AI数据中心新概念，固态变压器

抖音热门 2025年07月24日 06:10 1 admin

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/重量减少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）。

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