2025年AIDC系列报告：关注电源+供配电系统新趋势

算力尽头是电力，DeepSeek长期增加算力需求

AI尽头是算力，算力尽头是电力。目前，AI已成为全球新一轮科技革命和产业变革的必争之地。随着AI快速发展，大模型、深度学习、自然语言处理等其他复杂的AI任务，都需要大量的计算资源。算力高度依赖于电力供应，算力的实现需要大量的普算、智算、超算等数据中心支持。作为算力底座的数据中心主要由服务器、通讯设备、制冷设备等软硬件设备组成，设备的运行就需要消耗大量的电力。此前有研究认为，使用ChatGPT进行一次对话会消约3Wh的电量，耗电量相当于普通谷歌搜索的 10倍。而后非营利性人工智能研究机构Epoch AI提出不同看法,认为 ChatGPT的平均查询能耗实际上约为0.3Wh，得出3Wh能耗估计的研究报告是基于OpenAI使用较老、效率较低的芯片来运行其模型的假设。但即使如此，EpochAI仍指出ChatGPT的基础能耗可能会增加，未来 AI将更先进，训练、推理AI会消耗更多计算能力，从而导致更高能耗。以GPT为例，首次推出的 GPT-1拥有1.17亿个参数，到2023年GPT4参数量已增加到1.8万亿个，5年超万倍参

数量提升带来的是算力需求的指数级增长。DeepSeek引领AI成本革命，算法突破有望促进算力需求正向循环。根据银河科技组研究DeepSeek模型通过使用PTX编程语言,以及工程能力上的创新,使得其在具有更强的性能的同时,实现更低的训练与推理成本，或将加速推动AI应用与硬件的普及和落地。DeepSeek的成本突破不仅是大模型训练的从“硬件驱动”向“算法驱动”的范式拓展，更为普惠化应用打开了新空间，反映 AI技术向实用化、低成本化演进。行业对算力的依赖相较之前发生了“结构性”而非“总量性变化:DeepSeek的技术进步短期内或许能够局部缓解算力压力,但由于算法与算力的“螺旋上升”关系、应用场景的爆发式扩展以及数据增长的不可逆等特性，我们认为算力资源需求会从预训练端逐渐转移到推理端，DeepSeek的兴起不会削弱高端芯片需求，而会促使大模型发展进入“算法进步→模型复杂化→硬件升级”的正向循环。

大模型成本优化与算力需求之间相互成就，高资源使用效率反而可能会增加算力的总消耗量。DeepSeek通过降低训练成本，提高训练效率，看似减少算力需求，但同时，大模型成本缩减意味着降低了企业的训练与推理门槛，即每单位成本所能提供的训练和推理服务更多了，算力效率提升有望激活更广泛的用户与应用场景，从而引发对更大参数以及更复杂的大模型迭代需求。算法优化(如模型压缩、蒸馏)确实能提升单次任务效率，但AI能力的边界扩展(如多模态、复杂推理、通用人工智能)仍依赖更大规模模型和更复杂计算。这可能会对均衡下的算力需求产生正面影响，整体算力需求不会减少而是更加旺盛，从而形成对硬件需求的新一轮推升，即步入“算法进步→模型复杂化→硬件升级”的正循环。

微软首席执行官引用了“杰文斯悖论”来解释这一现象:Jevons在《煤炭问题》中发现，随着蒸汽机效率的提升，煤炭消耗最不降反增。其核心观点为:技术进步提高了资源使用效率，效率提高降低了资源使用成本,成本下降刺激了资源需求的增长,需求增长可能超过效率提升带来的节约,最终导致资源总消耗增加。在算力日益成为数字经济“水电煤”的今天，DeepSeek的技术方向与开源定位，恰恰是算力普及化革命的关键参与者。我们认为，大模型成本优化与算力需求并不是直接的此长彼消关系，而是互相搭台、相互成就，高资源使用效率反而可能增加算力的总消耗量。定价的持续走低有望带来更快的商业化落地，进而会衍生出更多的微调及推理等需求，将逐步盘活全球AI应用及算力发展。

AIDC高景气，供配电系统是核心

(一)智算需求助推 AIDC高景气

智算需求爆发，DC向AIDC升级。目前传统数据中心受限于资源管理灵活性不足、架构耦合度高、工作负载管理相对静态等原因已无法满足AI的发展，AIDC智算中心需求兴起。AIDC智算中心(AIDC即 ArtificialIntelligenceDataCenter)是以人工智能计算任务为主的数据中心:基于最新人工智能理论，采用领先的人工智能计算架构，提供人工智能应用所需算力服务、数据服务和算法服务的新型算力基础设施。AIDC智算中心与通用型IDC在技术架构、散热模式、应用场景和客户群体多个方面存在显著差异。相较于AIDC智算中心，通用型IDC数据中心更多地提供物理空间租赁服务，而智算中心则在此基础上增加了对计算能力的需求。

全球数据中心IT电力需求提速，AIDC贡献增量达85%。超大规模AIDC耗电量极大，根据华为数据，一个拥有10万张智算卡的超大型AIDC,其核心IT设备的电力需求超100MW，相当于7.5万户普通美国家庭的用电量，或是每小时熔化150多吨钢铁所需的电力。此外，根据SemiAnalysis研究,数据中心电源容量的复合年增长率将从 2022-2024年的12-15%加速到 2025-2028年的 25%。全球数据中心IT电力需求(指给服务器供电所计算的电力消耗，不包括制冷等其他设备电力消耗)将从2023年的49GW激增到2026年的96GW，AIDC驱动的电力需求占约40GW占增量的85%。

(二)AIDC电气设备需求扩容，供配电系统是核心

AIDC基础设施包括IT系统、供配电系统、制冷系统、消防系统、防雷与接地系统、场地、建筑等。IT系统主要由服务器、磁盘阵列、安全防护和网络设备组成，其中，服务器占比超50%，用于数据中心的计算与交换，磁盘阵列负责数据存储，安全防护提供安全保障，网络设备实现数据交换。供配电系统为数据中心提供电力引入和转换及停电保障，确保IT系统稳定运行。制冷系统包括制冷冷源和空调末端设备，用于冷却IT和配电系统。其他系统如消防等属于辅助系统。

供配电系统是AIDC的核心。供配电系统是保障其服务能力的核心基础设施，不同等级的数据中心对供电稳定性的要求存在显著差异。国际通用标准中，低等级数据中心(如TierI)通常采用单路径供电架构，无冗余设计，其电力供应易受外部波动影响;而高等级数据中心(如TierIV)要求完全独立的双路电源、多重冗余系统以及秒级切换的备用发电设备，供电可用性可达99.995%以上，近乎实现零业务中断。对于智算中心AIDC，供配电重要性进一步升级。一方面，AI算力集群的电力密度高，GPU等芯片的瞬时负载波动要求供电系统具备亳秒级动态响应能力;另一方面，大模型训练等业务一旦中断会产生一系列维护、时间成本等，需通过智能预测性电源管理、多路径混合供电(如绿电+储能)实现超高可靠性。

根据《数据中心的节能研究与实践》可知，AIDC供配电系统是从高压输入点至终端负载的整个电路，包括配变电系统、备用电源系统、不间断电源系统、机架配电系统等。

(1)配变电系统:包括10kV~20kV高压配电柜、变压器、0.4kV配电柜等，主要功能有电压变换、控制、计量、补偿等。高压配电柜将引入数据中心园区的6kV/10kV/35kV市电容量进行分配供后端变压器使用，变压器将高压电转换成380V/400V低压，低压配电柜完成配电容量分配，为数

据中心IT系统、制冷系统、通信电源系统及其他系统进行供电。(2)备用电源系统:10kV柴油发电机组(简称“油机”)、0.4kV柴油发电机组、发电机组并机柜等。在数据中心市电线路断电后，作为后备电源迅速启动，作为保障电源为后级配电系统提供保障用电，按照油机的输出电压等级不同分为10kV高压油机(在高压系统侧进行保障)和

380V低压油机(在低压系统侧进行保障)(3)不间断电源供电系统:低压配电柜、UPS、直流电源，其主要功能是电源分配和确保负载电源稳定不间断。确保负载电源稳定是指在数据中心在市电断电后，油机系统启用前，保障数据中心 IT系统的不间断供电，同时通过交流AC-直流DC、直流DC-交流AC的分级转化可为IT系统提供纯净、可靠的用电保护，常用的系统包含UPS系统和开关电源系统(-48V/336V/240V)等。电源分配是通过低压配电柜将主备2路交流电分配给UPS主机、直流电源主机、空调、附属设备等，将设备用电和附属设备用电分开。

(4)机架配电系统:列头配电柜及机架式配电单元。列头配电柜的主要作用是将通信电源系统的输出电能送到该列各机柜的电源匹配单元PDU,通过PDU实现对各机架电力的管理、监控和分发。机架式配电单元主要完成机架内部IT系统设备的配电容量分配。

从PDU输出的电力进入服务器电源，AC/DC转换器会将UPS输出的交流电转化为48V/50V直流电，而后DC/DC转换器将48V/50V的直流电转换为12V、5V、3.3V等不同等级的直流电，以满足服务器中不同芯片和电路的工作电压需求。在服务器内部，为了更精确地给芯片供电，还会使用电压调节模块VRM。VRM 通常位于主板上，它的作用是将服务器电源输出的相对较高的直流电压进一步转换为芯片所需的非常精确的低电压，如1.2V、0.9V等。VRM 可以根据芯片的负载情况动态地调整输出电压和电流,以确保芯片在不同的工作状态下都能获得稳定、合适的电力供应。此外，柜内也可配置备用电池单元BBU、超级电容直接为IT设备供电。BBU和超级电容在GB2-中为选配，在GB300升级为标配。

传统IDC供配电系统多采用2N系统架构，AIDC配供电系统朝着DR和RR架构演进。根据其建设等级要求，数据中心采用不同的冗余供电模式，比如2N模式(N代表一个完整的供电系统)，DR模式，RR模式等。(1)可靠性及成本:2N模式>DR模式>RR模式。(2)运维难度:2N 模式<DR 模式<RR 模式。随着单机柜功率密度继续快速提高，供电系统的占地面积以及供电效率重要程度随之提升，我们认为供配电系统冗余供电模式DR和RR模式渗透率，但考虑到芯片等高成本，2N模式在长期时间内仍将处于主流模式。

2N模式由两个供配电单元组成，每个单元均能满足全部负载的用电需要,两个单元同时工作互为备用。正常运行时，每个单元向负载提供50%的电能，当一个单元故障停止运行时，另一个单元向负载提供100%的电能。多电源系统冗余的供电方式优点是可靠、简单且易于单元化，但存在负载率低、效率低、成本高的缺点。国内数据中心低压配电常采用单母线分段的2N模式。DR系统即分布式冗余式配电系统架构，由N(N>3)个配置相同的供配电单元组成，N个单元同时工作。将负载均分为N组，每个供配电单元为本组负载和相邻负载供电，形成“手拉手供电方式。正常运行情况下，每个供配电单元的负荷率为66%。当一个供配电系统发生故障，其对应负载由相邻供配电单元继续供电。系统投资较低，收益和风险较为平衡。

RR系统即后备式冗余式配电系统架构，采用一套公共备用系统作为其他系统的备用，可在故障时实现负载倒换，保证供电不中断，设备负载率最高，系统投资最低，但对控制系统和运维管理水平要求较高。

AI服务器电源量利齐升

数据中心电力电子电源转换从电压可以大概分为3级。一级变换是常用的UPS系统，通过变压器将市电降低为380V/400V低压交流电，其中UPS系统正向HVDC演进;二级变换是机架配电系统服务器内AC/DC转换器将380V/400V低压交流电输出48V/50V直流电，其中AC/DC模块包含电源模块PSU和电源管理控制器PMC,PSU负责电流转换，PMC负责控制与通信。三级变换是服务器内通过DC/DC转换器将48V/50V直流电转换为12V、5V、3.3V等不同等级的直流电，以满足服务器中不同芯片和电路的工作电压需求。根据台达数据可知，未来UPS向HVDC 演进AC/DC、DC/DC转换器依旧是刚需，仍需柜内电源进行转换、供电。

AIDC算力密度增长带来芯片功率急剧攀升。随着算力需求增长持续以及散热技术提升，芯片功率不断提升。英伟达 GPU 芯片快速发展,A100、A800、H100、H800、GB100、GB200陆续升级,芯片运行功率也从A100的400W提升到 GB200功率的 2700W。根据英伟达规划,2025、2026、2027年有望相继推出 Blackwell Ultra、Rubin、Rubin Ultra平台，我们认为芯片功率有望持续快速攀升。

AIDC单机柜功率攀升，2029年有望进入MW时代。未来，AIDC服务器批量搭载GB200及以上芯片，则数据中心机柜功率水平有望持续提升。根据华为预测，典型AIDC单机柜功率将攀升到 100KW,相比较云DC功率增长将近20倍。据Vertiv预测，2024至2029年单机柜AIGPU 数量将从 36个增长到576个，机柜的功率密度峰值有望从130-250KW提升到900-1000KW，进入MW 时代。

英伟达GB200机柜有GB200NVL72、GB200NVL36x2、GB200NVL36x2(Ariel)、x86 B200NVL72/NVL36x2四种主要外形尺寸，每种尺寸均可定制。基于Blackwell的NVL72是该系列中单价最高、算力最强的 AI系统，单个机柜配备18个计算托盘computetray(上10下8)，9个交换器NVswitch tray,8个电源单元(上4，下4)。每个compute tray则由2个GB200超级芯片构成，每个GB200超级芯片由两颗B200GPU和一颗 Grace CPU组成，则每个 computetray有4GPU+2CPU,NVL72的18个compute tray内置72颗 B200GPU及 36颗 Grace CPU.每个计算托盘的最大功耗为6.3kW，大部分功耗来自每个托盘中的两个Bianca板和8个风扇，

每个NVL72 整机功耗约123.6kW电源配置量有望超预期。一般来说，PSU通常以其最大负载的50-60%进行配置时效率最高。按2N配置为4+4or4+2个Power shelf,每个Power shelf支持33KW，每组power shelf的PSU数量为6个，提供5+1的冗余能力，每个PSU的功率为5.5kw，则每组Powershelf 功率为33kW，整机功耗约8or6(powershelf)*6(PSU)*5.5(kW，功率)，即264or 198kW。根据微软CEO萨提亚·纳德拉发布的推文可知，英伟达GB200NVL72柜外配置了2个PSU和1个BBU，电源配置有望超预期。

AI服务器电源单W价值有望提升。提升电源功率密度可以通过采用如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等新型半导体材料，优化电源拓扑结构，使用冷板液冷甚至浸没式液冷取代风冷等途径实现。根据英飞凌数据显示，随着服务器电源功率从800W增加至5.5kW，并向8-12kW演进，功率密度也逐步从38W/in“提高到100W/in”)。我们认为随着电源功率密度提升,产品的技术含量和价值有望随之提升，并可节省数据中心空间，降低数据中心的建设和运营成本。无论是高功率电源客户的支付能力以及支付意愿都相对较高，AC/DC电源单W价值量有望提升。

全球服务器电源市场，中国台湾厂商领先，麦格米特已进入英伟达供应链。根据MTC数据显示，2023年全球前10电源厂商，来自中国台湾的占据5家，其中台达、光宝分别位居前二，占据主要市场份额。此外,中国台湾的群光电能及FSP全汉企业、新加坡的Flex"、芬兰/中国 Salcomp、中国大陆麦格米特、美国 AdvancedEnergy、日本TDK-Lambda)也位列前十。根据英伟达展示的 40余家数据中心部件提供商，台达、光宝和麦格米特位列其中。AI服务器AC/DC电源市场仍然以台系厂商为主，台达、光宝等占据主要市场份额，大陆厂商麦格米特、欧陆通也在持续布局 AI服务器电源。

我们看好本土厂商受益于海外引入多元供应商以及高算力芯片加速国产替代趋势。我们认为AI服务器电源厂商能力主要在于技术、品控、成本控制以及品牌力。电源技术差距主要在于高密度高功率电源核心技术更多在于定制研发能力，研发规模、投入、专利以及成熟案例都是重要的衡量。品控对于制造业来说至关重要，规模化生产后质量的稳定直接影响产品良率、客户粘性以及利润。成本控制能力影响企业定价权，以及持续研发创新能力等。品牌力和客户渠道及拓展相关，良好的品牌力有助于拓展高端市场，提高客户粘性及产品利润率。我们认为本土服务器电源厂商在技术、品控、成本控制存在较大潜在优势，未来随着海外客户有望引入多元供应商，本土服务器电源厂商有望实现突破。随着高算力芯片加速国产替代，国内数据中心加速转向AIDC，本土服务器电源厂商有望受益。

不间断电源 UPS 向 HVDC 演进

数据中心供电系统架构持续优化，逐渐产品化。当前国内数据中心常见的不间断供电技术包括AC UPS、HVDC(240V/336V/48V)和市电直供+BBU等。目前，业界广泛应用 AC UPS供电技术，但以阿里为代表的互联网厂商正在大力推广240V/336VHVDC供电技术，并逐步向巴拿马电源技术演进，整个供电系统演变的更加产品化。近年来，随着数据中心节能减碳力度的加大，尤其是“零碳”、“近零排放”等发展趋势下，新能源将成为数据中心未来电力的基础。为解决数据中心新能源供给问题，提升空间的利用效率。固态变压器SST有望成为数据中心供配电系统终极解决方案。

(一)UPS:最主流的不间断供电

ACUPS为最广泛不间断供电系统。ACUPS主要包括:整流(功率因数校正)、蓄电池组以及其充电放电部分、逆变、静态旁路，和输出转换开关等，为负载提供稳定电压、稳定频率的能量来源。UPS具有供电稳定性高、兼容性强、功能多样等优点，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。兼容性强在于UPS输出为交流电，与绝大多数传统的IT设备电源输入要求相匹配，可直接为各种设备供电，通用性好，功能多样在UPS具有不间断供电、稳压、滤波、抗干扰等多种功能。但UPS缺点也十分明显，包括效率相对较低、占地面积大、维护成本高等。效率低在于 UPS需经过 AC/DC和DC/AC两次电能转换，能量损耗较大，整体效率一般在 80-95%之间。

UPS向大功率、高频化、模块化发展。随着IDC加快向 AIDC演进，UPS、服务器等均向高密化方向发展。从功率大小来看，我国UPS产品已经从小功率产品向大功率产品发展，市场需求向高端产品转移。根据智研咨询数据，从国内UPS产品结构来看，2023年，10KVA以上 UPS占比达到80.4%，其中100KVA以上UPS占比达到50.7%。未来，ACUPS从单模块功率向 30kW，50kW甚至100kW演进，可有效降低维护难度、减少占地空间、提升扩容灵活度以及系统稳定度。高频化技术可以提高UPS电源的转换效率,降低能耗和噪音。UPS第一代功率开关为可控硅第二代为大功率晶体管或场效应管，第三代为IGBT(绝缘栅双极晶体管)。IGBT功率器件电流容量和速率又比大功率晶体管或场效应管大得多和快的多,使功率变换电路的工作频率提高，UPS效率、动态响应特性和控制精度等大为提高。

模块化UPS电源具有易扩展、易维护、易管理等特点。根据《电气设备》数据，模块化UPS由多个模块组成，每个模块都有自己的电源和控制电路，任何一个模块发生故障，都不会影响其余模块的安全稳定工作，且故障模块会自动退出运行，使UPS的可靠性及可用性大为提高。只要整机功率富余量大于单个模块功率，即可实现功率模块“N+X”冗余，使UPS供电的可靠性、可用性有很大程度地提高。控制系统可根据负载大小自动投入或退出功率模块，在数据中心投运初期用电量较少时，也能保证交流UPS有一个较高的负载率，从而使UPS的效率达到96%以上;由于模块化UPS是由多个相对独立的模块组成，因此可以单独更换故障的模块，而不需要更换整个UPS,同时所有的模块都可采用热插拔设计，只要有备用模块，用户就可以在UPS不停机下进行维护，显著降低维护成本和维修时间，一般故障模块更换时间在5~10min;模块化设计，扩容简便，只需要在建设时预留功率模块位置，扩容时增加功率模块即可。

全球 UPS市场规模稳步增长。根据GlobalGrowthInsights，2024年/2033年全球数据中心UPS市场规模约为82.5亿美元/145.8亿美元，2025-2033年CAGR为6.53%。截至 2022年5月，北美占全球数据中心的51%以上，仅美国拥有约43.5%的设施。欧洲是UPS系统的成熟市场,德国和英国是主要市场。亚太及中东非洲是潜力市场。根据赛迪顾问,2023年/2026年中国UPS市场规模为97.7亿元/127.3亿元，2023-2026年CAGR为9.22%。

(二)HVDC:高效率、高可靠性、占地小，互联网厂商大力推广

HVDC高效率、高可靠性、占地小。高压直流HVDC主要包括:三相PFC、隔离LLC谐振电路。HVDC供电具有效率高、可靠性高、古比面积小等优势，但是兼容性有限、技术难度高，且缺乏行业标准，是目前国内互联网厂商自建数据中心在大力推广的一种供电系统。效率高在于HVDC系统直接输出直流电源，减少了AC/DC和DC/AC的转换环节，降低了电能转换过程中的损耗其效率通常可以达到95%以上。可性高在于HVDC系统的构相对简单，采用模块化设计、多模块并联、电池直挂等方式，没有复杂的交流逆变环节，减少了故障点，且直流系统不存在三相不平衡等问题。HVDG 系统无需像UPS 那样配置大量的交流配电柜等设备，且直流电池组的体积相对较小，因此HVDC系统占用的空间更小。但目前大多数IT设备电源输入接口为交流电，使用HVDC 供电需要在设备端配备直流电源模块或进行电源改造。此外由于HVDC电压等级较高，系统的设计、安装和维护对专业人员和设备要求更高:

HVDC高压化趋势明显。2008年前后HVDC应用已进入规模应用阶段,中国电信主导的240V直流供电技术、中国移动主导的336V直流供电技术正逐步扩大使用规模。当前机柜单模块功率从最初的 6kW-15kW，达到25-30kW，甚至100kW以上，我们认为240V/336VHVDC供电技术在高密度、高功率方向快速发展，未来的HVDC将朝着士400V或者800V水平演进，以支持高功率

密度电源的需求。HVDC广泛用于互联网厂商，未来渗透率有望提升。目前以阿里、腾讯为代表的互联网厂商积极推进HVDC路线。高算力需求下，转化效率重要性提升，叠加互联网厂商有望提升自建数据中心比例，HVDC渗透率有望随之提升。目前，中恒电气、动力源、维谛、台达、科华数据是HVDC产品重要供应商。中恒电气在HVDC产品市场占有率处于领先地位,用户包含通信运营商、超算中心、银行、阿里、腾讯、百度等以及万国数据等IDC第三方数据中心运营商。公司牵头制订了《信息通信用 240V/336V直流供电系统技术要求和试验方法》国家标准，并凭借“信息通信用240V/336V直流供电系统”入选工信部制造业单项冠军示范企业。

(三)巴拿马:基于HVDC迭代升级，实现更高效率更少投资

HVDC基础上，巴拿马电源简化系统，实现更高效率更少投资。巴拿马电源是2018年由阿里巴巴与台达合作推出的数据中心供电架构，而后主要在互联网企业的数据中心推广。巴拿马电源由10kV中压柜(可选),移相变压器柜,整流输出柜,交流分配柜(常规不配置,当要求配置交流 380V输出时提供该柜)组成。根据《巴拿马供电技术白皮书》ODCC，巴拿马电源具有高效率，高可性，高功率密度，高功率容量，兼维护方便等特点。相比传统数据中心的供电方案，巴拿马电源占地面积减少50%，其设备和工程施工量可节省40%，其功率模块的效率高达98.5%。

巴拿马电源方案简化供配电环节，提高效率，降低占地面积。(1)巴拿马电源采用多绕组的移相变压器，大大减小了变压器副边绕组的短路电流，降低其下游开关的短路电流容量，并结合整流模块单元，对传统供电架构的配电层级进行优化整合，缩短了传统供电中从变压器输出到AC UPS或240V/336VHVDC柜间的漫长链路，简化了此链路中的多级配电。与传统供电系统架构比，巴拿马电源供电链路中的开关器件大大减少，更加简洁高效、成本更低。(2)此外，巴拿马电源利用多脉冲移相变压器取代工频变压器，实现低THDi和高功率因数，从而去掉传统ACUPS或240V/336VHVDC系统中功率模块内部的功率因数校正环节。这部分环节的节省，使得巴拿马电源模块仅仅负责调压即可，拓扑大大简化，模块效率可以达到峰值98.5%。在轻载下20%时，效率就高达 97.5%以上，其优势更明显。根据中国移动江苏分公司数据，未来若规模推广使用巴拿马电源，数据中心电源效率将提升3%~5%，可有效降低数据中心电源投资和供电损耗。(3)巴拿马电源的架构比传统的供电架构更加简洁，配电/功率变换环少，中压/低压融为一体，占地面积大大减少。但巴拿马电源也有缺陷，它集成多个设备，单点故障可能会影响数据中心的安全性和可靠性;功率密度较高，因此会产生大量的热量，需要进行有效的散热设计;可扩展性比较受限，因为它的功率和输出电压已经被预先设定，如果需要扩展就只能增加更多的电源模块。

(四)固态变压器 SST:高效率的能源互联网节点，尚在研发示范阶段

固态变压器SST是一种利用电力电子技术实现电能转换与传输的新型变压器，核心构成部分主要包括高频变压器、电力电子器件以及控制电路，其突出特点在于可以实现电流、电压以及功率的灵活控制。

与依赖重型铁芯和低频操作的传统变压器不同，固态变压器(SST)采用多级架构和高频变压器(HFT)，以实现尺寸、效率和功能的显著改进。SST功能涉及三个核心阶段。(1)输入级(交流-直流转换)。此级将低频交流电AC转换为直流电DC，为高效电源管理奠定基础。宽带隙半导体(如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN))是转换过程的核心，可降低开关损耗、增强热稳定性，实现紧凑的设计并提高功率密度。输入级还提供无功功率补偿，可确保与电网无缝集成并在动态条件下稳定电力输送。

(2)隔离阶段(高频DC-DC转换)。在此阶段，HFT 隔离并调整高压侧和低压侧之间的电压水平。通过利用先进的磁性材料(例如铁氧体和非晶态合金),HFT 可最大限度地降低磁芯损耗。同时保持高热稳定性和功率密度。HFT的工作频率范围从几十千赫兹到几兆赫兹,与传统变压器相比，其尺寸和重量显著减小，使其成为城市变电站或海上风电平台等空间受限环境的理想选择。(3)输出级(直流-交流转换)。此阶段将直流电重新转换为交流电或保留为直流电，具体取决于应用。输出级支持双向功率流，可实现分布式能源、储能系统和可再生能源的无缝集成。此阶段的精确电压和电流调节可增强电网稳定性和效率，SST有望成为的能源互联网智能节点。

与传统变压器相比，SST优点包括(1)节省体积重量:SST采用“高频隔离+功率器件”方案高频变压器负责电能的波形与频率转换，功率期间为第三代宽禁带半导体碳化硅材料可实现整个系统的更高效率和更高功率密度，相比传统方案中必备的工频电力变压器、移相变压器等环节，供电链路更简洁，大大降低了设备的体积和重量。(2)交直流接口:含交直流接口，电能双向为直流发电和负载提供并网接口，方便光伏、风能等分布式新能源发电设备的直流并网。(3)全数字控制:便于采集电网信息和联网通信，从而实现潮流控制，还可与柔性交流输电协同工作，增强电网系统的稳定性和可靠性。(4)高度智能化:集电气隔离、电压变换、无功补偿等功能于一身，通过对传统变压器和电力电子设备的集成化，可提高电网设备的智能化水平。(5)卓越的电能质量:可实现输入侧功率因数运行，可吸收负载侧无功功率和隔离谐波电流，抑制谐波双向流动，有效改善电能质量。(6)更安全稳定:可消除电源侧电压过压或欠压对负载电压的影响，保证负载侧电压幅值频率、波形的稳定。模组化的设计使整机具备冗余能力，降低了维护难度以此实现了供配电系统的高效运行。

电动汽车充电及数据中心场景SST潜力大，仍处于多玩家试点应用阶段。国内外，SST技术的研究与应用也在积极推进。2022年，台达于美国底特律发布搭载SiC MOSFET为基础的固态变压器新一代 400kW极高速电动汽车充电设备,后续发布了新一代10kV供电系统 SST。Amperesand将于 2025年在新加坡港口试用其基于碳化硅(SiC)的SST，用于双向电动汽车充电。数据中心领域，由 SST、光伏、储能设备组成能源路由器，基于电力电子变换技术构成的能源路由器可提供灵活多样化的接口电气形式，还可实现对局域网间以及局域网内部的能量流进行实时监控和信息收集，并通过信息通道及时反馈能量流状态。控制单元根据反馈信息，控制电力电子变换器或储能装置进行相应的能量转换和存储动作，保证能量高质量、高可靠性流动，实现多个分布式能源网间的能量交换、路由管理和同一局域网内的风光储及载荷协同消纳。2023年，西电电力电子提出了基于SST技术的数据中心中压直供直流电源产品，并在国家“东数西算”数据中心场景的首次规模化应用。2024年，世纪互联与伊顿联合发布了10kV中压能源路由器解决方案。SST作为未来技术新趋势，除了传统数据中心玩家伊顿、台达、维谛、中国西电外，特变电工等其他输变电玩家正在研发推进。

(五)如何看待 HVDC滲透率提升节奏

过往，HVDC替代UPS缓慢主要在于三点:(1)运营商自用及互联网自建IDC比例较低，第三方租赁IDC仍处于主流，使用UPS运维更简单，安全性更高，更兼容大多数客户的需求。(2)理论上相比 UPS，HVDC可以降低成本，但考虑到直流配电设备成本高于交流，且HVDC市场规模仍比较低，从整体成本的角度上来讲，HVDC优势有限。(3)理论上，HVDC效率相比UPS有比较大的提升，但实际使用中，HVDC效率有所折扣，而UPS也在向模块化高功率发展，部分UPS也能实现97%的效率。

未来，考虑到电源功率提升，高压直流供电将有效降低损，HVDC将成为趋势，无论是传统HVDC线路还是巴拿马电源、SST固态变压器等集成HVDC的新路线，耗转换效率可从95%提升到98%。目前产业链正加大士400V以及800VHVDC供电线路研发试验。我们认为UPS和传统HVDC仍将长期并行发展，高电压等级HVDC渗透率有望在未来5年实现快速提升，高功率芯片及电源产品的批量应用将成为重要催化。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）