数据中心愿以灵活性换取并网速度

面对美国电力可负担性危机以及数十年来首次出现的电力需求快速增长，专家指出，联邦能源监管委员会（FERC）6月18日要求系统运营商为灵活大型负荷提供输电服务的命令，凸显了实施数据中心负荷灵活性的紧迫性。

根据杜克大学尼古拉斯研究所2026年的一项研究，仅将数据中心峰值需求降低1%至2%，即可使电价下降0.5%至2.8%，并保障电网可靠性。此外，由电力研究院（EPRI）主导的试点项目和分析表明，灵活性不仅可行，还能加速数据中心的并网进程。

人工智能（AI）数据中心的电力需求正在引发全球性的紧迫感。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）业务增长28%，微软Azure增长40%，谷歌云收入增长63%。Bullard写道：“在成熟业务中如此高的增长率意味着总收入在两年（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（主要关注当地电价）可以通过灵活性来解决。北美电力可靠性公司（NERC）在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对费率支付者的成本。

公用事业公司、研究人员和分析师一致认为，灵活性可以加快数据中心并网，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。他们也一致认为，剩余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较大，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接入大型负荷并维持可靠性，同时最小化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的分类，灵活性分为五个等级：A级支持系统在“罕见的极端压力”下运行；B级管理“每日或每周”的峰值需求；C级应对长期能源短缺；D级在突发供应或需求波动时提供保护；E级提供频率稳定服务。FlexMosaic指出，决定数据中心灵活性等级的关键因素包括：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级和E级灵活性（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新兴技术负责人Anuja Ratnayake表示，要实现灵活性，数据中心可结合三大支柱：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计划。

EPRI的工作反驳了数据中心无法灵活的说法，美国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。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的第三支柱——数据中心工作负载灵活性——是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继续解释，Emerald AI“使公用事业能够通过安全的软件界面，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”。她补充说，每次公用事业与数据中心的交互“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”。她补充说，这些条款使公用事业“对合同灵活性的可靠执行有信心”，并确保数据中心“运营和技术边界永远不会被突破”。

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。NVIDIA在2025年7月的博客文章中指出，EPRI、NVIDIA和公用事业使用Emerald AI软件的示范表明，训练工作负载“可以暂停或减速”，推理查询“可以重新路由”到压力较小的系统上的数据中心。

在一项经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）的三小时高峰期内，逐步将AI工作负载提升了25%。另一项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，且未损失服务质量。英国的一项测试显示，Emerald AI软件使用NVIDIA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，向俄勒冈州数据中心发送波特兰通用电气（PGE）的信号，成功将功率降低20%。

Emerald AI在3月报告称，已通过“按客户指定的完成时间灵活性”验证了“时间灵活性”，即“减速或暂停AI工作负载”；还验证了“空间灵活性”，即“无缝重新路由延迟敏感负载”，从电力受限的数据中心“跨越半个国家”转移到电力可用之处。2026年底，EPRI、NVIDIA、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

利益相关者表示，EPRI的DCFlex计划中缺失的一环是公用事业与数据中心之间的标准化约束性协议。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将灵活调度硅谷电力（SVP）服务的NVIDIA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NVIDIA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）降低负荷，并看到负荷下降”。Karwick强调，如果数据中心希望获得更快的并网和额外容量，SVP还必须拥有“负荷侧断路器的100%控制安全网”。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，该公用事业数据中心与增长高级经理Isaac Barrow说。但他补充说，传统的账单信用激励太小，无法确保AI数据中心在公用事业通过Emerald AI发出信号时减少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”。

施耐德电气解决方案架构师副总裁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，由于存在50个州监管辖区和许多其他地方辖区，“这不是一个简单的解决方案”，且使用中的专有软件平台众多。

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合主席Mona Dajani表示：“电力可用性已成为AI的瓶颈问题。”在电力受限的市场中，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”。

但EPRI的Ratnayake表示，“痛点”仍然是公用事业对控制的需求，以及数据中心对响应公用事业减载信号方式的选择。Ratnayake说，像Karwick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”。数据中心需要更渐进的减载，因为其高度敏感的硬件面临风险，且可能比许多电力系统资产更有价值。她继续说，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减载。“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。”

Ratnayake表示，最终，数据中心和公用事业需要在合同并网协议中定义计划结构。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渠道，以制定对双方都有效的标准和协议。她补充说，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”。

与此同时，TeraWulf公司业务发展高级副总裁James Kacergis表示：“现实是，如果你想大规模获得电网电力，你不可能100%的时间都获得。”TeraWulf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，如果它不愿意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，“目前尚不清楚何种减载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官Steven Carlini补充说，数据中心能够减速、限电或转移工作负载，“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%”。NARUC的Rendahl总结道：“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。灵活性是实现双方愿望的方式。”