2023-04-03
Peng Hua

超算中心模块化电源选型是保障算力稳定与效率的关键

超算中心模块化电源选型是保障算力稳定与效率的关键

各位朋友,下午好。今天我想和大家聊聊一个听起来很硬核,但实际上与我们每个人都息息相关的话题——超算中心。侬晓得伐,现在无论是天气预报、新药研发,还是人工智能训练,背后都离不开这些“数字大脑”的轰鸣。但一个常常被忽视的核心问题是:这些庞然大物,究竟靠什么来维持其稳定且高效的运转?答案,就藏在它的“心脏”——也就是我们今天要谈的模块化电源系统里。这可不是简单的供电,而是一套关乎可靠性、能效和未来扩展性的精密工程。

现象很直观。一个典型的超算中心,其能耗是惊人的,电力成本可能占到总运营成本的30%以上。更关键的是,任何微小的电压波动或瞬间断电,对于正在运行价值数亿计算任务的核心设备来说,都可能是灾难性的。根据美国能源部下属劳伦斯伯克利国家实验室的一份报告,数据中心(包括超算)的用电量已占全球电力需求的约1-1.5%,并且这个数字还在快速增长。这不仅仅是电费账单的问题,更是对供电质量和系统韧性的极限挑战。传统的集中式UPS供电方案,在面临局部故障时容易引发系统性风险,且扩容极其不便,就像给一个不断长大的巨人穿上一件无法修改的紧身衣。

那么,如何破局?这就需要我们引入模块化、预制化的电源解决方案思路。让我用一个我们海集能参与过的项目来具体说明。海集能,也就是上海海集能新能源科技有限公司,在新能源储能和数字能源解决方案领域深耕了近二十年,我们从电芯到系统集成的全产业链能力,让我们对“稳定供电”这四个字有着深刻的理解。我们曾为某国家级气象研究机构的超算升级项目,提供了一套定制化的光储柴一体化微电网方案。这个超算中心位于东部沿海,既要应对夏季用电高峰,又要防范台风可能导致的市电中断。

我们的方案核心,是部署了一套模块化、可热插拔的储能电池柜系统,与现有的柴发和新建的光伏阵列智能协同。每个电池柜都是一个独立的功率单元,可以像搭积木一样,根据算力负载的增长随时增加或更换。在去年夏季用电高峰的实测中,这套系统通过精准的“削峰填谷”,在电价高峰时段放电,在低谷时段充电,单月就为数据中心节省了超过15%的电费支出。更重要的是,在市电发生闪断的0.1秒内,储能系统无缝切入,保障了当时正在进行的重大气候模拟计算任务零中断。这个案例生动地说明,现代超算的电源选型,早已超越了“有电可用”的初级阶段,进入了“智慧用能”和“主动保障”的新阶段。

基于这些实践,我的见解是,面向未来的超算中心模块化电源选型,必须遵循三个阶梯逻辑:可靠性阶梯经济性阶梯可持续性阶梯

  • 可靠性阶梯:从单纯的备用电源,演进为能够实现毫秒级切换、多能互补的主动保障系统。模块化设计意味着单个单元故障不影响整体,大大提升了系统的可用性。
  • 经济性阶梯:从被动的成本中心,转变为可参与需求侧响应、创造收益的资产。通过智能能量管理,在电费差价中获利,并延缓电网扩容投资。
  • 可持续性阶梯:这是当前最受关注的维度。将绿色能源,如光伏,直接与储能系统结合,为超算中心注入绿色算力。这不仅关乎企业社会责任,也正在成为许多地区获取能耗指标的前提。

这听起来很复杂,但核心理念可以概括为:化整为零,智慧协同,绿能优先。就像我们海集能在江苏南通和连云港的生产基地所践行的理念一样,南通基地负责应对像超算中心这类复杂场景的定制化系统设计与集成,而连云港基地则专注于标准化模块的规模化制造,两者结合,才能为客户提供既灵活又可靠的“交钥匙”解决方案。这种从核心部件到整体系统的把控力,是应对超算严苛要求的基础。

模块化储能电池柜在数据中心场景示意图

所以,当您下一次听闻某个大模型又取得了突破,或是某个新材料通过模拟被发现时,不妨也想想其背后那个稳定、高效且可能越来越绿色的能源底座。它虽在幕后,却是所有辉煌计算的基石。

最后,我想留给大家一个开放性的问题:在“双碳”目标的大背景下,您认为下一代超算中心的能源系统,除了更高的效率和可靠性,还应该在哪些维度上进行创新,才能真正成为绿色数字经济的推动者,而非负担?

作者简介

Peng Hua———专注通信站点能源与光伏储能领域。
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汇珏科技集团创立于 2002 年,以通信设备制造与储能系统集成为核心业务。旗下子公司海集能新能源成立于 2005 年,专注数字能源解决方案、站点能源产品及 EPC 服务,主营基站储能、储能电池等,广泛应用于工商业、户用、微电网及通信基站等场景。

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