在争夺 AI 主导地位的竞争中，科技巨头们正斥资数千亿美元建设新数据中心。但他们的计划给行业带来了一个重大挑战：如何满足对全天候计算能力的无限需求，同时保持持续、可靠和可持续的能源系统？
数据中心运营商长期以来一直依赖柴油驱动的备用发电机，这是一种经过验证的解决方案，可以在停电期间保持服务器运行。但柴油发电机是解决21世纪问题的20世纪解决方案。
随着数据中心消耗的电力慢慢的变多，电网面临的压力也慢慢变得大，数据中心运营商正在寻找能够提供更多功能的替代方案，而不仅仅是提供应急电源。微电网提供了一种潜在的解决方案。
微电网提供现场发电，整合可再生能源并降低设施的碳足迹。它们还可以优化能源使用，同时提高电力稳定性，减少在成本最高的高峰需求期间对电网的依赖。
对新数据中心的大规模投资对能源行业产生了重大影响，尤其是在美国。大型人工智能驱动的超大规模数据中心需要 100 兆瓦或更多的电力，每年的消耗量大致相当于 35 万至 40 万辆电动汽车的需求。
在美国，数据中心的能源使用量在过去十年中增长了两倍，占 2023 年总电力消耗的 4.4%。对未来电力需求的预测差异很大。例如，能源部预测，到 2028 年，数据中心可能消耗美国 6.7% 至 12% 的电力。
如此快速的增长对美国电网构成了重大挑战，本世纪前二十年，美国电网的需求几乎持平。该国老化的电力基础设施主要建于 20 世纪 60 年代和 70 年代，难以跟上现代能源需求和气候变暖的步伐。
随着极端天气事件变得越来越频繁，企业和社区面临着慢慢的变大的停电风险。2000 年至 2023 年间，天气导致美国 80% 的重大停电事件。
升级电网以提高弹性和可靠性将花费高昂且复杂。这意味着数据中心开发商必须积极与公用事业公司、电力生产商和电网规划人员合作，以建立能源安全并实现其可持续发展目标。
虽然备用电源系统（通常由柴油发电机和不间断电源组成）对于确保服务的连续性至关重要，但它们并非设计为连续运行。这凸显了微电网的价值，微电网是一种能够独立运行或与更广泛的电网协同运行的本地化能源系统。
对于数据中心来说，控制能源供应不仅关乎成本，而且是战略需要。微电网，尤其是包含存储的微电网，可以通过三种方式帮助数据中心实现其商业和气候目标：
1.增强弹性：微电网允许数据中心在停电或中断期间独立于主电网运行。它们可以协调各种现场分布式能源资源和电池存储。通过调节电压和频率，微电网还可以提高整体电网稳定性并降低停电风险。
2.具有成本效益的能源管理：能源成本是数据中心的一项重大运营支出。在非高峰时段储存能源并在高峰需求期间使用可以节省资金并提高效率。先进的配电管理系统可以在高峰需求期间优化能源使用。
3.可持续性和脱碳：许多数据中心运营商已致力于实现雄心勃勃的气候目标，包括实现碳中和或完全使用可再次生产的能源。微电网可以用天然气等更清洁的能源取代传统的柴油备用系统。它们还使数据中心能够整合太阳能或风能等可再生能源，以抵消其碳足迹。
人工智能和云计算的电力需求增长如此之快，以至于单个数据中心园区的用电量可能很快就会超过一些城市。这在某种程度上预示着更需要优化能源使用、缓解现场和电网层面的压力、整合可再次生产的能源并避免停机。前进的道路是明确的。
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