大规模数据中心负荷的网格集成运营风险：特征、稳定性评估与灵敏度研究

本文研究了大规模数据中心与电网之间的动态相互作用，关注因需求突然波动而引发的可靠性挑战。随着AI驱动工作负载的快速增长，这些波动以及快速升幅模式预计会加剧紧张的电网条件和系统不稳定。我们考虑了来自MIT超级云数据集的几个开源AI数据中心消费配置文件，以及基于实验性HPC作业分布生成的几个推断配置文件。随后，我们发展了用于实时评估电网稳定性的分析方法，关注瞬态和小信号稳定性评估。能量流动类指标用于非线性瞬态稳定性评估，通过计算局部数据中心母线类动力学流动并在变化的时间窗口内与相邻母线之间的耦合互动，帮助运营商获得数据中心枢纽区域电网压力的实时评估。另一方面，基于可变运行条件下变量小信号稳定性指标构建的分析状态矩阵，使我们能够在快速升幅期间进行快照式评估数据中心负荷波动，并提供对演变中电网条件的增强可观测性。通过量化大型数据中心集群的稳定性影响，研究在修改的IEEE 68-母线基准模型中支持改进的运营商情境意识，以捕捉大规模数据中心负荷可靠集成的风险。