电力AI系列报告二：AI数据中心电源：HVDC还是UPS？

　　数据中心供配电系统是整个从电源线路进用户起，经过高、低压供配电设备到负载为止的电路系统。数据中心供配电系统中主要包括市电引入、高压变配电系统、柴油发电机系统、自动转换开关系统、输入低压配电系统、不间断电源系统、列头柜/母线槽配电系统和机架配电系统等。供配电系统是数据中心的“心脏和血管”，负责把能量输送到系统的每台设备，在数据中心内发挥着至关重要的作用。
　　交流UPS 和HVDC 是当前数据中心主要的两种供电方案。数据中心的供电方案主要分为交流UPS（不间断电源）供电架构、HVDC（高压直流）供电架构、中压直供集成式供电架构（巴拿马电源）和电能路由器，其中交流UPS 和HVDC是目前数据中心应用最多的两种供电方案。在交流UPS 供电架构中，交流市电需经过AC/DC 整流环节、DC/AC 逆变环节转换成负载设备需要的电能；而HVDC供电架构省去了逆变环节，能够具有更高的电源效率。巴拿马电源是由阿里巴巴联合台达开发的IDC 供电方案，对多个核心环节进行了柔性集成，效率更高、占地面积更小，该方案主要由阿里巴巴大规模部署。电能路由器（EER）能够满足数据中心源网荷储一体化融合要求，有助于连接数据中心和绿色电力，未来有望逐步应用。
　　随着AI 算力需求快速提升，具有显著优势的HVDC 未来有望逐步替代交流UPS。
　　1）算力需求快速增长推动AI 数据中心用电需求持续提升，HVDC 能够输出更高电压等级，目前普遍采用的输出电压为240V 和336V，未来将向更高电压等级发展，以满足AI 数据中心快速增长的功率需求；2）HVDC 相较于交流UPS 省去了逆变环节，有利于降低电能损耗、提高可靠性；3）HVDC 系统在占地面积、建设成本、运营成本上均优于交流UPS。我们认为，随着AI 迅猛发展和算力需求急剧增加，AI 数据中心供配电系统面临着效率和节地等指标进一步提升的迫切需求，以上因素将持续推动数据中心供电技术由交流UPS 向HVDC 发展，未来HVDC 在AI 数据中心的渗透率有望持续提升。
　　数据中心UPS 市场规模稳步提升，HVDC 仍有较大成长空间。我国HVDC 应用从通信网络开始，而后推广至互联网企业数据中心，推动HVDC 应用需求快速提升；海外数据中心HVDC 应用则处于起步阶段，维谛已具备数据中心400VHVDC 供电系统解决方案，未来有望逐步推广。根据赛迪顾问，2023 年中国UPS市场规模为97.7 亿元。当前在AI 数据中心中，交流UPS 仍是主要的供电方案，但HVDC 应用也在逐渐加速；根据国企网援引的数据，在2023 年运营商和互联网交直流电源应用的市场中，高压直流占总容量比例约10%，但其2021-2023年的年均增长率为33%，呈现快速发展的趋势。2023 年我国UPS 市场份额前三的企业分别为华为、科华数据和维谛，其市场份额合计超40%；2022 年我国数据中心HVDC 产品市场集中度较高，头部三家企业中恒电气、中达电通（台达）、维谛的市场份额合计约90%，其他供应商则包括动力源等。
　　投资建议：AI 数据中心供电系统呈现由交流UPS 向HVDC 发展的趋势，相关企业有望充分受益。随着AI 产业快速发展，HVDC 在AI 数据中心优势凸显，其渗透率有望持续提升。国内数据中心HVDC 市场集中度较高，我们认为已有成熟HVDC 产品的企业、以及拥有潜在HVDC 产品开发能力的企业将迎来发展机遇。
　　建议重点关注HVDC 产品经验丰富的中恒电气；具备成熟电力电子技术经验的禾望电气；拥有潜在HVDC 产品开发能力的科华数据、科士达。
　　风险分析：AI 技术发展不及预期风险；竞争加剧风险；海外市场经营风险。
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

   【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

【广告】本文仅代表作者本人观点，与和讯网无关。和讯网站对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。邮箱：news_center@staff.hexun.com