数据中心是当前电力需求增长最快的用电主体之一。为了支撑快速扩张的人工智能算力需求,一些大型数据中心的耗电量已经可以与一座城市相当。不过,与工厂或医院等刚性负荷不同,数据中心的计算任务具有较强的可调度性和灵活性。
由犹他大学约翰与玛西亚·普赖斯工程学院研究人员开发的 WESTMAP.AI 工具,正是用来模拟和量化:当数据中心不再只是增加电网负担,而是通过自身灵活性来支撑电网运行时,会产生怎样的效果。
三种方式帮助电网“减压”
WESTMAP.AI 可以模拟并可视化数据中心在西部互联电网中的布局和运行方式。西部互联电网为美国 11 个州、加拿大 2 个省份以及墨西哥部分地区的逾 8000 万人口供电。工具的关键结论展示了数据中心可立即采用的三种策略:
- 时间灵活性(在不同时间段调整负载)
- 空间灵活性(在不同区域之间转移负载)
- 部署现场能源资源(自建发电与储能)
支撑 WESTMAP.AI 的模型已在 2026 年 1 月举行的夏威夷国际系统科学会议上,以同行评审论文形式发表。研究表明,根据这三种方法的不同组合和实施方式,数据中心每年有望节省 6200 万至 5.9 亿美元的成本。
WESTMAP.AI 由美国国家科学基金会 WIRED 全球中心开发,该中心由电气与计算机工程系教授 Masood Parvania 领导,电力系统研究工程师 Mohammad Amin Mirzaei 参与研发。中心全称为“美加气候韧性西部互联电网中心”,专注于提升西部电网在极端天气等挑战下的韧性。西部电网拥有约 136,000 英里(218,870 公里)的输电线路,正面临日益严峻的气候与负荷压力。
WESTMAP.AI 允许用户设定不同的数据中心建设和增长情景,评估其对电网的影响。
Parvania 表示:“这个工具并不是用来评估某个具体项目,而是一个通用平台。它基于经过验证的科学与工程方法,从电网视角,对各种数据中心发展情景进行客观的影响分析和可行性评估。”
1. 时间灵活性:避开电网高峰
研究首先分析了“时间灵活性”策略,即在电力需求高峰时段主动降低数据中心负载。
Parvania 解释说:“并非所有计算任务都必须立刻完成。比如 AI 训练、数据备份和批处理作业,可以安排在夜间或电价较低的非高峰时段执行。大规模推广后,这种做法有助于平滑整个电网的负荷曲线。”

2. 空间灵活性:让“计算”而不是“电力”跨区流动
第二种策略是“空间灵活性”,利用不同地区之间电力需求和电价的差异,通过跨区域协调数据中心负载,在本地电网紧张时,将部分紧急计算任务转移到电力更充裕的地区。
Mirzaei 介绍说:“当某个区域的电网压力较大时,可以把工作负载转移到电力富余的其他数据中心。不是让电力通过已经接近极限的输电线路长距离输送,而是让计算任务在网络中流动。电子仍然留在本地。”
3. 现场能源:自发电与储能进一步减压
第三种方式是数据中心投资建设现场能源资源,如自备发电设施和电池储能系统,以增强时间和空间灵活性带来的效果。数据中心自给自足能力越强,对公共电网的依赖和冲击就越小。
模型显示,仅采用时间灵活性措施时,电网每天可节省约 17.1 万美元,折合每年约 6200 万美元。
在此基础上,如果再叠加空间协调——将部分负载转移到电价更低、电力更富余的地区——综合节省可提升至每天 46.8 万美元,年节省约 1.71 亿美元。
当三种策略同时实施,包括现场发电和电池储能在内,预计年节省可达 5.9 亿美元。同时,化石燃料发电量的减少,相当于每年减排约 350 万吨二氧化碳,约等同于减少 77 万辆汽车上路行驶。
Parvania 强调:“技术和数据条件都已经具备,现在缺的是行动。电网运营方与数据中心行业需要协同合作,让灵活性成为常态,而不是例外。”
Mirzaei 补充说:“WESTMAP.AI 为他们提供了一条清晰的路线图。节省就在眼前,减排也在眼前。我们每拖延一天,就等于放弃了超过一百万美元的潜在收益。”
