创新为重要保障的新时代电力系统安全 新型电力系统的提出对数据处理高效性、资源安全性、绿色环保、智能化与自动化等提出了更高的要求，加速了“电算协同”的发展趋势 发展需求一算力需求指数型增长能耗问题日趋明显 ■全球、「中国算力需求和数据存储资源需求呈现爆发式增长，能耗、碳排放等指标也随之快速增长 到2035年，中国数据中心和5G总用电量约是2020年的2.5-3倍，将达6,951-7,820亿千瓦时，将占中国全社会用电量5-7%。同时，2035年中国数据中心和5G的碳排放总量将达2.3-3.1亿吨，约占中国碳排放量的2-4%，其中数据中心的碳排放将比2020年增长最高103%，5G的碳排放将增长最高321%。 随着新型超算智算任务和大模型训练存储需求大幅提升，算力的电力消耗和温室气体排放也持续增长，发展绿色协同已经成为我国建设数字经济底座设施和展现节能减碳大国担当的重要命题 电力与算力协同发展蓝皮书 推动“绿色算力、清洁能源、智能网络”协同发展为核心自标，围绕规划、技术、市场三大协同路径，构建电算融合新体系的总体框架，分析电算协同关键使能技术，展望未来在AI智能体驱动下电算一体化演进方向，为政、产、学、研各界提供具有系统性、「前瞻性与可操作性的参考 蓝皮书聚焦点 既述全球电算协同趋势与我国现状，指出算力与能源区域错配及“东数西算”“绿发展背景电直”等政策推进，揭示布局、技术与市场协同的迫切需求。 提出规划、技术、市场三大协同路径，构建“源一网一荷一储一算体系，实现全局统筹、系统优化与长效激励的协同发展格局。 电力与算力协同发展四大聚焦点 建议强化顶层设计与标准体系，完善市场与监管机制，推进科技创新与示范试点，形成政策引导、创新驱动的协同生态本蓝皮书聚焦电力与算力协同发展的战略方向，立足全球态势与中国实践，系统解析电算协同的时代背景与 展望智能化、绿色化的电算融合未来，重点布局异构算力建模、多能协同调度与数字李前沿趋势生等前沿方向，打造智能一体化基础设施。月 现实挑战，提出规划、技术、市场三位一体的核心路径，前瞻智能化、绿色化、体系化的未来演进趋势，并从顶层设计、标准体系与政策机制层面给出系统性建议，旨在构建国家级电算融合的协同发展新格局 (1）发展背景一全球发展国际经验 ■各国从战略高度积极布局电算协同及相关产业 关国还境保护署发布《缘色电力采购指南》，旨在购买绿色电力，以减少碳非放 电力与算力协同发展已成为全球共识，方向清晰、意义深远，具备绿色能源优先，技术创新驱动显著机制与政策并重特点。 （1）发展背景一中国发展现状 工信部、发改委、能源局、数据局等单位发布多项政策文件，推动电算协同发展 2023年10月，工信部等6部门联合发布《算力基础设施高质量发展行动计划》，提出“算力+能源”，加快建设能源算力应用中心，支撑能源智能生产调度体系，实现源网荷互动、多能协同互补及用能需求智能调控。 ●2024年8月，国家发改委、能源局、数据局联合印发《加快构建新型电力系统行动方案（2024～2027年）》，明确加快推进实施一批电力与算力协同项目，统筹数据中心发展需求和新能源资源赋，开展算力和电力基础设施协同规划布局 ·2025年5月，国家能源局发布《新型电力系统建设第一批试点通知》中强调探索新能源就近供电、聚合交易、就地消纳的“绿电聚合供应”模式，提高数据中心绿电占比 随着“东数西算”等国家战略的深入推进，算力网络与电力网络的深度融合已成为构建新型算力基础设施和新型能源体系，实现“双碳”目标的核心驱动力。 (1）发展背景一绿电直连打通企业绿色能源“最后一公里’ ■2025年5月，国家发展改革委与国家能源局联合发布了《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》(发改能源【2025】650号），首次以国家层面明确了绿电直连的定义与监管框架。 绿电直连不仅能解决企业用电和减排压力，还可优化能源结构，实现绿色低碳发展但仍面临诸多挑战，需在政策、技术与市场机制层面协同突破 （2）核心路径一全局性布局与系统性整合 规划协同一顶层架构发展提供方向 明确区域性功能。加速“东数西算”与“西电东送”更深层次的呼应与联动。 加快电力与算力协同生态建设。优化可再生能源供给体系与加速布局算力基础设施 中心层，超算与智算中心承担核心算力的集聚与高性能计算任务边缘层，依托园区和城市级节点承担实时处理与低时延响应终端层，终端设备与嵌入式节点支撑即时感知与数据预处理。三者协同联动，满足多样化算力应用的需求，在能源供给与负荷分配上形成分级响应与优化调节。 （2）核心路径一从单一优化到系统级创新 ■技术协同一落地实施提供工具 电源侧：清洁能源深度融合与源头减碳构建多元化的清洁能源体系，实现算力基础设施绿色供能与源头减碳。 算力设施侧 电源侧 》清洁能源供给体系构建》风光水储氢资源利用》分布式光伏推广》能源直供园区示范建设 》能效管理与优化》多层次供电保障体系构建异构资源池化》标准化技术体系 电网侧：智能互联与跨区调度能力提升构建智能化、柔性化的新型电网体系，承担起清洁能源与算力节点之间的高效连通职能。 算力设施侧：绿色运维与能效优化。构建高效节能的算力运维体系，实现算力基础设施的绿色转型与能效提升。 用户侧 电网侧 》大规模智能感知与监测》跨区互联传输与调度》电网负荷柔性预测》高质量安全保障体系 >算力弹性供给与电价联动储能+算力聚合》虚拟电厂构建》多样化商业模式 用户侧：柔性调度与模式创新。构建以用户为核心的多元协同体系，实现从能源与算力的被动消费向主动参与转变， （2）核心路径一加速机制创新与激励机制 市场协同一持续运行提供动力 电算一体化的综合能源服务模式 推动多元化市场机制的建设 完善电力现货市场与辅助服务市场，实施差异化电价与碳积分奖励，引入绿色电力消费凭证与碳配额制度。 通过统一的资源调配策略与能碳管理模型实现深度融合从单一的技术协同走向全面的产业协同。 制度保障与标准体系构建 绿色电力交易与算力调度的联动 建立算力任务与绿电交易之间的动态映射关系，使算力设施能够依据绿电价格变化 建立覆盖数据模型、调度接口、交易机制的统一标准体系，鼓励区域开展示范试点设计透明的激励与约束机制。 的智能基础设施3）发展愿景：构建“电算一体” 发展愿景 演进方向 体系结构的一体化与智能化 通过构建覆盖“源一网一荷一储一算”的全链路协同体系，实现能源供给与算力负荷的动态匹配、智能调度与全局最优 运行机制的市场化与自治化 以数据驱动、算法决策和可信交易为核心，形成电算资源可量化可交易、可验证的新型市场生态 发展模式的绿色化与融合化 通过绿电直连、新型储能、可再生能源友好算力中心等创新形态，推动电算体系在高比例新能源条件下实现清洁供能与碳效协同 电算深度协同正成为推动数字经济与绿色能源双重转型的关键支点，其发展逻辑由“局部试点，被动支撑向”体系贯通、主动优化”转变，战略意义已从基础设施层面上升为国家能源与数学治理能力的核心体现 4）前沿技术与创新：异构电算资源的统一建模与智能纳管 资源建模与能力抽象 构建统一的电算资源建模框架，采用阶梯式、模块化构建技术，对电算指标分类，设计具有灵活组合、可动态调整的分级体系化标准化表达，形成可调度可比对的虚拟单元（VirtualUnit，VU），为电算协同调度提供抽象载体 ■异构电算编排与统一调度 采用双时间尺度调度方法进行系统的优化调度，以运维成本为目标，考虑各电力耦合设备约束和需求响应约束，实现异构资源的统一调度与按需编排，满足不同计算任务对性能、时延、能耗的差异化要求 标准化接口与协议体系 面向电算平台与应用接入侧，建设支持OpenAPl、gRPC、ONNXRuntime等协议的标准化接口体系，确保多厂商、多系统环境下的资源能力可识别、可调用、可复用 ■自治控制与边缘纳管 构建“中心+边缘”双层纳管体系，在边缘节点部署智能代理模块，实现算力资源的状态感知、自主注册、动态调控与异常恢复，降低系统整体运维复杂度增强纳管系统的可扩展性与鲁棒性 以标准建模、智能编排、协议互通与自治控制为总体思路，从底层资源到上层服务形成贯通的技术链条依托容器化和微服务化技术实现多架构资源的融合编排与灵活调用，为电算协同系统提供稳定、可折展的算力基础设施 多能互补的电算融合协同调度4)前沿技术与创新： 、为推动“东数西笋”力集群整体绿色集约化发展，从算力节点的源、网、荷、储整体运行链条进行统筹规划： 能源侧使用光伏、果油发电等能源供给系统连接关键负荷单元，在能源与信息技术支择下，形成算力能源互联网，维持瞬时平衡稳定的供电体系，从而保证算力中心的安全低成本用电： 算力节点的源网荷储一体化将成为能量流数据流深度融合的数字能源生态系统，天天提升绿色清洁能源利用效率，降低碳排放 通过“源网荷储”一体化与“多能互补”协同机制的构建，能够实现算力需求与电力共给的双向优优与动态协调，从而推动绿色、稳定与经济化的电算融合发展 (4）月前沿技术与创新：电算一体化智能感与预测模型 网络资源监测系统 网络资源感知通过信道监测手段和API接口与网络控制器进行连接，网络资源感知能够详尽地探测网络中的各项指标。 算力资源监测系统 算力资源监测系统可采用智能型平台管理接口和Prometheus等先进监控系统，实现对算力硬件设施和操作系统指标的全面信息采集。 电力算力一体化感知的最终目标是实现电算网资源服务与能源供应的有效耦合。这意味着在分配算力资源时，系统不仅考虑用户需求，还必须考虑能源的实时供应情况。通过这种方式，可以优化资源利用，减少对非可再生能源的依赖，并逐步实现低碳排放的目标。此外，这也有助于降低对碳配额和碳排放的依赖推动环境可持续性。 能源监测系统 能源监测系统在源头上针对能源供应企业的绿电供应与非绿电供应进行感知，包括监测能源节点的能源产出情况，区分可再生能源（绿电）和非可再生能源。 通过面向时域的自适应算网能资源感知模型，动态优化资源分配，确保在任何时刻都能够满足不同业务需求，实现更稳定、高效的服务， （4）前沿技术与创新：生成式智能驱动的自适应决策与控制 意图驱动的电算融合 结合意图网络相关技术，将用户的意图转译成网络可理解、可执行的指令，并通过对基础设施进行自动配置来进行功能实现，实现面向多元用户的电算自动化全场景按需服务。 电算策略智能生成机制 基于生成式AI技术将打造全新的电算设计范式，取代人类专家在电算设计、建设、维护、运行和优化中的工作，并能够根据场景自动优化电算策略，使能电算全生命周期自动化。 电算智协同自适演进 利用不同节点感知的差异性、计算资源的互补性数据的共享性、节点间的交互性，通过多智能体协司感知、终身学习与持续演化等来解决利用单一智能体难以解决的复杂问题，构建具有持续演进能力的智能电算系统。 围绕着构建电算融合一体化的建设目标，在系统全生命周期引入“智能”实现全流程的智能化、自动化自主化，进行“电-算-智”的协同选代，提升业务服务质量和用户的服务体验 （4）前沿技术与创新：面向电算协同的全周期高实时数字李生 电算李生场景面临绿电发电不确定性大、多能源系统复杂性高、环境变化复杂等问题，导致数据采集难度大、多维资源建模困难，数字李生模型准