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

全球正加速建设智算中心以应对这一挑战。智算中心内部或智算中心间海量的数 据交换，对网络链路的可靠性提出了前所未有的要求。任何链路闪断或中断都可 能导致 AI 训练任务失败，造成巨大的时间和资源浪费。然而，光模块的成本与 可靠性瓶颈以及大规模集群中链路数量的激增，使得已有技术难以满足新型智算 中心 AI 业务对可靠性的需求。 本白皮书面向新型智算中心逐渐以承载 AI 业务为主的演进诉求，提出 FlexLane 有固定组合，引入灵活多通道架构，通过降速运行实时有效的规避任何通道发生 的故障，将链路可靠性提升万倍以上（助力 AI 网络互联可靠性超越 5 个 9），保 障 AI 训练和推理业务不受影响。FlexLane 技术支持在现有设备上通过软件升级快 速部署，或升级硬件实现更优的性能，同时可支持主动降速，在链路轻载和空闲 期间动态节能，为智算中心提供灵活、经济、高效的可靠性保障。 本白皮书旨在提出中国移动及产业合作伙伴对以太网链路高可靠 存储等。如图 1-1 所示，这些应用的流量模式以南北向通讯为主，网络的主要任 务是保证客户能够及时可靠访问服务器，以及服务器能够快速可靠响应客户请求。 用户通过���跳入云，每跳链路的可靠性为���，则业务端到端可靠性为��� = ���=1 ��� ∁��� ��� × ������ × 1 − ��� ���−��� � ≈ ��� × ���（��� = 200���������1，���

功能需求描述 展示企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息 界面要求 根据省公司统一框架界面要求布局，数据过滤条件要求有名称、企业 等，支持模糊查询 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 新增 3.3.3.1.2 气象信息 业务功能名称 气象信息 参与者 系统管理员、业务管理员、用电企业方、代理企业方 9 业务规则 监控系统所有接入企业 温度、湿度、天气情况 功能需求描述 实时展示设备运行的外界情况 界面要求 根据省公司统一框架界面要求布局，数据过滤条件要求有名称、企业 等，支持模糊查询及业主查询 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 查询 3.2.2.1.3 负荷晴雨表 业务功能名称 负荷晴雨表 参与者 系统管理员、业务管理员、用电企业方、代理企业方 业务规则 不同维度统计企业负荷使用统计情况 属性 负荷统计数据 10 功能需求描述 负荷统计量多维度展示 界面要求 根据省公司统一框架界面要求布局，数据过滤条件要求有名称、企业 等，支持模糊查询 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 查询 3.2.2.1.4 负荷曲线 业务功能名称 负荷曲线 参与者 系统管理员、业务管理员、用电企业方、代理企业方 业务规则 展现不同时段内企业的负荷曲线

创性的探索；中国联通发布了“5G+ 工业互联网”行动计划，提出从数字赋能、创新驱动、生态协 作等多个方面，全方位服务企业数字化转型升级。 垂直行业千差万别，对通信网络的需求也多种多样，在时延、可靠性、速率、自服务能力等方面与传 统 ToC 领域有较大的差异。为了应对垂直行业应用带来的挑战，中兴通讯提出了“精准无线网”， 通过精准规划、精准切片、精准识别、精准调度、精准度量、精准运维，为垂直行业的 确性和可靠性。 智能电网的业务类型丰富，有无人机、智能巡检等大带宽的视 频类业务，也有差动保护等低时延的控制类业务，还有高级计量、 新能源等大连接业务。传统的电力通信网，覆盖不全面，建设 维护成本高。依托 5G 公网，电力业务可实现快速接入，同时 成熟的产业链可以大幅降低电网使用 5G 网络的成本。 时延和可靠性：行业的一些高精尖业务要求网络 E2E 时延 <12ms，可靠性 >99 引入的网元虚拟化、架构开放化、编排智能化等发展方向，为 5G 行业专网服务能力的 灵活化、定制化提供了有力的技术保障。5G 专网需要根据不同的应用场景进行定制化设计， 以实现网络时延、安全隔离度、网络可靠性、网络带宽、上下行配比、峰值速率等重点因 素的差异化能力，满足行业用户生产、办公、管理等应用的通信服务需求。 专网模式的选择需要充分考虑公网专网隔离度、部署成本、部署时间、运维模式等各方面 因

5G 技术发展及融合创新应用方案 R16 技术增强 • eMBB • uRLLC （小包） • mMTC （ NB/eMTC 技术） • 峰值速率提升 10 倍以上 • 可靠性 99.999% • 空口时延 1 毫秒 • 每平方公里百万连接 完善 5G 场景： • 5G-V2X 、 eURLLC 、终端节能、 mMTC 增强、切片增强 持续提升 5G 网络性能： • 具有 5G 具备三大性能两大能力，构成全新一代基础设施 超大带宽超高速率 (>1Gbps ，峰值速率提升 10 倍以上 ) 超多连接 ( 每平方公里百万连接 ) 高可靠超低时延 ( 可靠性 99.999% ， 1 毫秒空口时延 ) 云端机器人 虚拟 / 增强现实 无人驾驶 智慧城市 无人工厂 网联无人机 网络切片（面向用户） 边缘计算 Backhaul EPC Internet 完整性 接入 安全 5G 技术发展及融合创新应用方案 更可靠： 5G 面对全新需求进行设计 交通、工业以及能源行业对可靠性有更高要求，现有通信系统难以满足高可靠性要求 数据信道重复 （支持最大 8 次重复） 更低的调制编码速率 （单次传输支持 99.999% 可靠性） 基于 5G 新空口的高可靠无线接入技术 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 SNR/dB 10-6

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