導(dǎo)語(yǔ)：AI算力的基礎(chǔ)設(shè)施主要部署在數(shù)據(jù)中心，電氣系統(tǒng)在AI算力基礎(chǔ)設(shè)施的部署中扮演著“底座”角色，是數(shù)據(jù)中心價(jià)值量占比最高的環(huán)節(jié)。AI電氣系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展有望受益于算力領(lǐng)域資本開(kāi)支的持續(xù)提升。
隨著AI的應(yīng)用變得越來(lái)越普遍，其對(duì)算力的需求也隨之快速增長(zhǎng)。同時(shí)，AI大模型的持續(xù)迭代升級(jí)也引發(fā)了各大云計(jì)算廠商在AI算力領(lǐng)域的投入的持續(xù)加碼。
根據(jù)中金公司研究部數(shù)據(jù)，2024年北美TOP5的云廠商合計(jì)資本開(kāi)支高達(dá)2,182億美元，同比增長(zhǎng)44.2%；中國(guó)BTA的資本開(kāi)支合計(jì)約為131億美元，同比增長(zhǎng)37.3%[1]。
AI算力的基礎(chǔ)設(shè)施主要部署在數(shù)據(jù)中心，而電氣系統(tǒng)在AI算力基礎(chǔ)設(shè)施的部署中扮演著“底座”角色，是數(shù)據(jù)中心價(jià)值量占比最高的環(huán)節(jié)。AI電氣系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展有望受益于算力領(lǐng)域資本開(kāi)支的持續(xù)提升。
從2024年年初開(kāi)始，AI的發(fā)展進(jìn)入指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心的電力負(fù)載同步增長(zhǎng)，增長(zhǎng)的電力需求要求機(jī)柜必須以集群的方式進(jìn)行部署。
因此，機(jī)柜的功率密度和數(shù)據(jù)中心的規(guī)模得以大幅提升，智算中心（AIDC）已成為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心升級(jí)發(fā)展的必然趨勢(shì)，為物理基礎(chǔ)設(shè)施（包括電氣系統(tǒng)、制冷等）帶來(lái)更大的需求。
AI電氣系統(tǒng)是指為滿足人工智能訓(xùn)練、高性能計(jì)算（HPC）、大規(guī)模GPU集群等設(shè)備持續(xù)供電需求，所設(shè)計(jì)和構(gòu)建的一整套涵蓋電力引入、變配電、UPS、動(dòng)力分配等環(huán)節(jié)的電力基礎(chǔ)架構(gòu)體系，具備高可靠性、可擴(kuò)展性與智能化管理能力，其目的是確保電力持續(xù)供應(yīng)以及系統(tǒng)安全運(yùn)行。
中壓開(kāi)關(guān)柜：用于分配電能、控制與保護(hù)中壓電路的設(shè)備，它在數(shù)據(jù)中心電氣系統(tǒng)的變壓器高壓側(cè)接入，主要作用是分配電力、控制電路開(kāi)合、保護(hù)電路及設(shè)備、實(shí)現(xiàn)絕緣與隔離，保障AI算力電力供應(yīng)的穩(wěn)定與安全。
備用電源：柴油發(fā)電機(jī)組是數(shù)據(jù)中心發(fā)生斷電時(shí)的主要備用發(fā)電設(shè)備，通常在低壓配電系統(tǒng)后接入，主要作用是為數(shù)據(jù)中心提供應(yīng)急電力，保障其在停電期間持續(xù)運(yùn)行，確保業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)安全。
變壓器：轉(zhuǎn)變電壓等級(jí)的設(shè)備，通常在數(shù)據(jù)中心的高壓配電系統(tǒng)和低壓配電系統(tǒng)之間接入，保障數(shù)據(jù)中心電力穩(wěn)定傳輸和設(shè)備安全運(yùn)行。
低壓開(kāi)關(guān)柜：連接變壓器和數(shù)據(jù)中心用電設(shè)備的控制分配設(shè)備，接入變壓器低壓側(cè)，起到控制設(shè)備啟停、保護(hù)電路安全及監(jiān)控電力參數(shù)的作用。
低壓配電柜：連接變壓器低壓側(cè)與用電設(shè)備的電力分配裝置，它和低壓開(kāi)關(guān)柜在功能上有一定的重疊，但側(cè)重點(diǎn)不同。低壓開(kāi)關(guān)柜更多強(qiáng)調(diào)控制與保護(hù)功能，而低壓配電柜更偏向于電力的分配和傳輸。
UPS（不間斷電源）：一種含儲(chǔ)能裝置、以逆變器為主要部件的穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源，通常接入在市電與數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵設(shè)備之間，斷電時(shí)提供臨時(shí)電力以及電壓異常時(shí)調(diào)節(jié)波動(dòng)，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
HVDC（高壓直流供電系統(tǒng)）：接入市電與服務(wù)器等設(shè)備之間的一種高效直流供電系統(tǒng)，用在數(shù)據(jù)中心里能減少電能損耗、滿足快速負(fù)載變化、提升供電穩(wěn)定性，還能節(jié)省空間和成本。
蓄電池：UPS的關(guān)鍵組成部分，通常是指一組電池組，這些電池組能夠在市電正常時(shí)儲(chǔ)存電能，并在市電中斷或異常時(shí)為UPS的逆變器提供直流電能，以維持對(duì)關(guān)鍵負(fù)載的持續(xù)供電。UPS蓄電池的技術(shù)路線主要分為鉛蓄電池、鋰電池等，隨著技術(shù)進(jìn)步與隨之而來(lái)的成本下降，鋰電池的應(yīng)用比例正在逐步增加。
AI服務(wù)器電源：將電能轉(zhuǎn)換為服務(wù)器內(nèi)部部件所需直流電的裝置，通常在數(shù)據(jù)中心電氣系統(tǒng)末端接入，為服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)等部件供電。
服務(wù)器電源本質(zhì)屬于開(kāi)關(guān)電源，AI服務(wù)器電源相較于其他開(kāi)關(guān)電源而言主要的差異在于功率密度和效率。同樣隸屬于開(kāi)關(guān)電源的充電樁、PC電源、醫(yī)療電源等產(chǎn)品功率相對(duì)較低，其中功率密度相對(duì)較高的充電樁（16-60W/立方英寸）、工業(yè)導(dǎo)軌電源（24W/立方英寸）僅與通用服務(wù)器電源的功率密度接近，但是對(duì)比高端的AI服務(wù)器電源來(lái)講仍有一定的差距。
隨著人工智能應(yīng)用需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，算力需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，算力基建的布局及其電氣系統(tǒng)的搭建已成為各大國(guó)的工作重點(diǎn)。2024年李強(qiáng)總理在代表國(guó)務(wù)院在十四屆全國(guó)人大二次會(huì)議上作有關(guān)《政府工作報(bào)告》的講話中指出，國(guó)家要適度超前建設(shè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，加快形成全國(guó)一體化算力體系，培育算力產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局提出一系列措施，明確了算電協(xié)同綠色發(fā)展的政策目標(biāo)，通過(guò)在規(guī)劃、建設(shè)、生產(chǎn)、傳輸、調(diào)度、市場(chǎng)等環(huán)節(jié)有序統(tǒng)籌，獲得更加充裕穩(wěn)定、綠色低碳、經(jīng)濟(jì)可靠的算力和電力。
早期數(shù)據(jù)中心規(guī)模較小，電力需求較低，主要采用市電直接供電，通過(guò)基本的配電柜等設(shè)備將市電分配到各個(gè)服務(wù)器等設(shè)備。隨著各行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)中心可靠性的要求提高，備用發(fā)電機(jī)開(kāi)始作為市電故障時(shí)的應(yīng)急電源被引入，以保障數(shù)據(jù)中心在停電期間的基本電力供應(yīng)。
20世紀(jì)70年代起，UPS系統(tǒng)開(kāi)始在數(shù)據(jù)中心中得以應(yīng)用。UPS可以在市電異?；蛑袛鄷r(shí)，通過(guò)蓄電池將存儲(chǔ)的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能，繼續(xù)為數(shù)據(jù)中心的設(shè)備供電，確保數(shù)據(jù)的安全和業(yè)務(wù)的不間斷運(yùn)行。隨著技術(shù)的改進(jìn)，UPS從工頻機(jī)到高頻機(jī)，再到模塊機(jī)，其系統(tǒng)的性能也不斷提升，效率更高，占地面積更小，維護(hù)也更加方便。
20世紀(jì)90年代末期，高壓直流供電技術(shù)開(kāi)始在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，其避免了傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)中多次AC-DC、DC-AC的轉(zhuǎn)換，減少了能量損耗，提高了供電效率。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)云計(jì)算巨頭如騰訊、阿里巴巴等對(duì)HVDC技術(shù)的推廣，HVDC在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用逐漸增多，但仍面臨市場(chǎng)滲透率不高的問(wèn)題。
2018年，臺(tái)達(dá)電子與阿里巴巴聯(lián)合推出巴拿馬電源架構(gòu)。該架構(gòu)將高壓市電經(jīng)過(guò)HVDC轉(zhuǎn)換為380Vdc后直達(dá)機(jī)柜，再通過(guò)機(jī)柜內(nèi)的電源轉(zhuǎn)換模塊為服務(wù)器供電，省去了傳統(tǒng)的變壓器、低壓配電系統(tǒng)等環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了供電流程。
巴拿馬電源架構(gòu)整體效率可達(dá)97%以上，占地面積顯著低于傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)，截至2023年3月底，全國(guó)已應(yīng)用366套巴拿馬電源，累計(jì)容量超過(guò)800MW。
自2017年以來(lái)，數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模以及機(jī)架規(guī)模實(shí)現(xiàn)雙位數(shù)增長(zhǎng)。2024年國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為3,048億元，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架規(guī)模約為1,000萬(wàn)架，兩項(xiàng)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)同比超過(guò)20%的高速增長(zhǎng)。
而電氣系統(tǒng)是保障數(shù)據(jù)中心服務(wù)能力的核心基礎(chǔ)設(shè)施，包括從高壓輸入點(diǎn)至終端負(fù)載的整個(gè)電路系統(tǒng)，為機(jī)房?jī)?nèi)所有需要?jiǎng)恿﹄娫吹脑O(shè)備提供穩(wěn)定、可靠的支撐。
在智算負(fù)載升級(jí)的背景下，數(shù)據(jù)中心將從以下兩方面對(duì)其電氣系統(tǒng)的供電可靠性提出更高的要求，從而帶動(dòng)電氣系統(tǒng)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。
一方面，AI算力集群的電力密度高，GPU等芯片的瞬時(shí)負(fù)載波動(dòng)要求供電系統(tǒng)具備毫秒級(jí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力；另一方面，MK體育官網(wǎng)入口大模型訓(xùn)練等業(yè)務(wù)一旦中斷會(huì)產(chǎn)生一系列維護(hù)、時(shí)間成本等，需通過(guò)智能預(yù)測(cè)性電源管理、多路徑混合供電（如綠電+儲(chǔ)能）實(shí)現(xiàn)超高可靠性。
據(jù)施耐德電氣，1000kw、2N線路配置數(shù)據(jù)中心在美國(guó)、中國(guó)、馬來(lái)西亞硬件成本分別為860、500、460萬(wàn)美元。中國(guó)數(shù)據(jù)中心價(jià)值量分布來(lái)看，開(kāi)關(guān)設(shè)備成本占比位列第二，成本占比約15.8%。
2024年前三季度三大運(yùn)營(yíng)商的資本開(kāi)支超過(guò)1,200億元[2]，其中移動(dòng)資本開(kāi)支約為169億，電信約583億元，聯(lián)通約489億元。BAT三家公司的總資本開(kāi)支超850億元，其中百度58億元，騰訊402億元，阿里407億元。
此外字節(jié)等云計(jì)算巨頭也在紛紛加碼算力資本開(kāi)支，2025年1月字節(jié)跳動(dòng)在安徽蕪湖擬投資80億元建設(shè)涵蓋2.2萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心。
隨著國(guó)內(nèi)AI大模型技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)計(jì)三大運(yùn)營(yíng)商、BAT及其他主要互聯(lián)網(wǎng)公司在2025年的資本支出將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，帶動(dòng)開(kāi)關(guān)柜需求加速增長(zhǎng)。
目前數(shù)據(jù)中心主要使用干式變壓器，相比于油浸式變壓器安全性更高，并且體積較小、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、更易于維護(hù)。
根據(jù)格物致勝數(shù)據(jù)，2023年中國(guó)干式變壓器市場(chǎng)規(guī)模約135億元，其中數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域需求約8.6億元，盡管占比較小，但隨數(shù)據(jù)中心建設(shè)提速該細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模有望快速增長(zhǎng)。
圖10：2021-2026年中國(guó)干式變壓器市場(chǎng)規(guī)模變化及預(yù)測(cè)（單位：億元）
柴油發(fā)電機(jī)組是數(shù)據(jù)中心主要的后備電源之一，獨(dú)立于正常電源，由柴油內(nèi)燃機(jī)組、同步發(fā)電機(jī)、油箱、控制系統(tǒng)4個(gè)部分組成。
據(jù)Frost&Sullivan和華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，15-23年全球柴發(fā)市場(chǎng)規(guī)模由114增至165億美元，中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模由23增至47億美元。據(jù)科勒統(tǒng)計(jì)，17-19年中國(guó)柴發(fā)市場(chǎng)前三大客戶：數(shù)據(jù)中心、制造業(yè)、電力市場(chǎng)的份額占比分別為40%、16%、14%，其中數(shù)據(jù)中心為高價(jià)值場(chǎng)景。
隨著近年來(lái)新能源開(kāi)始并網(wǎng)、環(huán)保政策趨嚴(yán)、數(shù)據(jù)中心等高能耗項(xiàng)目建設(shè)、國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)技術(shù)進(jìn)步、高端客戶驗(yàn)證，柴發(fā)市場(chǎng)景氣度有望持續(xù)上行，國(guó)產(chǎn)柴發(fā)品牌有望受益。
圖11：2015-2023年中國(guó)柴油機(jī)市場(chǎng)容量及規(guī)模變化（單位：億美元）
圖12：2015-2023年中國(guó)柴發(fā)主要客戶群體市場(chǎng)容量變化情況(單位：百萬(wàn)元)
目前，UPS仍占據(jù)數(shù)據(jù)中心電源市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，HVDC處于快速發(fā)展階段。
近年來(lái)，隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型和信息技術(shù)的發(fā)展，各類關(guān)鍵設(shè)備，如數(shù)據(jù)中心、通信基站、制造業(yè)設(shè)備等，對(duì)UPS電源的需求持續(xù)增長(zhǎng)。我國(guó)UPS（不間斷電源）行業(yè)的需求持續(xù)釋放。2022年，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到15.73%，預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到190億元。
相較于傳統(tǒng)的交流輸電，HVDC具有輸電效率高、距離遠(yuǎn)、容量大、損耗低等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合多個(gè)互聯(lián)網(wǎng)巨頭使用HVDC系統(tǒng)方案以及2024年國(guó)家發(fā)布《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》中的相關(guān)內(nèi)容，HVDC將成為智算中心供配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
據(jù)MIR數(shù)據(jù)顯示，2022年全球高壓直流（HVDC）輸電系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)值為113.8億美元，預(yù)計(jì)在預(yù)測(cè)期內(nèi)將實(shí)現(xiàn)較大幅度增長(zhǎng)，到2028年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為8.59%。
蓄電池在UPS供電系統(tǒng)中扮演著重要的角色，鋰離子電池由于其性能的提高、使用的靈活性以及相比鉛酸電池更低的總擁有成本，已經(jīng)成為蓄電池解決方案中一種新的選擇趨勢(shì)。
隨著數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向綠電供能，鋰離子電池應(yīng)用將從備電類型向供能類型轉(zhuǎn)變，為鋰電池市場(chǎng)增長(zhǎng)注入動(dòng)能。根據(jù)高工產(chǎn)研的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2027年全球數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能鋰電池出貨量將突破69GWh，到2030年這一數(shù)字將增長(zhǎng)至300GWh，2024-2030年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)80%。
圖14：2024-2030年全球數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能鋰電池出貨量及預(yù)測(cè)(GWh)
服務(wù)器電源相較于普通服務(wù)器電源，其功率密度、轉(zhuǎn)換效率大幅提升，是電源組件市場(chǎng)的關(guān)鍵增長(zhǎng)部分。
2026年全球市場(chǎng)規(guī)模有望超50億美元。英偉達(dá)在AI服務(wù)器GPU市場(chǎng)占有率超90%，占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。根據(jù)TechInsights報(bào)告，英偉達(dá)在2023年數(shù)據(jù)中心GPU總計(jì)出貨量約為376萬(wàn)塊，相比于2022年的264萬(wàn)塊增長(zhǎng)了超百萬(wàn)塊。
圖15：2020-2026年中國(guó)服務(wù)器電源市場(chǎng)規(guī)模變化及預(yù)測(cè)(單位：億美元)
AI電氣系統(tǒng)屬于數(shù)據(jù)中心的核心組成部分，位于AI產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)設(shè)施層，直接服務(wù)于AI算力所需的電力穩(wěn)定與能源管理。從服務(wù)器的啟動(dòng)到復(fù)雜算法的處理，每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)電氣系統(tǒng)的支持。
AI電氣系統(tǒng)的上游主要是芯片、元器件、線纜、金屬部件、線圈等零部件；中游包括各類電力設(shè)備，涵蓋開(kāi)關(guān)柜、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、配電柜、變壓器、UPS、HVDC、PDU、蓄電池等各部分；下游主要是應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、智算中心、超算中心等場(chǎng)景，涉及各類中心運(yùn)營(yíng)商、大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云服務(wù)提供商等。
全球范圍內(nèi)，頭部企業(yè)（西門(mén)子、施耐德、ABB）依托多年技術(shù)積淀和全球化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，掌控超3.6kV以上高壓高端開(kāi)關(guān)設(shè)備市場(chǎng)約48%份額，特別在數(shù)字化解決方案領(lǐng)域具有較大優(yōu)勢(shì)。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面，頭部企業(yè)集中度相對(duì)較高，CR5超40%、CR10約60%。第一梯隊(duì)廠商（平高電氣、許繼電氣、中國(guó)西電等）依托電網(wǎng)系資源和國(guó)產(chǎn)化替代浪潮，主導(dǎo)中高端市場(chǎng)35%份額，并加速海外新興市場(chǎng)布局；而占據(jù)企業(yè)數(shù)量67%的中小廠則陷入400V以下低端市場(chǎng)價(jià)格戰(zhàn)紅海。
隨著智能電網(wǎng)和“雙碳”戰(zhàn)略深化，各廠商的競(jìng)爭(zhēng)方向正從傳統(tǒng)制造向智能裝備+數(shù)字化服務(wù)+低碳技術(shù)三維度遷移，預(yù)計(jì)頭部企業(yè)將通過(guò)技術(shù)并購(gòu)和產(chǎn)業(yè)協(xié)同進(jìn)一步擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)，行業(yè)集中度將持續(xù)走高，CR10預(yù)計(jì)在2025年突破65%。
全球配電柜及母線行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局以國(guó)產(chǎn)廠商為核心，集中度較低，CR5約30%，同時(shí)中低端市場(chǎng)存在大量同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)。
頭部企業(yè)如良信股份、明陽(yáng)電氣通過(guò)智能斷路器及模塊化方案實(shí)現(xiàn)突破，推動(dòng)高端市場(chǎng)份額結(jié)構(gòu)從2019年外資主導(dǎo)的42%優(yōu)化至2023年的31%。
配電柜及母線行業(yè)技術(shù)迭代的核心驅(qū)動(dòng)力源于算力系統(tǒng)的底層技術(shù)重構(gòu)，單機(jī)柜功率密度預(yù)計(jì)五年內(nèi)從130-250kW躍升至900-1000kW，預(yù)計(jì)將催動(dòng)配電系統(tǒng)智能化升級(jí)。智能小母線%，其中威騰電氣第三代產(chǎn)品通過(guò)提升部署效率占據(jù)35%末端配電市場(chǎng)份額。
全球市場(chǎng)范圍內(nèi)，海外頭部廠商伊頓、西門(mén)子、施耐德憑借模塊化設(shè)備及綜合解決方案占據(jù)大額市場(chǎng)份額。
國(guó)內(nèi)廠商明陽(yáng)電氣、金盤(pán)科技、伊戈?duì)柕韧ㄟ^(guò)加大研發(fā)投入實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，其中明陽(yáng)電氣綁定騰訊、京東等頭部客戶，金盤(pán)科技干式變壓器在國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域市占率第一，約14%。
數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域?qū)儆诖蠊β什癜l(fā)機(jī)的高端市場(chǎng)，對(duì)發(fā)電機(jī)的技術(shù)性能及可靠性要求較高，市場(chǎng)長(zhǎng)期被海外企業(yè)所占據(jù)，國(guó)產(chǎn)份額僅約10%。
康明斯、卡特彼勒、科泰電源為主要市場(chǎng)參與者。從市場(chǎng)份額看，2024年中國(guó)數(shù)據(jù)中心用柴發(fā)機(jī)銷售中康明斯及MTU各自占比35%，卡特彼勒占比約15%，海外企業(yè)占據(jù)80%份額。
國(guó)內(nèi)廠商在發(fā)電機(jī)核心技術(shù)（占機(jī)組成本60%-70%）上仍依賴進(jìn)口，但國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)（如濰柴、玉柴）在技術(shù)參數(shù)上已逐漸接近海外水平，差距主要體現(xiàn)在品牌認(rèn)可度和應(yīng)用案例積累。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)整體集中度較低，但頭部企業(yè)占據(jù)顯著份額，華為、科華數(shù)據(jù)、維諦技術(shù)位列前三，合計(jì)市場(chǎng)份額約43%。在細(xì)分互聯(lián)網(wǎng)方向，品牌相對(duì)集中，目前主要是外資品牌、華為、科華數(shù)據(jù)。
HVDC全球市場(chǎng)在技術(shù)方面聚焦于可再生能源適配和長(zhǎng)距離輸電領(lǐng)域，由國(guó)際巨頭主導(dǎo)，頭部企業(yè)包括ABB、西門(mén)子、日立等，維諦技術(shù)、臺(tái)達(dá)電子，這些企業(yè)在全球市場(chǎng)具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，尤其在數(shù)據(jù)中心HVDC方案中。
HVDC雖起源于海外，但經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)云計(jì)算廠商積極推廣并形成了示范效應(yīng)。2024年，中國(guó)HVDC頭部企業(yè)包含維諦技術(shù)、中恒電氣、華為三家，共占近95%的市場(chǎng)占有率，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局較為集中。
中恒電氣是國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心直流供電的領(lǐng)跑者，不僅是騰訊云、阿里云、百度云的戰(zhàn)略合作伙伴，而且是央企電信的天翼云、國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、超算中心的長(zhǎng)期合作伙伴。
從全球范圍看，目前數(shù)據(jù)中心蓄電池仍由鉛酸電池占據(jù)主要份額、接近90%，但隨著磷酸鐵鋰技術(shù)的成熟以及成本下降，鋰電池近年滲透率逐步提升，尤其對(duì)于海外市場(chǎng)，在環(huán)保政策、降低配電室占地面積等需求驅(qū)動(dòng)下，鋰電池應(yīng)用呈現(xiàn)加速態(tài)勢(shì)、占比提升至15-20%，具備潛在的增量市場(chǎng)。
國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈在技術(shù)、成本、集群化方面在全球處于領(lǐng)先地位，正加速布局出海戰(zhàn)略以承接全球增量需求。整體來(lái)看，全球市場(chǎng)呈現(xiàn)“國(guó)內(nèi)主導(dǎo)、出海加速、鋰進(jìn)鉛退”的格局，頭部廠商通過(guò)技術(shù)迭代和成本優(yōu)勢(shì)搶占增量市場(chǎng)。
全球服務(wù)器電源市場(chǎng)以臺(tái)系廠商為主，臺(tái)達(dá)電子、光寶科技等占據(jù)主要市場(chǎng)份額。從電源的類型來(lái)看，其中AC/DC主要仍然以臺(tái)系廠商為主，其中臺(tái)達(dá)電子、光寶科技位列行業(yè)第一梯隊(duì)，同時(shí)臺(tái)系的群電、康舒也積極布局AI服務(wù)器電源，但大多以AC/DC為主。
中國(guó)AI服務(wù)器電源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)“臺(tái)系廠商主導(dǎo)高端市場(chǎng)，大陸廠商追趕”。臺(tái)系廠商（如臺(tái)達(dá)電子、光寶科技）占據(jù)約50%的市場(chǎng)份額，大陸廠商（如長(zhǎng)城、麥格米特、歐陸通等）占比接近40%，國(guó)產(chǎn)廠商中，長(zhǎng)城、麥格米特、歐陸通位列前三。
隨著數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳力度的加大，尤其是“零碳”、“近零排放”等發(fā)展趨勢(shì)下，新能源將成為數(shù)據(jù)中心未來(lái)電力能源的基礎(chǔ)。
新能源的具體應(yīng)用形式是直流供電系統(tǒng)，其具有控制快速靈活、系統(tǒng)效率高、供電容量大、線路損耗小、電能質(zhì)量高、具有無(wú)功補(bǔ)償能力等優(yōu)點(diǎn)。而固態(tài)變壓器（SST）在直流供電系統(tǒng)中具有優(yōu)勢(shì)。
固態(tài)變壓器（SST）區(qū)別于傳統(tǒng)電磁式變壓器，是通過(guò)半導(dǎo)體器件和數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換與電能管理的新型電力電子裝置。既是傳統(tǒng)變壓器的功能性繼承者，更是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵電力電子設(shè)備。
基于直流電網(wǎng)區(qū)域架構(gòu)中的固態(tài)變壓器（SST），不僅可以在原方接入直流設(shè)備，如儲(chǔ)能電池、光伏電站等，還能同時(shí)在副方為直流、交流設(shè)備提供穩(wěn)定的電能供給。利用這一特性，可解決新能源引入后智算中心供電架構(gòu)面臨的諸多問(wèn)題。不過(guò)，當(dāng)前SST成本是傳統(tǒng)變壓器的2-3倍，需依賴SiC等半導(dǎo)體器件量產(chǎn)降價(jià)。
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心上線運(yùn)行以后，負(fù)載相對(duì)平穩(wěn)。而智算中心的負(fù)載運(yùn)行分為訓(xùn)練和非訓(xùn)練階段，波動(dòng)大，呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)特性，主要表現(xiàn)為周期性、大幅度、并發(fā)性、瞬時(shí)沖擊等，這種特性對(duì)于智算中心的配電是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
在大型智算中心的實(shí)際測(cè)試中當(dāng)UPS前端轉(zhuǎn)為油機(jī)供電時(shí)，由于負(fù)載的大幅持續(xù)波動(dòng)，油機(jī)的輸出端出現(xiàn)了明顯的電壓幅值及頻率波動(dòng)。
借助鋰電池的高循環(huán)壽命，并結(jié)合UPS儲(chǔ)備功能，可以改善智算中心的電壓負(fù)載動(dòng)態(tài)波動(dòng)對(duì)配電環(huán)節(jié)帶來(lái)的影響。這種不間斷電源儲(chǔ)備一體化方案可以通過(guò)精確的控制市電與電池的功率配比，實(shí)現(xiàn)UPS輸入功率的緩升緩降，減小智算負(fù)載動(dòng)態(tài)特性對(duì)于油機(jī)的沖擊，提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。
行業(yè)內(nèi)UPS頭部廠商也全面兼容鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)，利用數(shù)據(jù)中心UPS滿載15分鐘備電時(shí)間，以及UPS備電容量的實(shí)際冗余進(jìn)行相應(yīng)的削峰填谷。
智算中心單機(jī)柜功率從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的6-8KW躍升至40-60KW甚至更高，傳統(tǒng)分散式供配電架構(gòu)無(wú)法滿足高功率需求。而將開(kāi)關(guān)柜、UPS系統(tǒng)、配電柜、蓄電池等設(shè)備集成在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，形成一套集成化、模塊化的供電系統(tǒng)，能減少線纜損耗，提升功率密度，可適配高負(fù)載場(chǎng)景。
模塊化集成方案將現(xiàn)場(chǎng)施工轉(zhuǎn)化為工廠預(yù)制，相較傳統(tǒng)12-15個(gè)月的建設(shè)周期，交付周期縮短至3-9個(gè)月。同時(shí)模塊化技術(shù)能夠減少冗余設(shè)備，優(yōu)化布局，提升了空間利用率，減少了設(shè)備占地面積，如愛(ài)默生的一體化機(jī)架等。
另外，模塊化不間斷電源系統(tǒng)也正得到發(fā)展：施耐德電氣等廠商推出的模塊化不間斷電源系統(tǒng)，將不間斷電源系統(tǒng)劃分為多個(gè)功能模塊，如整流模塊、逆變模塊等，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活配置和在線]中金研究部《AI“探電”（二）：算力資本開(kāi)支加碼，看好AIDC電氣架構(gòu)的系統(tǒng)性投資機(jī)會(huì)》
[2]國(guó)信證券經(jīng)濟(jì)研究所.《人工智能推動(dòng)算力需求爆發(fā)，電力設(shè)備迎來(lái)成長(zhǎng)新賽道》
