电力设备行业市场前景及投资研究报告:AIDC智算风起启航未来_第1页
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证券研究报告电力设备2026年02月03日AIDC2026年度投资策略:智算风起,启航未来评级:推荐(维持)相关报告最近一年走势《光伏设备事件点评:商业航天系列(3):SpaceX申请部署百万颗算力卫星,强化太空光伏需求预期(推荐)*光伏设备*邱迪,李航》——2026-02-0169%52%35%17%0%电力设备沪深300《人形机器人行业周报:特斯拉披露Optimus多项进展,宇树科技正式开源人形机器人操作大模型(推荐)*电力设备*李航,邱迪,李昂》——2026-02-01《新能源行业周报:欧洲海风开发有望再加速,国家级发电侧容量电价机制发布(推荐)*电力设备*李航,邱迪,王刚,李昂》——2026-02-01-17%2025/02/052025/05/062025/08/042025/11/022026/01/31相对沪深300表现表现1M3M12M电力设备沪深3006.5%0.7%3.2%0.1%56.9%22.1%2重点关注公司及盈利预测2026/2/3EPS(元)PE(倍)重点公司代码

股票名称投资评级股价2024A2025E2026E2027E2024A2025E2026E2027E688676金盘科技98.201.261.762.312.7977.9455.8042.5135.20增持002922300693002706002518002335603063002484002851300870002837301018300499300990300750300014300274688472002150伊戈尔盛弘股份良信股份科士达43.8639.3310.9657.1561.8229.6429.15123.50251.50109.7772.8729.2487.45347.9163.13149.8815.7225.270.741.370.280.680.680.970.770.802.650.460.43-0.160.9111.121.995.320.610.601.071.470.371.081.191.410.901.113.030.600.900.211.5915.322.207.080.440.791.411.910.461.561.861.681.151.434.160.931.420.392.5719.583.698.350.821.101.762.410.582.022.552.051.411.845.351.542.000.623.4922.954.649.591.121.4859.2728.7139.4484.4090.5430.5637.87154.3894.97238.63169.47-40.9926.7629.6252.9251.9521.0232.39111.2683.11182.9580.97139.2455.0022.7128.7021.1735.7331.9931.1120.5923.8336.6333.2417.6425.3586.3660.45118.0351.3274.9734.0317.7717.1117.9519.1722.9724.9216.3218.9028.2924.2414.4620.6767.1246.9971.2836.4447.1625.0615.1613.6115.6314.0417.07买入买入未评级未评级未评级买入科华数据禾望电气江海股份麦格米特欧陆通未评级买入未评级买入英维克申菱环境高澜股份同飞股份宁德时代亿纬锂能阳光电源阿特斯增持未评级买入96.5631.2931.6928.1625.8042.26买入买入未评级未评级未评级正泰电源3资料:Wind,国海证券研究所

注:未评级公司盈利预测来自Wind一致预期核心提要u

本篇报告解决了以下核心问题:在AIDC建设需求如火如荼的背景下,本文梳理了2026年NV即将推出新一代Rubin架构所配套的电源系统、液冷系统及未来潜在方案升级迭代路径;其次,本文分析了受当下北美电力紧缺影响,后续有望贡献增量市场的SOFC供电系统及储能系统的渗透率提升。u

算力需求高增,全球数据中心建设迎高景气ü

全球AIDC向大规模、高功率密度、高能耗三大趋势发展,SemiAnalysis预计2023-2028年全球AIDC新增装机CAGR高达40.4%。2025年前三季度美国四大云厂商资本支出高达2841亿美元,国内阿里巴巴、腾讯控股支出超1500亿元,2025年国内外云厂商计划进一步加大数据中心资本开支,2026年有望维持高位,AIDC上行趋势明晰。u

供配电:新型供电方式兴起,电源架构向高压、集成化方向发展ü

供电侧:受AIDC建设需求激增影响,北美燃气轮机供货紧张,电力供需不匹配导致停电风险剧增,新型发电方式如SOFC等渗透率有望快速提升,龙头BE已斩获GW级订单,国内企业布局加速。ü

机柜外电源:伴随AIDC能量密度提升及用电量增长,柜外电源向高压、高效趋势发展,我们预计2028年海外/国内HVDC渗透率有望分别提升至60%/30%,2023-2028年市场空间CAGR分别达128%/100%,巴拿马电源、SST方案有望逐步落地,800VHVDC有望适配Rubin在2026年开启规模化应用。ü

机柜内电源:伴随2026年Rubin起量,有望驱动服务器电源向8-12kw电源迭代,并通过SiC、GaN替代Si基功率器件实现技术升级。此外,受益2026年NV的GB300放量,BBU、超级电容作为标配有望贡献新增量。u

液冷系统:产业化放量在即,ASIC液冷打开增长空间ü

散热冷却为数据中心主要能量消耗之一,液冷方案渗透率有望持续提升,2026年全球AIDC液冷市场空间有望突破1000亿元,受益液冷部件需求外溢,国内企业出海节奏加速。NV的Rubin芯片液冷方案多元化,有望采用双相冷板、微通道冷板或单相浸没式方案;云厂商自研ASIC芯片提振液冷空间,据文鳐热设计公众号预计,2026年谷歌对液冷系统需求为24亿至30亿美元。4核心提要u

储能系统:AIDC配储趋势明确,提振新增长ü

负载需求的用电规模逐渐增加,电力波动性加大,用电侧数据中心配储已经从“可选配置”转为“刚性需求”。根据我们测算,美国用电侧数据中心储能需求在2026年有望达22GWh,至2030年有望达116GWh,2025-2030年CAGR为62%。u

投资建议及风险提示ü

行业评级:2026年有望成为全球AIDC规模化放量元年,全球主要云厂商资本开支有望迎来放量,产业链多环节技术迭代空间广阔,部分环节存在短期供需错配,国内龙头企业充分受益,行业基本面预计向好,维持AIDC行业“推荐”评级。ü

投资建议:ü

电源系统:AIDC向高功耗方向发展,驱动机柜外电源向高压直流切换,同时提升机柜内电源竞争技术壁垒,伴随GB300放量,BBU及超级电容需求有望提升,建议关注【金盘科技】、【伊戈尔】、【良信股份】、【科士达】、【科华数据】、【盛弘股份】、【麦格米特】、【欧陆通】、【江海股份】等。ü

液冷系统:机柜功率密度提升驱动AIDC冷却从风冷向液冷渗透,冷板式方案率先应用,浸没式方案静待花开,建议关注【英维克】、【申菱环境】、【高澜股份】、【同飞股份】、【科创新源】、【硕贝德】、【冰轮环境】等。ü

储能系统:数据中心配储趋势明确,市场空间广阔,建议关注【宁德时代】、【亿纬锂能】、【阳光电源】、【阿特斯】、【正泰电源】等。ü

风险提示:全球数据中心建设进度不及预期风险;下游互联网厂商资本开支不及预期风险;下游需求不及预期风险;市场竞争加剧风险;海外市场拓展不及预期风险;原材料波动风险;全球各国对数据安全等政策监管超预期风险;技术路线快速迭代的风险。5一、全球算力需求高增,AIDC建设高景气二、供配电:新型供电方式兴起,电源架构向高压、集成化方向发展三、液冷:产业化放量在即,ASIC液冷打开增长空间四、储能:AIDC配储趋势明确,提振新增长五、投资建议及风险提示6一、全球算力需求高增,AIDC建设高景气1.1全球数据中心向大规模、高功率密度、高耗电量三大趋势发展1.2互联网巨头加大数据中心资本开支,AIDC开启招标大年1.32026年NV向下一代Rubin架构升级迭代1.4积极把握AIDC核心设备投资机遇71.1全球数据中心向大规模、高功率密度、高耗电量三大趋势发展p

趋势一:智算中心需求高增驱动数据中心规模增长。Ø

装机规模维度:根据DCbyte数据,2018年末全球数据中心的总存量供应约为17.2GW,2023年末规模已激增至37GW,2018-2023年CAGR高达16.6%。且以2023年末为基准,待建数据中心(包括在建和已规划项目)的总规划供应量高达37.8GW,相当于当前存量的一倍,未来数据中心规模有望保持快速增长态势。Ø

市场空间维度:受益AI技术创新驱动算力需求激增、数字化转型加速与云计算基础设施广泛扩张以及全球数据总量的快速增长,2024年全球数据中心市场规模首次突破千亿美元,达到1086.2亿美元。未来云计算、人工智能的普及将持续推高对数据中心容量的需求,根据科智咨询预测,2027年全球数据中心市场将达到1632.5亿美元,其中AI相关需求预计将贡献超过60%的新增市场增量。图:数据中心存量及新增供应量情况(GW)图:全球数据中心市场规模18001600140012001000800600400200020.00%18.00%16.00%14.00%12.00%10.00%8.00%1632.51459.212891086.2945.1826.9765.66.00%4.00%2.00%0.00%20212022202320242025E2026Eyoy2027E市场规模(亿美元)资料:DCbyte,科智咨询公众号,国海证券研究所

注:核心IT电力需求是指给服务器供电所计算的电力消耗,不包括制冷等其他设8备电力消耗;未来新增供应=在建供应+拟建数据中心1.1全球数据中心向大规模、高功率密度、高耗电量三大趋势发展表:不同类型英伟达显卡的功率计算速度对比p

趋势二:数据中心逐步向高密度、高能效方向发展。随着AI技术的飞速发展和对算力需求的增加,数据中心必须部署更多如GPU等高性能服务器以满足计算密集型任务。根据CDCC,2021年中国功率密度为8-12KW机柜占比8%,12KW以上占比4%,高密度机柜占比相对较小,而智算中心需求的迅速增长有望加速向更高功率密度的机柜演进。根据戴德梁行,全球数据中心平均单机架功率已从2017年的5.6KW/机架提升至2023年的12.8KW/机架,超算、智算中心的单机柜功率甚至需超过30KW,高功率密度化成为数据中心发展重要趋势。GPU显卡类型要求最大功率(kW)

计算速度(PetaFLOPS)英伟达DGXA100架构6.5103272系统英伟达DGXH100架构10.214.3系统英伟达DGXB200架构系统p

趋势三:人工智能大模型技术的研发和应用带来了更高的能耗需求。根据IDC,2025年人工智能数据中心IT能耗(含服务器、存储系统和网络)增至77.7TWh,是2023年的两倍,2027年增长至146.2TWh,2022-2027年CAGR为44.8%。注:以上计算速度在FP8/INT8精度条件下图:2022-2027年全球数据中心及人工智能数据中心能耗预测图:全球平均机架功率密度及预测(KW)9资料:EY-ParthenonAnalysis,DataCenterDynamic,戴德梁行,浪潮信息,国海证券研究所1.2全球互联网巨头加大数据中心资本开支,AIDC开启招标大年p

2025年前三季度美国四大云厂商资本支出高达2841亿美元,国内阿里巴巴、腾讯控股支出超1500亿元。国外四大云计算厂商亚马逊、微软、谷歌、Meta加大投资用于数据中心建设,2025年前三季度,四家厂商合计资本开支同比增加86.2%;国内腾讯控股、阿里巴巴等互联网厂商引领中国AIDC建设,两大巨头2025年前三季度合计资本开支同比增加同比增长83%。p

全球互联网厂商巨头加大数据中心中长期资本开支,产业链有望持续受益。OpenAI&Oracle&日本软银预计未来四年共投资5000亿美元,用于“星际之门”的AI基础设施。国内互联网巨头紧随其后,阿里巴巴计划未来三年在云和AI基础设施上的投入将超过过去十年的总和;字节跳动预计花费1600亿人民币打造自建数据中心集群,AIDC开启招标大年。图:北美四大云计算厂商数据中心投资情况(亿美元)

图:阿里巴巴、腾讯控股数据中心投资情况(亿元)表:全球核心运营商/云厂商资本开支计划资本开支计划地区海外公司计划在2025年投入1000亿美元,主要用于云计算业务(AWS)Amazon和AI技术的研发1,2001,0008006004002000120%100%80%60%40%20%0%800700600500400300200100350%300%250%200%150%100%50%计划在2025年投入800亿美元,用于扩建数据中心和AI模型训MicrosoftGoogle练计划在2025年投入750亿美元,主要用于服务器和数据中心投资OpenAI&Orac

预计四年共投资5000亿美元,用于在美国建设名字为”星际之le&日本软银门“的AI基础设施未来三年,计划在云和AI基础设施上的投入将超过过去十年的总和阿里巴巴2025年计划投资150亿美元用于AI基础设施,包括专用AI芯片、服务器和数据中心等0%腾讯控股字节跳动中国联通-20%-50%-100%花费1600亿人民币打造自建数据中心集群国内2025年预计固定资产投资约550亿元,其中算力投资同比增长28%2025年资本开支1512亿元,其中算力开支373亿元,占比提升Meta谷歌Alphabet合计yoy微软中国移动中国电信至25%亚马逊阿里巴巴腾讯控股合计yoy2025年资本开支836亿元,其中算力相关资本开支同比增长超20%资料在统计误差:各公司公告,格物制胜Wintelligence公众号,财联社,36氪财经公众号,国海证券研究所

注:合计QoQ基于整数值计算,存101.32026年NV向下一代Rubin架构升级迭代p

NV系列GPU从Blackwell系列向Rubin系列升级。在2026年1月6日CES展会上,英伟达CEO黄仁勋正式宣布新一代Rubin计算架构平台“已全面投产”。该平台不仅大幅缩短AI训练时间,还能显著降低推理阶段的令牌(Token)生成成本。与上一代平台相比,Rubin训练MoE模型所需的GPU数量减少至原来的四分之一,进一步推动AI的规模化普及应用。表:英伟达芯片架构迭代示意图图:RubinGPU与VeraCPU性能参数资料:Seminanalysis,EETOP公众号111.4积极把握AIDC核心设备投资机遇图:数据中心构造及服务器机房内部示意图p

供配电系统、冷却系统为数据中心配套设备核心环节。数据中心为服务器、存储设备、网络设备等计算机系统,提供放置、电力、冷却、安全和监控等基础设施的专用空间。数据中心建设主要成本包括主设备投资(80%-90%占比)和配套设备投资(10%-20%占比),其中供配电系统、冷却系统在配套设备中成本占比分别为43.5%、21.5%。表:数据中心各环节核心设备及主要参与企业(括号内为成本占比)一级分类二级分类三级分类设备功能未来驱动因素主要国内参与企业UPS:“不间断电源”是一种含储能装置,以整流器、逆变器为主要组成部分HVDC:相比于UPS去掉了DC-AC逆变环节,效率提高UPS向HVDC、巴拿马电源、SST高压直流方案迭代,HVDC从240V向800V升级UPS/HVDC(14.3%)科华数据、科士达、中恒电气等玉柴、潍柴、泰豪科技、科泰电源以柴油作为燃料,将化学能转化为机械,具备高可靠性、一

高功率柴发向大缸径、高压共轨技术发展,供配电系统(43.5%)柴油发电机(12.8%)次性投资较少、启动快、可全天候发电等优势短期国内市场有望供需紧平衡通过开合开关和配电保护装置来对电力系统进行控制和保护,保证电力系统的正常运行配套设备投资(10%-20%)开关柜(9.7%)数据中心变配电系统向预制化、模组化、智

金盘科技、明阳电气、伊戈尔、盛弘能化方向发展股份、良信股份等配电设备(6.7%)负责输送、控制和分配电能的设备对数据中心进行散热,可以分为风冷和水冷其他功能数据中心高功率密度趋势下,冷却系统从风冷向液冷转换,浸没式液冷方案渗透率有望提升冷却系统(21.5%)冷凝器、CDU、机房空调等英维克、申菱环境、高澜股份、同飞股份、曙光数创管理系统+基建

机柜密封、管道系统、提高数据中心的能源效率、降低运营成本服务器向高功率密度、低能耗方向发展-(35%)外壳、监控、照明等主设备投资(80%-90%)服务器、存储、网络安

服务器是数据中心的核心计算设备,承担数据的处理、存储全设备等

和分发重任IT算力设备等浪潮信息、新华三等资料:SemiAnalysis,各公司公告,戴德梁行,电工电气学习公众号,上海上继继电器,百度爱采购,新华三官网,《中国智算中心12产业发展白皮书》,安科瑞,中研网,福德电子公众号,中国通信学会通信电源委员会,国海证券研究所二、供配电:SOFC新型供电方式兴起,电源向高压、集成化方向发展2.1北美电力紧缺,SOFC发电逐渐具备“刚需”属性2.2柜外电源800VHVDC有望在2026年规模化应用,SST蓄势待发2.3功耗提升驱动柜内电源升级迭代,BBU/超级电容贡献新增量132.1北美电力紧缺,SOFC发电逐渐具备“刚需”属性p

美国AI云厂商加速扩产,AIDC用电量有望大幅增长。OpenAI在训练集群中已经计划部署数十万个GPU,CoreWeave计划在德克萨斯州投资16亿美元作为数据中心基建设施。根据SemiAnalysis预测,美国数据中心用电量有望从2023年的196TWh增加至2028年的672TWh,用电占比从4.5%增长至14.6%。此外,美国目前在建的数据中心区域相对集中,约82%在一线市场,区域性用电冲击提升系统缺电风险。p

天然气为北美目前主流发电方式,大型燃气轮机供货紧张,SOFC等发电方式有望兴起。据Lazard,从美国各市场发电情况来看,大多数地区天然气发电占40%甚至50%以上。根据海外科技媒体Tom's

Hardware2025年10月27日报道,北美燃气轮机已供应短缺,成为AI数据中心的扩张新的瓶颈。我们认为,若燃气轮机供给持续紧缺,结合北美AIDC建设规划,电力供需短期失衡严重时将引发停电危机,SOFC在数据中心中的应用占比有望持续提升。表:美国数据中心用电量情况图:美国主要地区发电方式占比14资料:Lazard,JLLResearch,SemiAnalysis注:一线市场包括德州达拉斯、芝加哥、亚特兰大、新泽西等2.1北美电力紧缺,SOFC发电逐渐具备“刚需”属性p

SOFC发电具有发电效率高、发电成本低的特点,在数据中心领域应用占比有望持续提升。固体氧化物燃料电池(SOFC)将碳氢燃料中的化学能直接转化为电能和热能的先进能源技术,具有运行稳定、不受季节和天气影响、低噪音、低排放、使用灵活等优势,为微电网和分布式发电领域全新发电的解决方案之一。目前数据中心采用市电

+

UPS

+

柴油发电机组确保用能稳定持续,而SOFC具备低碳排放、提升数据中心节能水平等优势,受益数据中心限制PUE的发展背景。此外,SOFC可动态调整电池功率,在用电高峰和尖峰期节省用能成本,减少电化学储能的容量投入。图:SOFC发电工作原理示意图表:SOFC发电优势表:SOFC发电与其他发电方式参数对比氢燃料电池发

天然气发电优势具体内容项目SOFC发电330燃气轮机495电机组碳排放(g/kWh)SOFC通过电化学方式转换燃料化学能,避免了传统燃烧做功的能量损失,发电效率高达50%~60%,且不受规模限制,小规模分布式发电也能保持高效率0566高效性发电效率60503540由于SOFC工作温度高,可使用多种燃料,包括天然气、燃料丰富生物沼气、乙醇、甲醇等,燃料灵活多样噪音/dBA@1m700.50.4750851250.69/85100.6/使用固体氧化物作为电解质,无需贵金属催化剂,运行寿命长,系统结构简单,规模化生产成本低固态电解质电堆NOx排放(ppm)电化学反应过程中几乎无污染物排放,且由于发电效率燃料使用成本/(元/kwh)低排放高,相同发电量所需燃料更少,从而减少了CO₂

的排1.8100放SOFC采用模块化设计,安装灵活,占地面积小,建设周期短,便于推广和应用碳收益/(元/t)

100模块化结构15资料:艾邦氢科技网公众号,矩大锂电,《基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统》曹静等,国海证券研究所2.1北美电力紧缺,SOFC发电逐渐具备“刚需”属性p

国际SOFC龙头Bloom

Energy斩获GW级订单,SOFC应用加速。2026年1月,美国电力公司(AEP)行使期权,向Bloom

Energy追加采购900兆瓦SOFC系统,交易价值26.5亿美元。我们认为,此次合作意味SOFC在数据中心场景的应用已从步入大规模放量阶段,1GW规模订单从产业角度验证SOFC在AIDC供电的可行性。此外,2025年7月,BloomEnergy宣布将在美国的甲骨文云基础设施数据中心部署其燃料电池技术;2025年10月,全球资产管理巨头Brookfield与Bloom

Energy达成50亿美元战略合作,共同为全球AI工厂提供现场电力解决方案,SOFC产业发展有望持续提速。表:中国企业SOFC布局情况时间项目成都岷山绿氢能源有限公司孵化的项目公司成都昇能科技有限公司顺利完成500万元天使轮融资2026年1月由中广核研究院和中海100kW固体氧化物燃料电池发电系统完成满功率出厂测试并包装发货有限责任公司联合研发的2025年12月2025年12月国内首条固体氧化物燃料电池电堆全自动生产线在陕西氢能超燃动力科技有限公司车间运行,该生产线由12套智能化设备组成,可自动完成电堆主工序2025年12月2025年11月华科福赛连续两次中标固体氧化物燃料电池(SOFC)相关项目p

国内SOFC企业发展步伐加快。国内相关政策明确支持发展SOFC,叠加各企业的技术进步,以及国内外的市场需求,合力推动着SOFC产业加速突破。我们认为,伴随AIDC建设节奏加快,国内企业有望受益北美供电紧缺契机,加速SOFC业务出海。潍柴动力与其参股公司英国CeresPowerHoldingsplc(持股约19.5%)签订许可协议,获准在国内制造其设计的SOFC。壹石通首个示范工程项目的第一个8kW级SOC系统已完成安装,正处于系统调试优化阶段,有望在2026年第一季度逐步投入运行2025年11月2025年11月2024年12月佛燃能源已组建60余人的SOFC专业研发团队,与国内头部电堆企业及境外系统设计公司合作开发的50kWSOFC系统样机已完成组装并进入调试阶段。公司作为核心参与单位联合申报的国家级SOFC项目已获批,目前正在积极推进南庄天然气高压场站300kWSOFC示范应用项目建设潍柴100kWSOFC发电系统成功交付国家电投集团,是全国首个公共卫生服务类场景SOFC分布式供能项目;11月,潍柴25kWSOFC发电系统成功交付陕西燃气集团,这是西部首个SOFC热电联供示范项目资料:高工氢电公众号,国海证券研究所162.2柜外电源800V

HVDC有望在2026年规模化应用,SST蓄势待发p

AIDC机柜外供电架构有望从传统

UPS(94.5%)→

HVDC(95.2%)→

巴拿马电源(97.5%)→

SST(98.5%)演进,持续提高系统效率。Ø

UPS:技术两级变换的效率低,搭配常用的N+1、2N、DR、RR供电架构,冗余环节多、系统复杂,整体系统效率约为

94.7%,为GB200/GB300主流电源架构。Ø

HVDC:节省了逆变环节,系统架构简洁,转换损耗更小,效率约95.2%,有望在2026年配套Rubin起量加速渗透。Ø

巴拿马电源:2019年台达与阿里巴巴共同推出,整体系统效率增至97.5%的同时,系统稳定性更高,主要应用场景为国内互联网数据中心。Ø

SST:整体采用模块化趋势,可以灵活转换电压等级、提高效率,同时无功功率补偿、抑制谐波双向流动等保障电能质量,更加安全稳定,整体效率可达98.5%。图:AIDC机柜外电源迭代示意图资料:NvidiaGTC,台达公众号,研讯社公众号,国海证券研究所172.2柜外电源800V

HVDC有望在2026年规模化应用,SST蓄势待发表:HVDC与传统UPS优劣比较p

新一代HVDC提高到800V输出电压,产品准入门槛进一步提升。随着机架功率超过300kW,800VDC技术通过减少铜材使用量、降低电流等,实现更高效、集中化的电力输送。HVDC优点/项目HVDC传统UPS缺点备用电池直接负载,可用性高出传统UPS的

需要通过DC-AC逆变器和STS静态开关提备用电池可用性10倍供,可用性差系统故障可预测

电池故障是渐变的,可以预测的,因而是能

DC-AC和STS的故障时突变的,不可预测够预防的

的,预防比较困难p

2026年有望开启800V

HVDC规模化应用元年。根据维谛技术Vertiv公众号2025年5月20日信息,英伟达将在下一代AI数据中心部署800VDC(800V直流供电)电源基础设施,维谛为响应其需求,计划于2026年下半年正式推出其800V

HVDC电源产品,龙头效应有望加速高压直流在行业端渗透率提升。性备用电池能量利

电池直供,无DC-AC和STS的变换损耗,利

电池需要通过DC-AC和STS才能给负载充用率用率高出10%左右电,有损耗整个系统无DC-AC和STS部分,效率高出5%-10%左右系统效率系统效率相对低无UPS中DC-AC和STS这两个部分,系统成本降低50%左右系统成本DC-AC和STS占整机成本超过50%并机可靠性高低因交流并联复杂,对元器件参数的一致性要求高,制造调试较难。运行时元器件参数随时间、温度、电应力变化而漂移,可能给并联带来灾难性后果因直流并联简单,制造调试容易,运行时,即使元器件参数随时间、温度、电应力变化而漂移,也不会给系统带来灾难性后果优点制造与维护图:UPS与HVDC原理对比提供冲击电流能

电池内阻小,能提供大电流放电,因而抗冲

逆变器的内阻大,提供抗冲击电流能力只力击电流能力强能为3倍左右只有+、-两极,输出电缆数量少,布线方输出电缆数量有三相四线,电缆数量多,布线复杂困难便简单对于高频机和一般的传统工频机,由于存在旁路,输入输出都无电气隔离,负载侧存在零地电压偏离问题。除非将旁路或者输出增加工频隔离变压器,但会造成重量体积、成本大大提高UPS负载端零地电压

HVDC采用高频变压器可以将输入与输出安问题全隔离采用模块化设计,可以采用国际通用19英寸或者23英寸标准机架,有利于整体机房布局美观目前市面上UPS外形尺寸各种各样,没有统一规格,外观很难融入主设备机房机架标准化空气开关、熔断器、接触器(继电器)、接插头需要能工作在高压直流,不方便选用,成本也高出一般交流产品输出配电器件选用低压电器产品可选择品牌型号多,获得非常容易,成本低HVDC高压直流有被人触摸而造成电击危险,高压

高压交流同样会因被人触摸而造成电击危输出配电安全缺点直流断开时容易拉弧,易造成火灾险,但交流拉弧较弱,不易造成火灾对用户设备的新

高压直流输入,对保护电路和接插件要求较要求要求现成,无需改动高资料:《HVDC和UPS供电系统在通信行业中的应用与分析》孙育河,ODCC《巴拿马供电技术白皮书》,国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明

182.2柜外电源800V

HVDC有望在2026年规模化应用,SST蓄势待发p

我们预计2023-2028年海外/国内HVDC市场空间复合增速分别高达128%/100%。Ø冗余度假设:目前国内外仍以采用2N冗余设计的UPS供电方案为主,冗余度取2。HVDC包括单电源系统、双电源系统双路供电、市电+HVDC双路供电三种方案,其中单电源系统双路供电可靠性较低,双电源系统双路供电成本较高,而市电+HVDC双路供电可靠性与经济性并存,是当下主流的HVDC方案,随着未来HVDC渗透率提升,UPS/HVDC冗余度将从2023年的2.0逐步下降至1.9或更低。Ø单价假设:当前国内UPS应用最广,2023年折合约0.53元/W左右,假设当前HVDC单价较UPS高25%,未来随着UPS、HVDC技术日趋成熟,二者单价逐步下滑。表:全球及中国HVDC及UPS市场空间测算20232.719%22024E5.629%22025E11.825%22026E17.030%1.92027E22.035%1.92028E28.035%1.9AI数据中心装机容量(GW)国内%UPS/HVDC冗余度国内(GW)0.515%0.530.670.90.251.617%0.520.652.70.51435.17.79.8HVDC国内渗透率UPS单价(元/W)HVDC单价(元/W)国内UPS电源容量(GW)20%0.50.634.81.22423%0.490.617.525%0.470.5911.03.730%0.460.5813.05.6国内HVDC电源容量(GW)UPS国内市场空间(亿元)HVDC国内市场空间(亿元)海外(GW)2.23752601471422322.65%1.11.44.90.3546.410%1.11.411.51.312718911.930%1.014.350%1.018.260%1.0HVDC渗透率UPS单价(元/W)HVDC单价(元/W)20%1.11.414.43.6158501.31.31.2国外UPS电源容量(GW)国外HVDC电源容量(GW)UPS国外市场空间(亿元)HVDC国外市场空间(亿元)全球UPS合计市场空间(亿元)全球HVDC合计市场空间(亿元)15.86.813.613.613617718719813.820.7138249198281158884591412218258195102519资料:通信电源人公众号,台达公众号,国海证券研究所2.2柜外电源800V

HVDC有望在2026年规模化应用,SST蓄势待发p

柜外电源Side

Power

Rack方案渗透率有望提升,国内外头部企业已实现布局。该架构将电源系统自服务器主板独立出来,建构成模块化且外挂式的设计,并导入HVDC高压直流架构,有效降低线路损耗、提升能源传输效率,并释放更多机架空间,实现高密度配置与灵活电源管理,2025年GTC大会确定了Power

rack将成为新一代供电技术方案。Ø

台达:公司提出SidePower

Rack供电架构解决方案,集成了powershelf、PCS、BBU、PDU等。Ø

麦格米特:公司于2025年GTC大会展出HVDC800VPower

Sidecar,形成高度整合的独立Powerrack。我们认为,公司从此前的单一AC/DC供应商升级为一体化供电解决方案提供商,AI电源业务实现“通胀”,产品附加值进一步提升。图:Sidecar方案示意图图:台达SidePowerRack示意图20资料:chroma销售服务中心公众号,英伟达官网2.2柜外电源800V

HVDC有望在2026年规模化应用,SST蓄势待发图:典型的电力电子变压器电能变换环节示意图p

2025年台达于GTC大会上的演讲指出SST方案将成为未来AIDC的供电架构。固态变压器主要由高频变压器、电子电力器件、通信连接等控制电路三部分组成,集电气隔离、电压变换、无功补偿等功能于一身,突出特点在于可以实现原方电流、副方电压以及功率的灵活控制。2025年10月,《英伟达800Vdc白皮书》进一步明晰SST架构应用,有望成为未来主流方案之一。图:台达HVDC向SST方案迭代示意图图:数据中心基础设施从MW级向GW级发展21资料:英伟达官网,《面向电力电子变压器应用的大容量高频变压器技术综述》孙凯等2.3功耗提升驱动柜内电源升级迭代,BBU/超级电容贡献新增量图:AI服务器BOM成本拆分p

服务器电源为机柜重要组成部分,机柜功耗密度提升驱动服务器电源技术迭代。服务器电源相比于普通电源举有高可靠性、冗余度高、能耗低等特点,伴随数据中心未来高密度计算需求的增长,服务器电源向高功率密度、高效率方向发展。我们认为,伴随2026年Rubin系列芯片起量,其配套服务器电源有望从5.5kw提升至8-12kw电源,进一步稳固企业产品竞争“护城河”。此外,根据英飞凌的方案,服务器电源核心器件有望向SiC、GaN迭代,在满足更高功率密度的同时,有效提升数据中心运行效率。图:英飞凌通过使用SiC、GaN等方案提升数据中心电源效率图:英飞凌PSU通过采用SiC、GaN等方案满足电源功率提升的趋势22资料:英飞凌官网2.3功耗提升驱动柜内电源升级迭代,BBU/超级电容贡献新增量p

GB300将BBU和超级电容列为标配,创造新增量市场。英伟达计划在新一代服务器GB300将整合电池备份单元BBU及超级电容器,提升电源质量和系统可靠性,同时优化能效和空间利用率。我们认为,伴随2026年GB300规模化起量,BBU及超级电容需求有望持续提升。Ø

BBU:具备响应速度快(毫秒级)、体积小、布局灵活等优势。在新型AI数据中心采用的高压直流配电系统中,高倍率BBU可表现出更高的电力转换效率。我们认为,伴随AIDC运行的安全性、可靠性要求提升,BBU的作用将逐步显现,有望在中高端数据中心中成为UPS的互补单元。根据CDCC数据,2023年BBU市场出货量仅3亿颗,渗透率5%,到2025年电芯需求达7-8亿颗,渗透率快速提升。Ø

超级电容:作为一种新型储能技术,通过静电方式积累能量,使其可以应对需要瞬时释放大量电能的场景,例如AIDC中引入超级电容可以解决高能耗、瞬时电力需求和能源稳定性等关键问题。从能源效率来看,相较于铅酸电池在充电周期中高达30%的能量损失,超级电容器仅损失1%的能量。图:集中式与分布式不间断供电区别图:BBU与PSU比例为1:1表:超级电容与铅酸、锂离子电池对比参数铅酸电池锂离子电池超级电容器比能量密度(Wh/kg)10-100150-2001-10比功率密度(Wh/kg)<1,000<2,000<10,000使用寿命1,00070-85%1-5小时0.3-3小时5-155,00099%>50,00085-98%0.3-30秒0.3-30秒20充放电效率快速充电持续时0.5-3小时0.3-3小时10-20间快速放电持续时间保质期(年)工作温度(°C)-5至40-30至60-40至75资料:EEWORLD,ODCC《巴拿马供电技术白皮书》,Knowles楼氏电容公众号,国海证券研究所23三、液冷:产业化放量在即,ASIC液冷打开增长空间3.1服务器液冷渗透率有望逐步提升,市场空间广阔3.2Rubin驱动配套液冷方案迭代,冷板式有望仍为主流3.3冷水机组能耗占比大,磁悬浮压缩机应用有望提升3.4

ASIC液冷布局加速,提振液冷发展空间243.1服务器液冷渗透率有望逐步提升,市场空间广阔图:液冷数据中心制冷架构示意图p

液冷技术在高功率密度的算力中心领域优势显著。随着服务器液冷技术的成熟,引入液冷技术实现高效制冷效果有效提升了服务器的使用效率和稳定性。伴随液冷技术的逐步成熟,有望推动液冷服务器的快速发展,加速液冷算力中心的普及,进而推进绿色低碳算力中心建设。p

据文鳐热设计公众号预计,全球市场规模2026年突破1000亿元,其中中国市场规模或将达到800亿元,增速高达160%。行业集中度持续提升,CR5从2020年的48%提升至2023年的62%,头部企业通过纵向整合构建起全产业链优势,竞争格局日益清晰。表:液冷相比于风冷散热具有较多优势图:当机架密度超过20kW时,风冷系统会失去有效性,需采用液冷方法优势具体数据热量带走更多同体积液体带走热量是同体积空气的近4000倍温度传递更快液体导热能力是空气的25倍温度更稳定静音效果更好耗电节能更省液体比热容大,吸收大量热量后自身温度不会明显变化,可以稳定CPU温度同等散热水平时,液冷噪音水平比风冷噪音降低20-35dB液冷系统约比风冷系统节省电量30%-50%资料券研究所:维谛官网,《5G基站中的冷板式液冷技术分析》袁朋等,《冷板式液冷服务器可靠性白皮书》,文鳐热设计公众号,国海证253.1服务器液冷渗透率有望逐步提升,市场空间广阔p

目前数据中心液冷有三种常见的方式:冷板式方案凭借技术成熟、材料相容性好等优势率先实现应用,但散热率一般;喷淋式方案散热能力高且可以节省冷却液,但材料兼容性小众;浸没式具备最高的散热能力、最低PUE范围,但初始成本较高,目前以单相浸没式为主。冷板式表:三种不同液冷方式对比冷板式液冷单相冷板兼容度高、技术成熟、产业链齐全、两

散热能力强,功率密度高,IT设备无风扇,相式水不进服务器

静音专用机柜,管路要求浸没式液冷喷淋式液冷节省冷却液两相冷板单相浸没两相浸没主要优点局限性工作压力高、控制泄露问题需风冷补偿液体清理拆卸难材料兼容性技术小众难度大高控制复杂单相浸没式散热能力PUE中中-高高最高高1.1-1.21.05-1.151.05-1.11.03-1.051.05-1.10一般可维护性优秀一般CAPEXOPEX$$-$$$$$$-$$$$$$$$$$$$高$$$$较高双相浸没式$$一般热回收潜力较高较高阿里、曙光、H3C、云酷智能等供应商、浪潮、曙光、联想、超聚变等曙光较少广东合一喷淋式应用案例最多较少较多非常少应用场景较大规模智算中心、旧数据中心改造较小规模智算中心、超算、教育、科研小型高热数据中心资料海证券研究所:《液冷技术白皮书》通讯,《亚太区智算中心液冷应用现状与技术演进白皮书》,《冷板液冷服务器设计白皮书》,国263.2Rubin驱动配套液冷方案迭代,冷板式有望仍为主流图:Rubin与GB300散热架构示意图对比p

2026年Rubin和2025年GB300采用不同的散热架构和方案。Ø

GB300:采用单芯片独立冷板(DTC)方案,80%+液冷覆盖,部分低功耗组件风冷辅助。Ø

Rubin:采用100%全液冷

+

无风扇设计,核心为“大冷板

+

微通道

+

浸没耦合”方案。这种全液冷设计使得散热效率提升40%+,具体散热效率可达95%以上。表:Rubin机柜冷却组件成本估算细分组件子系统预估成本范围(美元)备注机柜框架(OCPORv3)3,000-5,000加固结构以支撑高重量,集成母排表:Rubin与GB300散热架构对比盲插歧管对(Manifolds)医用级/工业级不锈钢,高精密加工,含72+阀口15,000-18,00045,000-50,0007,000-8,000对比维度RubinGB300计算托盘冷却套件(x18)含分流式冷板、内部硬管流道、盲插公头(单套~2.6k)交换机托盘冷却套件(x9)100%全液冷+无风扇设计,核心为单芯片独立冷板(DTC)方案,交换机冷板,结构相对简单(单套~800)散热架构

“大冷板+微通道+浸没耦合”方

80%+液冷覆盖,部分低功耗组件风案冷辅助柜内/列间

CDU冷却硬件总计10,000-20,000泵组、热交换器、控制逻辑(通常多机柜共享)回归GB200大冷板理念,1块超大冷冷板形态

板覆盖1CPU+2GPU全域,微通道激光蚀刻工艺每颗GPU/CPU/HBM独立小冷板,126片/机柜,碎片化设计~80,000

-

100,000仅冷却硬件成本,不含芯片本身资料:文鳐热设计公众号,云帆热管理公众号,国海证券研究所273.2Rubin驱动配套液冷方案迭代,冷板式有望仍为主流p

展望一:双相冷板方案。Ø

技术展望:单芯片功耗已向3000W突破,单机柜功率密度迈向MW级,传统单相液冷的散热能力逐渐逼近极限。两相冷板液冷利用冷却液的气液相变实现热量快速传递,形成

“液态吸热汽化—气态冷凝液化”的闭环循环,正从实验室试点加速走向产业化应用。Ø

冷却介质:在两相冷板液冷中,低沸点的氟化物作为工艺冷媒会有效提升冷板液冷系统可靠性(如泄漏为气态且不导电,不会危及服务器安全),氟化物在冷板内吸收热量后蒸发汽化,显著提升冷板的散热能力。以R134a为例,该冷却介质可解决2.5kW/GPU,175kW/Rack的散热,最大可支持8W/(cm2·℃)的解热能力。表:双相冷板方案的优势图:2025年中国HFCs制冷剂供应格局优势具体内容9%7%相变沸腾换热效率是单相对流换热的3-10倍,热流密度可轻松突破250W/cm²,单芯片解热能力超3000W,完美匹配MW级AI机柜的散热需求散热效率领先38%7%相变冷却液的热容远高于单相冷却液的显热,系统可在低流量下实现高效散热,泵耗较单相液冷降低80%,助力数据中心PUE降至1.1以下节能特性突出采用的电子氟化液绝缘、无毒、无腐蚀性,即便发生泄漏也不会损坏电子元件,无需添加抑制剂或杀菌剂,系统清洁度高11%安全兼容性强部署灵活便捷成本优势显著13%与传统服务器架构兼容性好,对据现中有心数改造需求低,无需大幅调整电气机架,可直接从单相冷板升级而来,冷却液用量与维护损耗远低于浸没式液冷15%低压循环系统中可采用铝替代铜等贵金属,降低管路成本,初始投资与长期运维成本均低于浸没式液冷方案巨化股份

三美股份

中化蓝天

东岳

永和股份

东阳光

其他资料:文鳐热设计公众号,氟化工产业圈公众号,氟化工公众号,国海证券研究所283.2Rubin驱动配套液冷方案迭代,冷板式有望仍为主流p

展望二:微通道冷板方案。Ø

应用展望:微通道冷板技术将传统芯片金属盖板与液冷板整合,通过精密蚀刻工艺打造出30-150微米的微通道(比传统流道尺寸显著缩小),实现更高效的热量导出。伴随2026年英伟达下一代

"Rubin

GPU"

TDP

提升到

2300W,有望在2026年下半年配套Rubin采用

MLCP(微通道液冷板)技术散热。Ø

三大技术路径展望:MLCP的制造精度要求达到微米级,且需平衡效率、成本与可靠性,当前主流技术形成了金属3D打印、精密蚀刻、微铣削/铲齿三大路径,其中金属3D打印与精密蚀刻技术有望在2026年分别配套Rubin及GB300实现规模化应用。表:微通道冷板与传统冷板方案参数对比表:微通道冷板三大工艺对比技术指标2025年传统方案2026年MLCP方案工艺类型通道精度深宽比单位成本生产效率适用批量代表应用传统方案7-10倍小批量(<100

NVIDIARubin原流道尺寸结构设计150-300微米30-150微米金属3D打印精密刻蚀±5μm±5μm≤5:1低(8h/块)件)型传统方案3-5

高(数百块/批

大批量(>1万次)

件)盖板与冷板分离盖板-冷板一体化≤10:1GB300量产配套倍传统方案4-6

中低(2-3块/小中小批量(100-散热功率上限1800W(GPU)3600W(RubinUltra)微铣削/铲齿

±3-10μm≤3:1医疗设备/汽车电子倍时)1万件)资料:文鳐热设计公众号,机工机床世界公众号,国海证券研究所293.3冷水机组能耗占比大,磁悬浮压缩机应用有望提升图:磁悬浮离心式压缩机零部件构成p

制冷机组在数据中心液冷系统中能耗占比大,降低制冷机组能耗是数据中心节能核心,其中制冷机组(主要是压缩机)的能耗占整个冷却系统能耗的50%~70%。压缩机的工作原理是通过压缩制冷剂蒸汽,提升其压力和温度,使其在蒸发器中吸收热量,然后在冷凝器中释放热量,达到制冷的目的。p

磁悬浮压缩机符合高效节能需求,产品渗透率有望快速提升。离心式压缩机作为高端产品适用于大型工业制冷场景,磁悬浮离心式相比于传统离心式,在轴承、驱动装置方面有所升级,通过变频电机实现根据负载/冷凝温度调整转速进而降低全生命周期成本,同时采用磁浮轴承实现100%无油运行简化整机系统减少维护成本,在数据中心低PUE背景下磁悬浮压缩机需求有望快速增长。表:制冷压缩机分类表:磁悬浮离心式压缩机与传统离心式压缩机主要区别表:磁悬浮离心式压缩机优势制冷压缩机主要场景对应制冷量项目轴承传统离心式压缩机滑动轴承或者滚动轴承多为增速齿轮+电机交流感应电动机供油+冷却+分离+控制低磁悬浮离心式压缩机磁浮轴承优势具体介绍家用冰箱、冷柜及大型商用制冷家用5HP及以下;大中型商用40-150HP活塞式变频调速,高效

可以根据负载/冷凝温度调整转速,满足负荷需求,节能降低全寿命周期的运行成本驱动装置驱动方式油路系统转速变频电机直联变频电机转子式涡旋式螺杆式离心式家用小型空调、冰箱、冰柜家用5HP及以下变频控制系统里的软启动模块使压缩机启动电流低至2A,显著降低启动时的超低启动电流轻型商用空调、热泵及冷冻藏

轻型商用5-40HP;电流冲击,减少对电网的影响冷设备大中型商用40-150HP磁悬浮轴承实现了100%无油运行,消除了油路系统、油冷系统和油路控制系统,简化了整机系统;降低了机械结构的复杂性,减少了维保成本无系统简单,可靠性高大中型冷水机组及冷冻冷藏设备,并参与工业制冷大中型商用40-150HP高磁浮轴承消除了转子和轴承之间的机械摩擦,使机组运行噪音更低,震动更小;同样流量下,磁悬浮离心式压缩机具有更小的外形尺寸、更紧凑的结构低噪音、低震动,易安装特大型商用及工业制冷商用150-300HP大型工业制冷设备压比设计低高、中、低多档资料:中国制冷学会《数据中心用磁悬浮压缩机及制冷机组白皮书》,英华特招股书,国海证券研究所303.4

ASIC液冷布局加速,提振液冷发展空间p

我们认为,在全球头部云厂商为保芯片供给及维持核心技术优势的背景下,除NV的通用GPU外,云厂商自研ASIC芯片出货量有望持续提升,目前已有部分企业明确ASIC采用液冷方案,有望进一步提振液冷发展空间。Ø

谷歌:TPU

V7量产在即,打开液冷市场空间。根据文鳐热设计公众号,预计2026年TPU总出货量将达到300-400万颗,其中需要液冷的v7及以上型号占比达73%-75%(约220-300万颗),对应约3.5万台机柜需要配备液冷系统。谷歌液冷方案的单机柜价值量约为7-8万美元,预计2026年谷歌对液冷系统的整体需求规模将在24亿至30亿美元之间。Ø

亚马逊:采用零设计、自研液冷解决方案。亚马逊采用的是直冷芯片(direct-to-chip)方式——在芯片表面直接覆盖一个“冷板”,液体通过冷板中的密封管道流动,吸收芯片热量后将其带出机架。图:谷歌TPU冷板方案示意图表:谷歌2018-2025TPU芯片代际演进信息表机架功率密度版本年份单芯片功耗约400W液冷配置冷板设计关键技术创新首次引入液冷,替代风冷验证液冷在AI芯片散热的可行性TPU

V3TPU

V42018串联配置

10-20kwsplit-flow显著降低热阻,实现液冷规模化20212023-20242025约650W约800W液冷规模化落地50-100kw分流式结构支持更高密度部署;机架TPUV5/V6液冷成为Pod标配(占比超70%)未明确未明确

配置调整为1:1TPU:CPU托盘单Pod总功

新增冷却液流速主动控制率10MW

功能;高负载可靠性设计TPU

V7突破1000W

全液冷强制配置未明确资料:洞见热管理公众号,文鳐热设计公众号,热管理行家公众号,国海证券研究所31四、储能:AIDC配储趋势明确,提振新增长4.1数据中心机房侧搭配“双层储能”可进一步提升稳定性4.2光储发电已具备成本竞争力,4h储能配置具备较好经济性4.3预计2025-2030年美国数据中心机房侧配储需求CAGR达62%4.4数据中心锂电池储能性能更优,长时储能应用有望提升324.1数据中心机房侧搭配“双层储能”可进一步提升稳定性p

算力功率波动对AIDC造成影响,因此需要储能装置在空闲状态充电、峰值时段放电,从而平滑机架负载波动。储能不仅仅是作为备用电源应对突发断电,而是作为支撑AI数据中心稳定、经济、绿色运行的电力架构核心调度中枢,在数据中心快速建设的背景下,对储能需求拉动主要可分为发电侧配储和机房侧配储:Ø

机房侧:储能设备能降低数据中心的峰值功耗。峰值功耗是数据中心运行中的最大功耗,它直接影响UPS、备用发电设备、电网转换设备容量,进而影响数据中心的建造成本。储能是降低数据中心峰值功耗的有效手段,它可在峰值功耗超过某一数值时为数据中心提供部分功耗,在满足供电需求的情况下降低数据中心的建造成本。Ø

发电侧:新能源风光发电直接输出的电流与输电网不匹配,如果经并网输送(交流高压网)电力,电流需要经逆变器变流为交流电输送至电网。由于新能源风光发电具有波动性、间歇性、不可预测性等特点,配合储能系统能够更好地减少和平滑波动,实现更高的使用效率。图:新能源发电配置储能示意图图:数据中心配置储能示意图33资料:中熔电气招股书,科华数据公众号4.1数据中心机房侧搭配“双层储能”可进一步提升稳定性p

在2025年10月13日-10月16日举行的OCP全球峰会上,英伟达发布了800V直流架构白皮书,明确了下一代配电方案和AIDC配储的必要。能量存储允许在空闲期间充电,在高峰期间放电,对机架电流需求进行低通滤波,这种能量储存形式多样,包括电解电容器、超级电容器、电池等。为确保高密度AI数据中心的电网稳定性和电能质量,必须在电气架构的两端战略性部署储能系统:Ø

机房外储能:采用大型锂电池储能,实现10秒-1小时级能量缓冲,满足电网对负荷波动率<2%的严苛要求。此外,机房外储能作为备用电源,可同时可参与电力市场调峰、辅助调频等辅助服务,提高数据中心供电的可靠性以及电力市场服务中获取收益补偿。Ø

机房内储能:采用超级电容/电解电容,响应时间<400μs,以平抑GPU计算峰值。图:数据中心供电架构迭代中储能安装位置示意图表:A级、B级数据中心储能不同功能示意图A级B级新能源接入功能备用电源功能34资料:《英伟达800Vdc白皮书》,《面向数据中心的储能系统应用研究》周钰等,国海证券研究所4.1数据中心机房侧搭配“双层储能”可进一步提升稳定性p

电网市电作为数据中心主路电源,配储可以调节负荷波动。根据高工储能,例如在训练大语言模型时,数千张GPU会近乎同步执行计算,导致机架的功耗在几毫秒内从约30%的“空闲”状态飙升至100%,再迅速回落。这种剧烈波动不仅会对机柜级配电造成较大压力,也会对公用电网的稳定性构成了直接威胁。通过部署多时间尺度的储能系统(涵盖长时与短时储能),可以实现快速实时功率补偿,进而稳定用电负荷、控制爬坡速率、抑制阶跃性功率突变。p

在数据中心自建发电厂比例提升背景下,配储可调节燃气轮机频率波动。根据CDCC,近期美国最大电网PJM的独立监管机构Monitoring

Analytics总裁表示“没有新的发电容量来满足数据中心新增负荷需求”。由于海外数据中心供电侧紧张,数据中心自建发电厂比例有望逐步提升。以燃气轮机作为自建发电厂的发电方式为例,通过采用超级电容一次调频及其控制策略,可以解决燃机机组黑启动过程中频率波动过大及其导致的SFC过电流问题。1)在黑启动系统中采用储能进行一次调频技术是可行的,有效降低了频率波动;2)通过采用短时高倍率的超级电容储能技术,在储能容量较小的情况下,能够提供大功率支撑,并且显示出良好的调节效果。图:储能可以平抑负荷需求表:北美大厂建设数据中心用核电方案进展情况企业

发电方式具体内容计划投入运营时间2025年8月21日,Meta为在路易斯安那州为其迄今为止最大的数据中心供电,与Entergy公司签署了一项协议,由三座大型天然气发电厂为该数据中心供电。发电厂预计将于2028年和2029年上线,其满负荷运行时将产生22.5亿瓦的电力。最终,随着数据中心的扩建,其人工智能数据中心可能会产生50亿瓦的电力负荷Meta燃机-2024年,马斯克旗下人工智能初创公司XAI初期采用燃气轮机对数据中心发电,数据中心总总装机容量150MWXAI燃机核电-2025年8月19日谷歌宣布其首个核反应堆选址美国田纳西州橡树岭,该项目隶

首个反应堆预计在2030年属于谷歌2024年与初创企业KairosPower达成的合作协议。该位于橡树岭的

投入使用,所有反应堆将在Hermes2核电站将通过与属地管理部门签订长期购电协议方式,为谷歌供应

2035年前完成部署,规模谷歌50兆瓦电力。预计500MW项目一期装机容量320MWe,后续可增容至960MWe亚马逊与美国西北能源公司达成合作,西北能源将负责建设、拥有并运营4座小型堆亚马逊微软核电核电微软公司和星座能源公司(ConstellationEnergy)达成协议,未来20年内购买三里岛核电站100%能源。根据微软和星座能源公司签署的协议,三里岛核电站计划于2028年重新上线三里岛核电站将为微软公司提供835MW供电能量资料:《英伟达800Vdc白皮书》,ERCOT,SemiAnalysis,中科国晟公众号,国际能源小数据公众号,CDCC公众号,中国能源研究会35核能专委会公众号,科技区角公众号,国海证券研究所4.2光储发电已具备成本竞争力,4h储能配置具备较好经济性p

2024年以来随光伏组件及储能系统价格持续降低,光储系统投资成本已到达较低水平,驱动储能在数据中心领域需求持续扩张。根据Lazard数据,光储发电项目LCOE为50-131美元/MWh,相比于天然气发电峰值(149-251美元/MWh)、核电发电(141-220美元/MWh)、煤炭发电(71-173美元/MWh)的传统发电方式有较好的成本竞争力。同时,4h大型独立储能系统LCOS最低水平可达115美元/MWh,相较于2h大型独立储能低14美元/MWh,4h储能配置具备较好的经济性。图:光储发电较传统发电技术具有成本竞争力图:LCOS成本分析下4h储能经济性较2h更好资料:Lazard364.3预计2025-2030年美国数据中心机房侧配储需求CAGR达62%图:全球数据中心储能新增装机容量预测(GWh)p

数据中心储能市场空间广阔,2025-2030年美国机房侧储能CAGR有望达62%。Ø

全球/中国:为确保数据中心可靠的电力供应以及绿电占比提升,根据弗若斯特沙利文预测,2030年全球/中国数据中心储能市场空间有望分别达212/98.8

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