مراکز داده AI و خطر ناپایداری شبکه برق: درس‌هایی از یک خاموشی نزدیک

یک خط افتاده و لرزه در شبکه

هفته گذشته، در نزدیکی واشنگتن دی‌سی، یک خط برق معمولی سقوط کرد. اما این اتفاق ساده نزدیک بود به بحرانی بزرگ تبدیل شود. ظرف چند ثانیه، بیش از ۳ گیگاوات بار مراکز داده در ویرجینیای شمالی به‌طور هم‌زمان از شبکه قطع شدند و ولتاژ در منطقه‌ای از PJM (بزرگ‌ترین اپراتور شبکه برق آمریکا) به شدت افزایش یافت. چراغ‌ها در سراسر منطقه چشمک زدند، اما خوشبختانه خاموشی کامل رخ نداد. این رویداد که اولین بار توسط شبکه حسگرهای اینترنت اشیای شرکت Ting Labs شناسایی شد، نشان داد مراکز داده هوش مصنوعی چطور می‌توانند به تهدیدی برای پایداری شبکه برق تبدیل شوند.

در ایران هم با رشد روزافزون تقاضا برای هوش مصنوعی و پردازش‌های سنگین، راه‌اندازی مراکز داده بزرگ اجتناب‌ناپذیر است. آیا زیرساخت برق ما آماده چنین چالش‌هایی است؟

چرا این اتفاق افتاد؟

به گزارش TechCrunch، این حادثه زمانی آغاز شد که یک خط انتقال برق در قلمرو PJM از مدار خارج شد. به‌طور عادی، شبکه باید ظرف چند ثانیه خود را بازیابی می‌کرد، اما این بار بیش از ۱۰ دقیقه طول کشید. دلیل آن، واکنش ناگهانی مراکز داده بود: وقتی ولتاژ افت کرد، این مراکز به‌سرعت به منابع تغذیه بدون وقفه (Uninterruptible Power Supply - UPS) خود سوئیچ کردند و باری معادل حدود ۳.۱ گیگاوات را در ۳۰ ثانیه از شبکه حذف کردند. حذف ناگهانی این حجم تقاضا باعث شد ولتاژ شبکه بالا بزند و نوساناتی ایجاد کند که از ویرجینیای شمالی تا شیکاگو احساس شد.

به گفته کارشناسان، مشکل اصلی هم‌زمانی قطع بارهاست. علی زین بناتوالا، متخصص مدل‌های بازار در Independent Electricity System Operator، توضیح داد که مراکز داده مجاور تقریباً هم‌زمان تصمیم به قطع می‌گیرند، چون سیستم‌هایشان در کسری از ثانیه به نوسانات واکنش نشان می‌دهد. او معتقد است باید راهی برای قطع یا وصل متوالی این بارها پیدا کرد تا اپراتورهای شبکه فرصت مدیریت داشته باشند.

این رویداد دو برابر بزرگ‌تر از حادثه‌ای مشابه در سال ۲۰۲۴ بود که طی آن ۶۰ مرکز داده به‌طور هم‌زمان از مدار خارج شدند و ۱.۵ گیگاوات بار را حذف کردند. در آن زمان، مراکز داده حدود ۶ درصد بار PJM را تشکیل می‌دادند؛ پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۴۰ این سهم به ۲۴ درصد برسد.

راه‌حل‌های نوآورانه

یک استارتاپ به نام ON.Energy سیستمی توسعه داده که کل یک پردیس مرکز داده را پشت بانکی از باتری‌ها و تجهیزات تبدیل توان پیشرفته پنهان می‌کند. این سیستم نه تنها از سرورها، بلکه از چیلرها و سایر تجهیزات نیز محافظت می‌کند و به شبکه این امکان را می‌دهد که مرکز داده را به‌عنوان یک بار یکنواخت و خوش‌رفتار ببیند، نه مجموعه‌ای از پیک‌های متغیر. نکته مهم‌تر اینکه، این سیستم می‌تواند نوسانات شبکه را جذب کند: اگر ولتاژ بالا برود، باتری‌ها شارژ می‌شوند و اگر افت کند، انرژی ذخیره‌شده به سرعت به تجهیزات تزریق می‌شود. به گفته ریکاردو دی آزودو، مدیر فنی ON.Energy، این شرکت در حال نصب ۳ گیگاوات از این سیستم‌ها در چهار پردیس بزرگ است.

اپراتورهای شبکه هم بیدار شده‌اند. برای مثال، ERCOT در تگزاس به‌زودی مراکز داده را ملزم خواهد کرد که به‌جای قطع فوری، نوسانات را تحمل کنند.

پیامدها برای ایران

هرچند ایران هنوز به اندازه ویرجینیای شمالی تراکم مراکز داده ندارد، اما برنامه‌های توسعه هوش مصنوعی و نیاز به پردازش‌های کلان، ساخت دیتاسنترهای بزرگ را در پی خواهد داشت. بدون تدابیر مناسب، این مراکز می‌توانند شبکه برق شکننده‌تر ما را با چالش‌های مشابهی روبرو کنند. سرمایه‌گذاری روی سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و الزام مراکز داده به "تحمل نوسان" می‌تواند درس مهمی از این اتفاق باشد. آیا مسئولان و سرمایه‌گذاران ایرانی به این هشدار گوش خواهند داد؟