AIDC新型供电架构:固态变压器(SST)厂商梳理

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伏白的交易笔记
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一. AIDC供电架构

AIDC供电架构持续演进:交流UPS→直流HVDC(240V)→直流HVDC(800V)/巴拿马电源→固态变压器(SST)。

(1)维谛、纳微正与英伟达合作开发800V HVDC方案,以匹配其新一代算力平台。

(2)谷歌微软AIDC新供电架构均明确了SST应用;伊顿、台达已有SST产品发布。

二. SST概览

固态变压器(SST)也称为电力电子变压器(PET),由电力电子变换器和高频变压器构成。

与传统变压器的铁芯线圈结构不同,SST通过半导体器件(如IGBT、MOSFET)和高频开关技术,实现电压转换功能。

工作原理:电网交流电(如10kV AC)输入→固态变压器→输出目标直流电压(如800V DC),包含AC/DC、DC/DC、DC/AC三级变换。

2.1 作用

(1)电压转换:支持电能双向流动(AC/AC、AC/DC、DC/DC等),适配交流/直流/交直流混合系统。

(2)电网适配:支持新能源(光伏/风电)并网、储能系统接入。

2.2 性能优势

(1)效率高:98%-98.5%,高于HVDC的95%-96%、巴拿马电源的97%–97.5%。

(2)占地面积小:省去中压配电柜和工频变压器降压环节,体积减少60%–90%。

(3)高度集成:单设备完成电气隔离/降压/整流/配电,简化供电链路。

2.3 应用领域

(1)交流系统:适用于智能电网、工业自动化等场景。

(2)直流系统:适用于数据中心、新能源并网(光伏/风电)、电动汽车快充等场景。

三. AIDC直流供电方案比较

(1)HVDC

HVDC即高压直流设备,核心组成为换流站,集成变压器、换流器、滤波器、平波电抗器、无功补偿装置;主流标准为240V。

HVDC发展趋势:更高电压等级(800V)、巴拿马电源(中压直流)。

(2)巴拿马电源

阿里主推,直接将中压10kV AC市电转化为240V DC,变压环节使用工频移相变压器。

(3)SST方案

用高频变压器替代移相变压器,用半导体开关器件提高频率,从而实现电能双向变换、并提高直流电压等级。

四. SST布局厂商

SST目前处于样机研发和测试阶段,主要挑战包括高成本(SiC/GaN器件)、高频热管理问题、可靠性验证等。

海外布局厂商:西门子能源、伊顿、台达、纳微半导体

国内布局厂商:新特电气(与维谛合作研发、光伏SST出货)、四方股份(SST技术方案)、科陆电子(多端口SST能量路由技术)。

$新特电气(SZ301120)$ $中油资本(SZ000617)$ $华银电力(SH600744)$