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·數(shù)據(jù)中心屬于大規(guī)模的“產(chǎn)消者”，因?yàn)樗鼈兗葏⑴c能源的生產(chǎn)，同時(shí)也消耗能源，這對(duì)電網(wǎng)的韌性產(chǎn)生了復(fù)雜的影響。
·正因如此，最具韌性的數(shù)據(jù)中心往往會(huì)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與監(jiān)控手段，來(lái)保護(hù)其能源系統(tǒng)。
·通過(guò)保護(hù)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施，并提前與電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商協(xié)調(diào)應(yīng)急響應(yīng)工作，有助于在遭遇網(wǎng)絡(luò)安全事件或電力中斷時(shí)，維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
數(shù)據(jù)中心正日益成為電力需求增長(zhǎng)最快且最為復(fù)雜的來(lái)源之一。據(jù)國(guó)際能源署(IEA)統(tǒng)計(jì)，2024年數(shù)據(jù)中心的電力消耗占全球總量的1.5%，且其能源消耗量同比增長(zhǎng)了12%。然而，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商在規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的預(yù)期增長(zhǎng)時(shí)，所需要考量的遠(yuǎn)不止這一單純的需求增長(zhǎng)。
數(shù)據(jù)中心可能會(huì)引發(fā)這樣一種狀況：巨大的電力負(fù)荷突然接入或脫離電網(wǎng)，從而對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性構(gòu)成挑戰(zhàn)。
與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心直接或間接地支撐著各類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)——從虛擬會(huì)議，到電力公司的能源預(yù)測(cè)與調(diào)度策略，無(wú)一例外。若無(wú)電力供應(yīng)——無(wú)論是來(lái)自電網(wǎng)還是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的備用電源——數(shù)據(jù)中心便無(wú)法提供上述支撐服務(wù)。
數(shù)據(jù)中心與能源系統(tǒng)之間這種相互依存的關(guān)系，使得理解并管理針對(duì)能源基礎(chǔ)設(shè)施(包括數(shù)據(jù)中心設(shè)施內(nèi)部的自發(fā)電系統(tǒng))的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)變得至關(guān)重要。深入理解數(shù)據(jù)中心、其內(nèi)部能源系統(tǒng)以及其與區(qū)域電網(wǎng)之間的互動(dòng)所應(yīng)具備的“韌性”特質(zhì)，將有助于全面提升當(dāng)前及未來(lái)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的整體韌性。
構(gòu)建具有韌性的數(shù)據(jù)中心
數(shù)據(jù)中心的韌性是數(shù)據(jù)服務(wù)可用性的基石，這些服務(wù)涵蓋了從在線廣告、商業(yè)物流、發(fā)票開(kāi)具到數(shù)字銀行等方方面面。因此，數(shù)據(jù)中心必須具備抵御、檢測(cè)并清除網(wǎng)絡(luò)威脅的能力，且在此過(guò)程中不得中斷上述服務(wù)的運(yùn)行。若在設(shè)計(jì)或運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的能源系統(tǒng)時(shí)忽視網(wǎng)絡(luò)安全因素，極易引入新的安全隱患或遺漏既有的漏洞。
為了提供數(shù)據(jù)服務(wù)，數(shù)據(jù)中心設(shè)施的某些部分必須與外部網(wǎng)絡(luò)相連。這種持續(xù)暴露于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的特性，要求數(shù)據(jù)中心必須建立一套能夠有效保護(hù)其內(nèi)部能源系統(tǒng)的安全架構(gòu)。
正因如此，數(shù)據(jù)中心的發(fā)電設(shè)施或備用電池系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)通過(guò)正確配置的數(shù)字化控制手段——包括部署防火墻及關(guān)閉未使用的端口——來(lái)加以保護(hù)，即實(shí)施所謂的“加固”處理。此外，鑒于安全防護(hù)手段的有效性往往會(huì)隨時(shí)間推移而逐漸減弱，因此定期對(duì)安全狀況進(jìn)行審查，已成為業(yè)界公認(rèn)的最佳實(shí)踐。
發(fā)電廠系統(tǒng)及其備用系統(tǒng)也必須受到監(jiān)控，因?yàn)檫@些系統(tǒng)將實(shí)行數(shù)字化管理。對(duì)傳感器數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及安全事件數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合監(jiān)控，有助于在損害發(fā)生之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的威脅與安全漏洞。即使是經(jīng)過(guò)加固強(qiáng)化的系統(tǒng)，也同樣需要進(jìn)行監(jiān)控。
此外，網(wǎng)絡(luò)安全要求對(duì)“系統(tǒng)之系統(tǒng)”具備全面的可視性。發(fā)電廠、備用電源、冷卻系統(tǒng)以及物理門(mén)禁系統(tǒng)——這些系統(tǒng)中的每一個(gè)都存在被濫用的潛在風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而可能危及數(shù)據(jù)中心及電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。相比于對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行孤立監(jiān)控，若能實(shí)現(xiàn)對(duì)上述各系統(tǒng)的跨系統(tǒng)可視性，將有助于更高效地識(shí)別并處置那些可能引發(fā)嚴(yán)重后果的異常狀況。
系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)配合同樣至關(guān)重要，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心屬于高負(fù)荷用電設(shè)施。當(dāng)數(shù)據(jù)中心從主電網(wǎng)切換至備用電源供電，或從備用電源切換回主電網(wǎng)供電時(shí)，往往會(huì)給電網(wǎng)管理工作帶來(lái)一系列挑戰(zhàn)。通過(guò)有計(jì)劃地、周期性地啟用備用電源系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行演練，操作人員將有機(jī)會(huì)積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)，從而提升其在系統(tǒng)間溝通協(xié)調(diào)、異常狀況識(shí)別以及管理系統(tǒng)間非預(yù)期交互方面的能力。
應(yīng)對(duì)電力中斷
具備韌性的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施必須能夠抵御市電中斷，同時(shí)持續(xù)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。對(duì)于大多數(shù)數(shù)據(jù)中心而言，其目標(biāo)是確保至少擁有12小時(shí)的備用電力和水源供應(yīng)能力。采用多種能源來(lái)源及多套同型設(shè)備，能夠有效提升冗余度，并消除單點(diǎn)故障隱患。
對(duì)于提供短期備用電力而言，電池儲(chǔ)能是一種常見(jiàn)的解決方案。數(shù)據(jù)中心可在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)從市電供電向電池備用供電的切換，即便是在非計(jì)劃性中斷的情況下也能順利完成。電池備用系統(tǒng)為電力公用事業(yè)部門(mén)提供了解決停電故障的緩沖時(shí)間，同時(shí)也為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)方贏得了啟動(dòng)響應(yīng)較慢的自發(fā)電設(shè)施(例如燃?xì)廨啓C(jī))所需的時(shí)間。
在決定電池系統(tǒng)的安裝規(guī)模時(shí)，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)方必須綜合考量其放電速率與總?cè)萘?。系統(tǒng)安裝完成后，運(yùn)營(yíng)方還需進(jìn)一步確定何時(shí)進(jìn)行電能存儲(chǔ)、何時(shí)進(jìn)行電能調(diào)度。若涉及額外的現(xiàn)場(chǎng)自發(fā)電層級(jí)或特定的性能優(yōu)化指標(biāo)(例如以實(shí)現(xiàn)低排放或低成本為目標(biāo)，抑或是將電池儲(chǔ)能與太陽(yáng)能、風(fēng)能或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同搭配)，上述決策過(guò)程將變得更為復(fù)雜。
電源開(kāi)發(fā)
數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃設(shè)計(jì)通常遵循“電力優(yōu)先”的原則。其內(nèi)部配置的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)具備能力，可無(wú)限期地維持設(shè)施以滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。在日常運(yùn)營(yíng)中，這些數(shù)據(jù)中心會(huì)基于經(jīng)濟(jì)考量做出決策：究竟是啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)，還是直接從外部電網(wǎng)汲取電力;通常情況下，它們更傾向于利用電網(wǎng)所具備的更高發(fā)電效率。
在美國(guó)等監(jiān)管體系嚴(yán)格的地區(qū)，數(shù)據(jù)中心部署步伐的迅猛加速，往往會(huì)促使運(yùn)營(yíng)商更傾向于采用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電模式。盡管新建發(fā)電設(shè)施及輸電線路必須歷經(jīng)繁瑣的監(jiān)管審批流程，耗時(shí)漫長(zhǎng)，但人工智能(AI)創(chuàng)新領(lǐng)域的投資者卻對(duì)項(xiàng)目推進(jìn)速度有著極高的要求。
與此同時(shí)，供應(yīng)鏈方面的瓶頸可能會(huì)導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)等重型設(shè)備的采購(gòu)與部署工作出現(xiàn)延誤。針對(duì)這一狀況，開(kāi)發(fā)商可采取分階段策略：初期先啟用小型且可即時(shí)投入使用的發(fā)電機(jī)組;隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能或核能等建設(shè)周期較長(zhǎng)的發(fā)電系統(tǒng)陸續(xù)建成并投入運(yùn)行，再逐步將電力來(lái)源切換至這些新型能源。整合多種能源來(lái)源的優(yōu)勢(shì)在于能夠分散風(fēng)險(xiǎn)，但這也要求運(yùn)營(yíng)商必須保持高度警惕，確保在由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的“系統(tǒng)之系統(tǒng)”架構(gòu)中，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控工作始終保持清晰、全面的可見(jiàn)性。
數(shù)據(jù)中心還可以通過(guò)在地理位置上分散部署數(shù)據(jù)服務(wù)，進(jìn)一步降低局部地區(qū)電力中斷所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。然而，這種策略也面臨著諸多技術(shù)層面的挑戰(zhàn)，例如數(shù)據(jù)傳輸延遲問(wèn)題，以及如何滿(mǎn)足各地的數(shù)據(jù)主權(quán)監(jiān)管要求;這些因素有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致此類(lèi)分散部署策略在實(shí)際操作中變得不切實(shí)際或在經(jīng)濟(jì)上得不償失。此外，從電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的視角來(lái)看，數(shù)據(jù)服務(wù)具備在不同數(shù)據(jù)中心之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換的潛在能力;這意味著一旦某一區(qū)域發(fā)生計(jì)劃外停電事故，可能會(huì)導(dǎo)致同一國(guó)家境內(nèi)的其他區(qū)域在極短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)電力負(fù)荷的急劇飆升。
電力與數(shù)據(jù)領(lǐng)域的雙重韌性
數(shù)據(jù)中心與電力部門(mén)的韌性建設(shè)之間存在著緊密的內(nèi)在聯(lián)系。數(shù)據(jù)中心必須在電網(wǎng)發(fā)生故障期間啟動(dòng)備用電源系統(tǒng)以維持運(yùn)行；而電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商也必須構(gòu)建具備足夠靈活性的系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心電力負(fù)荷所呈現(xiàn)出的劇烈波動(dòng)性。當(dāng)電網(wǎng)能夠持續(xù)、穩(wěn)定且以低成本供應(yīng)電力時(shí)，這兩個(gè)部門(mén)都能從中獲益。這種互惠互利的共贏局面，理應(yīng)成為推動(dòng)雙方在韌性建設(shè)領(lǐng)域開(kāi)展深度合作的核心驅(qū)動(dòng)力。
電力中斷與網(wǎng)絡(luò)安全事件有可能在同一時(shí)間點(diǎn)上疊加發(fā)生。然而，若能致力于在數(shù)據(jù)中心與電力部門(mén)之間建立起具備高度韌性的協(xié)作關(guān)系——并隨著雙方各自需求的不斷演變，持續(xù)深化跨部門(mén)的溝通與協(xié)作——便有助于我們有效應(yīng)對(duì)那些在工程技術(shù)層面完全可解的挑戰(zhàn);從而將原本可能演變?yōu)橹卮笪C(jī)的突發(fā)事件，化解為僅造成輕微影響的普通小插曲。
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