数据中心能量管理：电力-算力-热力协同

本书立足人工智能高速发展背景下数据中心面临的电力消耗与碳排放挑战，结合新能源系统发展机遇，系统探讨算力-电力-热力协同在数据中心可持续发展中的关键作用。本书从宏观视角剖析全球算力电耗演变及中国能耗现状，揭示算效提升的迫切性，并梳理全球绿色低碳实践；微观层面则围绕数据中心分类、节能技术及算力-能源协同逻辑展开，通过知识图谱明晰技术热点与路径。核心章节深度解析算力与电力互动、算力与热力耦合的协同机制，结合规划案例实证分析，提出技术路径与发展建议。

目录
第1章 人类社会的基础：能源与信息 1
导读 1
1.1 物质、能源与信息概述 1
1.2 信息的核心要素：算力 9
参考文献 14
第2章 全球算力的电耗与算效演变 16
导读 16
2.1 全球算力基础设施能耗概述 16
2.2 服务器功耗与算力发展 20
2.3 电效的演变 21
2.4 算效的演变 22
参考文献 28
第3章 中国算力的能耗及算效测算 30
导读 30
3.1 中国数据中心的能耗现状 30
3.2 大模型及其能源资源消耗 35
3.3 大模型算力的电耗计算 39
3.4 中国数据中心能耗预测 41
参考文献 44
第4章 全球数据中心绿色低碳行动与对比 46
导读 46
4.1 全球温室气体及碳排放现状 46
4.2 国内外数据中心碳排放对比 47
4.3 数据中心减排的方式 49
参考文献 57
第5章 新型能源系统的发展与挑战 58
导读 58
5.1 电能的清洁化 58
5.2 新型电力系统：灵活性资源 62
5.3 新型能源系统：热能的清洁化 69
参考文献 76
第6章 数据中心分类及典型节能技术 77
导读 77
6.1 全球数据中心发展历程 77
6.2 数据中心等级划分分类 78
6.3 数据中心基本结构及能源形式 81
6.4 数据中心的典型节能技术 84
参考文献 88
第7章 数据中心节能技术发展趋势 90
导读 90
7.1 数据中心能效优化研究知识图谱 90
7.2 算力-电力-热力协同的发展趋势 92
7.3 性能和能耗的协同控制 95
7.4 工作负载均衡调度技术 96
7.5 云计算服务 96
7.6 算力调度 97
参考文献 99
第8章 算力-能源协同发展的必然性 100
导读 100
8.1 数据中心的用能特征 100
8.2 构建算力综合能源的必要性 102
8.3 能源视角下数据中心的发展趋势 107
参考文献 112
第9章 算力-电力-热力协同的内涵与外延 113
导读 113
9.1 算力综合能源的内涵与理念 113
9.2 算力综合能源的分类 115
9.3 算力综合能源的互动方式 117
9.4 算力综合能源的规划设计 118
9.5 算力综合能源的评价指标 120
参考文献 126
第10章 算力-电力互动：原理、现状与挑战 128
导读 128
10.1 算力-电力互动的原理与模式 128
10.2 算力-电力互动现状 135
10.3 算力-电力互动挑战 138
参考文献 140
第11章 算力-热力耦合：原理、现状与挑战 141
导读 141
11.1 算力-热力耦合的原理与模式 141
11.2 算力-热力耦合的基础 142
11.3 算力-热力耦合的现状 145
11.4 算力-热力耦合的挑战 147
参考文献 148
第12章 数据中心算力综合能源的规划 150
导读 150
12.1 数据中心低碳综合能源系统简介 150
12.2 数据中心综合能源系统的能值评价 151
12.3 数据中心综合能源系统的优化求解 152
12.4 优化结果分析 158
第13章 算力-电力-热力协同关键技术与建议 165
导读 165
13.1 关键技术 165
13.2 发展建议 167
第14章 结语 169
附录1 中国算力-能源协同典型事件（部分） 172
附录2 算力-能源协同相关标准（部分） 178
附录3 不同电网的CO2 排放因子 180
附录4 各种能源折标准煤参考系数 182
附录5 数据中心算力-能源协同相关政策 184
附录6 专家话算力-电力-热力协同 192