本週,華盛頓特區郊區一條電線發生故障。通常,電網只需幾秒鐘就能從這類事件中恢復,但這次卻花了十多分鐘。原因是有超過 3 兆瓦的資料中心幾乎同時停止供電。
根據 Ting Labs 收集的數據,這起事件導致 PJM 電網從北維吉尼亞州到芝加哥的電壓飆升。Ting Labs 是一家新創公司,透過人們的電源插座營運物聯網感測器網路。
儘管這起事件並未造成停電,但確實導致該地區的燈光閃爍。這顯示了資料中心對電網可能造成的影響,專家認為這種情況將會越來越頻繁。北維吉尼亞州位於 PJM 的管轄範圍內,擁有全球最高密度的資料中心。
ON.Energy 技術長 Ricardo de Azevedo 告訴 TechCrunch:「這就像煤礦坑裡的金絲雀。」他補充說,這類涉及大型負載(如資料中心)的事件「正越來越頻繁地發生」。
這起事件與兩年前同樣發生在 PJM 電網上的事件如出一轍,如果資料中心未能更優雅地處理供電中斷,這可能預示著未來會發生更大的事件。PJM Interconnection 管理著從紐澤西州到伊利諾州的電網,服務 6,700 萬用戶,是美國最大的電網營運商。
根據 PJM 的數據,本週電線故障時,觸發了資料中心切換到備用電源,約 3.1 兆瓦的負載在大約 30 秒內消失。電網似乎有所恢復,但不久後又有額外的負載脫落。在高峰期,PJM 電網上有多餘的 3.49 兆瓦電力。又過了 11 分鐘才穩定下來。路透社報導,當時斷開連接的資料中心約佔 PJM 總需求的 3%。
幾個百分點聽起來可能不多,但電網需要保持近乎完美的平衡,供需必須緊密匹配。如果失衡,電壓就會下降或飆升。電網及其連接的設備可以容忍小幅波動,但如果波動過大,就會觸發電網或個別設施內部的故障保護機制,導致它們斷開連接。
當北維吉尼亞州的資料中心感應到電線故障引起的波動時,它們切換到備用電源,從電網中移除了負載。隨著越來越多的資料中心進行切換,它們從電網中移除了更多的負載。最初相對較小的供電下降,變成了更大的需求下降,導致供電激增並使燈泡閃爍。
大多數資料中心都在瞬間做出決策,本週斷開連接的資料中心似乎也不例外。獨立電力系統營運商的高級市場模型專家 Ali Zain Banatwala 告訴 TechCrunch,當電壓驟降到達它們時,它們都在幾秒鐘內決定斷開連接。
他說:「我們需要找到一種方法,讓這些彼此相鄰的負載能夠依序斷開或重新連接。」一個更有序的過程將使電網營運商能夠提前制定更穩健的程序。
或者,資料中心可以設計成能夠吸收中斷,而不是對其置之不理。新創公司 ON.Energy 一直在開發一款產品,旨在幫助資料中心和電網度過本週發生的這類事件。
該公司為整個資料中心園區開發了一種不斷電系統(UPS),不僅涵蓋伺服器,還包括冷卻器和其他設備。該公司基本上是將資料中心隱藏在一組連接到精密電力轉換設備的電池組後面。電網「看到」的只是一個穩定、表現良好的負載,而不是資料中心各個部分的峰值和谷值。ON.Energy 的系統允許資料中心增減運算工作負載,包括 AI 訓練,而不會干擾電網。
或許更重要的是,這也意味著資料中心可以吸收來自電網的電力波動。ON.Energy 的系統不會與電網斷開連接,而是可以利用任何多餘的電力為電池充電;如果電流下降,系統可以向伺服器供電。此外,它可以在毫秒內跟隨電網的指令,防止像本週 PJM 問題那樣的電壓驟降或飆升。
de Azevedo 表示,ON.Energy 目前正在四個不同的資料中心園區安裝總計 3 兆瓦的系統。
電網管理者也已意識到這個問題。de Azevedo 說,例如 ERCOT 將要求像資料中心這樣的大型負載「度過」中斷。
然而,時間正在流逝。本週的大規模斷開連接事件是 2024 年類似事件的兩倍,當時有 60 個資料中心同時斷開,從電網中移除了 1.5 兆瓦的負載。根據 Synapse Energy Economics 的數據,當時資料中心約佔 PJM 負載的 6%。預計到 2040 年,它們將佔 24%。如果這個問題不盡快解決,情況可能會變得更糟。

