解读国网PPT: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

2026-07-21 331 次浏览虚拟电厂电力行业能源产业
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碳通通 · 脱水解读

7 分钟理解报告 · 解读 1016 字 · 7 张图 · 15 个数据点

上海虚拟电厂正在把算力中心从单纯的耗电大户变成电网的调节资源。国网上海市电力公司这份材料从国家政策背景、上海电网压力、数据中心调节资源、技术路线、示范验证、商业模式到未来展望,完整呈现了电算协同的创新路径与成效。对于企业用户而言,值得关注的是:算力任务能否像电力一样被灵活调度,数据中心参与需求响应能获得怎样的收益,这套模式又需要哪些技术条件来支撑。

核心判断

  • 国家政策明确电算协同方向,探索跨地区算力调度与算电融合机制。
  • 上海最大用电峰谷差达48.5%,算力中心总用电量占全市2.4%、年增速20%。
  • 数据中心拥有蓄冷、柴发、储能、可调节算力四类可调节资源。
  • 上海制定“一调一切一转”调控方案,覆盖硬件柔性调节、柴发切换与算力迁移。
  • 2025年8月上海虚拟电厂最大响应容量116.27万千瓦,数据中心规模占11.20万千瓦。

脱水解读

国家政策为电算协同指明方向

从政策定位看,算力不再只是信息基础设施问题,而是被纳入了能源电力系统的调节资源范畴。算力中心作为新型柔性负荷,其调节价值得到了国家层面的认可。对于算力运营商和电力企业来说,这意味着跨行业协同有了明确的政策依据,也为后续的市场机制设计和标准制定预留了空间。

上海电网面临算力负荷新挑战

材料特别指出,算力负荷是目前已知唯一一种不依赖电网就能突破地理与时间约束的新型柔性负荷。这一判断为上海将算力中心纳入虚拟电厂调节体系提供了逻辑起点。算力任务的瞬时跨域转移特性,使得数据中心具备了传统工业负荷不具备的调节灵活性,也为电网提供了一种新的削峰手段。

算力中心的三重诉求与四类可调节资源

在调节资源盘点部分,材料列出了数据中心可调节的四类资源:蓄冷设备、柴油发电机、储能系统和可调节算力。这四类资源覆盖了从毫秒级到小时级的不同时间尺度,为后续“一调一切一转”的技术路线提供了资源基础。四类资源的组合使用,使得数据中心能够根据电网需求灵活选择调节方式,在保障算力任务正常执行的前提下响应电网调度。

“一调一切一转”技术路线与平台功能

在平台功能层面,国网上海营服中心依托上海市虚拟电厂运营管理平台,专项研发了“电算协同”功能模块。该模块具备算力资源统筹管理调用、算力资源全景化看板、电算协同过程监控、电算调控效果评估等功能,实时采集功耗、算力利用率、任务队列等数据,监测响应时间、调节精度、调节速率等关键指标,并统计度电成本节约、需求响应收益及碳减排量,为百万兆瓦级电算协同资源提供核心调节中枢。

多场景示范验证取得实质进展

百万规模响应能力实测验证同样值得关注。截至2025年8月,上海市级平台接入虚拟电厂运营商49家,总申报可调能力203.24万千瓦,较2024年底增长81.17%。2025年8月14日开展夏季高峰日前及快速削峰调用,47家虚拟电厂参与申报,最大响应容量116.27万千瓦创国内新高。此次总申报能力203.24万千瓦中,数据中心规模占到11.20万千瓦。

商业模式与预期成效量化

在商业模式设计上,材料提出以“分阶段、递进式”路径推动算力参与多市场协同。首先是推动算力资源常态化参与需求响应、辅助服务与绿电交易,夯实市场参与基础;其次是推动电力市场与算力市场深度耦合,打破市场边界,实现“电力流—算力流—价值流”的协同联动;最终探索与“电碳协同”市场的衔接机制,将算力调节的碳减排效益纳入考量范围,开发新型交易品种,实现算力价值转化。

未来展望:规模化路径与生态构建

在生态体系构建方面,材料提出联合政府部门、算力中心、设备厂商、科研院所等打造“电算协同生态圈”,持续扩大资源覆盖面,培育百万兆瓦级算力资源池,引导更多市场主体参与,同时加快电算协同规划建设、调度运行等政策标准出台,以标准引领发展。

图说解读

算力调节的时间尺度与空间跨度

这张图把数据中心四类可调节资源按时间响应能力做了分层排列。蓄冷设备处在最底层,适合小时级的削峰填谷,商汤临港AIDC的蓄冷罐实测净削峰2144kW、持续65min就是典型案例。柴油发电机响应更快,闸北电厂七宝项目的柴发全自动短并网测试带载1100kW运行10分钟,验证了秒级到分钟级的切换能力。

储能系统处在中间层,既能平抑绿电波动,又能在电网高峰期实现储算联调。可调节算力则处在最上层,通过跨域转移实现小时级到中长期的空间调节,2025年7月临港到十堰的跨省算力转移将单机柜用电负荷下降了75%。四类资源的组合使用,让数据中心能够根据电网需求在不同时间尺度上灵活响应。

可调节算力
跨域转移,小时级到中长期
储能系统
充放电调节,分钟级
柴油发电机
全负荷替代,秒级到分钟级
蓄冷设备
削峰填谷,小时级
算力调节的四类资源与时间尺度
碳通通

“一调一切一转”技术路线拆解

“一调一切一转”是这份材料技术路线的核心框架。“一调”聚焦数据中心内部硬件设施的柔性调节,包括液冷系统、空调系统和算力机柜的可调负荷,通过优化设备运行模式在不影响算力输出的前提下实现用电负荷的小幅快速调整。

“一切”解决的是市电与柴发之间的切换问题,柴油发电机组支持孤网运行、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。“一转”则是把算力任务本身作为调节对象,通过点对点、点对多、多对多、跨技术架构的转移策略,在不同时空维度实现算力任务转移调度。三步策略从设备级调节逐步升级到跨域任务调度,调节深度和覆盖面依次扩大。

硬件设施柔性调节
柴发带负荷切换
算力任务迁移
电算协同三大调控手段
碳通通

需求响应补贴与成本结构

材料给出的成本结构数据显示,电力成本占算力总成本的40%,电费占运营成本的55%,电力设备占建设成本的28%。这组数据说明电力支出在算力中心成本盘子中占据核心位置,也解释了为什么算力运营商有强烈动机参与电算协同。

上海需求响应电能量补贴区间为2.4—9元/kWh,对于用电量大的数据中心而言,这构成了可观的额外收益来源。材料将电力成本列为制约算力运营商发展的关键因素,同时把参与电网调节定位为运营商获取额外收益的重要途径,降本与增效在这里形成了统一的逻辑。

电力成本占算力总成本
电费占运营成本
电力设备占建设成本
占比(%)
40
55
28
算力中心电力成本结构
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上海算力规模与用电占比

截至2024年6月,上海已建成通用算力7.7EFLOPS、智能算力超54EFLOPS,算力中心总用电量占全市用电总量的2.4%,年增速达到20%。这组数字勾勒出上海算力产业的基本盘:智能算力规模远超通用算力,反映出智算时代的结构性特征。

2.4%的用电占比和20%的年增速放在一起看,意味着算力中心用电量在全市用电总量中的份额还将持续上升。材料将算力中心定位为“上海主要电力负荷之一”,正是基于这一增长趋势。对于上海这座最大用电峰谷差达到48.5%的城市来说,算力负荷的增长既是压力,也蕴藏着调节资源开发的潜力。

7.7EFLOPS
通用算力
截至2024年6月
54EFLOPS
智能算力
超54EFLOPS
2.4%
用电量占比
占全市用电总量
20%
用电年增速
算力中心用电增速
上海算力建设与用电关键指标
碳通通

虚拟电厂响应能力增长

截至2025年8月,上海市级平台接入虚拟电厂运营商49家,总申报可调能力203.24万千瓦,较2024年底增长81.17%。2025年8月14日的夏季高峰调用中,47家虚拟电厂参与申报,最大响应容量116.27万千瓦,创下国内城市虚拟电厂调用规模的新高。

数据中心在这次调用中申报规模为11.20万千瓦。虽然这一数字在总盘子中占比不大,但材料将其单独列出,说明数据中心作为新型调节资源的角色正在被市场认可。从增长节奏看,81.17%的年度增幅表明虚拟电厂整体可调能力处于快速扩张阶段,数据中心的参与规模也有望随之扩大。

总申报可调能力
203.24万千瓦
最大响应容量
116.27万千瓦
数据中心规模
11.2万千瓦
上海虚拟电厂可调能力与响应容量
碳通通

跨省算力转移实践时间线

这条时间线串起了电算协同从技术验证到规模应用的关键节点。2025年6月26日的柴发全自动短并网测试解决了市电与柴发之间的无感切换问题,带载1100kW运行10分钟,为数据中心参与虚拟电厂响应时降低区域用电负荷提供了技术验证。

2025年7月4日的跨域算力转移实践是另一个标志性事件。临港智算中心接收到虚拟电厂调度指令后仅3分钟,人工智能推理任务便平稳转移到了湖北十堰的数据中心,单机柜用电负荷下降75%。2025年8月14日的夏季高峰调用则将验证范围扩大到了城市级规模,116.27万千瓦的最大响应容量说明电算协同具备了参与大规模电网调节的能力。

2024年6月
上海建成通用算力7.7EFLOPS
2025年6月26日
七宝通信枢纽楼首次柴发全自动短并网测试
2025年7月4日
全国首次跨域智能算力转移实践
2025年8月14日
夏季高峰虚拟电厂最大响应116.27万千瓦
2025年8月
上海虚拟电厂接入运营商49家
电算协同关键实践节点
碳通通

生态圈多方协同结构

材料提出联合政府部门、算力中心、设备厂商、科研院所等打造“电算协同生态圈”。政府部门负责政策标准出台,以标准引领发展;电网企业承担平台运营与调度职能;算力中心作为调节资源提供方参与响应;设备厂商提供技术改造和设备供应;科研院所贡献机理研究和技术突破;虚拟电厂运营商负责资源聚合与市场参与。

这个生态圈的建设目标之一是培育百万兆瓦级算力资源池,引导更多市场主体参与。从当前的实践看,上海市级平台已接入49家虚拟电厂运营商,数据中心规模达到11.20万千瓦,生态圈的雏形正在形成。未来随着政策标准的完善和市场机制的成熟,各参与主体之间的协同关系将更加紧密。

政府部门政策标准出台算力中心调节资源提供方设备厂商技术改造与设备供应科研院所机理研究与技术突破电网企业平台运营与调度虚拟电厂运营商资源聚合与市场参与
政府部门→电网企业(政策引导)
电网企业→算力中心(调度指令)
算力中心→虚拟电厂运营商(资源接入)
设备厂商→算力中心(技术改造)
科研院所→电网企业(技术支撑)
虚拟电厂运营商→电网企业(响应申报)
电算协同生态圈参与主体
碳通通

数据解读

指标数值单位出处
最大用电峰谷差48.5%第5页
通用算力7.7EFLOPS第5页
智能算力54EFLOPS第5页
算力中心用电量占全市比重2.4%第5页
算力中心用电年增速20%第5页
电力成本占算力总成本40%第6页
电费占运营成本55%第6页
上海算力与电网基础数据

这组数据集中反映了上海电网与算力产业的基本面。48.5%的最大用电峰谷差说明上海电网的调节压力较大,本地机组调节能力有限、外来电力占比长期处于高位,这些因素共同构成了上海对需求侧调节资源的刚性需求。 算力侧的数据同样值得关注。智能算力54EFLOPS远超通用算力7.7EFLOPS,说明上海算力结构已经以智算为主导。算力中心用电量占全市2.4%、年增速20%,意味着这一占比还将继续攀升。电力成本占算力总成本40%、电费占运营成本55%的成本结构,则解释了算力运营商参与电算协同的经济动机——降低电力成本、获取需求响应补贴,直接关系到运营效益。

指标数值单位出处
接入虚拟电厂运营商49家第16页
总申报可调能力203.24万千瓦第16页
较2024年底增长81.17%第16页
最大响应容量116.27万千瓦第16页
数据中心申报规模11.2万千瓦第16页
商汤蓄冷罐净削峰2144kW第12页
柴发带载运行1100kW第14页
跨省算力转移单机柜负荷下降75%第15页
虚拟电厂响应与示范验证数据

这组数据覆盖了虚拟电厂整体响应能力和三类示范验证的实测结果。203.24万千瓦的总申报可调能力和81.17%的年度增幅,说明上海虚拟电厂资源池在快速扩张;116.27万千瓦的最大响应容量创国内新高,验证了城市级虚拟电厂参与电网调节的可行性。 示范验证数据则从技术层面给出了具体证据。商汤临港AIDC蓄冷罐实测净削峰2144kW、持续65min,证明蓄冷设备可以作为可靠的削峰资源;七宝项目柴发带载1100kW运行10分钟,验证了市电与柴发无感切换的技术成熟度;跨省算力转移将单机柜用电负荷下降75%,展示了算力任务迁移作为调节手段的实际效果。数据中心11.20万千瓦的申报规模虽然在总量中占比较小,但作为新型调节资源的市场认可度正在建立。

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国网上海: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

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