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·數據中心屬于大規模的“產消者”，因為它們既參與能源的生產，同時也消耗能源，這對電網的韌性產生了復雜的影響。
·正因如此，最具韌性的數據中心往往會運用網絡安全技術與監控手段，來保護其能源系統。
·通過保護數據中心的基礎設施，并提前與電網運營商協調應急響應工作，有助于在遭遇網絡安全事件或電力中斷時，維護電網的穩定性。
數據中心正日益成為電力需求增長最快且最為復雜的來源之一。據國際能源署(IEA)統計，2024年數據中心的電力消耗占全球總量的1.5%，且其能源消耗量同比增長了12%。然而，電網運營商在規劃數據中心的預期增長時，所需要考量的遠不止這一單純的需求增長。
數據中心可能會引發這樣一種狀況：巨大的電力負荷突然接入或脫離電網，從而對電網的穩定性構成挑戰。
與此同時，數據中心直接或間接地支撐著各類經濟活動——從虛擬會議，到電力公司的能源預測與調度策略，無一例外。若無電力供應——無論是來自電網還是數據中心內部的備用電源——數據中心便無法提供上述支撐服務。
數據中心與能源系統之間這種相互依存的關系，使得理解并管理針對能源基礎設施(包括數據中心設施內部的自發電系統)的網絡安全風險變得至關重要。深入理解數據中心、其內部能源系統以及其與區域電網之間的互動所應具備的“韌性”特質，將有助于全面提升當前及未來關鍵基礎設施的整體韌性。
構建具有韌性的數據中心
數據中心的韌性是數據服務可用性的基石，這些服務涵蓋了從在線廣告、商業物流、發票開具到數字銀行等方方面面。因此，數據中心必須具備抵御、檢測并清除網絡威脅的能力，且在此過程中不得中斷上述服務的運行。若在設計或運營數據中心的能源系統時忽視網絡安全因素，極易引入新的安全隱患或遺漏既有的漏洞。
為了提供數據服務，數據中心設施的某些部分必須與外部網絡相連。這種持續暴露于互聯網環境的特性，要求數據中心必須建立一套能夠有效保護其內部能源系統的安全架構。
正因如此，數據中心的發電設施或備用電池系統應當通過正確配置的數字化控制手段——包括部署防火墻及關閉未使用的端口——來加以保護，即實施所謂的“加固”處理。此外，鑒于安全防護手段的有效性往往會隨時間推移而逐漸減弱，因此定期對安全狀況進行審查，已成為業界公認的最佳實踐。
發電廠系統及其備用系統也必須受到監控，因為這些系統將實行數字化管理。對傳感器數據、生產數據以及安全事件數據進行綜合監控，有助于在損害發生之前及時發現潛在的威脅與安全漏洞。即使是經過加固強化的系統，也同樣需要進行監控。
此外，網絡安全要求對“系統之系統”具備全面的可視性。發電廠、備用電源、冷卻系統以及物理門禁系統——這些系統中的每一個都存在被濫用的潛在風險，進而可能危及數據中心及電網的運行穩定性。相比于對各個系統進行孤立監控，若能實現對上述各系統的跨系統可視性，將有助于更高效地識別并處置那些可能引發嚴重后果的異常狀況。
系統間的協調配合同樣至關重要，因為數據中心屬于高負荷用電設施。當數據中心從主電網切換至備用電源供電，或從備用電源切換回主電網供電時，往往會給電網管理工作帶來一系列挑戰。通過有計劃地、周期性地啟用備用電源系統進行運行演練，操作人員將有機會積累寶貴的經驗，從而提升其在系統間溝通協調、異常狀況識別以及管理系統間非預期交互方面的能力。
應對電力中斷
具備韌性的數據中心基礎設施必須能夠抵御市電中斷，同時持續提供數據服務。對于大多數數據中心而言，其目標是確保至少擁有12小時的備用電力和水源供應能力。采用多種能源來源及多套同型設備，能夠有效提升冗余度，并消除單點故障隱患。
對于提供短期備用電力而言，電池儲能是一種常見的解決方案。數據中心可在毫秒級的時間內實現從市電供電向電池備用供電的切換，即便是在非計劃性中斷的情況下也能順利完成。電池備用系統為電力公用事業部門提供了解決停電故障的緩沖時間，同時也為數據中心運營方贏得了啟動響應較慢的自發電設施(例如燃氣輪機)所需的時間。
在決定電池系統的安裝規模時，數據中心運營方必須綜合考量其放電速率與總容量。系統安裝完成后，運營方還需進一步確定何時進行電能存儲、何時進行電能調度。若涉及額外的現場自發電層級或特定的性能優化指標(例如以實現低排放或低成本為目標，抑或是將電池儲能與太陽能、風能或燃氣輪機發電系統進行協同搭配)，上述決策過程將變得更為復雜。
電源開發
數據中心的規劃設計通常遵循“電力優先”的原則。其內部配置的現場發電系統具備能力，可無限期地維持設施以滿負荷狀態運行。在日常運營中，這些數據中心會基于經濟考量做出決策：究竟是啟動現場發電系統，還是直接從外部電網汲取電力;通常情況下，它們更傾向于利用電網所具備的更高發電效率。
在美國等監管體系嚴格的地區，數據中心部署步伐的迅猛加速，往往會促使運營商更傾向于采用現場發電模式。盡管新建發電設施及輸電線路必須歷經繁瑣的監管審批流程，耗時漫長，但人工智能(AI)創新領域的投資者卻對項目推進速度有著極高的要求。
與此同時，供應鏈方面的瓶頸可能會導致燃氣輪機等重型設備的采購與部署工作出現延誤。針對這一狀況，開發商可采取分階段策略：初期先啟用小型且可即時投入使用的發電機組;隨著風能、太陽能或核能等建設周期較長的發電系統陸續建成并投入運行，再逐步將電力來源切換至這些新型能源。整合多種能源來源的優勢在于能夠分散風險，但這也要求運營商必須保持高度警惕，確保在由多個子系統構成的“系統之系統”架構中，針對網絡安全監控工作始終保持清晰、全面的可見性。
數據中心還可以通過在地理位置上分散部署數據服務，進一步降低局部地區電力中斷所帶來的風險。然而，這種策略也面臨著諸多技術層面的挑戰，例如數據傳輸延遲問題，以及如何滿足各地的數據主權監管要求;這些因素有時可能會導致此類分散部署策略在實際操作中變得不切實際或在經濟上得不償失。此外，從電網運營商的視角來看，數據服務具備在不同數據中心之間進行動態切換的潛在能力;這意味著一旦某一區域發生計劃外停電事故，可能會導致同一國家境內的其他區域在極短時間內出現電力負荷的急劇飆升。
電力與數據領域的雙重韌性
數據中心與電力部門的韌性建設之間存在著緊密的內在聯系。數據中心必須在電網發生故障期間啟動備用電源系統以維持運行；而電網運營商也必須構建具備足夠靈活性的系統，以應對數據中心電力負荷所呈現出的劇烈波動性。當電網能夠持續、穩定且以低成本供應電力時，這兩個部門都能從中獲益。這種互惠互利的共贏局面，理應成為推動雙方在韌性建設領域開展深度合作的核心驅動力。
電力中斷與網絡安全事件有可能在同一時間點上疊加發生。然而，若能致力于在數據中心與電力部門之間建立起具備高度韌性的協作關系——并隨著雙方各自需求的不斷演變，持續深化跨部門的溝通與協作——便有助于我們有效應對那些在工程技術層面完全可解的挑戰;從而將原本可能演變為重大危機的突發事件，化解為僅造成輕微影響的普通小插曲。
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