数据中心愿以灵活性换取并网速度：行业博弈与破局路径

美国正面临电力可负担性危机，电力需求在数十年内首次快速攀升。专家指出，联邦能源监管委员会（FERC）6月18日向系统运营商发布的命令——要求其为灵活大型负荷提供输电服务——凸显了实施数据中心负荷灵活性的紧迫性。

杜克大学尼古拉斯研究所2026年的一项研究显示，数据中心峰值需求仅降低1%至2%，即可使电价下降0.5%至2.8%，并保障系统可靠性。电力研究院（EPRI）主导的试点和分析也表明，灵活性不仅可行，还能加速数据中心并网。

人工智能（AI）数据中心的电力需求正引发全球性紧迫感，研究机构Halcyon首席战略官Nat Bullard在5月报告中指出。从2025年第一季度到2026年第一季度，亚马逊云服务（AWS）云业务增长28%，微软Azure增长40%，谷歌云收入增长63%。Bullard写道：“如此高的增长率意味着成熟业务的总收入在两年（或更短）内翻倍。这些收入只能通过算力来服务，而算力只有在通电时才能发挥作用。”

专家向Utility Dive表示，针对数据中心的公众反对——主要集中在当地电价上——可以通过灵活性来解决。北美电力可靠性公司（NERC）在其2026年大型负荷风险缓解指南中承认，数据中心灵活性可降低电力需求，从而减少为保障可靠性而进行的投资给费率支付者带来的成本。

公用事业公司、研究人员和分析师一致认为，灵活性可以加速数据中心并网，使其成为系统可靠性的助力，并通过提高系统利用率来降低电价。他们同样认为，剩余的挑战在于解决风险规避型公用事业公司与急于求成的数据中心运营商之间的控制权问题。

灵活性框架

高盛5月20日报告称，美国数据中心电力需求将从2025年的31吉瓦增至2027年的66吉瓦，夏季峰值占比将从2025年的4.1%升至2027年的8.5%。尽管AI扩散存在不确定性，且各州增长差异显著，但EPRI发现，到2030年数据中心可能消耗美国总用电量的17%。

EPRI的FlexMosaic框架得出结论，灵活性通过允许系统运营商增加大型负荷同时维持可靠性，并尽量减少推高费率的基建投资，为电力系统增加了“余量”。该研究所的分析发现，这正是愿意灵活的数据中心能够最大化其“通电速度”的原因。

根据EPRI，灵活性分为五个“类别”：A类支持系统在“罕见的极端压力”下运行；B类管理“每日或每周”的峰值需求；C类应对长期能源短缺；D类在突发供应或需求波动时提供保护；E类提供频率稳定。FlexMosaic指出，决定数据中心灵活性类别的关键因素包括：所需的通知时间、响应的持续时间和频率，以及灵活性的深度和速度。

FlexMosaic的目标是通过将更快、更大的数据中心并网与保护公用事业的合同协议挂钩，来协调数据中心和公用事业的激励。EPRI补充说，具备D类和E类灵活性（可缓解局部热过载或电压跌落）的数据中心“释放”了最大的系统价值。

EPRI新兴技术主管Anuja Ratnayake表示，数据中心可通过三大灵活性支柱实现灵活——管理工作负载、降低AI设施能耗和使用备用电源。她补充说，FlexMosaic旨在标准化包含灵活性的数据中心设计和公用事业项目。

EPRI的工作反驳了数据中心无法灵活的说法，美国州公用事业监管专员协会（NARUC）主席、华盛顿州公用事业专员Ann Rendahl表示。Rendahl补充说，EPRI试点和分析的发现将使州监管机构能够要求数据中心认真对待灵活性的潜力。

灵活性突破

在系统紧急情况下使用现场或存储电力，以及按运营商要求减少建筑用电，对数据中心和其他大型负荷而言并非新鲜事。但FlexMosaic的第三大支柱——数据中心工作负载灵活性——是一个保护可靠性和可负担性的新机遇，且现已触手可及。

波士顿大学研究人员6月报告称，当今的AI数据中心可以“将灵活性作为核心运营原则进行设计”。建模发现，训练和推理工作负载“可提供相对于其平均功耗18%至55%的灵活性”，同时仍满足服务质量要求。

Emerald AI产品负责人Mansi Shah表示，Emerald AI“作为公用事业和数据中心之间的编排与优化层运行”，“不直接控制公用事业或数据中心的运营”。她补充说：“公用事业保留完全的调度权。”Shah继续道，Emerald AI“使公用事业能够通过安全的软件接口向参与的数据中心发出削减或灵活性请求”。该平台“将电网需求转化为可操作的调度目标，并向公用事业运营商提供遥测、验证和事件合规报告”。

简而言之，Emerald AI协调“经批准的灵活性行动”，Shah说。这些行动涉及“计算、冷却、储能、备用发电和电力基础设施”，但始终尊重“预定义的操作护栏”，她补充道。Shah表示，每一次公用事业与数据中心的互动“都受双方事先商定的操作参数约束”。

Shah继续说，公用事业定义需要灵活性的事件参数，包括“最大幅度、最短通知期、频率限制和事件持续时间”。但数据中心设定“在所有情况下保护关键工作负载和基础设施的硬性下限”，她表示。这些条款使公用事业“对合同约定的灵活性将可靠执行有信心”，并让数据中心确信“运营和技术边界永远不会被突破”，Shah补充道。

Shah表示，EPRI的示范已实现高达40%的灵活性，但未来内置灵活性的AI基础设施可以“实质性”扩大这一比例。英伟达在2025年7月的博客文章中指出，EPRI、英伟达和公用事业公司使用Emerald AI软件的示范表明，训练工作负载“可以暂停或减慢”，推理查询“可以重定向”到压力较小的系统上的数据中心。

在一项同行评审的数据中心工作负载灵活性测试中，Emerald AI平台在盐河项目（Salt River Project）的三小时峰值期间，逐步将AI工作负载降低了25%。另一项Emerald AI测试将数据中心工作负载从弗吉尼亚州转移到伊利诺伊州，且服务质量未受影响。英国的一项测试显示，Emerald AI软件使用英伟达硬件，可在不到一分钟内将AI负载降低三分之一以上，同时保护关键计算。Emerald AI在3月报告称，在模拟天气紧急情况下，向波特兰通用电气（PGE）位于俄勒冈州的数据中心发送信号，将功率降低了20%。

Emerald AI在3月报告称，已通过“减慢或暂停AI工作负载”并“由客户指定完成时间的灵活性”证明了“时间灵活性”。它还通过“将延迟敏感型负载无缝重路由”至“半个国家之外”有电可用的地方，证明了“空间灵活性”。

2026年底，EPRI、英伟达、Emerald AI及其合作伙伴计划在弗吉尼亚州马纳萨斯投运96兆瓦的Aurora AI工厂。EPRI的Ratnayake表示，该工厂将在“为灵活性而设计”的数据中心中大规模验证工作负载灵活性。

所需协议

利益相关方表示，EPRI的DCFlex计划中缺失的一环是公用事业与数据中心之间标准化的约束性协议。该协议的一个关键参数将在下一个EPRI主导的试点中探索。Emerald AI将灵活调度由硅谷电力公司（Silicon Valley Power, SVP）供电的英伟达数据中心，SVP首席运营官Chris Karwick表示，其20平方英里的区域内服务58个数据中心。

Karwick说，在试点第一阶段，Emerald AI正在开发“与数据中心的双向通信平台”。SVP“将实时看到英伟达数据中心的负荷，发送信号以响应模拟事件（如预测的热浪或突然的雷击）来降低负荷，并看到负荷下降”，他补充道。Karwick表示，SVP还必须拥有“负荷侧断路器的100%控制权作为安全网，如果数据中心想要更快的并网和额外容量”。他说：“这是不可协商的”，并将成为SVP与数据中心签订的并网协议的一部分。

波特兰通用电气（PGE）的大型负荷研究流程已识别每个新数据中心的灵活性能力，该公用事业公司数据中心与增长高级经理Isaac Barrow表示。但他补充说，传统的账单抵扣激励太小，无法保证AI数据中心在公用事业通过Emerald AI发送信号时降低其高利润的工作负载。Barrow表示，提供正确激励结构的并网协议将“释放下一波灵活性技术”。对于PGE，为数据中心提供加速并网的协议必须保证数据中心负荷的“可见性”和“可调度性”，他补充道。

施耐德电气能源技术公司解决方案架构副总裁Joe Reele表示，新的公用事业法规可能通过要求数据中心具备灵活性能力来简化协议流程。但他承认，法规可能要求电力和数据中心生态系统同意使用单一数字平台。Reele说，由于有50个州监管管辖区和许多其他地方管辖区，且使用众多专有软件平台，“这不是一个简单的解决方案”。

他们会同意吗？

数据中心与公用事业之间明确灵活性协议的价值显而易见。跨国律师事务所Cooley基础设施、能源和房地产集团联席主席Mona Dajani表示：“电力可用性已成为AI的瓶颈问题。”在受限电力市场中，具有“可信、可衡量且合同定义的灵活性”的项目“可能获得更优惠的待遇”，她补充道。

但“痛点”仍然是公用事业对控制的需求，以及数据中心选择如何响应公用事业负荷削减信号的需求，EPRI的Ratnayake表示。像SVP的Karwick所描述的控制机制“对数据中心来说是一个很难接受的概念，因为它们失去了控制权”，Ratnayake说。数据中心需要更渐进的负荷削减，因为其高度敏感的硬件面临风险，而且可能比许多电力系统资产价值更高，她补充道。公用事业需要控制，因为需求响应项目的经验表明，它们不能总是依赖自愿负荷削减，Ratnayake继续说。“如果一个吉瓦级的数据中心瞬间离线，将引发一系列其他系统问题，”她说。

最终，数据中心和公用事业需要一份在合同并网协议中定义的计划结构，Ratnayake表示。4月EPRI与开放计算项目基金会（OCP）之间的谅解备忘录是朝着该协议和协议迈出的重要一步，Ratnayake说。它为EPRI公用事业成员和OCP技术社区创造了合作制定双方都适用的标准和协议渠道，她补充道。验证技术、监管结构和市场确定性需要时间，但“它将释放跟上AI需求所需的电力”，Ratnayake说。

与此同时，“今天的现实是，如果你想要大规模电网电力，你不可能100%的时间都拥有”，TeraWulf公司企业与业务发展高级副总裁James Kacergis表示。该公司正在为锚定租户Core42和谷歌支持的Fluidstack建设750兆瓦的Mariner Lake AI数据中心。Kacergis说：“超大规模企业的主要激励是获得并网以扩展业务，如果它不愿与公用事业或系统运营商合作，竞争对手会愿意。”但他补充说，“目前尚不清楚多少负荷削减量和持续时间能吸引数据中心客户，因为这是一个新兴市场。”

施耐德电气AI和数据中心首席倡导者Steven Carlini补充说，数据中心能够减慢、限制或转移工作负载，“但值得怀疑的是它们是否愿意这样做”。不过，如果选择是“让数据中心80%运行还是全部停运，它们会选择80%”，他补充道。

“数据中心希望尽快获得电力，并希望电力可靠；公用事业希望尽快让它们上线并保护可靠性，”NARUC的Rendahl说。“灵活性是实现双方愿望的一种方式。”