AIDC供配电技术演进路径及SST千亿市场空间展望

  • 来源:太平洋证券
  • 发布时间:2026/06/30
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电力设备及新能源行业AIDC系列行业深度(一):AIDC建设景气度持续提升,供配电变革到来.pdf

本报告深入分析了AIDC(人工智能数据中心)建设高景气背景下,供配电系统面临的变革机遇。报告指出,全球数据中心装机容量加速扩张,AI驱动资本开支抬升,AIDC建设有望保持高景气度。随着单机柜功率密度从传统的3-8kW迅速提升至20-100kW甚至更高,传统UPS供电方案在效率、占地和建设周期上的劣势逐渐显现,供电框架正沿“UPS-HVDC-SST”路径演进。UPS作为当前主流方案,虽稳定性高但效率较低(约95%);HVDC通过省去逆变环节,效率提升至96%以上,成为阶段性主流;巴拿马电源进一步集成化,效率达97.5%;SST(固态变压器)作为终极方案,利用宽禁带器件实现中压一步直转800VDC...

智算时代数据中心供配电系统迎来重构

随着人工智能技术的快速发展,数据中心的功能定位正从“通用仓储”向“算力工厂”转变。传统数据中心以CPU为中心,单机柜功率密度通常在3至8千瓦之间,主要承载企业级应用和数据存储。而人工智能数据中心(AIDC)以xPU为中心,采用全互联对等架构,单机柜功率密度迅速提升至20至100千瓦,甚至向更高水平演进。这种算力密度的爆发式增长,使得供配电系统成为制约AIDC建设的关键瓶颈,也推动了供电框架的深刻变革。

全球范围内,数据中心装机容量加速扩张。根据国际能源署(IEA)测算,2026至2030年全球数据中心新增装机规模将达到百GW级别,其中美国和中国贡献最大增量。海外四大云厂商启动资本开支超级周期,国内云厂商资本开支亦同步上修。在AIDC高景气度背景下,供配电系统作为算力运转的“心脏”,其技术迭代与市场规模扩张成为行业关注焦点。

供电框架沿“UPS-HVDC-SST”路径演进

数据中心供电框架的演进主线是减少转换级数、缩短链路、提升效率并优化占地。当前主流供电方案包括UPS、HVDC、巴拿马电源及SST,它们在效率、占地、建设周期等方面各有优劣。

UPS(不间断电源)采用“整流-逆变-电池桥接-旁路切换”的双变换架构,虽然能保证极高的供电稳定性和电能质量,但链路较长,节点设备多,占地面积较大,且系统效率相对较低,典型值约为95%。在单机柜功率较低的场景下,UPS仍是压舱石,但在AIDC高功率密度需求下,其效率损耗和空间成本劣势逐渐显现。

HVDC(高压直流)供电系统省去了逆变环节,将交流市电整流后直接供给负载,端到端效率普遍高于96%。相较于UPS,HVDC结构简化,占地与建设成本下降明显。在此基础上,巴拿马电源技术进一步集成了10kV配电、移相变压器、整流与输出配电等环节,将链路由5级压缩至3级,峰值效率可达97.5%,且建设周期大幅缩短,已在部分国内数据中心项目中规模化应用。

SST(固态变压器)被视为AIDC供电的终极方案。SST利用SiC等宽禁带器件,实现中压(10-35kV)一步直转800V DC,端到端效率可达98.5%以上。相比传统方案,SST体积和占地显著压缩,支持多端口、双向潮流与电能质量治理,并天然适配储能与绿电接入。尽管目前SST因器件成本高、行业标准未统一仍处于示范试点期,但随着技术成熟,其产业化进程有望加速。

800V路线落地打开供电环节向上空间

随着英伟达等芯片厂商推动机柜功率向MW级演进,传统低压直流方案在铜耗、空间与效率上触顶,转向800V高压直流成为必然选择。800V HVDC相较传统54V方案,端到端效率提升约5%,铜用量减少约45%,整体TCO下降约30%。这一技术路线的切换,使得柜外电源的价值量快速提升。

在渗透率方面,国内供电系统正从UPS向HVDC(含巴拿马电源)加速迁移,海外则先走±400V/800V HVDC过渡路线。预计2027年前后,海外HVDC渗透率将迎来快速提升,SST有望在2028年前后进入商业化拐点。

在市场空间测算上,乐观预期下,2025至2027年海外UPS市场空间将保持高速增长。HVDC市场空间有望持续上行,2030年市场规模有望达数百亿元级别。更为重要的是,SST从0到1的进程有望加速,乐观情形下,2030年SST市场空间有望突破千亿级,成为AIDC柜外电源的核心增量曲线。

受益标的与技术布局

在AIDC供配电变革中,具备技术领先优势的企业将受益。在HVDC领域,中恒电气、科华数据、禾望电气、盛弘股份、科士达、优优绿能等企业推进领先,技术保持前列。在SST领域,四方股份布局领先,技术与产品推进较快。此外,阳光电源、金盘科技等企业在综合性产品方案上保持行业前列,具备较强的竞争力。

编辑:流星雨
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