Ein kürzlicher Stromausfall nahe Washington, D.C., führte zu einer unerwarteten Destabilisierung des PJM-Stromnetzes, als über 3 Gigawatt (GW) an Datenzentren beinahe gleichzeitig die Stromaufnahme einstellten. Das Ereignis, das die Wiederherstellung des Netzes um mehr als zehn Minuten verzögerte, verursachte eine Überspannung im gesamten PJM-Gebiet von Nord-Virginia bis Chicago und ließ Lichter flackern, ohne jedoch einen vollständigen Stromausfall zu verursachen. Dieser Vorfall verdeutlicht die zunehmenden Auswirkungen, die große Rechenzentren auf die Stabilität der elektrischen Infrastruktur haben können.
Nord-Virginia beherbergt die weltweit höchste Konzentration an Datenzentren und liegt im Versorgungsgebiet von PJM Interconnection, dem größten Netzbetreiber der Vereinigten Staaten, der von New Jersey bis Illinois 67 Millionen Kunden versorgt. Ricardo de Azevedo, CTO bei ON.Energy, bezeichnete das Ereignis als „Kanarienvogel in der Kohlenmine“ und betonte, dass solche Vorfälle mit großen Lasten wie Datenzentren „immer häufiger“ auftreten. Ein ähnliches Ereignis ereignete sich bereits vor zwei Jahren im PJM-Netz.
Gleichzeitige Abschaltung als Problem
Als die Stromleitung ausfiel, schalteten die betroffenen Datenzentren auf Notstrom um. Dies führte dazu, dass innerhalb von etwa 30 Sekunden rund 3,1 GW Last aus dem Netz verschwanden. Nach einer kurzen Erholung des Netzes fielen weitere Lasten ab. In der Spitze verzeichnete das PJM-Netz einen Überschuss von 3,49 GW Elektrizität und benötigte weitere elf Minuten zur Stabilisierung. Die getrennten Datenzentren machten zu diesem Zeitpunkt etwa drei Prozent der gesamten Nachfrage im PJM-Netz aus.
Das Stromnetz erfordert ein nahezu perfektes Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage. Große Schwankungen, wie sie durch die gleichzeitige Abschaltung von Datenzentren verursacht wurden, können zu Spannungsspitzen oder -abfällen führen. Obwohl das Netz und die angeschlossenen Geräte kleinere Fluktuationen tolerieren, lösen zu große Abweichungen Schutzmechanismen aus, die weitere Trennungen verursachen. Die Datenzentren in Nord-Virginia reagierten auf die Spannungsschwankungen durch die defekte Stromleitung, indem sie fast gleichzeitig innerhalb weniger Sekunden die Verbindung zum Netz kappten, so Ali Zain Banatwala, Senior Market Models Specialist beim Independent Electricity System Operator.
Lösungsansätze für mehr Netzstabilität
Experten fordern Maßnahmen, um solche Störungen zukünftig zu vermeiden. Eine Möglichkeit wäre, dass benachbarte Lasten wie Datenzentren ihre Verbindung zum Netz gestaffelt trennen oder wiederherstellen, um dem Netzbetreiber eine geordnetere Reaktion zu ermöglichen. Alternativ könnten Datenzentren so konzipiert werden, dass sie Netzstörungen aufnehmen können, anstatt sich sofort abzukoppeln – ein Konzept, das als „Ride-Through“-Fähigkeit bekannt ist.
Das Startup ON.Energy hat eine solche Lösung entwickelt: eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) für ganze Rechenzentrumscampus, die nicht nur Server, sondern auch Kühlsysteme und andere Geräte abdeckt. Das System verbirgt die Last des Datenzentrums hinter einer Reihe von Batterien und ausgeklügelter Leistungsumwandlungstechnik. Für das Stromnetz erscheint das Datenzentrum als eine konsistente, gleichmäßige Last, unabhängig von den Spitzen und Tälern der einzelnen Komponenten oder bei der Hoch- und Runterregulierung von Rechenlasten, einschließlich des Trainings von KI-Modellen.
Dieses System kann Netzschwankungen absorbieren: Bei einem Stromüberschuss werden die Batterien geladen, bei einem Abfall wird Strom an die Server abgegeben. Es kann dem Netz innerhalb von Millisekunden folgen und so Spannungsabfälle oder -spitzen verhindern. ON.Energy installiert derzeit Systeme mit einer Gesamtkapazität von 3 GW in vier verschiedenen Rechenzentrumscampus. Einige Netzbetreiber, wie ERCOT, werden künftig große Lasten wie Datenzentren dazu verpflichten, Netzstörungen zu „durchfahren“.
Zunehmende Belastung des Netzes
Die Dringlichkeit dieser Lösungen wird durch das Wachstum der Datenzentren unterstrichen. Die jüngste Massenabschaltung war doppelt so groß wie ein ähnliches Ereignis im Jahr 2024, bei dem 60 Datenzentren gleichzeitig 1,5 GW Last vom Netz nahmen. Datenzentren machten damals etwa sechs Prozent der PJM-Last aus. Bis 2040 wird erwartet, dass dieser Anteil auf 24 Prozent ansteigt. Ohne entsprechende Anpassungen könnte sich das Problem der Netzinstabilität erheblich verschärfen.
Thema: Technologie / KI allgemein. Quelle/Inspiration: TechCrunch.