电力与算力作为支撑经济社会高质量发展的关键基础设施，具有紧密的关联性和融合性。随着新型能源体系建设提质提速，算力产业绿色低碳转型不仅是推动能源绿色低碳发展的重要力量，还将为新型电力系统的灵活互动提供强大支持。在实现碳达峰和碳中和目标的背景下，电算协同发展成为了必由之路。
算力与电力变化趋势相互交织
近年来，我国算力基础设施建设取得显著成效，全国在用数据中心标准机架数量大幅增加，算力总规模位居全球前列，过去几年年均增速保持较高水平，智算规模也占据了显著份额。值得注意的是，算力是高耗能产业，随之而来的是电力需求激增。据统计，2023年全球算力规模已达到1369EFlops(每秒浮点运算次数)，预计保持年均15%以上的增速。数据中心能耗问题日益突出，各方高度关注电力供应问题，构建更加绿色、高效的算力体系迫在眉睫。
与此同时，新型电力系统建设深入推进，风、光等新能源逐步成为发电主体，各种新型负荷和储能装置日益广泛，电网柔性灵活程度更高，多能协同互补、源网荷储互动、多网融合互联的新型电力系统“三大形态”逐渐显现。
可以看到，算力与电力变化趋势相互交织。一方面，算力规模发展迅猛，加上智算具有柔性可调的特性，算力将成为未来新型电力系统重要的负荷构成和重要的调节能力来源。另一方面，电力领域绿色低碳转型推动了新型电力系统“双高”(高比例可再生能源、高比例电力电子设备)特征变化，也将影响算力的充裕供给、高效运营及绿色发展。
同时，全球各国都力图通过抢占算力领域的主导权来提升国家综合实力，算力作为一种新型基础设施，已经成为国家未来核心竞争力的影响因素之一。电力与算力两类基础设施协同发展，将充分发挥我国资源禀赋和体制机制的优势，实现更大范围的资源优化配置，将目前的电力优势进一步转化为算力发展优势，为智能产业和数字经济发展提供坚强支撑。
为加快推进新型电力系统和全国一体化算力网建设，国家有关部门出台了一系列实施意见与行动方案，明确提出统筹推动算力与绿色电力融合、创新电力与算力协同运行机制、促进节能降耗、提升算力能效等相关要求。南方电网公司积极响应国家决策部署，在2024年4月首次提出“电算协同”发展理念，明确了以“充裕瓦特”支撑“规模比特”、以“高效瓦特”助力“能效比特”、以“清洁瓦特”催生“绿色比特”三大发展方向。
构建“电算协同”五大理念
以电力规划牵引算力布局。从公开数据、实际工况、演进方向等多维度分析预测，到2030年，我国算力所产生的能耗规模将占全社会用电量的4%—9.4%，在南方五省区预计达到800—1900亿千瓦时的能耗规模。为了从源头保障算力发展所需电力，有必要将算力规划与电力规划进行深度协同，确保基于资源禀赋、供电能力科学合理安排算力布局与实施。
以电力建设提升算力能效。南方电网公司在全面推进新型电力系统建设，攻关技术创新、产品装备等五大谱系过程中，形成了柔性配网、多能互补、节能降耗、设备集约等成果，可助力单体和集群数据中心提高保障水平、降低运营成本，并提升绿电消纳水平。就运营成本而言，目前电力成本在算力运营中心总成本中占比为60%左右，据初步研究，未来通过新型电力系统一系列技术装备，有望把运营中心成本降低10%到20%。
以电力通信助力算力互联。为充分发挥智算柔性可调特性，实现算力大范围灵活调配，算力中心之间需要高带宽、长距离、高稳定性的互联网络，而电力通信光纤网便可作为现有算力主干网的有力补充。截至目前，南方电网公司建成了总长度超31万公里，覆盖全网超11000个35千伏及以上厂站的电力通信光纤网，实现“有电就有网”，以电力通信助力广泛的算力互联。
以电力调度引导算力转移。在新型电力系统环境下，为应对新能源“三性”带来的挑战，确保算力中心在各种运行工况下安全可靠绿色高效的电力供应，需要发挥电力调度的统筹调控作用，以电网的调度合理引导算力转移，以算力的灵活调度助力源网荷储动态平衡，实现电力网和算力网最优运行工况。
以电力交易聚合算力运营。目前南方电网公司在建设统一电力市场方面取得了一些经验成效，为了充分发挥市场在资源配置中的作用，更大范围地优化全国算力运营成本，可依托成熟的电力市场机制，以电价信号聚合算力运营，面向社会提供全局最优性价比的算力资源。
打造“电算协同”新范式
2024年8月，南方电网公司发布《电算协同行动计划》，加速构建电力与算力协同规划、建设、调度、交易的新基建模式。为进一步打造“电算协同”新范式，政府、行业、科研、产业和社会各界应广泛参与、携手合作，为融入和服务全国一体化算力网，构建面向未来的国家新型基础设施作出新贡献。
提升电力算力协同规划。根据贵安新区、粤港澳大湾区等国家级一体化算力枢纽建设布局，结合南方区域清洁能源发展趋势及系统网架结构带来的供电能力变化，开展区域算力网与电力网协同规划研究，实现“西电东送”与“东数西算”统筹优化。
强化电力算力协同建设。联合生态合作伙伴，共同研发高效能算力装备，探索新型配网、直流供电、集约应急装备等新型算力中心或算力集群供电模式，打造源网荷储互动、风光多能互补的绿色低碳数据中心，实现算力能效的有效提升。
推动电力算力协同调度。开展基于电力通信网的算力互联网络研究，进行多类型算力资源可调节能力测试，探索构建常态化电力算力协同调度机制。
探索电力算力协同交易。开展算力负荷特性研究和特征识别，实现算力计量、定价与电力市场的紧密关联，构建算力市场与电力市场的协同运营机制。
打造电力算力协同示范。在上述四个方面重点工作的基础上，打造一系列电力算力协同示范建设试点工程。单体数据中心方面，在生态合作伙伴支持下，开展多能互补示范工程建设，推广高效能算力装备，打造绿色低碳算力。数据中心集群方面，在政府支持与指导下，探索柔性配网、直流供电等新型配供电方式，降低算力运营成本。算力跨域调节方面，构建基于电力算力协同调度、协同运营的应用场景，实现跨主体、跨区域更大范围的灵活调控和资源优化配置。
