2025年电算协同行业分析：虚拟电厂如何破解超大城市电网难题

在数字经济与能源转型双轮驱动下，电算协同正成为构建新型电力系统的关键创新方向。作为全国经济中心和算力枢纽，上海面临着电网负荷密度高、峰谷差悬殊、外来电依赖度大等独特挑战。同时，算力产业加速从“通算时代”迈向“智算时代”，算力中心用电量占全市总量2.4%，年增速高达20%，既带来用电压力，也孕育了通过算力柔性调节支持电网平衡的新机遇。国网上海市电力公司通过构建“多时空尺度电算协同新范式”，以虚拟电厂为平台，实现算力资源与电力系统的深度融合，为超大城市能源治理提供了可复制的创新路径。本文将从现状背景、技术实践、规模成效与未来前景四大维度，系统分析电算协同在上海的探索与突破。

一、政策与需求双驱动，电算协同成能源变革焦点

国家层面政策密集出台，为电算协同发展明确了顶层设计方向。《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》明确提出构建国家算力网络体系，启动“东数西算”工程，探索建立跨地区算力调度与算电融合机制。该方案在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，要求进一步打通网络传输通道，加快实施“东数西算”工程，提升跨区域算力调度水平。另一份关键文件《加快构建新型电力系统行动方案（2024-2027年）》则进一步要求“实施一批算力与电力协同项目，整合调节资源，提升算力与电力协同运行水平”，并提出典型地区需求侧响应能力应达到最大用电负荷10%左右的目标。

上海作为全国经济中心和重要算力枢纽，其电网特征显著：负荷密度高、峰谷差悬殊达48.5%，本地机组调节能力有限，外来电占比长期处于高位，是典型的“能源大受端”电网。与此同时，算力产业蓬勃发展，截至2024年6月，上海已建成通用算力7.7EFLOPS、智能算力超54EFLOPS，算力中心总用电量占全市2.4%，且年增速达20%。算力负荷具备一项独特优势——它是目前已知唯一一种不依赖电网就能突破地理与时间约束的新型柔性负荷。如何挖掘这一潜力，缓解电网调峰压力，成为上海新型电力系统建设的核心命题。

算力中心自身也面临“降本、增效、减碳”三重诉求。电力成本占算力中心建设成本的55%，占运营成本的40%，已成为制约发展的关键因素。与此同时，上海需求响应电能量补贴区间为2.4-9元/kWh，商业模式优势显著，探索电算协同参与电网调节成为运营商获取额外收益的重要途径。在减碳方面，国家对数据中心的“低碳”要求日益严格，不仅明确电能利用效率（PUE），还要求绿电消费比例持续提升，倒逼算力中心必须与电力系统深度协同以实现可持续运营。

二、“一调一切一转”技术体系，破解多尺度协同难题

为适配多时空尺度调节场景，国网上海营服中心针对性制定了“一调一切一转”算力中心负荷灵活调控策略集，覆盖不同电网需求与算力运营场景。“一调”指硬件设施柔性调节，通过对数据中心内液冷系统、空调系统以及算力机柜的可调负荷进行灵活调节，优化设备运行模式，在不影响算力输出的情况下实现用电负荷的小幅、快速调整。这种调节方式特别适用于分钟级至小时级的电网调节需求，成为电算协同中最频繁使用的技术手段。

“一切”指柴发带负荷切换，即通过柴油发电机组全负荷替代市电供能，支持孤网运行、并网运行、短时并网切换孤网三种模式，实现算力中心用电负荷与市电的暂时“断连”。2025年6月26日，闸北电厂在七宝通信枢纽楼成功开展了首次柴油发电机全自动短并网测试试验。实验过程中，柴发并网系统自动执行柴发侧与市电侧同期、开关合闸、负载转移等操作，完成负载由市电供电至柴发孤岛供电的无感切换。该试验带载运行10分钟，带载1100kW，标志着数据中心柴发资源在参与虚拟电厂响应时能在不中断主电源情况下实现市电与柴发灵活切换，有效降低区域用电负荷。

“一转”即算力任务跨域转移，针对不同时空尺度的调节需求，制定点对点、点对多、多对多、跨技术架构等算力转移策略。2025年7月4日14时14分，位于浦东临港的中国电信智算中心接收到虚拟电厂调度指令，仅用3分钟时间，便将正在运行的人工智能推理任务“跨越千里”平稳转移到湖北十堰的数据中心。与此同时，临港智算中心的单机柜用电负荷下降了75%，实现了全国首次跨域智能算力转移实践。这项突破性技术为大型数据中心这类“用电大户”如何更灵活、更绿色地参与电网调节提供了全新解决方案。

依托上海市虚拟电厂运营管理平台，专项研发的“电算协同”功能模块实现了算力资源与电力系统的数字化协同管理。该模块具备资源统筹管理调用能力，可对算力中心、服务器集群等算力负荷资源进行线上接入和监测，实时采集功耗、算力利用率、任务队列等数据，构建算力资源全景视图。同时，平台提供电算协同建议调用方案，实时监测电力算力协同参与响应的全过程，包括响应时间、调节精度、调节速率等关键指标，确保协同过程可控、可追溯。此外，系统还能统计每次电算协同的度电成本节约、需求响应收益及碳减排量等指标，生成调控效果评估报告并实时可视化展示。

三、示范验证成效显著，规模化应用前景广阔

通过多维度技术实证及场景构建，上海电算协同模式已取得实质性成效。在“调”的层面，商汤临港AIDC利用蓄冷罐实现削峰填谷响应。该中心夜间利用低谷电和低温环境，高效制冷15°C冷水注入6组蓄冷罐中，总容量15MWh，释冷单小时可削峰电量2.2MWh（占总容量14%）。响应指令到达后，按既定时间线依次打开各模组放冷阀，由蓄冷罐直接承担2200 kW瞬时冷负荷，冷机、冷却塔、冷却泵、一级冷冻泵全部或部分停机。实测净削峰2144 kW，持续65分钟，等效向电网“让出”2.1MW负荷，成功完成需求响应。

在“切”的层面，闸北电厂上海七宝电信数据中心项目验证测试研发了一套数据中心柴发并网系统，通过对柴发系统进行改造，加装并网控制器，设计自动投切逻辑，实现柴发系统与市电的短时并网、负载切换功能。该项目在数据中心增加智能控制终端，与柴油发电系统、动环系统、冷源系统、配电柜电表进行对接，实现相应的采集、控制逻辑。同时改造柴发系统实现并网孤岛模式进行大网互动，建设中压负载自动投切系统实现全自动孤岛模式进行大网互动，增强了数据中心设备供电安全能力。

截至2025年8月，上海市级平台接入虚拟电厂运营商49家，总申报可调能力203.24万千瓦，较2024年底增长81.17%。在2025年8月14日开展的夏季高峰日前及快速削峰调用中，47家虚拟电厂参与申报，最大响应容量116.27万千瓦创国内新高。其中，数据中心规模占到11.20万千瓦，调用成功压降电网短时尖峰负荷，实现电力系统优化运行。这些数据表明，电算协同模式已经具备规模化应用的基础条件。

预期成效量化分析显示，多时空尺度电算协同新范式有望显著提升算力负荷灵活调节能力。在经济效益方面，通过技术手段优化资源配置，可大幅降低电源与电网投资成本，提高负荷利用效率，同时通过跨省算力转移形成的电价套利模式，为运营商、用户、数据中心拓展盈利空间。预计可降低电网尖峰负荷条件调节成本1%，用电成本1%，同时需求响应补贴收益提升20%。在系统调节能力方面，算力可调节容量预计提升30%，秒级资源可调节容量提升50%，算力负荷柔性调节能力增强20%。在低碳效能方面，创新实现算力负荷与绿色电力的动态匹配，借助算力任务的灵活转移与实时调控，优先将高耗能任务调度至绿电供应充足的区域，大幅提升清洁电力消纳规模，同时降低本地区碳排放，支撑上海建设更清洁低碳的城市能源体系。

四、三大创新突破引领，构建电算协同生态体系

上海电算协同实践实现了三大创新突破，为行业发展指明了新方向。首先是聚焦电算协同的全链突破联通，形成“机理创新+技术突破+场景示范”三位一体协同推进架构。从全局视角出发，通过理论梳理、技术研究和示范验证，实现机理-技术-场景的全链条突破，有效破解多时空尺度算力调度数字化协同难题。在调控对象方面，首次将“算力负荷”作为核心调控对象，借助其可瞬时跨域转移的特性，为虚拟电厂赋予更快速、有效的响应能力。在效能优化方面，在国内率先实现人工智能大模型“智算任务”用能建模，突破传统算力调度仅关注“通算任务”的局限。

其次是聚焦电算协同的全域可塑融合，提出“能源智能检测+平台一体管理”算电协同调控方案。首次把传统“设备级节能”升级为“跨系统、跨地域、跨业务的算电全域协同”，实现从“被动响应”到“主动编排”的范式跃迁。这一方案打破传统负荷调控的局部优化模式，通过“算力-电力”实时耦合，使智算中心既可作为“千瓦级可中断负荷”，又可作为“PFLOPS级可调算力”，真正实现“瓦特”随“比特”动态联动，实时参与电网互动。

第三是聚焦电算协同的全流程升级联动，创新实施“同步规划、实时监测、精准调用”的全流程协同机制，变“单点创新”为“系统变革”。在规划建设阶段，打破“先建算力、后配电力”的传统思维，将电算协同需求提前嵌入数据中心建设蓝图，根据算力规模匹配相应的电力容量和配套设施。在用电监测阶段，针对数据中心这一核心产业链节点，电网不仅实时追踪数据中心自身的用电负荷，还延伸覆盖其上下游重点企业的用电情况、增长态势，提前掌握负荷波动规律。在电算协同阶段，基于前期规划和数据积累，根据电网负荷缺口、调峰调频需求，开展“实战响应”，通过柔性负荷、柴发顶用、算力转移开展调用，实现“电网有需求，数据中心即刻响应”的高效协同。

未来，上海将以中国电信临港智算中心为核心进行场景拓展，逐步调用上海22个数据中心集群以及省外数据中心，开展多维空间转移技术实测，实现常态化、规模化电算协同。在秒级/分钟级层面，重点推进备电切换、柴发切换和储能设备应用；在小时级层面，优化柔性调节算力机柜、制冷系统、空调系统和监测系统；在中长期层面，构建上海市算力中心集群、长三角电算协同互济圈和中西部算力广域调度体系。具体转移实测计划包括：在临港新区开展算力任务数据中心机柜转移实测；在上海市内开展22个电信数据中心跨园区、跨区域调用实测；以及推进省间算力任务转移实测。

商业模式方面，采用“分阶段、递进式”路径推动算力参与多市场协同。在常态化电力市场阶段，推动算力资源常态化参与需求响应、辅助服务与绿电交易，夯实市场参与基础；在电碳协同市场阶段，探索与“电碳协同”市场的衔接机制，将算力调节的碳减排效益纳入考量范围，开发新型交易品种，实现算力价值转化；在算电市场耦合阶段，推动电力市场与算力市场深度耦合，打破市场边界，实现“电力流-算力流-价值流”的协同联动。

生态体系建设方面，联合政府部门、算力中心、设备厂商、科研院所等，打造“电算协同生态圈”。通过持续扩大资源覆盖面，培育百万兆瓦级算力资源池，引导更多市场主体参与；同时加快电算协同规划建设、调度运行等政策标准出台，以标准引领行业发展。

以上就是关于2025年电算协同行业发展的全面分析。上海通过构建多时空尺度电算协同新范式，不仅有效解决了超大城市电网调峰难题，还为算力产业可持续发展提供了新路径。电算协同作为能源与数字经济的交叉创新领域，其价值不仅体现在电网调节能力的提升，更体现在推动整个能源系统向更加智能、柔性、低碳方向转型。随着技术不断成熟和生态体系完善，电算协同有望成为新型电力系统建设的重要支撑，为其他地区提供可复制、可推广的经验借鉴。未来，随着“东数西算”工程深入推进和全国一体化算力网络体系加速构建，电算协同将在更大范围、更高层次上实现能源与算力资源的优化配置，为数字经济时代能源革命提供坚实支撑。