算电热碳协同设计及仿真平台引擎

算电热碳协同设计及仿真平台引擎面向算电协同的数据中心规划设计、能源耦合、运行调度与低碳运营的一体化仿行业首个“算电热碳协同设计及仿真平台引擎”开发者：北京理工大学机械与车辆学院能源与动力系王永真博导团yz80hou@，期待算电协同——全球行动（起步晚、速度快）2/25阻碍了其规模化发展共性问题①跨区域型算电协同②绿电直连型算电协同③面向算电协同的安全热控安全、经济安全、经济绿色、普惠算电热碳的“一体化”、“高质量”协同设计及调度仿真，实现“1+1＞2”算电热碳协同设计及仿真平台引擎面向算电协同的数据中心规划设计、能源耦合、运行调度与低碳运营的一体化仿背景需求背景需求高算力大能耗强散热关键技术多尺度综合能耗快速模拟技术多元灵活性柔性调节技术宽温域散热可靠保障技术技术难点多能流耦合计量慢灵活性多元互动僵宽温域有效调控险核心效益WUECUE￥η--热设计协同运行协同针对算力园区条块化设计运营创新突破算电热碳协同—关键技术以多学科交叉技术为支撑，面向八大场景形成六大核心算法能力算力·电力·热力协同思路多学科交叉技术支撑算力·电力·热力协同思路多学科交叉技术支撑“多物理场交叉建模求解”“多物理场交叉建模求解”算力-电力-热力协同关键算法电电s热s算热s算八大场景@算电热碳协同核心算法拓扑优化场景定义容量配置运行调控性能评价拓扑优化场景定义容量配置运行调控性能评价算电热碳协同设计及仿真平台引擎品质匹配多元耦合助力打破多变工况品质匹配多元耦合助力打破多变工况运筹优化能效匹配绿色低碳节能运行不可能三角安全可靠基于算力-电力-热力-碳排协同的理论与实践基于算力-电力-热力-碳排协同的理论与实践，打破不可能三角算电热碳协同设计及仿真平台引擎（介绍）面向算电协同的数据中心规划设计、能源耦合、运行调度与低碳运营的一体化仿把算力负载、电力供给、散热冷却与碳排约束放进同一个仿真沙盘平台引擎，支撑一键式规划测算、方案比选、运行优化与低碳收益闭环决策。关键技术底座关键技术底座·四流建模：算力、能源、冷热、碳流·优化求解：成本、碳排、可靠性、绿电·柔性调度：任务迁移、负荷调节、多中心·能碳核算：电/冷/热/碳与收益价值结果·方案论证：容量测算与投资比选·成本优化：降低用电、制冷与调度成本·低碳运营：评估绿电、碳排与收益·灵活响应：形成可调节柔性资源面向对象与应用闭环·设计/投资：方案测算、容量配置、决策·业主：成本优化、PUE优化、低碳运营·能源/电网：消纳、响应与调度收益·工具：工作台+优化平台引擎+驾驶舱价值闭环价值闭环规划测算→方案比选→运行优化→低碳收益工具形态场景化仿真工作台+多目标优化平台引擎+可视化决策驾驶舱算电热碳协同设计与仿真平台引擎平台1.01.算电全景画像：为协同设计建立统一数据底座电价水平、电网条件、绿电资源、供电可靠性。单位算力能耗、PUE、算效水平。电耗、冷耗、热耗、综合能源利用情况。WUE、碳排强度、绿电占比、减碳潜力。可调负荷、可迁移任务、储能、蓄冷等调节资源。统一入口算电热碳协同设计与仿真平台引擎平台1.0算电热碳协同设计与仿真平台引擎平台1.08大典型场景覆盖从规划设计到低碳运营的关键决策链路算电协同八大场景一键优化07算力全栈热控运行调度类面向多级算电协同的数据中心算力—冷力全栈优化调控。08算力联盟聚合资源协同类考虑多维要素特性，实现多域数据中心综合匹配与多级聚合。异构算力|资源组合|多级聚合01算力绿电直连规划设计类利用数据中心多元灵活性，解耦绿电直连经济可行边界。绿电消纳|容量优化|成本测算06算力多级响应运行调度类利用算、电、冷灵活性，实现数据中心参与电网多级响应。需求响应|辅助服务|能量市场03算力核电连供规划设计类基于核电的热、电、冷综合利用，实现算力中心算—冷连供。稳定基荷|电冷联供|余热利用05算力时空调度运行调度类基于算力业务柔性调度，实现数据中心多元主体综合优化。任务迁移|算能匹配|时序优化04零碳算力模式规划设计类面向零碳算力模式研究、政策、标准和路径推演能力。零碳模式|商业测算|路径推演02算力综合能源规划设计类融合设备能效图谱，实现一键式容量配置与运行出力优化。多能耦合|容量配置|运行出力拓扑优化场景定义容量配置运行调控性能评价优化决策算电热碳协同设计与仿真平台引擎平台1.08.1算力绿电直连：解耦绿电直连经济可行边界例绿电供能条件下算力设施低碳发展的最优利用算力设施多元灵活性解耦绿电直连经济可行边界利用算力设施多元灵活性解耦绿电直连经济可行边界全生命周期评估绿电采购、余电交易与弃电成本，量化绿电直连经济边界综合资源禀赋、电价机制与负荷特性，智能求解最优绿电配置方案实现新能源出力与算力需求的动态协同匹配，提升绿电利用效率联动算力、电力、冷力及储能资源，增强系统消纳能力与运行韧性8.2算力综合能源：从单一供电走向电冷热储协同优化 合能效与经济效益最优。融合设备能效图谱的一键式容量配置与运行出力优化融合设备能效图谱的一键式容量配置与运行出力优化统一描述多能系统结构关系与能量流动路径，实现全局可视化建模综合负荷需求、资源条件与投资约束，智能生成最优设备配置方案逐时优化各类能源设备运行策略，实现供需动态平衡协同考虑经济性、安全性、低碳性与能效水平，输出系统级最优解算电热碳协同设计与仿真平台引擎平台1.0算电热碳协同设计与仿真平台引擎平台1.08.3算力时空调度：让算力负荷响应能源时空变化基于算力业务柔性调度的算力设施多元主体综合优化跨时段/跨中心迁移算力业务，错峰对齐绿电充裕窗口基于全局优化策略降低系统综合能耗与单位算力成本实现算力需求与能源供给动态协同，提升绿电利用水平全景呈现多中心协同运行状态及任务流转过程8.4算力联盟聚合：多域算力设施资源协同匹配考虑多维要素特性多域算力设施综合匹配与多级聚合统一刻画CPU、GPU、NPU等异构资源能力特征实现算力、能源与网络资源的协同配置与优化组合基于多维约束条件实现供需智能撮合与最优匹配支撑节点级、园区级、区域级及联盟级资源协同调度8.5算力多级响应：让算力设施成为电网柔性资源算法创新利用算电冷灵活性实现算力设算法创新利用算电冷灵活性实现算力设施参与电网的多级响应聚合算、电、冷多维灵活性资源，形成分层分级响应能力支撑现货市场、中长期市场及绿电市场协同参与支持调频、备用等辅助服务资源挖掘与价值评估构建多策略组合优化机制，实现响应收益最大化算电热碳协同设计与仿真平台引擎平台1.0：wyz80hou@8.6算力全栈热控：算力负载与冷力系统联动优化面向多级算电协同的算力设施算力-冷力全栈优化调控面向多级算电协同的算力设施算力-冷力全栈优化调控面向日前及日内运行场景，生成全局最优热管理策略秒级跟踪芯片温度与参考负载，泵频/流量实时闭环调节服务器功耗与冷却系统联合建模寻优服务器功耗与冷却系统联合建模寻优，降系统总成本与能效比对齐峰谷电价错峰调度算力负载，温度阈值内挖掘灵活性前瞻探索：低碳基荷供能与零碳算力模式推演8.7算力核电连供8.7算力核电连供8.8零碳算力模式8.8零碳算力模式基于垃圾发电的热-电-冷综合利用实现算力中心算电热碳协同设计与仿真平台引擎平台1.0X——算电协同的无限可能：算电协同百科算电协同互动算电协同共建X——算电协同的无限可能：算电协同百科算电协同互动算电协同共建X：开放式算电协同共享生态体系算电热碳协同设计与仿真平台引擎平台1.0产品价值：支撑算力与电力绿色低碳高质量发展价值结果价值结果.面向对象耦合建模耦合建模柔性调度柔性调度方案论证成本优化投资决策低碳运营方案论证成本优化投资决策低碳运营优化求解优化求解低碳运营灵活响应协同调度工具闭环能碳核算低碳运营灵活响应协同调度工具闭环能碳核算算电热碳协同设计及仿真平台引擎面向算电协同的数据中心规划设计、能源耦合、运行调度与低碳运营的一体化仿数字支撑数字支撑新型电力系统