在当前的智算中心（AIDC）建设中，供电体系正面临生存、经营与发展的多维度制约。2024年到2030年，数据中心用电量预计将达4051亿至5301亿千瓦时，其中2025年AIDC能耗就高达777亿千瓦时。随着大模型训练需求爆炸式增长，从GPT-1到Qwen2.5Max数据量增长近1.4万倍，算力扩张对电力的需求呈爆发态势。
智算中心对电力的需求不再稳定，功率波动性极强。相比传统云计算，AI集群小时级波动率高达50%（为云计算的10倍），对供电系统稳定性提出严苛要求。施耐德调研显示，93%的企业认为供电稳定性是急待难题，46%担忧变压器容量限制导致发电量有限。经营成本上，电力成本占数据中心运营成本的57%（远超25%的折旧费和8%的房租），GPU/CPU功耗从不足1kW升至2kW以上，机柜功耗从60kW跃至150kW（未来或达800-1000kW），若不提效，用电成本将严重拖累盈利。
碳排放管理压力同样突出，政策要求2030年国家枢纽节点新建AIDC绿电消费比例不低于80%，但目前63%的数据中心PUE仍在1.2以上，高能耗与绿色转型矛盾加剧。为突破约束，行业转向算电协同的多元能源网络，56%的数据中心已用新能源（如分布式光伏），综合能源基地、分布式微电网、虚拟电厂模式受关注，如三大运营商在青海打造100%绿电消纳数据中心，通过间接蒸发冷却技术实现PUE小于1.2，多能互补降低成本并增强电力灵活性。
除供给侧创新，算力需求侧灵活性挖掘成降本增效关键。通过AI模型预测算力需求与功耗，动态调整服务器GPU工作频率，使IT负载匹配用电信号，让数据中心主动参与电力供需平衡，在不影响总计算量下调控训练阶段功率以匹配电碳或可再生能源出力信号。非IT负载节能潜力亦不可忽视，制冷系统占总能耗30%，是优化重灾区。
硬件上采用氟泵、磁悬浮、间接蒸发冷技术，软件上用AI算法精确制冷实时响应环境与负载变化（华金证券指出其通过传感器监测控制制冷冗余，提供恰好的冷量）；液冷技术（冷板式、浸没式）比风冷更直接移除热量，大幅降耗。余热利用是提升PUE的另一路径，数据中心20-90℃低品位热能直接排放既浪费又增碳，目前常用ORC（有机朗肯循环）发电或用于周边园区供暖、设施农业，投资回收期短，可显著降PUE，发改委等部门已要求2030年底提升新建大型及以上数据中心余热利用率。
供配电架构历经四代演进以解决供电瓶颈。第一代传统UPS生态成熟，但全链路效率仅92%-95%，功率密度提升遇物理极限，智算中心向MW级演进需提升密度以减占地，已有头部厂商将600kVA UPS宽度从1200mm缩至600mm，占地降50%。第二代高压直流（HVDC）省去逆变环节，供电路径更短，效率提至95%以上，2025年10月英伟达白皮书明确800V高压直流为未来AI数据中心主流方案，其Kyber机架架构体积减26%、能耗降8%，支持每机架超1MW持续负载。
第三代巴拿马电源在HVDC基础上整合变压器、整流模块、直流输出柜为模块化系统，如华东某机房采用后占地从300㎡缩至110㎡（仅原36%），峰值效率达97.5%，20%负载率下效率比传统HVDC高4%。第四代固态变压器（SST）被公认为终极方案，2025年11月台达全球首发基于SST的智能直流供电系统，利用高频电力电子变换技术取代传统变压器电磁感应原理，系统效率达98.5%，单功率柜输出1MW但占地仅1㎡（比传统方案少50%以上）。
SST方案优势全方位。效率上省去多次AC/DC转换，端到端效率破98%；动态响应毫秒级，GPU负载波动下响应时间小于5ms，精准匹配智算中心瞬态特性；具备多电压等级交直流端口，作“能量路由器”支持风光储氢接入，助绿电消纳比例提至50%以上。成本上体现“硅进铜退”，传统2500kVA变压器用铜1400kg，SST用半导体器件替代无需用铜，DC800V传输用铜量仅为AC380V的1/3；虽核心器件初始投资高，但高电价场景中节省的能源开支可抵消前期投入，2.5MW系统（负载率90%）年省近60万度电。
市场前景上，SST处爆发前夜，IEA基准情景中全球数据中心总装机从2024年100GW增至2030年225GW，中国作为全球第二大智算市场，预计2030年新增装机17.7GW，SST渗透率将从2025年3%提至2030年30%，国内对应市场空间132.7亿元，年均复合增长率64.9%。
生态协同与国际竞争方面，智算供电已形成头部企业牵头的全链条生态。英伟达牵头800V HVDC联盟，联合上下游构建协同网络：芯片端与纳微半导体合作开发GaN及SiC电源架构，供应链端英飞凌供SiC器件、台达供电源系统、维谛技术供直流母线槽，确保核心组件供应与技术兼容。
国内方面，虽单机柜功率密度普遍在10-40kW区间，但向高功率架构演进是必然，800V直流方案或成基础设施重要方向。国内在新能源、电动汽车领域积累的直流技术及供应链正加速向数据中心迁移，目前交流不间断电源仍为主流，巴拿马方案已在大型互联网中心适配，800V直流方案则针对IT产出率极高的大型智算中心蓄势待发。
智算中心供电产业链核心企业
四方股份
公司的产品已成为电力系统继电保护与控制领域的主流产品，在国内首个特高压工程-1,000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程中，公司为线路保护装置、变电站自动化系统、稳态过电压控制装置等供应商。
中国西电
公司是我国最具规模的高压、超高压及特高压输配电成套设备研究开发、生产制造和试验检测的重要基地，是目前我国高压、超高压及特高压交直流成套输配电设备生产制造企业中产品电压等级最高、产品品种最多、工程成套能力最强的企业，也是国内唯一家具有输变电一次设备成套生产制造能力的企业。
金盘科技
公司干式变压器系列产品凭借优于国家能效要求、低损耗，过载能力强，高可靠性，满足长期负载要求等优势，能够很好的满足国内外数据中心的使用要求，已经广泛应用于 IDC 数据中心领域，目前已应用于包括百度、华为、阿里巴巴、中国移动、中国电信、中国联通等百余个国内数据中心项目及海外数据中心项目。
600***
公司已签约国网甘肃-浙江±800kV特高压直流输电工程、国网大同-天津南1000kV特高压交流输电工程等特高压输电工程核心设备供应订单，作为国内领先的电气设备供应商，公司在招标中保持稳定的市场份额。
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作者：于晓明 执业证书编号:A0680622030012
在当前的智算中心（AIDC）建设中，供电体系正面临生存、经营与发展的多维度制约。2024年到2030年，数据中心用电量预计将达4051亿至5301亿千瓦时，其中2025年AIDC能耗就高达777亿千瓦时。随着大模型训练需求爆炸式增长，从GPT-1到Qwen2.5Max数据量增长近1.4万倍，算力扩张对电力的需求呈爆发态势。
智算中心对电力的需求不再稳定，功率波动性极强。相比传统云计算，AI集群小时级波动率高达50%（为云计算的10倍），对供电系统稳定性提出严苛要求。施耐德调研显示，93%的企业认为供电稳定性是急待难题，46%担忧变压器容量限制导致发电量有限。经营成本上，电力成本占数据中心运营成本的57%（远超25%的折旧费和8%的房租），GPU/CPU功耗从不足1kW升至2kW以上，机柜功耗从60kW跃至150kW（未来或达800-1000kW），若不提效，用电成本将严重拖累盈利。
碳排放管理压力同样突出，政策要求2030年国家枢纽节点新建AIDC绿电消费比例不低于80%，但目前63%的数据中心PUE仍在1.2以上，高能耗与绿色转型矛盾加剧。为突破约束，行业转向算电协同的多元能源网络，56%的数据中心已用新能源（如分布式光伏），综合能源基地、分布式微电网、虚拟电厂模式受关注，如三大运营商在青海打造100%绿电消纳数据中心，通过间接蒸发冷却技术实现PUE小于1.2，多能互补降低成本并增强电力灵活性。
除供给侧创新，算力需求侧灵活性挖掘成降本增效关键。通过AI模型预测算力需求与功耗，动态调整服务器GPU工作频率，使IT负载匹配用电信号，让数据中心主动参与电力供需平衡，在不影响总计算量下调控训练阶段功率以匹配电碳或可再生能源出力信号。非IT负载节能潜力亦不可忽视，制冷系统占总能耗30%，是优化重灾区。
硬件上采用氟泵、磁悬浮、间接蒸发冷技术，软件上用AI算法精确制冷实时响应环境与负载变化（华金证券指出其通过传感器监测控制制冷冗余，提供恰好的冷量）；液冷技术（冷板式、浸没式）比风冷更直接移除热量，大幅降耗。余热利用是提升PUE的另一路径，数据中心20-90℃低品位热能直接排放既浪费又增碳，目前常用ORC（有机朗肯循环）发电或用于周边园区供暖、设施农业，投资回收期短，可显著降PUE，发改委等部门已要求2030年底提升新建大型及以上数据中心余热利用率。
供配电架构历经四代演进以解决供电瓶颈。第一代传统UPS生态成熟，但全链路效率仅92%-95%，功率密度提升遇物理极限，智算中心向MW级演进需提升密度以减占地，已有头部厂商将600kVA UPS宽度从1200mm缩至600mm，占地降50%。第二代高压直流（HVDC）省去逆变环节，供电路径更短，效率提至95%以上，2025年10月英伟达白皮书明确800V高压直流为未来AI数据中心主流方案，其Kyber机架架构体积减26%、能耗降8%，支持每机架超1MW持续负载。
第三代巴拿马电源在HVDC基础上整合变压器、整流模块、直流输出柜为模块化系统，如华东某机房采用后占地从300㎡缩至110㎡（仅原36%），峰值效率达97.5%，20%负载率下效率比传统HVDC高4%。第四代固态变压器（SST）被公认为终极方案，2025年11月台达全球首发基于SST的智能直流供电系统，利用高频电力电子变换技术取代传统变压器电磁感应原理，系统效率达98.5%，单功率柜输出1MW但占地仅1㎡（比传统方案少50%以上）。
SST方案优势全方位。效率上省去多次AC/DC转换，端到端效率破98%；动态响应毫秒级，GPU负载波动下响应时间小于5ms，精准匹配智算中心瞬态特性；具备多电压等级交直流端口，作“能量路由器”支持风光储氢接入，助绿电消纳比例提至50%以上。成本上体现“硅进铜退”，传统2500kVA变压器用铜1400kg，SST用半导体器件替代无需用铜，DC800V传输用铜量仅为AC380V的1/3；虽核心器件初始投资高，但高电价场景中节省的能源开支可抵消前期投入，2.5MW系统（负载率90%）年省近60万度电。
市场前景上，SST处爆发前夜，IEA基准情景中全球数据中心总装机从2024年100GW增至2030年225GW，中国作为全球第二大智算市场，预计2030年新增装机17.7GW，SST渗透率将从2025年3%提至2030年30%，国内对应市场空间132.7亿元，年均复合增长率64.9%。
生态协同与国际竞争方面，智算供电已形成头部企业牵头的全链条生态。英伟达牵头800V HVDC联盟，联合上下游构建协同网络：芯片端与纳微半导体合作开发GaN及SiC电源架构，供应链端英飞凌供SiC器件、台达供电源系统、维谛技术供直流母线槽，确保核心组件供应与技术兼容。
国内方面，虽单机柜功率密度普遍在10-40kW区间，但向高功率架构演进是必然，800V直流方案或成基础设施重要方向。国内在新能源、电动汽车领域积累的直流技术及供应链正加速向数据中心迁移，目前交流不间断电源仍为主流，巴拿马方案已在大型互联网中心适配，800V直流方案则针对IT产出率极高的大型智算中心蓄势待发。
智算中心供电产业链核心企业
四方股份
公司的产品已成为电力系统继电保护与控制领域的主流产品，在国内首个特高压工程-1,000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程中，公司为线路保护装置、变电站自动化系统、稳态过电压控制装置等供应商。
中国西电
公司是我国最具规模的高压、超高压及特高压输配电成套设备研究开发、生产制造和试验检测的重要基地，是目前我国高压、超高压及特高压交直流成套输配电设备生产制造企业中产品电压等级最高、产品品种最多、工程成套能力最强的企业，也是国内唯一家具有输变电一次设备成套生产制造能力的企业。
金盘科技
公司干式变压器系列产品凭借优于国家能效要求、低损耗，过载能力强，高可靠性，满足长期负载要求等优势，能够很好的满足国内外数据中心的使用要求，已经广泛应用于 IDC 数据中心领域，目前已应用于包括百度、华为、阿里巴巴、中国移动、中国电信、中国联通等百余个国内数据中心项目及海外数据中心项目。
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公司已签约国网甘肃-浙江±800kV特高压直流输电工程、国网大同-天津南1000kV特高压交流输电工程等特高压输电工程核心设备供应订单，作为国内领先的电气设备供应商，公司在招标中保持稳定的市场份额。
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作者：于晓明 执业证书编号:A0680622030012
