ON.energy在Crusoe部署AI UPS

一种在AI数据中心与电网之间加装锂离子电池的新型不间断电源（UPS）正准备进行商业部署。这就是美国初创公司ON.energy的AI UPS。AI基础设施公司Crusoe于7月21日宣布，将与ON.energy在多个超大规模园区部署5吉瓦AI UPS，投运从2026年开始并持续到2027年。据报道，这笔订单是ON.energy首次在商业规模上检验这种集中式UPS。

问题源于AI数据中心的用电方式。根据Crusoe的公告，训练期间数千块GPU会同步升降功率，大型AI训练设施的用电需求每天会在高低之间切换数百至数千次。如果不加管理，这些波动会经由并网点传导到输电系统。国家落基山实验室（前身为国家可再生能源实验室）首席工程师Shahil Shah表示，需求可能"在几毫秒内从5%跳到100%"，并说："那样做等于在猛击电网。"

风险也来自相反方向。数据中心对电能质量非常敏感，可能瞬间脱离电网，切换到自身的UPS和备用发电机。那一刻，系统中会突然消失一大块需求。据报道，电网运营商PJM近年来记录了多次吉瓦级的负荷脱落，其中7月弗吉尼亚州约4吉瓦的数据中心负荷同时断开。北美电力可靠性公司（NERC）已着手为大型"计算负荷"制定新要求，得克萨斯州监管机构今年也出台了类似要求。Shah表示："许多电力系统运营商正在制定要求，确保数据中心这类大型负荷不会损害电网可靠性。"

传统数据中心UPS无法承担这项工作。它们大多是老式铅酸电池组，放在服务器旁，只在市电闪断或中断时才发挥作用，平时与柴油备用发电机一样闲置。AI UPS则在中压层级安装于电网与数据中心之间。ON.energy联合创始人兼首席执行官Alan Cooper解释说："电网看到的是一块始终在充电的电池，负荷侧看到的是一块始终输出完美电能的电池。""简单来说，它把电网级储能系统（BESS）和UPS合成了一个资产。"公司称，其获得专利的双变换设计能将负荷与电源在电气上完全隔离。ON.energy凭借这种中压双变换UPS架构获得了美国专利12,614,920号，优先权日为2022年9月2日。

验证首先在实验室完成。ON.energy于1月15日宣布，已在科罗拉多州博尔德附近的国家落基山实验室Flatirons园区建成AI UPS。实验室模拟了GPU负荷急剧变化的AI数据中心用电特征以及并网和离网运行条件，对系统进行测试。实验室ARIES项目经理Andrew Hudgins表示："从首次接触到签约和建设，用时不到六个月。"Shah负责以数兆瓦配置测试AI UPS的电网模拟实验室，同时还在测试Prevalon Energy的类似电池系统以及其他暂不便透露名称的产品。

根据METAL查阅的Crusoe 7月21日公告，AI UPS已通过得克萨斯电网运营机构ERCOT的大型负荷并网要求验证，包括运营指南修订案NOGRR 282和低电压穿越（LLVRT）规定。公告称，该装置储存的能量足以让整个园区长时间运行，可显著减少高峰时段的电网波动。Crusoe首席数据中心官Chris Dolan表示："这项技术保护我们的基础设施，保护我们的发电资产，也符合电网要求的发展方向。"

应用也有前提条件。据Cooper介绍，数据中心必须从一开始就按使用AI UPS进行设计。在他展示的一处在建Crusoe园区航拍照片中，先期建成区域的中央建筑将安装传统UPS，而最新在建建筑的一侧专门预留了安装AI UPS电池的土地。据报道，数据中心开发商仍认为化石燃料在全天候供电方面更可靠，在投资回报不明确时对引入电池持谨慎态度。

从记者的视角看，这种装置的意义在于数据中心能否从单纯给电网带来负担的存在，转变为可调度的资源。数据中心运营商正面临压力，被指将电网扩容和新建电厂的成本转嫁给电力用户。一块已经作为UPS和电网稳定装置收回成本的电池，更容易被用于削减高峰需求或储存过剩的太阳能和风能电力。METAL曾报道美国数据中心土地收购额上半年达到60亿美元，地价标准转向电力接入。Cooper表示："现场有一块可持续数小时的电池，就能在需要时随时让数据中心脱离电网用电。""这是获得数据中心灵活性的一种自然方式。"