AI算力的爆發式增長,正倒逼數據中心供電革命加速到來。傳統通算中心的“雙路市電、UPS、柴油發電機”多層冗餘架構,正在被更高電壓等級、更短供電鏈路的新架構所取代。這一變革的核心驅動力,來自算力負載的急劇膨脹與波動加劇——GPU集群的暫態功率尖峰、PUE趨嚴的能效紅線、IT設備對供電品質日益敏感的要求,都在促使供配電系統從“保障不斷電”向“動態匹配算力需求”進化。
“隨著機架功率不斷提升,數據中心整體用電需求大幅增長。當傳統電網架構在低壓範圍內所承載的電流密度達到一定高度後,需要向更高電壓等級轉型,從而降低損耗。”廈門ABB開關有限公司工程部經理劉昱雯近日對澎湃新聞等媒體表示,數據中心行業的蓬勃發展給電力系統帶來了全方位的新課題。其中的標誌性革新是機房供電系統的重大升級:從幾十伏低壓直流電向數百伏高壓直流架構發展,有利於降低損耗、提升效率、降低成本。
過去,電能在傳輸和使用過程中往往需要經歷多次交直流轉換,而數據中心用戶側實際使用的是直流電。在部分綠電應用場景中,電源側輸出的也是直流電。ABB正在這一領域深入佈局,優化電能轉換環節,並在供配電網架層面盡可能減少中間環節。
劉昱雯表示,從通算數據中心到智算數據中心,AI算力的快速增長導致電力需求激增,將三大新挑戰推至電力系統面前:一是高功率密度機櫃的發展導致供電區與IT機櫃的“灰白區”配置比例面臨嚴重失衡;二是智算中心的動態負荷具有週期性、大幅度、併發性和暫態衝擊等特徵,對配電系統穩定性構成極大挑戰;三是在能源轉型戰略下,智算中心需面對高比例綠電替代的發展要求。
“進入智算中心時代,配電系統將根據不同場景進行差異化配置。例如,專門用於AI訓練的智算中心,可能不再配置備用容量的柴發;而用於推理的算力中心,則可依據場景和要求選擇2N、DR等不同的配電架構。”劉昱雯稱,為提高能源轉化效率,業內正在推動400VDC/800VDC等直流配電技術的發展變革,SST、Panama、HVDC電力模組等技術快速演進。
在直流電力電子領域,ABB技術積澱深厚。2025年5月,英偉達在Computex大會上公佈了一套全新的800V高壓直流供電架構,計畫從2027年起替代數據中心內沿用多年的54V直流配電。同年10月,ABB宣佈正與英偉達合作,加速開發吉瓦級的下一代數據中心,為未來的AI工作負載提供高效、可擴展的電力供應。這些研發專案將服務於英偉達為支持未來兆瓦級伺服器機架而計畫發佈的800伏直流電源架構(即800VDC)。
採用800V直流架構,可在相同功率水準下顯著降低電流,從而減少損耗、簡化熱管理、減小導體截面積,並最大程度減少交直流變換環節——這些都有助於提升系統效率、可靠性與功率密度。這使得800V直流成為下一代AI工廠的自然演進方向。據悉,ABB正圍繞英偉達計畫於2027年底推出的800V直流架構,開發包括電力電子變流器、固態保護系統和UPS在內的關鍵電力基礎設施。
作為國內頭部數據中心運營商,中金數據對智算中心的市場需求變化有著更直接的敏銳洞察。中金數據集團有限公司副總裁邵律介紹,數據中心行業正從綠色低碳進一步邁向零碳,如何更高效利用新能源、推進算電協同並探索綠電直連的供電模式,重要性日益凸顯。與此同時,從專案規劃設計到投產運營,數據中心的安全穩定與自主可控能力變得尤為關鍵。伴隨AI迅速發展,數據中心如何提升智能化調度能力,例如通過電力交易控制用電成本、提升綠電使用比例,已成為運營過程中的核心課題。
過去兩年,中金數據主要服務國內頭部互聯網企業,在超大型園區級交付方面匹配了客戶多項新技術探索需求。“頭部互聯網企業持續幾年加大AI及相關基礎設施領域的資本投入。面對AI基礎設施旺盛的市場需求,數據中心如何提前佈局,滿足客戶從單點部署向全國多節點擴張並快速交付,是一項新挑戰。”他坦言。
同時,邵律表示,中金數據正在與ABB等全球電氣化龍頭共同探討如何實現更高效的產品交付。“我們還在與部分產業鏈夥伴探討方艙式的建設方案。傳統模式通常是在現場完成土建施工後,再逐臺安裝機電設備;新的模組化方案類似於搭建樂高積木,在現場開展土建施工的同時,在工廠內完成設備的模組化、方艙化預製,之後運至現場進行吊裝,從而將交付週期縮短數月。 ”
交付速度,是大模型企業的一道分水嶺。數月的交付週期差,足以成為算力戰場上的“生死時速”。
大規模數據中心升級改造需求正集中湧現。“由於近年來單機櫃功率提升得非常快,原有單機櫃功率的4千瓦,現在需要提升至20千瓦甚至更高。”邵律對澎湃新聞表示,過去兩年,中金數據已完成三個數據中心的整體升級改造。未來,如何推動低密度存量數據中心升級煥新,使其適配當前客戶對高密度算力部署需求,也是非常重要的行業課題。我國存量數據中心數量較多,這也是頭部電氣設備廠商和數據中心運營商需要共同關注的方向。
依託國家“東數西算”工程,中金數據在西部主要節點及東部沿海核心城市實行雙軌佈局,既能滿足客戶對低時延數據中心資源的需求,也可承載大模型訓練、推理等方面的高效運算任務。據澎湃新聞瞭解,目前,該公司在內蒙古、寧夏等西部算力樞紐佈局超大型算力園區,相關園區基本按吉瓦級規模規劃。一年前,中金數據在內蒙古烏蘭察布交付了全國首個數據中心領域綠電直連源網荷儲一體化專案,自主投資建設風電、光伏和儲能設施,通過220kV升壓設施及輸電線路,直接向超大型數據中心供電。
“在西部節點,我們更多地推進綠電直連;在東部地區,我們也會通過虛擬電廠聚合調節能力,結合長協購電、即時電力交易等多元化採購手段,在保障供電穩定性的同時,兼顧綠色用能和電力成本,力爭提供更優的用電方案。”邵律稱,除了風電、光伏新能源外,中金數據還在持續研究氫能、小型模組化反應堆等前沿能源技術。
對此,ABB電氣配電系統業務中國區負責人羅輝表示,綠電穩定供給算力基礎設施,算力反哺電網成為重要的可調節資源,算電協同是AI時代建設新型能源體系的底層基座。ABB在提供可靠配電設備的同時,依託“AI+電力”打通源網荷儲,整合新能源接入、綠色微電網、儲能集成與數位化運維,以電力韌性保障算力穩定。
來源:中國澎湃新聞