................................................................................ 34 2.2.3 整机柜服务器供电系统发展趋势 ............................................................................................ 承载主体的数据中心在单体规模、平均单机架功率方面稳步 提高，新型数据中心逐步向绿色低碳、集约高效、智能运维方向发展： 1） 绿色低碳：随着能源消耗和碳排放问题受到越来越多的关注，更先进的制冷和供电技术被普遍采用，比 如冷板式液冷方案，可降低制冷能耗，支持更高的服务器功率密度，显著优化数据中心PUE（电能利用效率）数 值；同时加大对太阳能、风能、水能等可再生能源的利用，降低数据中心整体碳排放。 划更加绿色高效的 IT 基础设施。 图1-1 Google规模化扩展的数据中心 数据中心绿色低碳、集约高效、智能化建设，对算力基础设施提出了升级转型要求，整机柜服务器以其高 密算力部署、高效供电制冷、便捷部署运维等核心特性，成为新型数据中心建设的理想选择。 1） 提升单机柜算力密度，支撑高效算力集群部署。随着我国大型数据中心的建设加速及以ChatGPT为代表 的新人工智能时代的到来，

北美新建数据中心资本开支约为70-120亿美元/GW，其中非IT设备占比20%-40%，非IT设备中柴发、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 密度的快速提升对供配电设备效率、占地等方面提出空前要求，过去五年全球主要企业纷纷推出集成化与模块化产品，大幅节省占地面积、提升综合效率、缩短交付周期。HVDC方案起步于2007年前后，与UPS相比具有供电效率高、 结构简单、占地面积小等优势，目前行业渗透率约为15%-20%，包括台达、维谛和中恒在内的主要企业大力推广HVDC应用，未来渗透率有望稳步提升。巴拿马电源在HVDC基础上进一步提升设备集成度，进一步提升效率、减少占地。 流输出电压已达1000V。大型数据中心装机容量往往超过20MVA，而公共配网往往面临容量不足的问题，未来发供电 自建有望成为主流方式，进一步带动110/220kV电力设备需求。 u 服务器电源单位价值量大幅提升，英伟达B系列产品带动铜连接和BBU应用 服务器电源（AC/DC）是数据中心供电重要环节，负责将UPS/HVDC输出高压交流/直流转变为服务器适用的12/48V直流。与传统服务器电源相比

......................................................................................... 12 3.4 供电系统 ................................................................................................ 低延迟互联的 8 个 OAM 模组形态，凭借其卓越的性能优势，已被各大 AI 厂商的高端产品广泛采用。然 而，由于各类 AI 芯片的功耗存在差异，不同液冷整机厂家的方案设计缺乏统一标准，加上 整机柜在供电和制冷能力上的差异，导致终端用户在部署 AI 集群时，难以实施标准化的部 署方案和一致的运维策略。此外，AI 集群的运行要求远高于传统通用计算的并行集群，为 实现更高的集群资源利用率（MFU）并 以下的要求，有效降低了数据中心 TCO，液 冷成为智算中心的必然选择。 智算中心的液冷部署因为场景的差异存在不同的解决方案。如存量数据中心的小规模改 造，使用了冷板式液冷+风液 CDU 的方式，平衡了供电和单柜散热不足的问题，解决了大 功率芯片的应用问题。而大规模改造或新建数据中心，冷板式液冷和浸没式液冷的应用和试 点，使液冷的方式更为多样化。 浸没式液冷采用工质与发热器件直接接触，实现了发热器件的

系统在数据中心中的应用架构.................................................... 11 图表 12： HVDC 高压直流供电系统与传统交流供电系统（UPS）和 48V 直流供电系统结构对比 .......................... 11 图表 13： 各数据中心供配电方案参数对比一览 ....................... .................... 12 图表 15： HVDC 可减少配套设施（冷却+供电系统）和机组电能消耗 ..................................................................... 12 图表 16： 高压全直流供电架构示意图 ........................................... 与美国情况不同，我国电力系统当前供需格局趋于宽松，且电网保供能力较强，数据中心 企业尚可以依赖电网供电实现 AI 大模型训练和推理，与核电、气电等稳定电源签订直连保 供协议的必要性弱于美国同行，这也反过来给新能源供数据中心提供了机会。从项目角度 来看，已有比如新疆绿电智算中心，合盈数据智算中心等实现绿电和算力的耦合，采用 UPS 的供电结构。其中合盈数据智算中心项目在张家口的蔚县、沽源、张北建设总计 5.53GW 装机容量的新能源电站，共分为

诸多不足，难以满足智算中心对电源系统的高标准要 求。因此，新型高效的一体化电源系统成为提升智算 中心性能的关键因素。该系统通过集成多种能源供 应方式，实现了资源的高效利用和管理，为智算中心 的供电提供了新的解决方案。 新型一体化电源系统集成电源转换、监控和管理 等功能于一体，通过智能化技术，能够显著提升能源 效率，降低运维成本。该系统通过取消传统系统架构 间大量电缆连接，不仅节约了大量材料和空间占用， 求，使得节能减碳成为急需解决的问题。为此，国家 发改委等部门联合印发的降碳低碳专项文件将数据 中心（包括智算中心）列为新的重点用能行业 ［3］。 因此，智算中心的高功耗、高散热要求以及云计 算业务的不间断性和协同性等，对供电系统配置提出 了更高的要求。 2 新型一体化电源系统架构与设计 在建设万卡智算中心时，需要考虑电源系统在集 成性、稳定性、可靠保护机制以及对智算中心整体安 全策略方面的影响。新型一体化电源系统具有集成 新型一体化电源系统在智算中心的优势 3.1 优化供电架构，提升空间利用率 一体化电源系统通过模块化设计，减少供电级 数，缩短供电链路，面对智算中心高密机柜的需求，电 力系统也需要提升功率密度，增加空间利用率。图 2 所示为传统配电系统布局和一体化电源系统布局比 较。 相较于传统配电系统布局，新型一体化电源系统 减少了传统供电系统中的转换环节，从而缩短供电链 路。这不仅减少了电能损耗，还提高了系统的整体效

核心价值已超 越传统数据中心，成为推动AI产业化与产业AI化的关键载体。随着智算中心向高密度、高能耗方向演进，供配电系统从 “支撑系统”转变为“发展瓶颈”，智算中心供配电系统面临着多种挑战： 供电容量与空间效率的失衡 单机柜功率持续提高，供配电设备面积占比从25%激增至50%以上。据科智咨询调研，单机柜功率20KW 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 故障时，不间断地为用户设备提供电 能的一种能量转换装置。包括 UPS（ Uninterrupted Power System ）、HVDC（High Voltage Direct Current）等 后备电池：主要指铅蓄电池、锂电池。 列头柜：一种主要用于数据中心内的配电设备，是一列机柜设备最顶端或最末端的机柜。每一列机柜的第一个柜子负 责这一列柜子的所有供电，由列头柜把电力分配到每一列机柜的 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 04 发展历程 智算中心供配电系统的变革，其本质反映的是从“保障供电安全”到“极致能效与碳中和”的目标升级，具体可划分为以下 4 个阶段： 阶段 1：传统交流供电阶段（2010 年以前），该阶段以交流（AC）供电为主，采用“市电 + 柴油发电机 + 工频 UPS”的集 中式架构，主要应用于早期数据中心和中小型智算中心。 阶段 2：高效模块化阶段（2010-2018

项目背景 3 光伏发电、风力发电具有波动性、间歇性的特点， 企业需要配置一定规模的储能系统作为电能的 “蓄水池” ，平 抑电能供给波动；还可以作为应急的后备电源；也可以通过峰谷价差套利；另外在大电网供电紧张时需求响应， 反向 “卖电”给电网公司；电动汽车普及带来的大量充电需求，可通过配置储能系统降低扩容需求，降低电力资产投资， 柔性 扩容。 因此，未来企业内部的电网将由源（市政电网、 因此，未来企业内部的电网将由源（市政电网、 分布式电源）、荷（充电桩之类的可控负荷）、储能、 控制中心组成一个小型发、配、用“微电网”系统， 我们称之为“企业微电网”，实现双碳目标，用户侧的企 业微电网是必然需求。 全国 10kV 供电电压等级、具有一定用电规模的工商企业有几百万家， 在这个大的趋势背景下，这些企业内部的供、配、 用电结构也会慢慢受到影响： 2 随着电动汽车的不断普及，电动汽车的大量充电需 求需要在企业内满足，需要在企业内安装充电桩， 技术导则 微型 电压等级一般在 35kV 及以下；系统规模小， 系统容量不大于 20MW ，通常为兆瓦级及 以 下。 不同用电负荷密度情况中，用电负荷到达 20MW ， 对应中心城区供电范围为 1-5km² ; 乡村 地区为 20- 200km² 。 明确分布式电源为“接入 35kV 及以下电压等级， 位于用户附近，就地消纳为主的电源”。 包括分布式发电和储能。 基本特征之“微型”

设计依据 80 8.2 设计范围 82 8.3 供电方案 82 8.4 高低压配电方案 83 8.5 电气照明系统 85 8.6 防雷与接地系统 86 9 柴油发电机组方案 87 9.1 设计依据 87 9.2 设计范围 87 9.3 供电方案 88 10 不间断电源设计方案 89 10 该地块地理位置优越，地块仅东侧市政道路、电力、通信、供水等公用基础设施已 完善，后续需要求政府部门加快地块周边市政的建设，以满足本项目市政条件。 南方电网贵安供电局制定出台了《贵安供电局关于支持“强省会”五年行动计划的实 施方案》，以服务、支持“强省会”战略为抓手，贵安供电局高标准、高规格开展电网规 划建设，加大电网投资，统筹电网建设时序，全力加速 500 千伏马场输变电工程前期工作和建设，配合全省形成“三横两联一中心”的 不断补齐中心城区建设发展的电力设施短板，使XX形成以 500 千伏马场变电站为中 心，环式、双链式结构为支撑的坚强可靠、智能高效现代化区域电网。 XX作为国家级新区，除凉爽的气候、稳定的地质等自然优势外，XX充沛的电力资 源、一流的供电服务，一直是吸引头部企业大数据中心纷纷落户贵安的重要因素。 2.6 能源价格 图 4.2.6 项目周边变电站情况 根据《XX“强省会”招商

向存储、小规模计算和快速响应。 智能化煤矿应建设智能综合管控平台，进行多部门、多专业、 12 多管理层面的数据集中应用、交互共享和决策支持，实现煤矿地 质勘探、巷道掘进、煤炭开采、主辅运输、通风排水、供液供电、 安全防控等业务系统的数据融合、分析决策与智能联动控制，井 上下各系统实现“监测、控制、管理”的一体化及智能联动控制。 （2）智能地质保障系统 基于“数据驱动”“数字采矿”的理念，将地质数据与工程数据进 远程调节，灾变时期按照控制灾变及有利救援原则智能控风、调风， 并实现三维动态可视化。 （8）智能供电与供排水系统 建设基于供电系统数据、电缆监测数据、继电器保护数据、 20 故障监测数据和电能计量数据的煤矿供电系统安全高效运行保障 体系，对供电系统进行全面监测与分析，实现煤矿供电系统的全 面智能化无人值守、智能监控管理；建设基于大数据分析的智能 供电决策系统，实现故障的预判和预处理、快速故障隔离；建设 煤矿能耗监 煤矿能耗监测和智能化能耗优化调度系统，动态调节煤矿大型用 电耗能设备的供电方案和作业计划，降低煤矿整体能耗水平，优 化能耗成本。 建设基于压力、液位、流量、温度等监测传感器和电动阀的 智能排水系统，实现主排水系统设备的智能运行，智能排水系统 可按照水量实现排水用电自动削峰填谷，智能优化排水方式，实 现能耗自评估和故障自诊断，具备智能报警、智能统计分析排水 量等功能。 建设主供水智能控制系统，实现主供水系统设备的智能运行，