HVDC渗透率与发展展望分析

AIDC 关注技术变化大的场景，能效需求推动HVDC 渗透率提升。

过往数据中心供电以 UPS 为主。AC UPS 是目前数据中心供电中最广泛应用的一种不间断供电系统，技术成熟、安全稳定：1）保证供电连续性，两路电源无间断切换；UPS 的电池后备时间在 10 分钟-60 分钟甚至更长。2）保证供电质量，隔离瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等。3）交流生态为主，涵盖空调、照明、机房的整体供电结构更为简洁。4）UPS 通过模块化升级持续提升供电效率。5）技术工程化应用可靠，产业链格局稳定。

AIDC 关注技术变化大的场景，能效需求推动HVDC 渗透率提升。随着数据中心规模的不断扩大和 AI 算力需求的提升和直流生态的普及，高压直流输电（HVDC）技术有望成为数据中心供电的新趋势。我们判断未来HVDC 渗透率预期提升，主要基于：1）降低用电成本：电池直挂 DC 输出侧，去掉AC UPS 的逆变环节，供电效率更高，系统稳定性更高。2）高频模块化设计：DC 与AC 相比，其并联简单可靠，并联模块数量可以多至上百个，可热插拔，可结合绿电，灵活性和可扩展性更强。3）直流升压方便：随服务器功率提升，下一代 HVDC 可往400V/800V更高电压等级拓展，进一步提升供电效率。

集成是重要的定制化解决方案，渗透率提升主体是互联网新建数据中心。互联网数据中心的崛起，系统简化、减少辅助支持设备空间成为AIDC行业发展的大势。基于 HVDC 供电系统，①阿里：提出巴拿马电源方案，利用多脉波变压器将中高压电源 AC 10kV 直接降压整流为直流 DC 240V。②腾讯：提出了“T-train”方案，定制化解决方案能够提高系统的效率、减少了产品间的协调需求和设计，同时预制化可插拔的设计大大减少了建设周期和成本。③华为：电力模块（FusionPower6000）融合了从中压变压器到负载馈线端的全功率链路，为大型数据中心提供MW级的供、配、备电一体化解决方案。④西电：提出了基于 SST 技术的数据中心中压直供直流电源产品，中压 10KVac 接入后，可以直接输出 240V 直流电源，产品出厂前完成预制预调，在现场可以实现“即插即用”，达到“小于90 天”建设周期目标。

与传统的电源方案相比，巴拿马电源具有以下优势：1）占地面积小，供电架构更加简洁，配电/功率变换环节少，中压/低压融为一体。2）交付速度快，巴拿马电源的建设周期仅为 3 个月左右。3）高可用性，HVDC 系统因为电池直挂DC母线，节省了逆变环节，且 DC 并联简单可靠。巴拿马电源在HVDC 的技术上进一步精简低压 AC 配电环节，平均无故障时间比 HVDC 系统提升了约27%。4）效率高，巴拿马电源由传统变压器改为移相变压器，省去了功率因数环节调节，移相变压器效率为 99%，整体调压部分峰值效率为 98.5%，整体峰值效率可达到97.5%。5）成本低。

数据中心爆发驱动 UPS 和 HVDC 同步向上。在传统数据中心时代，通信、制造等行业等对 UPS 电源的需求持续增长，单机柜功率普遍小于10kW。后随着AI服务器和 HVDC 的配合推广，有望在新增市场对 UPS 进行替代。根据赛迪顾问，受我国数据中心建设加速、算力基础设施加快发展驱动，预计未来三年UPS 市场增速加快，2024-2026 年 我 国 UPS 市 场 规 模 分 别 为 106.49/116.29/127.34 亿元，同比增长9.0%/9.2%/9.5%，2024-2026 年 CAGR 达 9.35%。

竞争端：UPS 目前仍旧占据主流。UPS 凭借其成熟的技术、稳定可靠的性能以及在数据中心领域的长期应用经验，目前仍是数据中心电源的主流选择，华为、科华数据、维谛等厂商在国内 UPS 市场占据领先地位。随着数据中心规模的不断扩大和 AI 算力需求的提升。我们预计国内数据中心 HVDC 市场份额随着互联网数据中心的加速建设，未来有望在数据中心供电领域占据重要地位，头部厂商将率先受益。

格局展望：我们预计未来龙头竞争激烈，新进入者门槛较高。①技术：电力电子底层技术同源，基于充电桩和储能能力的迁移、积累，多数公司具备数据中心供配电的能力，配合研发和资金投入有望在短期推出相关产品。②客户：大客户卡位的共研配合优势成为关键，尽管底层技术相同，但需要有大客户尤其是互联网“入场券”。③成本：大客户依赖程度过高，叠加潜在进入者，或将带来议价能力的削弱，更加依靠厂商对原材料成本和制造环节的成本控制能力；另一方面，电力电子行业的规模效应较为显著，有望随着 HVDC 市场空间扩大对标UPS 行业的盈利水平。