今年7月22日，北弗吉尼亚地区约3800兆瓦的数据中心负荷在电网扰动后切换至自备发电，这一事件促使PJM互联公司开始考虑为数据中心等大型计算负荷制定电网穿越新要求。
此次事件表明，大型数据中心正逐渐成为电力系统运行中的主动变量，而非规划人员简单预测的需求来源。
Persistence Analytics Group创始人尼尔·奥斯纳托表示："近3800兆瓦的负荷从电网切换至自备发电，规模足以令规划人员不得不追问：这些负荷在电网发生扰动时会如何响应？"
事件起因于一条230千伏输电线路因机械故障自动退出运行。PJM称故障已正常清除，但多明尼安区域的数据中心随即切换至自备发电模式。首批约2970兆瓦负荷脱离电网，随后系统电压升高，又有1099兆瓦负荷相继切出。
负荷骤降迫使PJM调度员迅速压减发电出力并调用无功资源以稳定电压和频率。PJM在9分钟内将平衡控制区误差恢复至正常范围，远低于北美电力可靠性公司（NERC）规定的30分钟要求。
电网整体维持了可靠运行，但这是PJM有史以来经历的最大规模突发性大负荷转移事件。
大型负荷成为可靠性新变量
随着数据中心在电力需求中占比持续攀升，此次事件揭示出一项日益突出的可靠性挑战。
数据中心普遍配备精密的保护与控制系统，用于保护敏感计算设备免受电压和频率波动影响。一旦系统检测到可能危及设备的电网状态，这些保护系统便会自动将设施切换至自备发电。
对单个设施而言，这是合理的保护响应；但当数千兆瓦的负荷同时切换时，便会在系统层面引发连锁效应。
PJM正在研究是否需要对大型计算负荷设立类似于发电资源的穿越要求。
在逆变器型发电资源领域，可靠性标准已因大规模发电同时脱网的风险而不断演进。如今，大型计算负荷正在带来另一个类似问题：在同一扰动触发下，大量需求可能瞬间从电网消失，转移至用户侧，或大幅改变用电行为。
奥斯纳托指出："核心可靠性原则是一致的——一次正常清除的电网扰动，不应因数千兆瓦的资源或负荷同向响应而自动引发第二次更大规模的系统扰动。"
PJM运行委员会主席埃马努埃尔·贝尔纳博在8月6日的委员会会议上也表达了相同立场，明确表示此次事件中涉事的数据中心"不应断开与电网的连接"。
7月22日的事件并非首例。PJM此前记录显示，2024年7月和2025年2月的类似事件分别引发了约1500兆瓦的负荷转移，而此次规模已超过前两次之和的两倍。
PJM拟制定穿越要求
PJM与多明尼安正就7月22日事件展开调查，并研究对现有及未来大型负荷的可靠性要求进行强化。
PJM可靠性工程经理马修·沃顿表示："我们正在评估潜在的可靠性要求增强方案，并综合考量现行及未来行业穿越标准与实践。"
PJM表示，相关工作将通过包括规划委员会在内的利益相关方程序推进。
奥斯纳托认为，新要求应涵盖电压和频率穿越、保护协调、电网扰动期间自备发电与储能的行为，以及设施向电网恢复并网的流程。他还强调了遥测和事件记录的重要性，因为PJM需要掌握大型设施对扰动的响应情况，从而防止设施保护系统将正常清除的输电事件演变为更大规模的系统扰动。
联邦层面规则同步推进
PJM的审查与联邦监管机构的行动同步推进。联邦能源监管委员会已于今年7月指示NERC制定专门针对大型计算负荷接入电力系统的可靠性标准。
PJM无需等待全国性标准出台，便可通过现有规划和并网流程，就大型负荷的保护设定信息披露、动态负荷模型、事件遥测、扰动报告及自备发电切换行为等问题采取行动。
奥斯纳托表示："NERC最终应建立统一的可靠性基准底线，而在大型负荷集中度高、特性复杂的区域，PJM或需在此基础上制定更高要求。"
这一点对新建数据中心尤为关键，因为穿越能力、遥测、建模和保护要求可在设施投运前便纳入设计。
存量设施则面临更大挑战，其保护系统和合同安排已经既成事实。但奥斯纳托指出，不能以"祖父条款"豁免存量设施的可靠性责任："如果一个存量设施能在数秒内改变数百兆瓦的电网需求，无限期豁免这种行为并不能消除可靠性风险。"他建议采取基于风险的分级管理方式，优先聚焦那些因规模、位置和扰动响应特性可能对电力系统可靠性产生重大影响的设施。
"1 GW数据中心"的标签已不够用
此次事件还使规划人员评估PJM大规模数据中心建设管道的方式变得更加复杂。
设施的铭牌额定需求并不能描述其在所有运行条件下的实际行为。奥斯纳托表示，规划人员需要越来越深入地理解从常规电网进口到扰动响应、自备切换、恢复与重新并网的完整行为链条。
"我们在大型负荷讨论中花了大量时间追问预测中的数据中心需求是否会真正实现，"他说，"而这次事件增添了新维度：即便设施已建成并通电，规划人员也需要了解在不同运行条件下，究竟有多少负荷实际依赖电网。"
这意味着规划人员或需区分设施总需求、常规电网进口、最大电网进口、扰动响应负荷、应急电网依赖量以及可灵活调节或可削减的负荷。
"'1 GW数据中心'这一标签正变得越来越不够用，"奥斯纳托说。
7月22日的事件提供了一个具体的佐证。PJM不仅需要知道将有多少需求接入系统，还必须了解这些需求在系统受到扰动时会如何响应。对数据中心开发商而言，保护设定、穿越能力、遥测和切换行为，或将成为在PJM系统上运营大型计算设施的技术准入门槛。
Q&A
Q1：7月22日事件中，北弗吉尼亚数据中心为何会突然切换至自备发电？
A：起因是一条230千伏输电线路因机械故障自动退出运行。尽管PJM表示故障已正常清除，但数据中心的精密保护系统检测到电网电压和频率变化，判断可能威胁计算设备安全，因此自动将设施切换至自备发电模式，导致约3800兆瓦负荷在短时间内脱离电网。
Q2：PJM正在考虑对数据中心制定哪些新的可靠性要求？
A：PJM正研究为大型计算负荷设立类似发电资源的电网穿越要求，具体可能涵盖电压和频率穿越标准、保护协调机制、自备发电与储能在扰动期间的行为规范、恢复并网流程，以及遥测和事件记录要求。相关工作将通过PJM利益相关方程序推进，并与联邦层面NERC正在制定的全国性标准协同推进。
Q3：存量数据中心是否会被豁免新的可靠性要求？
A：PJM尚未明确表态，但分析人士奥斯纳托认为不应无限期豁免存量设施。他指出，如果一个存量设施能在数秒内改变数百兆瓦的电网需求，祖父条款并不能消除其带来的可靠性风险。他建议采用基于风险的分级管理方式，优先聚焦规模大、位置敏感、扰动响应影响显著的设施。
