第4683章光大證券：AI數據中心供電係統向HVDC轉型加速

2月24日，發表研究報告稱：數據中心供配電係統是整個從電源線路進用戶起，經過高、低壓供配電設備到負載為止的電路係統。數據中心供配電係統中主要包括市電引入、高壓變配電係統、柴油發電機係統、自動轉換開關係統、輸入低壓配電係統、不間斷電源係統、列頭櫃/母線槽配電係統和機架配電係統等。供配電係統是數據中心的“心髒和血管”，負責把能量輸送到係統的每台設備，在數據中心內發揮著至關重要的作用。

交流UPS和HVDC是當前數據中心主要的兩種供電方案。數據中心的供電方案主要分為交流UPS（不間斷電源）供電架構、HVDC（高壓直流）供電架構、中壓直供集成式供電架構（巴拿馬電源）和電能路由器，其中交流UPS和HVDC是目前數據中心應用最多的兩種供電方案。在交流UPS供電架構中，交流市電需經過AC/DC整流環節、DC/AC逆變環節轉換成負載設備需要的電能；而HVDC供電架構省去了逆變環節，能夠具有更高的電源效率。巴拿馬電源是由阿裏巴巴聯合台達開發的IDC供電方案，對多個核心環節進行了柔性集成，效率更高、占地麵積更小，該方案主要由阿裏巴巴大規模部署。電能路由器（EER）能夠滿足數據中心源網荷儲一體化融合要求，有助於連接數據中心和綠色電力，未來有望逐步應用。

隨著AI算力需求快速提升，具有顯著優勢的HVDC未來有望逐步替代交流UPS。1）算力需求快速增長推動AI數據中心用電需求持續提升，HVDC能夠輸出更高電壓等級，目前普遍采用的輸出電壓為240V和336V，未來將向更高電壓等級發展，以滿足AI數據中心快速增長的功率需求；2）HVDC相較於交流UPS省去了逆變環節，有利於降低電能損耗、提高可靠性；3）HVDC係統在占地麵積、建設成本、運營成本上均優於交流UPS。認為，隨著AI迅猛發展和算力需求急劇增加，AI數據中心供配電係統麵臨著效率和節地等指標進一步提升的迫切需求，以上因素將持續推動數據中心供電技術由交流UPS向HVDC發展，未來HVDC在AI數據中心的滲透率有望持續提升。

數據中心UPS市場規模穩步提升，HVDC仍有較大成長空間。我國HVDC應用從通信網絡開始，而後推廣至互聯網企業數據中心，推動HVDC應用需求快速提升；海外數據中心HVDC應用則處於起步階段，維諦已具備數據中心400VHVDC供電係統解決方案，未來有望逐步推廣。根據賽迪顧問，2023年中國UPS市場規模為97.7億元。當前在AI數據中心中，交流UPS仍是主要的供電方案，但HVDC應用也在逐漸加速；根據國企網援引的數據，在2023年運營商和互聯網交直流電源應用的市場中，高壓直流占總容量比例約10%，但其2021-2023年的年均增長率為33%，呈現快速發展的趨勢。2023年我國UPS市場份額前三的企業分別為華為、和維諦，其市場份額合計超40%；2022年我國數據中心HVDC產品市場集中度較高，頭部三家企業、中達電通（台達）、維諦的市場份額合計約90%，其他供應商則包括等。

AI數據中心供電係統呈現由交流UPS向HVDC發展的趨勢。隨著AI產業快速發展，HVDC在AI數據中心優勢凸顯，其滲透率有望持續提升。