上海虚拟电厂的创新路径与成效：构建多时空尺度电算协同新范式

构建多时空尺度电算协同新范式上海虚拟电厂的创新路径与成效国网上海市电力公司2025年9月基本情况目录技术路线三商业模式CONTENTS四运营挑战基本情况国家电网国家政策明确“电算协同发展方向STATE GRID国网上海营服中心口国家层面密集出台政策，为电算协同指明路径。《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案）算力枢组实施方案明确提出，构建国家算力网络体系，启动实施“东数西算”工程，探索建立跨地区算力调度与算电融合机制。在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，发展数据中心集群，国家枢纽节点之间进一步打通网络传输通道，加快实施“东数西算”工程，提升跨区域算力调度水平。《加快构建新型电力系统行动方案（2024-2027年）》明确提出“实施一批算力与电力协同项目，整合调节资源，提升算力与电力协同运行水平"要求充分激发需求侧响应活力，着力推动具备条件的典型地区需求侧响应能力达到最大用电负荷的10%左右。国家电网上海电网面临“算力负荷”新挑战STATE GRID国网上海营服中心口上海作为全国经济中心和重要算力枢纽，面临着独特的电网压力。大受端电网算力增速迅猛上海区域负荷密度高、峰谷差悬算力产业已从“通算时代”迈入“智算时代"殊，最大用电峰谷差达48.5%，算力中心将成为上海主要电力负荷之一。截至本地机组调节能力有限，外来电2024年6月，上海已建成通用算力7.7EFLOPS力占比长期处于高位，呈现典型智能算力超54EFLOPS，算力中心总用电量占的“能源大受端”特性。全市用电总量的2.4%，年增速达20%。如何挖掘这一潜力，缓解电网调算力负荷目前已知唯一一种不依赖电网就能突峰压力，成为上海这座超大城市独特优势瞬时跨域转移破地理与时间约束的新型柔性负荷。新型电力系统建设的核心命题国家电网算力中心面临“降本、增效、减碳”三重诉求STATE GRID国网上海营服中心VICE CENTER口算力中心在运营过程中直面降本增效、节能降碳等生产需求降本需求增效需求减碳需求>对算力运营商而言，电力成本>上海需求响应电能量补贴区>国家对数据中心的“低碳”已成为制约发展的关键因素。间为2.4-9元/kWh，商业模要求日益严格，不仅明确电式优势显著。电力设备成本能利用效率（PUE），还要电费算力中心>探索电算协同参与电网调节求绿电消费比例持续提升，运营成本建设成本成为运营商获取额外收益的倒逼算力中心必须与电力系55%28%重要途径。统深度协同，可持续运营。电力成本40%算力总成本国家电网数据中心灵活调节资源STATEGRID国网上海营服中心RVICECENTEI可调节资源蓄冷设备02柴油发电机数据中心可调节资源03储能系统03可调节算力技术路线国家电网场景策略：制定“一调一切一转”调控方案STATE GRID国网上海营服中心为适配多时空尺度调节场景，针对性制定“一调一切一转算力中心负荷灵活调控策略集，覆盖不同电网需求与算力运营场景。对数据中心内硬件设施的柔性负荷进行灵活调节，包括针对不同时空尺度的调节需求，制定点对点、点对多液冷系统、空调系统以及算力机柜的可调负荷，通过优多对多、跨技术架构等算力转移策略，在不同时空维度化设备运行模式，在不影响算力输出的情况下，实现用实现算力任务转移调度，确保算力调度与电网需求精准电负荷的小幅、快速调整。匹配。"一调“硬件设施柔性调节“一转”算力任务迁移010203一切”柴发带负荷切换柴油发电机组全负荷替代市电供能，支持孤网运行、并网运行、短时并网切换孤网三种模式，实现算力中心用电负荷与市电的暂时“断连”，在保障算力任务正常执行的前提下，缓解电网供电压力国家电网功能研发：打造虚拟电厂电算协同模块STATEGRID国网上海营服中心依托上海市虚拟电厂运营管理平台，专项研发“电算协同”功能模块，实现算力资源与电力系统的数字化协同管理，为百万兆瓦级“电算协同”资源提供核心调节中枢。资源统筹管理调用算电协同调度与管理平台算力中心、服务器集群等算力负荷资源的线上接入和监测，实时采集功耗、算力利用率、任务队列等数据，构建算力资源全1.345元20.5岁景视图开展不同算力资源调用算力资源全景化看板算力资源统计分析算力中心用户画像算力时空调节能力算力负荷实时监测电算协同建议调用方案电算协同过程监控实时监测电力算力协同参与响应的全过程，监测响应时间，节精度、调节速率等关键指标，确保协同过程可控、可追溯。电算调控效果评估统计每次电算协同的度电成本节约、需求响应收益及碳减排量等指标，生成调控效果评估报告，平台实时可视化展示国家电网示范验证：多维度技术实证及场景构建-调STATEGRID国网上海营服中心“算网荷储”一体化协同场景构建通过储能实现算力资源柔性化、可调节，使算力中心从上级虚拟电厂平台刚性负荷转变为电网的主动调节单元，发挥储能“算力需求响应指令缓冲器”作用，平抑绿电波动、放大算力弹性、增强电储能EMS系统网调节能力。需求响应控制台绿电波动下的算力维稳。通过储能储存绿电，在绿电出现波动时，通过储能隔墙直供，保障算力中心绿电供应PC实现绿色低碳化电算协同。电网高峰期的储算联调。基于需求响应信号，依托储能充放电，实现电网响应调节。电池组1电池组2国家电网示范验证：多维度技术实证及场景构建-调STATEGRID国网上海营服中心上海达卯科技有限公司商汤数据中心智算中心规模24000P商汤临港AIDC蓄冷罐削峰填谷响应策略蓄冷夜间利用低谷电和低温环境，高效制冷15℃C冷水注入6组蓄冷罐中，总容量15MWh。释冷单小时可削峰电量2.2MWh（占总容量14%）。冷塔+冷却泵+冷机+一级冷冻泵级冷冻OHOf指令执行响应指令一到，按既定时间线(T-10 min—T+5 min)依次打开各模组放冷阀，由蓄冷罐直接承担2200kW瞬时冷负荷，冷机、冷却塔、冷却泵、一级冷冻泵全部或部分停机。冷源耗电正常模式削峰模式响应统计放冷时冷源功率由常规模式（冷塔+冷却泵+冷机+一次泵+冷源耗电总功率P冷塔+P冷却泵+P冷机+P—级冷冻泵P二级冷冻二次泵）骤降至仅二次泵，实测净削峰2144kW，持续P(KW)+P二级冷冻泵泵65min，等效向电网“让出“2.1MW负荷，完成需求响应国家电网示范验证：多维度技术实证及场景构建-切STATE GRID国网上海营服中心CRVICECENTER电算协同全负荷调节能力测试验证并网控制柜改造配电柜改造闸北电厂上海七宝电信数据中心项目验证测试：研发了一套数据中心柴发并网系统，通过对柴发系统进行改造，加装并网控制器，设计自动投切逻辑，实现柴发系统与市电的短时并网、负载切换功能数据中心增加智能控制终端，智能控制终端与柴油发电系统、动环系统、冷源系统、配电柜电表进行对接，实现相应的采集、控制逻辑。改造柴发系统实现并网孤岛模式进行大网互动建设中压负载自动投切系统实现全自动孤岛模式进行大网互动，同时增强数据中心设备供电安全能力中压负载自动投切系斤型电力负荷管理系统用户需求响应操作台智能终端动环系统市电柴发系统冷源系统中压负载自动投切系统柴油发电机冷水机组冷却塔配电设备代表新增或改造内容国家电网示范验证：多维度技术实证及场景构建-切STATE GRID国网上海营服中心6月2