以上的高密机柜增速超过50%，远超10KW以下机柜的增长速度； 电力需求增速远超电网扩容能力，部分园区算力上限受制于电网容量。 能效优化与可靠性的两难抉择 PUE（电能使用效率）指标压力陡增：AI芯片功耗占比达60%-75%，供配电损耗成为能效短板； 可靠性要求提升：推理业务需99.999%可用性，但动态负载（如GPU瞬时电流波动30%）加剧设备老化。 绿色转型与成本控制的矛盾 "双碳"目 动机、发电机、控制系统及辅助系统组成。 ATS 自动转换开关电器（ATS）是一种用于在主电源（如 市电）和备用电源（如发电机或UPS）之间自动切换 的电气设备，以确保在主电源故障时能够持续供 电，从而保障重要负载的连续性和可靠性。 市电 输入A 中压 ATS 中压 配电柜 配电柜 配电柜 配电柜 不间断电源 中压 配电柜 变压器 UPS UPS 配电柜 列头柜 列头柜 IT 负 载 UPS 配电柜 UPS 后备 力模组通过集成中压配电、变压器、低压配电 和 UPS 等环节，实现了工厂预制、快速部署，节省约 60% 的机电安装时间。如维谛技术的 APT 模组便采用标准化设计，减 少外部拼接，提升了系统的可靠性和可用性。智能化管理方面，智算中心供配电系统借助物联网、AI 和大数据技术等的运用， 实现了实时监控、故障预警和动态优化（智能传感器可监测电气接点温度，AI 算法预测设备健康状态）结合自动化控制策略

、智能化 的预制式成套电力设备。 在智算中心建设中，一体化电源系统需采用高密 度集成设计，以应对高功率需求和散热问题 ［4-5］。在追 求技术创新与性能优化的同时，电源系统的容错性和 可靠性同样不容忽视。因此，一体化电源系统需要具 备冗余配置、智能监控和快速故障切换的技术策略， 以应对智算中心的各种突发情况。新型一体化电源 系统模型如图1所示。 随着电力电子技术、储能技术、智能控制技术的 、选 择性保护校验）和部件级（母排温度、蓄电池状态）等 多个维度分析设备的运行情况，帮助用户运维检修， 保障设备健康运行。 3.4 短路稳定性验证和上下级选择性保护 在智算中心供电安全及可靠性方面，新型一体化 电源系统重视短路稳定性安全验证分析和上下级选 择性保护 ［5］。中国联通自主研发的一体化电源设备在 出厂前均使用 ETAP 仿真计算软件进行短路计算，并 完成了上下游断路器的继电保护配合，使得设备无论 计算。根据《电力工程电气设计手册》中的短路动稳 定校验计算方法，对导体短路时产生的机械应力进行 计算。通过合理的设计和预制化实现手段，可以确保 供电系统的连续性和可靠性，从而提高整体的安全性 和效率。这对于智算中心等关键场景尤为重要，因为 这些场景对供电系统的稳定性和可靠性有着极高的 要求。 4 新型一体化电源系统在万卡智算中心的实施 智算中心规模大，智算服务器设备数量多。这些 设备中既包含智算设备和通算设备。智算设备单设

发、变配电、UPS/HVDC等电力设备占比50%-70%。数据中心供电系统主要包括变压器/开关柜、UPS/HVDC、服务器电源（AC/DC）、 板卡电源（DC/DC）四大环节。数据中心供电设备对于可靠性要求极高，对企业品牌、技术和质量稳定性提出较高要求，且往往采用冗余配置方式提供备用。根据相关数据，数据中心IT负载约为芯片功率的1.4-1.5倍，总功率约为IT负 载的1.2-1.3倍，考虑UPS/ 资料来源：数据中心基础设施运营管理，国信证券经济研究所整理 Ø 数据中心往往对于供电可靠性具有较高的要求，因此配套供配电系统往往采用冗余设计，典型冗余方案包括2N、DR和RR。 Ø 2N系统由两套供配电单元组成，同时运行，互为备用，供配电单元负荷率为50%。2N供电系统是目前最常用的冗余方式，具有突出的供电可靠性，但负载率低、成本较高。DR即分布式 冗余系统，由多个（一般为3个）配置相同的供配 海外大力推广。2019年，阿里巴巴联合中恒电气、台达发布巴拿马电源，将一级电源和二级HVDC高度集成，大幅缩小占地面积，提升系统效率。目前，英伟 达GPU机柜仍采用交流输入方案。 Ø 数据中心可靠性要求极高，电力设备一般采用冗余设计，且2N方案为主，即供配电设备功率是IT负载最大功率的2倍。 GPU GPU GPU 10kV(ac) 380V(ac) 220V(ac) 240V(dc)

到2030年，能源数字化智能化新模式新 业态持续涌现，能源系统运行与管理模 式向全面标准化、深度数字化和高度智 能化加速转变，能源行业网络与信息安 全保障能力明显增强，能源系统效率、 可靠性、包容性稳步提高 围绕新型电力系统建设“清洁低碳、 安全充裕、经济高效、供需协同、灵 活智能”的总体方针，明确了建设智 慧化调度体系、实施算力与电力协同 项目、建设源网荷储协同的智能微电 能物联 （AIoT）技术等数字化智能技术不仅能提升清洁能源的发电效 率和收益水平，还将促进多元化储能设施的发展，为系统提供 灵活调节资源，并提供更优的协同调度方案，以提升电力配送 的效率与可靠性，为电力用户带来更灵活经济的用能方案。更 关键的是，数字化智能化技术深度耦合碳流、数据流和电力 流，透过电碳关联关系提供覆盖从碳盘查、碳减排跟踪，到实 现碳抵消、核查认证报告在内的全链条碳管理方案，打造绿色 运行状态，在第一时间处理故障，对提升系统可靠性而言意 义重大。 微电网保护与控制： 微电网与大电网的共存改变了传统配电系统的架构与运行模 式，交直流、高低压电网的协同增加了控制的复杂性。为减轻 调度压力，部分平衡管理能力需下沉至微电网，基于供能特性 和负荷需求优化运行，最大化利用清洁能源。同时，微电网需 具备运行状态监控、故障识别与隔离等操作，以提升微电网供 电可靠性，避免故障造成连锁反应。 13

到2030年，能源数字化智能化新模式新 业态持续涌现，能源系统运行与管理模 式向全面标准化、深度数字化和高度智 能化加速转变，能源行业网络与信息安 全保障能力明显增强，能源系统效率、 可靠性、包容性稳步提高 围绕新型电力系统建设“清洁低碳、 安全充裕、经济高效、供需协同、灵 活智能”的总体方针，明确了建设智 慧化调度体系、实施算力与电力协同 项目、建设源网荷储协同的智能微电 能物联 （AIoT）技术等数字化智能技术不仅能提升清洁能源的发电效 率和收益水平，还将促进多元化储能设施的发展，为系统提供 灵活调节资源，并提供更优的协同调度方案，以提升电力配送 的效率与可靠性，为电力用户带来更灵活经济的用能方案。更 关键的是，数字化智能化技术深度耦合碳流、数据流和电力 流，透过电碳关联关系提供覆盖从碳盘查、碳减排跟踪，到实 现碳抵消、核查认证报告在内的全链条碳管理方案，打造绿色 运行状态，在第一时间处理故障，对提升系统可靠性而言意 义重大。 微电网保护与控制： 微电网与大电网的共存改变了传统配电系统的架构与运行模 式，交直流、高低压电网的协同增加了控制的复杂性。为减轻 调度压力，部分平衡管理能力需下沉至微电网，基于供能特性 和负荷需求优化运行，最大化利用清洁能源。同时，微电网需 具备运行状态监控、故障识别与隔离等操作，以提升微电网供 电可靠性，避免故障造成连锁反应。 13

粒度变小，实现对储能系统的实时监控和故障预测；通过将电芯、柜体以及场站的消防系统更好的集 成，来提高对火灾的响应速度和处理能力。 其四，BMS、PCS、EMS高度集成。BMS、PCS和EMS的软件集成是提高储能系统性能和可靠性 的关键。未来，这些系统的软件集成将趋向于形成一个统一的控制平台，实现数据的集中处理和智能 决策。这种集成不仅能够提高系统的响应速度和处理能力，还能够通过数据分析优化储能系统的运行 策略。 问题更加突出，因此主动均衡越来越成为首选。 但传统主动均衡方案采用大量分立器件搭建主动均衡模块，在产品可靠性、体积、成本等方面制约着 主动均衡的推广。基于芯片的主动均衡技术通过高度集成化电路设计使主动均衡模块体积大幅减小， 做到采集板与被动均衡方案一致；同时发挥半导体技术的一致性和可靠性的优势，降低主动均衡方案 的故障率。 3.1.4 BMS 图26 主动均衡芯片设计 2025 中国新型储能行业发展白皮书 行策略，实现更加精准的预测和控制。例如，利用机器学习算法对历史数据进行分析，预测储能系统 的充放电需求、电池寿命、故障发生概率等，提前制定相应的应对措施，减少人工干预，提高系统的 运行效率和可靠性。同时，EMS 将与物联网技术深度融合，实现对储能设备的远程监控、诊断和维 护，通过自动化的运维流程，降低运维成本，提高运维效率，确保储能系统的长期稳定运行。 趋势二，集成化与标准化。随着新技术

智能服务标准 ; 依据石化细分行业的应用需求对应展开和完善国家智能制造 标准体系 C 行业应用。 三是建设内容， A 共性标准包括两个部分，一部分为继承自国家智能制造标准体系基础共性技术的通 用、安全、可靠性、检测、评价、人员能力标准，另一部分为继承自国家智能制造标准体系关键技术标准 的智能装备、智能赋能技术、工业网络等标准，并根据石化行业基础关键技术的需求进行了整合； B 石化 关键数据及模型技术 基础共性标准和 B 石化关键数据及模型技术标准、 C 石化关键应用技术标 准的进一步细化和落地。 A 基础共性标准包括两个部分，一部分为继承自国家智 能制造标准体系基础共性标准的通用、安全、可靠性、检测、评价、人员能力标准；另一部分为继承自 国家智能制造标准体系关键技术标准的智能装备、赋能技术、工业网络等标准，并根据石化行业基础关键技 术的需求进行了整合。 把 PowerPoint 当 基础共性标准用于统一石化行业智能制造相 关概念，以及石化行业在智能装备、赋能技术、 工业网络等方面的共性技术标准，主要包括通用、 安全、可靠性、检测、评价、人员能力、智能装 备、赋能技术、工业网络等九个部分，如图 3 所示。其中，通用、安全、可靠性、检测、评价、 人员能力等六部分对应《国家智能制造标准体系 建设指南（ 2021 版）》中“基础共性”部分建设 内容，在此不再赘述。 把

、光伏组件、连接器、系泊系统、锚固系统、海底电缆等。 这种漂浮式光伏发电系统可以利用水域面积，避免占用陆地资源，并且可以利用水的冷却作用提高光伏发 电效率。但是海洋环境恶劣，对漂浮式光伏结构的可靠性和耐用性提出了新的挑战，漂浮太阳能发电系统 需要进行优化升级。 目前该领域的主要研究方向包括：① 海洋漂浮式光伏发电系统的结构设计优化；② 海洋漂浮式光伏 发电系统的环境影响评估；③ 海洋漂浮式光伏发电系统效率提升；④ ---------------------- 2034 浮式光伏结构 设计优化 环境影响评估 光伏系统发电 效率提升 系统集成技术 结构形式和连接件设计 新型结构材料设计 规模化应用 结构可靠性研究 结构耐用性研究 综合环境影响评估体系 环境保护措施 海上光伏与其他海洋 产业协同发展 光伏电池耐腐蚀研究 水冷却技术应用 光追踪技术应用 产业化应用 光伏电池抗老化研究 协同运行机制研究 三维重建与目标 识别、协同控制与对抗博弈等。未来，无人舰艇集群感知与协同将趋向集群智能化，并与无人机、无人潜 航器等跨域协同，实现多维度战场态势感知和博弈决策，并确保复杂海洋环境和对抗条件下的可靠性与安 全性。 （5）基于图像特征的高精度距离识别技术 基于图像特征的高精度距离识别技术是利用目标图像中的特征信息分析来获取目标距离、深度和定位 26 全球工程前沿 Engineering Fronts

出台了一系列相关政策，支持、引导煤矿智能化建设蓬勃发展并取得 了显著成效。当前煤矿发展智能化已成为社会普遍共识和煤矿现实需 求，一批具有初级中级程度引领性强的智能化示范煤矿相继建成，一 批技术先进、适应性强、经济性好、可靠性高的智能化装备持续研发 推广。 诚然如此，煤矿智能化发展仍处于初级阶段。为推进煤矿智能化 建设由试点示范向规模推广、迭代升级迈进，2025 年 1 月至 3 月， 国家矿山安全监察局矿山智能化建设专家委员会组织赴主要产煤地 标准体系框架》虽然明确了智能化煤矿标准体系建设路径，但更新速 度不及技术迭代速度，完成全产业链标准协同仍需长期攻坚。 3.煤矿智能化技术装备可靠性与适应性仍较差。煤矿井下作业环 境恶劣，传统传感器、控制器等稳定性差、故障率高，造成设备数据 采集可靠性差；由于煤层赋存条件复杂多变，煤矿智能化技术装备对 复杂条件矿井适应性较差，如透明地质模型构建仍处于探索阶段，煤 岩识别技术难以攻克，各系统的单机智能化与多机智能化协同控制难 不够深入，缺乏“一企一策”“一矿一策”甚至“一面一策”的耐心 25 和韧劲，盲目套用通用技术方案导致煤矿智能化技术装备适应性较差， 常态化运行管理效果不理想；受煤机装备对复杂地质条件适应性差、 可靠性低等因素影响，加之煤矿智能化技术装备运维缺乏管理，运行 过程中智能化设备在线率低，难以实现常态化应用；煤矿智能化技术 装备对操作人员的职业素养要求较高，部分煤矿从业人员专业素养不 够，导致智能