2026-2030年,国内数据中心供配电领域将迎来新旧技术博弈。高压直流(HVDC)凭借能效、成本和算力适配优势,在AI数据中心、超大规模集群中加速替代;以交流UPS为核心的传统系统,依托存量规模、成熟生态,在中小机房和存量改造场景中仍占主导,形成“高压直流引领增量、传统系统稳固存量”的共存格局。

数据中心供配电系统格局推演
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数据中心供配电系统格局推演

一、高压直流(HVDC):借政策与算力东风,抢占核心场景

HVDC(尤其是800V架构)的崛起,主要得益于政策导向、AI算力增长和技术升级,未来五年将在增量市场快速渗透。相较于传统UPS,HVDC取消逆变环节,系统更简单、故障更少,效率和可靠性更优,模块化设计还能提高设备利用率,800V架构更能节省铜缆和机房空间。

1. 政策倒逼,锁定技术方向

目前国家对数据中心能效要求日趋严格,新建枢纽节点项目绿电占比需超80%、PUE≤1.2,各地也有明确的能效管控标准。传统UPS供配电链路损耗大,效率仅70%左右,而HVDC省去逆变环节,端到端能效可达95%以上,800V架构更能进一步提升效率,是数据中心达标能效要求的关键。

2. 算力驱动,催生技术替代

AI大模型发展推动服务器功率密度大幅提升,单机架功率正向1MW迈进,传统供配电系统面临电流、散热、空间三大难题。从电学原理来看,电压从48V提升至800V,传输相同功率时电流大幅降低,可减少铜耗、散热压力,还能节省45%以上铜材、释放40%机房空间,这对密集部署GPU的AI机房至关重要。

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3. 技术成本优势,打破应用壁垒

HVDC的可靠性远高于传统UPS,其并联模块设计可降低故障风险,大型直流系统瘫痪事故极少。成本方面,目前800V HVDC初始投入略高,但长期优势明显,成都某运营商机房案例显示,HVDC总投资比UPS低约30%,运维成本也因效率提升大幅减少。

此外,HVDC可实现不停电割接,对核心业务影响小,而传统UPS割接多需停电。随着碳化硅、氮化镓等半导体技术成熟,HVDC成本持续下降,适配性进一步提升,为规模化应用奠定基础。

二、传统供配电系统:靠存量与生态,稳固基本盘

尽管HVDC发展迅猛,但未来五年,以交流UPS为核心的传统系统仍将占据主导份额,核心依托存量规模、成熟生态和场景适配性,在非AI场景和存量改造中发挥作用,其市场收缩将是渐进过程。

1. 存量庞大,改造难度高

目前国内数据中心交流供电占比仍达80%-90%,多数存量机房采用传统UPS架构,且处于生命周期中期。存量机房替换为HVDC,需同步更换服务器、配电单元等设备,投入高且可能中断业务,尤其金融、政务等核心机房,对供电连续性要求极高,不愿承担大规模改造风险,多数更倾向于UPS升级而非彻底替代。

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2. 生态成熟,适配风险低

经过数十年发展,传统交流供配电已形成完整的设备、标准和运维体系,设备兼容性强,运维人才充足,行业标准完善。而HVDC仍有短板,服务器适配、配套器件标准化、运维人才等方面仍需完善。对中小机房而言,传统系统适配风险低、成本可控,比HVDC更具吸引力。

3. 场景适配,需求稳定

并非所有数据中心都需要HVDC的高功率适配能力。政务、企业级等非AI机房,核心需求是可靠、低成本、易维护,传统UPS完全能满足需求,且采购和运维成本更低,短期内HVDC难以替代。

三、未来五年格局预判:二元共存,梯度演进

综合来看,未来五年国内数据中心供配电系统将呈现细分场景差异化、技术路线梯度化的格局,核心是“增量看HVDC、存量守传统”,二者互补共存。

1. 市场份额:HVDC提升,传统仍主导

预计到2030年,HVDC在国内数据中心供配电市场的份额将从2025年的15%-18%提升至42%-48%,其中800V架构占HVDC市场的62%以上,主要集中在AI机房、超大规模云集群等高端增量场景。传统系统份额将降至52%-58%,核心支撑来自存量机房和中小非AI机房的增量需求。同时,传统系统将加速升级,模块化UPS将成为主流。

2. 技术演进:双向升级,差距缩小

HVDC将沿240V→336V→800V的路径迭代,2028年后800V架构加速渗透,2030年左右固态变压器终极方案逐步试点。传统系统将向高效化、模块化、储能化升级,通过技术优化提升效率,缩小与HVDC的能效差距,适配能效管控要求。

3. 场景分工:各擅其长,差异化适配

HVDC主要聚焦AI机房、超大规模云集群、“东数西算”枢纽节点等高端增量场景,成为首选方案;传统系统坚守中小机房、政务/企业非AI机房、存量老旧机房,通过升级满足需求;“UPS+低压整流器”将成为存量机房向HVDC过渡的优选,规避改造风险和业务中断问题。

四、结论:适配为王,而非单一替代

未来五年,数据中心供配电系统将维持二元共存态势,HVDC主导高端增量市场,传统系统稳固中低端存量市场,AI驱动、追求高能效的增量项目,可优先布局800V HVDC;存量改造、中小非AI场景,可选择高效UPS升级或过渡方案。

供配电系统的核心是适配业务需求,实现可靠、高效供电,而非单纯追求技术领先。长远来看,HVDC渗透将持续提升,但传统系统仍会在特定场景长期存在。