E企研究院 · 2023年10月23日 · 北京市海淀区

数字中国万里行| 探索“新型算力中心+绿色能源”联动新模式

当“百模千态”走向每一个行业,加速千行万业的智能化转型时,承载大模型的新型算力中心也在悄然发生变化。

大模型是一场“AI+云计算”的全方位竞争,超千亿参数的大模型研发,并不仅仅是算法问题,而是囊括了底层庞大算力、网络等诸多领域的复杂系统性工程,需要有超大规模AI基础设施的支撑。

因此,一方面,新型算力中心意味着将提供多样性计算综合能力的算力基础设施,以满足不同行业的智能化需求。另一方面,新型算力中心不断提升能源使用效率,提供更绿色的算力,通过自身的绿色低碳,为其他行业的智能化转型赋能,促进全社会降碳。

合盈数据,正在进行积极探索与实践。

近日,数字中国万里行暨算力经济中国行团队来到合盈数据(怀来)科技产业园、沽源风光新能源电站,实地考察围绕算力基础设施全生命周期、全产业链联动的落地实践。
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千亩园区 灵活定制

自国家发改委等四部委同意在京津冀地区启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点,将张家口作为全国八大枢纽节点城市、十大数据中心集群之一以来,张家口市正聚焦全国一体化算力网络国家枢纽节点建设,以起步区怀来、张北、宣化为突破口,加快推进怀来大数据产业基地、张北云计算基地等园区建设,着力推动大数据产业形成特色突出、集约高效的合理空间布局。特别是正在规划建设的数字服务产业基地,将通过与怀来、张北、宣化3个数据中心集群起步区的有效衔接,构建起“一廊四区多园”的发展新格局。截至目前,全市25个数据中心投入运营,投运服务器139万台,算力规模达6.36EFlops。

张家口毗邻首都北京,属于首都“一小时经济圈”。从北京清河站出发,不到半小时便可到怀来东花园北站,合盈数据(怀来)科技产业园也正坐落在附近。该园区规划占地面积1000亩,可容纳12~15万机柜。截止目前,园区内实现运营容量140兆瓦(MW),所投产数据中心平均上架率达到90%以上,承载客户服务器约15万台。
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超大规模数据中心园区内聚集了不同行业的客户、多元化的业务及其差异化的需求。在合盈数据CTO周天宇看来,在超大规模数据中心园区为客户部署解决方案,应站在全生命周期的角度,综合考虑园区级和数据中心级的规划、设计、建设、供应链、运维等各环节。基于此理念,合盈数据(怀来)科技产业园在实践中成功探索出了可实现高度定制化和快速交付的双赢路径。
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首先,从基础资源层面来看,合盈数据(怀来)科技产业园已规模化地取得合规的土地、能源、电力等资源,可以保障客户快速投产和持续扩容的需求;产业园在规划阶段就已充分考虑隔笼、POD、包间、层和建筑、地块、组团级等物理分隔模式,土地、电力、市政、网络、水等基础资源已预先标准化配置,可灵活适配不同客户的需求。在现场我们看到了国内知名互联网厂商、云计算公司等多家已经投产或在建中的数据中心,这说明合盈数据(怀来)科技产业园已经得到各个行业头部企业的一致认可。

第二,在规划设计层面,合盈数据已覆盖到可用性等级、业务定制化、工程建设、工业美学等多方面。从现场考察来看,合盈数据依据客户的建设标准,完全满足了客户定制化需求,特别是针对机柜功率的弹性设计,可同时实现高功率密度和液冷服务器的部署。

第三,在工程建设层面,合盈数据打通供应链上下游,通过标准化和产品化的交付,缩短建设工期。机电部分合盈数据采用一体化模块、集装箱、撬块等建设交付模式,实现工厂预制和现场快速拼接,最快达到三个半月机电交付。

绿色低碳 创新实践

近些年,国家提出了“双碳战略”并明确持续推进产业结构和能源结构调整,大力发展可再生能源。数据中心领域正引入更先进、更节能的新兴技术,打造绿色低碳的基础设施。对于超大规模的数据中心集群来说,伴随着算力升级带来的高功率密度,园区级别的能源优化尤为重要。在实地考察中,我们看到合盈数据(怀来)科技产业园在节能、节水、减碳等方面的创新实践。

合盈数据目前以间接蒸发冷却技术为主,不仅如此,包括高效UPS节能运行模式、高效气流组织方案、照明系统节能等举措也是应有尽有,通过组合拳的方式实现最优节能组合方案。

而对于数量庞大的服务器设备,合盈数据也融入了业界热门的液冷技术,聚焦冷板式液冷,探索风液一体化冷却解决方案。这样在不改变原有数据中心布局的情况下,可以最大限度降低能耗,同时降低了数据中心设备部署难度,无论是效率还是能耗上都达到了业界领先水平。

在引入先进的节能技术之外,合盈数据还从园区级的节能方案入手,通过构建多能互补综合能源管理体系,在数据中心冷冻站内设置水源热泵型热回收系统,向周边生活区域及设施农业提供全年稳定的生产热源,冷冻水回水温度下降,可持续为IT设备冷却。

除了在节能方面的领先实践,我们在现场看到园区还规划部署了污水收集系统,每当下雨的时候就可以将雨水回收,由此实现海绵调蓄能力。按照规划,目前怀来园区1000亩地块年雨水收集与处理将达到8960吨,污水回收和再生率将达到85.45%。

除了目力所及的行业前沿技术实践,我们在考察过程中还与合盈数据CTO周天宇探讨了他对零碳园区的整体规划。园区级别的降碳应从数据中心用能的生命周期来进行规划,除了上述在能源使用和管理阶段的技术和方案创新,还应关注能源的绿色供给。在绿色供给方面,合盈数据(怀来)科技产业园施行 “源网荷储”一体化构建策略,在源侧充分利用风、光等绿色能源,通过抽水蓄能、电化学储能和氢储能等方式构建源荷联动,以市场化交易机制为集群供应绿电。

源网荷储 协同联动

从北京去往怀来的路上,无论是高铁还是自驾,你都能看到沿途山上星罗棋布的光伏板和“大风车”(风力发电塔),它们也为附近城镇提供源源不断的绿色电能。在本次考察中,我们也驱车来到了沽源风光新能源电站,这里刚刚建成的“大风车”就将为数据中心提供部分电能。
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这也是合盈数据对绿电应用的一次探索性尝试。其实一直以来,绿电直供形式对资源、气候条件、区域面积和当地政策等条件要求较为苛刻,实施起来具有较大的局限性,而完全依靠市场化的绿电交易,则成本较高且价格不稳定。而如今,合盈数据(怀来)科技产业园在张家口市同城的沽源、蔚县等地配置风光新能源电站,自有绿电同城并网,然后通过电力市场化交易机制,保障可再生能源电量供应稳定且成本可控。

这一切的做法,都得益于合盈数据 “源网荷储”一体化的理念,同期部署新型算力业务集群和绿色能源业务集群,探索“绿电供绿产”,实现供需两端联动。

电源侧:多能互补,多方式并存。产业园同城配置新能源电站,通过电力市场化交易机制,保障可再生能源电量供应稳定;配合园区内分布式光伏,通过综合能源管理系统为园区补充稳定、安全的绿色电力。

电网侧:主动配电网络,安全稳定供应。产业园实现主动配网,通过自建110变电站,采取2N架构,配备同步集中的UPS,保证供电系统的冗余和容错能力;同时采用主动管理分布式电源、储能设备和双向负荷的模式,让数据中心的能源配置更加平衡,保证长期平稳的能源供应。

负荷侧:优化数据中心配电系统架构,提升配电系统的可靠性和调节能力。产业园借助先进的预测算法和调优人工智能算法,对数据中心IT设备和各类辅助设备的运行功率进行精准的分析和预测,在保障安全稳定运行的基础上,最大限度地消纳可再生能源。

储能侧:多元储能,最大程度消纳绿电。由于数据中心耗电量较大,源侧新能源装机容量较大,储能采用共享储能形式,可极大地提升储能设施利用率,减少储能开发成本。荷侧产业园计划通过电化学储能、氢储能等多种储能方式结合分布式新能源,用于非生产楼的电力供应,同时研究通过削峰填谷、需量电费管理等形式,起到一定的替代柴发设备和提高供电可靠性作用。

由此也构成了合盈数据在绿色能源应用上的“两手抓”——一方面,合盈数据借助自主研发的能碳管理系统,全生命周期实时跟踪、核算数据中心系统、建筑系统、交通系统、基础设施系统、废弃物处理系统以及能源系统等各碳排放源,识别并分析全生命周期能源消耗的瓶颈和浪费点,不断改进能源使用效率,降低能源消耗;另一方面,合盈数据也融合了绿色数能产业生态的力量,多维度推进绿色能源相关的技术创新、应用落地、产业合作。
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从模块到定制,从算力到绿电,合盈数据给我们展示的并不是单一的某一座数据中心或者某个产业园区,而是结合当下绿色算力的行业需求,提供了从数据中心基建到IT基础设施运维,从绿色能源生产与应用到全生命周期智能化管理的一整套解决方案,通过模块化、集群化、服务化,绿色化推动新型算力中心不断演进。这也是为什么我们看到大型互联网、云计算等行业巨头能够落户这里的原因,正是先进的运营理念、低碳的运营方式与智能化的服务能力得到了巨头们的认可,也让数字化生活深入千行百业、千家万户。

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