数据中心配电电压升级

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SST行业专家电话会
2025-10-20 22:49
涉及的行业与公司 * 行业:数据中心配电、固态变压器(SST)、电动汽车充电、可再生能源(绿电)直供 [1][2][3] * 公司:英伟达、台达、伊顿、华为、阳光电源、维谛、施耐德、金盘、伊格尔、西电 [1][2][4][5][6][13][15] 核心观点与论据 数据中心配电趋势与SST应用驱动力 * 数据中心单柜功率从10千瓦向百千瓦甚至兆瓦级提升 推动配电电压从380/415伏向更高等级升级 以节省因铜价上涨带来的高昂成本 [2] * 英伟达800伏架构明确提出了固态变压器(SST)作为新型电力设备 定义了巴拿马变压器加直流模块和全固态变压器两种技术路线 [1][2] * 台达和伊顿等厂商已验证SST在数据中心的应用前景 其产品效率和密度优于传统方案 [1][2] * SST整合了传统变压器、PCS(储能变流器)和UPS的功能 在数据中心领域将中压配电、充电机柜及低压UPS进行整体整合 [2][16] SST的非数据中心应用场景 * 电动汽车充电领域市场空间巨大 对更大容量和更高电压等级有明确要求 SST在此领域有机会但受国内激烈市场竞争和成本制约 [1][3] * 绿电直供是潜在突破点 国内已有项目(如宁夏)通过电子变换器将光伏等可再生能源直接连接至负载端 但多属示范性质 [1][3] * 海外市场(尤其欧美)因严格审批流程 自建架构实现负载端供电的需求推动了SST的应用 [1][3] 国内企业发展现状与技术对比 * 阳光电源在"十三五"期间实现35千伏交流和直流场景应用突破 其35千伏高频变压器在可靠性和效率指标上达国际先进水平 [1][4][15] * 华为早期研究SST但项目已暂停 台达获得美国能源部项目资助 已推出适用于数据中心的产品 功率密度和效率接近规模化示范需求 [1][4] * 伊顿发布相关白皮书并推出产品 金盘和伊格尔等公司正在布局但缺乏高压和电力电子经验 西电有示范应用但产品需迭代 [4][5][6] * 国内企业在高频变压器领域技术水平领先 国外企业如台达和伊顿主要集中在10千伏等级 [15] SST技术挑战与测试关注点 * SST在数据中心测试中缺乏国家标准、可靠性论证和实际运行数据 [7] * 10千伏热插拔存在技术难度 影响客户决策 [7] * 未来两三年内 SST主要通过市场工程试点(如国内电信运营商推进的试点)验证可靠性 为2027年底或2028年的大规模应用做准备 [8] * 降低成本是实现SST"以硅代铜"成本优势的关键 [8] 技术路径与核心组件 * 掌握电力电子技术的公司(尤其是模块化电力电子公司)在发展SST技术上比传统机械件制造商或变压器公司更具优势 [9][17][18] * 模块化设计对SST的紧凑化、高密度集成及协调控制至关重要 [19] * SST大规模应用时 隔离型DCDC转换环节90%的应用场景使用1,200伏碳化硅(SiC)功率半导体 因其比IGBT具有明显开关损耗和主动损耗优势 [10][11] * 高频变压器设计通常由电源厂商负责 主要材料为纳米晶(适用于10-20千赫兹)和铁氧体(适用于20千赫兹以上) [11] 对现有技术生态的影响 * 英伟达800伏架构将储能系统置于中压侧 未来可能节省柴油发电机 中压侧储能可暂时供电替代原有低压侧铅酸电池和柴油发电机组合 [12] * HVDC 800伏直流架构是明显趋势 对传统交流UPS公司是利空 需看其向直流技术布局的能力 [24] * 800伏架构数据中心因服务器负载波动大 需要快速能量响应 未来将采用锂电池而非铅酸电池 [25] * SST目前成熟体系适用于35千伏及以下市场 可替代该等级变压器 但对110千伏等更高等级优势不明显 [26] 供应链与竞争格局 * 海外厂商(如英伟达、伊顿等)已与国内非上市型企业(如Hero Power)在高频变压器领域展开合作 因国内企业经验丰富且能满足大规模生产需求 [13][14] * 台达在数据中心SST领域表现最突出 产品性能指标、占地面积及效率均优 且研发起步早(可追溯至2012年) [13] * 维谛周期长 先攻克核心技术再推产品 施耐德研发及规模化生产布局不多 目前仅有前期样机 [13] * 同时生产碳化硅元件、电力电子设备及系统集成不会带来显著优势 核心竞争力在于模块紧凑化设计、高密度功率集成及协调控制 [20]