AI热潮引发对电网“重大风险”的罕见警告

北美电网监管机构计划于周一发布其最高级别警告，指出大型数据中心对电力系统构成的威胁，这凸显了电力公司和电网运营商在应对电力需求激增时所面临的挑战。

此举标志着一个新阶段的到来，像亚马逊和微软这样的科技巨头，未来可能面临更严格的用电规则。该三级警报由电网非营利安全监管机构North American Electric Reliability Corporation发布，此前在弗吉尼亚州和德克萨斯州曾出现数据中心突然离线的情况，引发了对停电风险的担忧。

NERC在警报草案中表示：“计算类负荷（如数据中心）在未来四年内可能呈指数级增长”，并补充称，对大电网系统构成的“重大风险”需要通过行业的立即行动加以应对。

Lee Shaver（忧思科学家联盟的高级能源分析师）表示，North American Electric Reliability Corporation的这一举措是“一件大事”，并指出这是该机构历史上第三次发布三级（Level 3）警报。

目前，数据中心在上线和下线时无需像发电厂一样向电网监测机构报告，这被Shaver和其他分析人士称为影响电网可靠性的“巨大障碍”。运行高耗能人工智能模型的数据中心运营方通常也不需要共享关于电力大幅波动的数据，而这些波动可能损坏设备。

去年，由Nvidia、Microsoft和OpenAI的数十名科学家联合发布的一篇论文警告称，AI带来的电力波动可能“对电网基础设施造成物理损害”。

该三级警报——将发送给输电业主、电网运营商、公用事业公司及其他电网相关企业——预计将提出七项“关键行动”，以缓解数据中心和加密货币挖矿等“大负荷”对电力系统带来的风险。从长远来看，NERC正在为制定针对数据中心的强制性可靠性标准铺路，而这些标准需获得Federal Energy Regulatory Commission（FERC）的批准。

根据草案，NERC要求输电规划人员制定一份详细清单，明确“计算类负荷所需提供的建模数据、设定值和参数”，并在拥有大量AI基础设施的地区至少每年开展一次电网稳定裕度评估。草案还建议，输电业主应安装并使用故障记录装置，以评估数据中心在电网扰动期间的运行表现。

Shaver表示，尽管这些措施目前尚非强制，但在更严格监管出台前，推动企业立即采取行动对于避免电网扰动至关重要。分析人士指出，数据中心需要提供更多关于其在电网上“将做什么、不做什么”的信息。

Abe Silverman（约翰霍普金斯大学电力专家）表示：“尽早让数据中心意识到它们将受到新规则约束非常重要。”

部分挑战在于AI基础设施规模正在迅速扩大，全国范围内规划了多个吉瓦级的数据中心集群。一个吉瓦的电力足以供约75万户家庭使用。根据电力研究机构（EPRI）的数据，到本十年末，数据中心的用电量可能占美国总用电量的9%至17%。

“大规模影响”

在准备该警报时，NERC提到自2022年以来在东部互联电网和德克萨斯州发生的“负荷丢失事件”，其中数据中心曾意外从电网断开。

Shaver将这种现象比作迅速关闭厨房中的大型电器（如垃圾处理器），导致灯光闪烁。如果将这一效应放大到吉瓦级，“将对整个电网产生巨大影响”。他还指出，当数据中心突然恢复用电时，也可能引发类似的电网扰动。

在2024年7月弗吉尼亚州的一起事件中，根据NERC报告，一台避雷器在晚上7点发生故障。虽然类似设备故障通常不会造成严重威胁，但此次事件导致数据中心从电网中切断了超过1 GW的负荷，并转向备用电源。

由于这些设施对电压扰动非常敏感，它们切换电源部分是为了保护冷却系统及其他设备。

NERC指出：“电网历史上从未经历过在系统故障情况下如此规模的同步负荷丢失。”

当时并未发生停电，但NERC表示，“随着此类负荷丢失的可能性增加，频率和电压问题的风险也在上升。”该机构此前还警告称，AI模型训练带来的剧烈电力波动具有“高影响”风险。

今年早些时候，NERC发布了一份关于行业应对情况的报告（此前曾发布较低级别警报），结论是监管存在重大空白。“许多主体……尚未制定应对大规模负荷所带来特殊挑战的具体流程，”报告称。

根据三级警报要求，电网规划人员需在8月3日前就建议的关键行动作出回应。

NERC表示计划在今年年底前制定相关可靠性标准，如获FERC批准，可能于2027年生效。Shaver称，这些标准很可能与当前警报中的建议内容类似。

上个月，NERC还提议要求大型“计算类负荷实体”（如数据中心和加密业务）进行注册，并遵守其可靠性标准。

律师事务所Steptoe的合伙人 William Keyser在LinkedIn发文称，此举是“电力可靠性监管的重大转变”。

传统上，各州对电力终端用户拥有管辖权。但Silverman表示，NERC针对数据中心所涉及的特定数据和工程问题加强监管，可能促使FERC扩大监管范围。“我完全认为FERC会对此予以关注。”

在能源部长 Chris Wright的要求下，FERC也在单独起草一项提案，可能加强联邦层面对大型数据中心接入电网方式的指导。

“不要只针对某一行业”

代表行业的数据中心联盟表示，在声明中指出，任何新的NERC标准都必须“保持平衡、基于完整证据、认可数据中心的关键作用、反映其设备的技术能力与限制，并且不应对某一行业或电力用途进行区别对待。”

该联盟能源副总裁 Aaron Tinjum表示，标准也不应忽视弗吉尼亚州等地的“重要进展”，在这些地区，通过NERC、电力公司和数据中心运营方之间更好的沟通，“已大幅减少——甚至在某些情况下完全消除了——负荷切换事件。”

该联盟还表示，并未发现德克萨斯州存在由数据中心引发的负荷切换事件。他补充称，数据中心通过对新技术的投资等方式，也为电网带来了诸多益处。

今年早些时候，主要科技公司在白宫支持下签署了“用户保护承诺”，承诺为其AI业务提供自有电力。

代表投资者持有型电力公司的Edison Electric Institute此前也呼吁NERC对数据中心实施类似于发电企业的标准。

该机构高级副总裁 Jennifer DeCesaro在声明中表示：“EEI支持在大型计算负荷（包括数据中心）持续增长和演进的情况下，维持电网可靠运行的努力。EEI及其成员正与NERC在该议题上持续合作，并期待其相关建议。”