面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 1 面向未来的中国数据中心： 绿色低碳与高可靠性 siemens-energy.cn 西门子能源商标由西门子股份公司授权使用。 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 2 01 概述 02 算力拉动全球电力需求 03 中国数据中心规模与现状 04 中国电力供给结构与低碳转型 05 中国数据中心的发展趋势 06 面临的挑战 中心运营商实现快速投入运营、保障运维，并具备未来扩展 能力。 能源转型的成功有赖于平衡可靠性、安全性、经济性与可持 续性。西门子能源通过为数据中心运营商制定稳健的能源系 统战略规划，提供全球高效的能源技术方案，助力数据中心 运营商在当前和未来能源体系中实现这四个关键要素的协同 优化。 目录 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 3 算力拉动全球电力需求 根据国际能源署测算，2024 年全球数据中心电力消费约为 而数据中心电力需求增速正迅速赶超传统工业，成为能源系统转型的不可忽视的关键变量。 全球数据中心用电量及展望（IEA） 单位：TWh 数据来源：国际能源署（IEA） 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 4 中国数据中心规模与现状 截至 2024 年底，全国在用算力中心机架总数已突破 880 万 标准机架 1，算力总规模达到 280 EFLOPS（每秒百亿亿次浮 点运算），其中智能算力占比显著提升至

2、以表格的方式展示所建立的子用户基本信息 输出业务对象及属性 单位名称，所属行业，地址，联系方式 15 功能需求描述 系统用户注册 界面要求 可考虑选择不同的展示方式来呈现 非功能性需求 安全性、易用性、可靠性、高性能、可扩展性、可维护性 状态 有此权限 1.1.1 综合总览 3.2.2.2.1 以区域（全省）维度展示用电企业数量统计 业务功能名称 用电企业数量统计 参与者 系统管理员（各级交易 2、以表格的方式展示所建立的子用户基本信息 输出业务对象及属性 单位名称，所属行业，地址，联系方式 功能需求描述 系统用户注册 界面要求 可考虑选择不同的展示方式来呈现 非功能性需求 安全性、易用性、可靠性、高性能、可扩展性、可维护性 状态 有此权限 16 3.2.2.2.2 以区域（全省）维度展示用电企业数量展示 业务功能名称 用电企业数量展示 参与者 各级交易员、业务员、代理商、系统管理员、用电企业 2、用户点击查询按钮，进行统计信息查询 3、呈现统计结果信息 输出业务对象及属性 全省区域维度用电企业数量 功能需求描述 根据区域（全省）维度查询用电企业数量 界面要求 无 非功能性需求 安全性、易用性、可靠性、高性能、可扩展性、可维护性 状态 当前用户具有使用此功能的权限 3.2.2.2.3 以区域（全省）维度展示用代维业数量统计 业务功能名称 代维企业数量统计 参与者 系统管理员（各级交易员、业务员、代理商、系统管理员、代维企业）

基础连接，而是向极致可靠性、全域覆盖与智能自治能力迈进。当前 5G 网 络虽在时延和带宽性能上实现显著突破，但商用部署中仍暴露出多重短板与 潜在风险，部分关键场景存在业务中断隐患。 6G 作为下一代移动通信技术，对网络稳定性与可靠性提出了更高要求。 本白皮书聚焦核心网领域，汇聚行业专家的研究成果与实践经验，深度剖析 4/5G 商用网络事故带来的启示、前瞻性预判 6G 网络面临的可靠性挑战， 提出6G 中断”网络三体架构，即网络本体原生抗毁、灾备护体物理止损、高稳智能体 智能提效，并论述6G可靠性设计的关键要素。致力于为人类社会提供永续在 线、无缝切换、自主愈合的通信服务，为业界同行提供参考，共同推动 6G 技 术发展，助力实现万物智联的美好未来。 II 1 1. 4/5G网络商用事故启示及6G可靠性挑战 2 1.1 4/5G 商用事故统计分析 随着 4G 和 5G 技术在全球范围 ：5G网络在 虚拟化改造后，采用资源池、通用硬件替代传统的通信专用硬件，亚健 康故障检测和定位定界难度增加，三层兼容性问题增加，对网络可靠性 带来挑战。需通过通用硬件层的高可用设计、基础软件层的稳定运行及 业务软件层的容错机制协同保障，实现系统级可靠性，确保服务持续稳 定。  加固枢纽节点应灾能力，减少服务化信令冲击：NRF、SCP作为5G服务 化、信令转发的中枢节点，一旦故障影响较大。随着网络规模的扩大以

网络对确定性时延要求越来越高 2 工业园区网络架构发展趋势 传统以太/IP 网络主要服务于办公互联网、消费互联网，基本没有考虑工业领域 的自动化控制、运动控制等场景，在数据传输的时延、抖动、可靠性等方面需要 有新的技术突破，才能满足工业网络的严格要求。比如，现场级的自动化控制系 统对确定性的数据传输时延要求非常严格，在一些高精度机床上的运动控制的指 标甚至要求达到 1ms 以下。 ⚫ 顺序生产系统，这包括更多的设备移动和多功能生产资产，这就需要强大而有效 的无线通信技术和本地化服务。 ⚫ 网络的可靠性要求显著提升 传统的园区以太/IP 网络主要服务于办公网络，虽然在可靠性方面具有一定的能 力，但是面向工业生产还需要进一步增强这些能力。传统园区的办公、视频监控 等业务对可靠性要求不高，亚秒级甚至秒级故障倒换即可满足要求。工业现场的 控制业务往往都在毫秒级，这样就要求保护倒换要更快，甚至要达到亚毫秒级。 2.1 方案简介 高品质高可靠工业园区网络架构需要具备“设备网联化”、“联接宽带化”、“网络智能 化”以及“网安一体化”的先进特征，解决工业现场信息互联互通问题，保证网络传 输的确定性、可靠性。所以如图 2-1 所示，先进工业网络需要具备以下五个特征：确 定性、高可靠、大带宽、无线化以及智能运维。 6 解决方案架构 图2-1 先进工业网络五个特征 要满

电气主接线决定了可能存在的运行方式，影响着 运行的可靠性和灵活性。  电气主接线决定了电气设备的选择，配电装置的 布置。  电气主接线决定了继电保护和控制的方式。 对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠 性、灵活性和经济性三方面。 4 一、对电气主接线的基本要求 1. 可靠性 安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠 是电气主接线最基本的要求。 电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主 主 接线对某些发电厂和变电站来说是可靠的，而对 另外一些发电厂和变电站则不一定能满足可靠性 要求。所以，在分析电气主接线的可靠性时，要 考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用 户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验 等诸多因素。 5 一、对电气主接线的基本要求 2. 灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地 进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面： (1) 在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与 经济性之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性 的前提下做到经济合理。经济性主要从以下几方 面考虑： (1) 节省一次投资。 (2) 占地面积少。 (3) 电能损耗少。 7 二、电气主接线设计的原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的 主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始 资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切 相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控

生态尚处于发展阶段，其性能和功能可能无法满足某些特定行业或应用场景的需 求。此外，在传统用户习惯和市场规模的影响下，自主可控产品在市场的推广上 面临较大的阻力。 2. 硬件技术发展趋势 高性能、低功耗、强可靠性将是未来硬件发展的重要方向。随着云计算和数 据中心对计算能力的需求日益增加，设计适合大规模部署和管理的服务器硬件将 是一个重要的研究领域。此外，在信息安全方面，自主可控的硬件体系结构面临 着来 市场规模-分行业 数据来源：MIR DATABANK 图 2.2 2024 年中国大型 PLC 市场规模-分行业（单位：百万元） 如图 2.2，从应用场景与用户群体分布来看，大型 PLC 主要应用于对可靠性 与控制性能要求极高的关键领域，包括军工、重大装备及关键基础设施等，典型 应用行业涵盖冶金、汽车、油气、市政、轨交、电力与石化。 冶金, 22.2% 汽车 针对上述技术瓶颈与生态壁垒，国产 PLC 厂商亟需突破性解决方案。 在此背景下，宝信软件天行 PLC 系统精准锚定行业痛点，以全栈自主可控、 全开放互联架构为核心突破点，结合强劲的 CPU 算力、高可靠性、编程语言完全 兼容 IEC61131-3 标准以及支持导入国际知名品牌 PLC 应用程序，构建了一套 系统化破局方案。该方案通过“零门槛迁移”与“多工业场景的成功应用”两大 核心能力，不仅有效化解了存量外资

- 2025 年 全面实施智慧管网解决方案，新建管道全 面应用数字孪生体与全面泛在感知方案； 完成科技重大专项研究并启动成果推广应 用；加强信息系统融合，实现区域天然气 管网运行优化、管网可靠性、设备远程诊 断、线路动态风险评价等应用；形成智慧 管网建设、运营技术标准。 第二阶段 第一阶段 2022 年 3 （ 四 ）与国际先进实践对标分析 中油管道油气管网建设及管理水平与国际先进实践对标发现： 在较大范围内实施了管道的完整性管理体系； • 风险管理所需的数据基础和技术手段不足，制约管理水平进一步提升； • 已建立较为完善的生产运营体系，但在还应结合资源供给、市场及客户需求进一步提高运营的可靠性和效率； • 工程建设管理业务集成方面有一定基础，但工程数字化交付和质量管控能力有待提升； • 在数据采集、应用和标准化三方面都有待提升，暂无企业级信息系统集成平台。 10 8 碳纳米管 量子计算 自修复系统技术 会话式人工智能平台 —— 自动驾驶 L5 2-5 年 5-10 年 超过 10 年 智能织物 智能微尘 建立全管网可靠性模型，实现管道动态半定量风险评估，形成完备的站场完整性体系，通过应用智能物联设备等新技术对管道完整性、 设备故障诊断作出及时有效评价和判断，及时发现潜在风险及隐患，并快速提供处置建议 建立统一的建

低管网综合能耗。 第一阶段 全面实施智慧管网解决方案，新建管道全 面应用数字孪生体与全面泛在感知方案； 完成科技重大专项研究并启动成果推广应 用；加强信息系统融合，实现区域天然气 管网运行优化、管网可靠性、设备远程诊 断、线路动态风险评价等应用；形成智慧 管网建设、运营技术标准。 以数据标准融合为基础，通过数字化移交 和在役管道数据恢复试点工程构建数字孪 生体；全面开展智慧管网科技重大专项研 在较大范围内实施了管道的完整性管理体系； • 风险管理所需的数据基础和技术手段不足，制约管理水平进一步提升； • 已建立较为完善的生产运营体系，但在还应结合资源供给、市场及客户需求进一步提高运营的可靠性和效率； • 工程建设管理业务集成方面有一定基础，但工程数字化交付和质量管控能力有待提升； • 在数据采集、应用和标准化三方面都有待提升，暂无企业级信息系统集成平台。 数据管理 数据管理 数据管理 资主体的最大回报 工程建设 生产运营 资产管理 数据管理 完成管输能力经营与调运方案一体化优化，满足全面远控、供需平衡、调运模拟与全局优化的需要，确保管网运营安全、可靠和高效 建立全管网可靠性模型，实现管道动态半定量风险评估，形成完备的站场完整性体系，通过应用智能物联设备等新技术对管道完整性、 设备故障诊断作出及时有效评价和判断，及时发现潜在风险及隐患，并快速提供处置建议 建立统一的建

.....................................16 1.5 系统可靠性与扩展性....................................................................................17 1.5.1 系统可靠性............................................... 数据存储...............................................................................34 2.3.6 数据存储的可靠性.................................................................................36 2.3.7 数据压缩.... ................41 2.5.1 基于分布式数据库的交管数据查询索引处理方案..................................41 2.6 交管数据处理集群的可靠性与负载均衡设计................................................42 2.6.1 负载均衡处理机的单点失效容错处理..................