Падение линии электропередачи обнажило растущую проблему дата-центров для энергосистемы

На этой неделе в окрестностях Вашингтона, округ Колумбия, произошло отключение линии электропередачи, которое выявило растущую проблему для энергосистемы, связанную с дата-центрами. Обычно на восстановление после такого события уходят секунды, но на этот раз процесс занял более 10 минут. Причина — более 3 гигаватт нагрузки дата-центров почти одновременно перестали потреблять энергию.

Инцидент вызвал скачок напряжения в сети PJM, простирающейся от Северной Вирджинии до Чикаго. Хотя блэкаута не произошло, свет в регионе мигал. Это событие продемонстрировало, какое влияние дата-центры могут оказывать на электросеть, и, по мнению экспертов, такие случаи будут происходить все чаще.

Северная Вирджиния, находящаяся на территории PJM, является домом для самой высокой концентрации дата-центров в мире.

«Это канарейка в угольной шахте», — сказал TechCrunch Рикардо де Азеведу, технический директор ON.Energy. Подобные инциденты с крупными нагрузками, такими как дата-центры, происходят «все чаще и чаще», добавил он.

Это событие перекликается с тем, что произошло два года назад также в сети PJM, и может предвещать более серьезные проблемы, если дата-центры не будут спроектированы для более элегантного реагирования на перебои в подаче электроэнергии. PJM Interconnection управляет сетями от Нью-Джерси до Иллинойса, обслуживая 67 миллионов клиентов, что делает его крупнейшим оператором сети в США.

Когда линия электропередачи вышла из строя, дата-центры переключились на резервное питание, и около 3,1 гигаватт нагрузки исчезли примерно за 30 секунд. Сеть частично восстановилась, но вскоре отключились дополнительные нагрузки. На пике в сети PJM оказалось лишних 3,49 гигаватт электроэнергии. Потребовалось еще 11 минут, чтобы ситуация стабилизировалась. Отключившиеся дата-центры составляли около 3% от общего спроса на электроэнергию в сети PJM в тот момент.

Несколько процентов могут показаться незначительными, но энергосистема должна работать в состоянии почти идеального баланса, где спрос и предложение тесно связаны. Когда дата-центры в Северной Вирджинии почувствовали колебания, вызванные аварией на линии, они переключились на резервное питание, сняв свою нагрузку с сети. Чем больше дата-центров это делали, тем больше нагрузки убиралось. То, что началось как относительно небольшое падение предложения, превратилось в еще большее падение спроса, вызвав скачок напряжения.

Большинство дата-центров принимают решения за доли секунды, и те, что отключились на этой неделе, не были исключением. Когда до них дошло падение напряжения, все они решили отключиться в течение нескольких секунд друг от друга, рассказал TechCrunch Али Зайн Банатвала, специалист по моделям рынка в Независимом операторе энергосистемы.

«Нам нужно найти способ, чтобы эти нагрузки, расположенные рядом друг с другом, отключались или подключались последовательно», — сказал он. Более упорядоченный процесс позволил бы операторам сети разработать более надежные процедуры заранее.

В качестве альтернативы, дата-центры можно строить так, чтобы они поглощали возмущения, а не отключались от сети. Стартап ON.Energy разработал продукт, помогающий дата-центрам и сети переживать подобные события. Компания создала источник бесперебойного питания для целого кампуса дата-центра, охватывающий не только серверы, но и чиллеры и другое оборудование. По сути, компания «прячет» дата-центр за батареей аккумуляторов, подключенной к сложному преобразовательному оборудованию. Сеть «видит» только одну стабильную нагрузку, а не пики и спады от каждой отдельной части дата-центра. Система ON.Energy позволяет дата-центрам наращивать и снижать вычислительные нагрузки, включая обучение ИИ, не беспокоя сеть.

Что еще более важно, это также означает, что дата-центры могут поглощать колебания напряжения в сети. Вместо отключения система ON.Energy может использовать лишнюю энергию для зарядки аккумуляторов, а при падении потока — направлять энергию на серверы. Кроме того, она может реагировать на изменения в сети за миллисекунды, предотвращая просадки или скачки напряжения. ON.Energy в настоящее время устанавливает системы общей мощностью 3 гигаватта на четырех разных площадках дата-центров.

Операторы сетей также осознали проблему. Например, ERCOT планирует требовать от крупных нагрузок, таких как дата-центры, «переживать» возмущения. Однако время поджимает. Массовое отключение на этой неделе было вдвое больше аналогичного события в 2024 году, когда 60 дата-центров одновременно отключились, сняв с сети 1,5 гигаватта нагрузки. Тогда дата-центры составляли около 6% нагрузки PJM. Ожидается, что к 2040 году они будут составлять 24%. Если проблему не решить в ближайшее время, ситуация может значительно ухудшиться.