超大规模数据中心引发的吉瓦级负载骤降,正在成为北美电网运营商面临的全新可靠性挑战。在2026年电网可靠性状态报告中,北美电力可靠性公司(NERC)记录了2025年发生的多起事件——在输电系统出现故障后,超过1吉瓦的数据中心负载在瞬间断开连接。
尽管2025年整体电力系统仍维持稳定运行,NERC表示,随着以AI为核心的数据中心园区规模不断扩大并向关键区域集中部署,上述事件预示着电网可靠性规划正在经历深刻转变。今年的报告专门设立章节,针对计算负载议题进行阐述,涵盖新建模指导原则、运营建议以及相关标准制定工作,旨在更深入地理解大型数据中心在电网扰动期间的运行行为。
典型案例包括:2025年2月,一起输电故障导致约1800兆瓦的数据中心负载脱网;2025年6月,又发生一起涉及约1300兆瓦的类似事件。NERC还记录了其他多起数据中心负载削减事件,削减规模从约200兆瓦到逾500兆瓦不等。与此同时,德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)在全年内经历了9次加密货币挖矿负载损失事件,每次损失均超过100兆瓦。
报告指出:"随着单个大型负载设施的规模持续增大,以及多个大型负载设施相互毗邻分布,此类大规模负载事件的量级很可能进一步扩大,并由此引发可量化的频率或电压稳定性问题。"
与传统工业用电需求不同,大型计算负载能够在输电系统扰动期间迅速断开连接。当单个园区的用电规模逼近吉瓦量级时,这种骤然变化将演变为系统级事件,规划人员和运营商不能再将其简单视作负荷预测,而必须进行专项建模和协调应对。
计算负载成为运营层面的核心议题
电力研究院(EPRI)表示,上述事件反映的是一个由来已久的技术问题,随着AI数据中心规模的快速扩张,其重要性已大幅凸显。
EPRI高级首席技术负责人帕拉格·米特拉表示:"客户主动发起的负载削减,源于数据中心设施(包括AI和非AI类型)中现有设备无法在电网正常清除的扰动过程中持续运行。过去,这类事件尚在可控范围之内,但数据中心负载容量的急剧扩张已将问题放大到足以影响电网可靠性的程度。"
米特拉表示,各公用事业单位正在积极推进计算负载建模工作,但目前仍面临两大缺口:一是缺乏准确表征大型数据中心所需的详细运营信息,二是缺乏验证相关模型的标准化方法。
NERC报告发布之际,超大规模云服务提供商正越来越多地公开承认,电力可用性与电网协调已成为推动AI扩张的战略性要素。通过EPRI发起的DCFlex项目,公用事业单位、超大规模云服务商、数据中心开发商与技术供应商正携手协作,致力于在大型计算负载持续增长的背景下,提升运营协调效率与灵活性。
新建模框架与监管规则相继落地
NERC的应对举措不止于记录事件。2025年至2026年初,该组织相继发布行业预警、制定计算负载建模指导文件、推进标准制定工作、发布用于暂态稳定性研究的数据中心建模技术参考,并认可采用PERC1性能模型来表征数据中心在电网扰动期间的运行特性。报告还重点介绍了程序规则草案,拟为计算负载设施设立全新的注册实体类别。
Buzz Solutions联合创始人兼首席技术官、首席运营官维克亚特·乔德里表示,这份报告折射出公用事业单位对超大规模数据中心园区认知方式的根本性转变。
"我们已经在吉瓦级别观察到客户主动发起的负载削减,这一事实清晰地表明,AI数据中心正在从被动的电力消费者,转变为电网运营中的主动参与者,"乔德里说道,"如今,单个AI园区的用电需求可以匹敌一座城市,这从根本上改变了公用事业单位规划、监控和运营电网资产的方式。"
乔德里还表示,随着AI用电需求持续攀升,公用事业单位需要对大型计算负载及其配套基础设施建立更完善的运营可视化能力。他指出,随着新园区陆续接入电网,公用事业单位与超大规模数据中心开发商之间更早介入的协调机制,以及更完善的运营数据共享体系,将变得愈发重要。
传统发电机组承压加剧
报告同时指出,支撑北美大部分电力供应的传统发电机组正承受日益增大的压力。
2025年,加权等效强迫停运率攀升至9.2%,超出历史区间7%至8%的正常范围。煤电机组贡献了最大幅度的不可用发电量增量,联合循环天然气机组紧随其后。NERC发现,停运率的上升并非源于某一单一极端天气事件,而是全年范围内停运频次的普遍性增加。该组织建议公用事业单位和监管机构评估是否有必要提高备用容量裕度要求,以应对传统发电机组可用性下降的现实。
从预测需求到预判行为的规划转型
NERC的评估揭示,AI基础设施带来的变革已远超用电量预测层面。过去,公用事业单位的关注重点在于大型用户的用电总量;而今,规划人员还必须兼顾以下问题:计算负载在扰动事件中的响应方式、这些响应对系统频率和电压的影响,以及设施接入电网前所需的运营协调安排。
AI数据中心最终是演变为更大的可靠性风险,还是成为更灵活的电网资源,将在很大程度上取决于公用事业单位、超大规模云服务商与标准制定机构弥合建模、数据共享和运营差距的速度。就目前而言,NERC传递的信息已十分明确:深入理解大型计算负载的运行行为,已与预测其用电需求同等重要。
Q&A
Q1:NERC报告里提到的数据中心负载骤降事件有多严重?
A:根据NERC的2026年电网可靠性状态报告,2025年发生了多起严重事件。其中,2月的一次输电故障导致约1800兆瓦的数据中心负载瞬间脱网,6月又发生了约1300兆瓦的类似事件。此外还有多起200至500兆瓦量级的负载削减事件,德克萨斯州全年还记录了9次加密货币挖矿负载损失超过100兆瓦的事件。这些骤降对电网频率和电压稳定性构成了实质性威胁。
Q2:为什么AI数据中心的负载断开会对电网造成这么大的影响?
A:与传统工业用电不同,大型计算负载在电网出现扰动时能够极为迅速地断开连接,而当单个园区的用电规模接近吉瓦级别时,这种瞬间的负载变化就会演变成影响整个系统的事件。EPRI指出,根本原因在于数据中心现有设备无法在电网正常清除扰动的过程中维持运行。随着AI数据中心规模急剧扩大,这一技术问题已被放大到足以威胁电网可靠性的程度。
Q3:NERC针对AI数据中心的电网风险采取了哪些应对措施?
A:NERC采取了多项举措:发布行业预警、制定计算负载建模指导文件、推进相关标准制定工作、发布数据中心暂态稳定性研究技术参考,并认可采用PERC1性能模型来表征数据中心行为。此外,NERC还提出了程序规则草案,拟为计算负载设施设立专属的注册实体类别,推动其成为电网运营中受正式监管的参与主体。