2025年算电协同探索：数据中心的灵活性挖掘研究报告

个人与团队简介 北京交通大学智慧能源电力系统团队 陈敏北京交通大学副教授 自前研究方向：1负荷侧调控，尤其聚焦算力-电力协同场景下的算力中心负荷灵活性挖掘研究。 团队带头人和敬涵教授，IEEEFellow团队现有教授5名，副教授8名，高级工程师1名，在读博士/硕士研究生140余名长期研究智能电网与能源互联网运行、保护、控制和恢复科研项80余项，发表学术论文500余篇，专利70余项 工作/教育背景： ·2025.06至今，北京交通大学电气学院，副教授·2021.07-2025.06，清华大学电机系，博士后（入选清华大学惠妍人才计划，博士后合作导师：郭庆来教授，孙宏斌院士团队）2016年在南京理工大学取得学士学位：2021年在东南大学取得博士学位，2019-2020年在美国伊利诺伊理工大学（IIT）联合培养 张放教授，博导电力系支书 张大海教投，博导电力系主任 许寅教投，博导人事处处长 王小君教投，博导院党委刷书记，副院长 教投，博导IEEE Fellow 学术兼职： 数据中心行业组织CIDC、CDCC专家组技术委员中国电工技术学会主动配电网及分布式电源专业委员会高级委员：IEEEPES电力信息通信与网络安全委员会电碳算协同技术分委会理事 汇报提纲 、研究背景和进展概述 创新成果1：针对算力中心负荷时空灵活性的需求响应基本理论 三、创新成果2：算力中心内部各设备的灵活性挖掘与调控 研究背景 伴随AI迅猛发展，算力中心能源需求增长不容忽视。驱需针对算力负荷区别于其他常规负荷的特征提出算力电力协同方法、关键技术、软硬件研发与示范，以推动绿色电力驱动算力负荷安全可靠低碳经济运行，支撑算力高质量发展和“双碳”目标稳步推进。 口国家政策要求：算力电力协同 口Al领域的"ScalingLaw”，带来能源消耗指数级增加 中华人民共和国中央人民政府 关于印发《加快构建新型电力系统行动方案（2024一2027年）》的通知发改能源（2024）1128号 六、新能源系统友好性能提升行动 （十四）实施一批算力与电力协同项目。统筹数据中心发展需求和新能源资源赢赋，科学整合源荷储资源，开展算力、电力基础设施协同规划布局。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。整合调节资源，提升算力与电力协同运行水平，提高数据中心缘电占比，降低电网保障容量需求，探索光热发电与风电、光伏发电联营的绿电稳定供应模式。加强数据中心余热资源回收利用，满足周边地区用热需求。 口算力负荷的特征 时空灵活性成本敏感性阶段性发展特征 高能耗、周期性、波动性可靠性要求高绿色性要求高 参考文献：郭庆来，陈敏，等.算力电力协同：思考与探索白皮书(2025)https://mp.weixin.gg.com/s/WBwRuUhJ14MC4UcaS7WwJQ(清华大学&北京火山引擎技术有限公司联合发布） 存在的问题 研究成果 支撑科技项目 创新成果2-1：以业务为核心，多层分级的灵活性挖掘架构 以第二完成人（博士后合作导师为第一完成人）获2025数字中国创新大赛·数据要素赛道电算协同促进能效提升探索与实践方案赛一等奖（赛事最高荣誉） 参考文献：郭庆来，陈敏，等.算力电力协同：思考与探索白皮书(2025).https://mp.weixin.qg.com/s/WBwRuUhJ14MC4UcaS7WwJQ（清华大学&北京火山引擎技术有限公司联合发布） 创新成果2-2：算力中心内部通信电源侧储备一体电池的灵活性挖掘与调控 创新：提出算力中心内部HVDC侧储备一体电池闲置灵活性的高溢价应用场景、调控方法。其中，区别于独立储能，创新性体现在与算力需求紧密耦合。 效果：可以同时实现1）提高算力需求承载量，可达11%（某真实仿场景中）；2）平抑智算负荷波动，绍缓解因智算负荷剧烈波动所引发的潜在供电风险：3）向电网提供负荷侧灵活性，减少月电费3%-6%左右（某真实仿场景中） 创新成果2-2：算力中心内部通信电源侧储备一体电池的灵活性挖掘与调控 创新：提出算力中心内部HVDC侧储备一体电池闲置灵活性的高溢价应用场景、调控方法。其中，区别于独立储能，创新性体现在与算力需求紧密耦合。效果：可以同时实现1）提高算力需求承载量，可达11%（某真实仿场景中）；2）平抑智算负荷波动，缓解因智算负荷剧烈波动所引发的潜在供电风险；3）向电网提供负荷侧灵活性，减少月电费3%-6%左右（某真实仿场景中）。 在实际中“唤醒”通信电源侧储备一体电池闲置灵活性，需要两个关键技术： a）有效的算力需求功耗预测技术 b）融合该高溢价应用场景的储备一体系统调控技术 拟依托清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室课题（主持，在研）等，与相关企业联合研发 [1]陈敏，郭庆来*，井汤博，潘宇，翟思成，李子豪.算电协同探索：HVDC侧储备一体电池灵活性挖掘[J].电力建设，2025，46(2)：1-12（约稿，清华大学&北京字跳网络技术有限公司联合发表） 总结与展望 ■其他科研效益 支撑科技·国家自然科学基金青年基金项目（主持，结题获评“优秀”） 项目：·中国博士后科学基金面上项目（主持，结题）·北京字跳网络技术有限公司学术合作项目（骨干，结题）·国家重点研发计划项目（参与）：清华大学-丰田联合研究院国际合作项目（骨干，结题） 人才培养：：清华大学博士生2名（协助）、本人 清华大学电机系博士后 “产学研协同”与“跨学科融合”是找到问题并突破技术瓶颈的关键！ 总结与展望 ■未来三年科研计划 研究展望：·延续算力中心内部各设备的灵活性挖掘与调控：深化针对时空灵活性的需求响应理论，包括发掘类似负荷灵活性、探索差异性调控方法等 教学发展：·结合学科前沿动态，更新课程内容，融入最新研究成果，提高课程的实用性和前瞻性 清华大学电机系博士后 心感谢国家自然科学基金项自的资助！心感谢郭来教授、 两方团队、合作单位、业界同行与母校们的支持！ 第十一届电气学科青年学者学科前沿研讨会 算电协同探索：数据中心的灵活性挖掘研究 我们有信心在算力-电力协同等新型负荷侧调控领域取得持续进展！ 谢谢各位专家： 报告人：陈敏副教授北京交通大学电气工程学院minchen@bjtu.edu.cn2025年12月20日江苏·南京