17科智咨询：中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025）

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研究背景 在人工智能技术驱动全球产业变革的背景下，智算中心作为新型基础设施的战略地位日益凸显。从功能架构看，智算 中心通过算力生产、聚合、调度、释放四层体系，构建起支撑智能制造、智慧城市等场景的“数字大脑”。其核心价值已超 越传统数据中心，成为推动AI产业化与产业AI化的关键载体。随着智算中心向高密度、高能耗方向演进，供配电系统从 “支撑系统”转变为“发展瓶颈”，智算中心供配电系统面临着多种挑战： 供电容量与空间效率的失衡 单机柜功率持续提高，供配电设备面积占比从25%激增至50%以上。据科智咨询调研，单机柜功率20KW 以上的高密机柜增速超过50%，远超10KW以下机柜的增长速度； 电力需求增速远超电网扩容能力，部分园区算力上限受制于电网容量。 能效优化与可靠性的两难抉择 PUE（电能使用效率）指标压力陡增：AI芯片功耗占比达60%-75%，供配电损耗成为能效短板； 可靠性要求提升：推理业务需99.999%可用性，但动态负载（如GPU瞬时电流波动30%）加剧设备老化。 绿色转型与成本控制的矛盾 "双碳"目标要求新建项目绿电占比超80%，但HVDC（高压直流）、液冷等节能技术初始投资增加40%； 峰谷电价差扩大使储能配置成必选项，进一步推高运营复杂度。 上述冲突引发现阶段三大问题： 1、如何构建适配100-1000kW/m²功率密度的供配电架构，平衡空间效率与扩展性？ 2、供配电系统各个环节如何通过优化组合，以实现PUE＜1.15的目标？ 3、如何降低智算中心供配电的投资成本？ 基于此，科智咨询联合中国通信工业协会数据中心委员会、中国IDC圈发起《中国智算中心供配电系统应用市场研究 报告（2025）》的编写工作，本报告旨在系统解析中国智算中心供配电系统的演进逻辑与实践路径，具体贡献包括： 产业图谱构建：拆解供配电系统构成，绘制产业图谱； 市场现状分析：调研市场规模、增长驱动及竞争格局，分析用户的痛点及采购决策关键因素； 技术创新趋势：分析发电、配电、储能等产品的技术发展现状及未来发展趋势； 优秀案例剖析：供配电关键环节典型案例分析。 01 报告目录 行业概述 Part 1 市场分析 Part 2 产品创新与技术发展趋势 Part 3 优秀厂商案例 Part 4 研究背景 定义及研究范畴 发展历程 供配电系统构成 产业图谱 产品和技术现状 发展环境及前景 市场规模与增长驱动 细分市场容量 竞争格局 用户痛点及采购关键考量因素 优秀供应商图谱 产品创新 技术发展趋势 正泰一体化智能电气解决方案 中兴通讯预制化电力模块 正泰智算中心低压配套解决方案 瑞达高功率蓄电池解决方案 01 04 05 06 08 09 19 20 11 12 14 15 16 17 22 23 25 26 行业概述 Part 1 定义及研究范畴 研究范畴 智算中心供配电系统是指从电源线进线，经10kV中压配电设备、变压器、0.4kV低压配电设备、不间断电源UPS、后备电池、 UPS配电设备到IT负载为止的整个电路系统，涉及电力输入、分配、应急储备等多个环节，是智算中心的生命线，保障着智 算中心各类设备的正常用电，尤其要满足智算中心高功率、高散热以及不间断性等要求。 科智咨询认为，智算中心供配电系统按照功能可以划分为开关柜、配电柜（高/中/低压配电柜）、变压器、UPS、后备电池、列 头柜等相关产品和解决方案子市场。 智算中心供配电系统：是从电源线路进用户起，经高 / 中 / 低压配电设备到 IT 负载为止的整个电路系统。 中压 ATS（Automatic Transfer Switching Equipment）：自动转换开关电器的一种，专门设计用于中压等级（如 10kV）的电源切换。其核心功能是在主电源（如市电）故障时，自动将负载切换到备用电源（如中压柴油发电机），以保障 数据中心、电厂等关键场所的电力供应连续性。 中压配电柜：用于中压配电系统中，对电能进行接受、分配和控制的成套电气设备，通常应用于电压等级为 3kV 至 35kV（10kV 为主）的电力系统中。 低压配电柜：由一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护、调节等设备组装在一起的组合体，主要 用于对用电设备进行控制、保护和电能分配等。通常应用于电压等级为 0.2kV 至 0.66kV （0.4kV 为主）的电力系统中。 不间断电源：不间断电源，利用电池化学能作为后备能量，在市电出现断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供电 能的一种能量转换装置。包括 UPS（ Uninterrupted Power System ）、HVDC（High Voltage Direct Current）等 后备电池：主要指铅蓄电池、锂电池。 列头柜：一种主要用于数据中心内的配电设备，是一列机柜设备最顶端或最末端的机柜。每一列机柜的第一个柜子负 责这一列柜子的所有供电，由列头柜把电力分配到每一列机柜的 PDU 插板上。 柴油发电机组：主要由柴油机、发电机、控制系统三大部分组成。 在数据中心主要的作用是在市电故障或市电停电的 情况下迅速启动并带动发电机组，保证向通信设备供给安全可靠、质量保证、电压和频率满足通信设备要求的电力。 名词释义 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 04 发展历程 智算中心供配电系统的变革，其本质反映的是从“保障供电安全”到“极致能效与碳中和”的目标升级，具体可划分为以下 4 个阶段： 阶段 1：传统交流供电阶段（2010 年以前），该阶段以交流（AC）供电为主，采用“市电 + 柴油发电机 + 工频 UPS”的集 中式架构，主要应用于早期数据中心和中小型智算中心。 阶段 2：高效模块化阶段（2010-2018 年），该阶段引入模块化 UPS 和高压直流（HVDC）试点，配电系统向分布式、预 制化演进。主要应用于大型云计算数据中心和初期智算中心。 阶段 3：高密智能化阶段（2018-2025 年），该阶段推进高压直流（HVDC）规模化部署，全链路智能化（AI 调优 + 数字孪 生）。主要应用于超大规模智算中心（如 AI 训练集群）。 阶段 4：绿色全直流阶段（2025 年后）, 该阶段全直流微电网成为趋势，深度融合可再生能源（光伏 / 储能）。主要应用 于下一代零碳智算中心和边缘计算节点。 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 05 传统交流 供电阶段 高效 模块化阶段 高密 智能化阶段 绿色 全直流阶段 交流（AC）供电 为主“市电 + 柴 油发电机 + 工 频 UPS”的集中 式架构 模 块 化 UPS 和 高 压 直 流 （HVDC）试点 分布式、预制 化构 高 压 直 流 （HVDC）规模化 部署与全链路智 能化（AI 调优 + 数字孪生） 全 直 流 微 电 网 深 度 融 合 可 再 生 能 源 （光伏 / 储能） 阶段 传统交流 高效模块化 高密智能化 绿色全直流 供电架构 集中式AC 分布式AC/DC混合 HVDC主导 全直流微电网 关键技术 工频UPS、N+1冗余 高频UPS、HVDC试点 锂电储能、算电协同 PUE范围 ＞1.3 1.2-1.3 1.1-1.2 ＜1.1 典型功率密度 ≤5kW/机柜 10-20kW 20-30kW 50kW+ 固态变压器、光储 直柔、AI调度 2010 2018 2025 供配电系统构成 智算中心供配电系统是指从电源线进线，经10kV中压配电设备、变压器、0.4kV低压配电设备、不间断电源UPS、后备电池、 UPS配电设备到IT负载为止的整个电路系统。 主要包括：柴油发电机组、配电柜（高/中/低压配电柜）、变压器、UPS、后备电池（铅蓄电池/锂电池）、列头柜等。 供配电系统的构成 柴发机组 柴发机组（柴油发电机组）是一种以柴油为燃料，通 过柴油发动机将化学能转化为机械能，再由发电机 将机械能转化为电能的机械设备。其主要由柴油发 动机、发电机、控制系统及辅助系统组成。 ATS 自动转换开关电器（ATS）是一种用于在主电源（如 市电）和备用电源（如发电机或UPS）之间自动切换 的电气设备，以确保在主电源故障时能够持续供 电，从而保障重要负载的连续性和可靠性。 市电 输入A 中压 ATS 中压 配电柜 配电柜 配电柜 配电柜 不间断电源 中压 配电柜 变压器 UPS UPS 配电柜 列头柜 列头柜 IT 负 载 UPS 配电柜 UPS 后备 电池 联 络 柜 联 络 柜 变压器 低压 配电柜 低压 配电柜 中压 ATS 柴发 机组A 柴发 机组B 柴发 市电 输入B 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 06 供配电系统构成 配电柜 配电柜是一种用于电能分配、控制和保护的电气 装置，其主要功能是接收、分配和转换电能，以满 足不同用电设备的需求。它通常由开关设备、测量 仪表、保护电器和辅助设备组成，安装在封闭或半 封闭的金属柜中。 变压器 变压器是一种用于改变交流电压大小的电气设 备，其工作原理基于电磁感应和互感现象。变压器 由铁芯和绕组组成，通常包括初级绕组（原边）和 次级绕组（副边），两者通过磁通量相互耦合。 UPS UPS（不间断电源）是一种用于提供稳定、持续电力 供应的设备，其主要功能是在市电中断或异常时， 通过电池储能装置为负载提供紧急电力支持，从而 避免因断电导致的数据丢失、设备损坏等问题。 后备电池 后备电池（Backup Battery）是一种关键的备用电 源设备，其主要功能是在主电源中断或无法提供 电力时，为设备持续供电，确保设备正常运行和数 据安全。它通常采用直流电形式。 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 07 产业图谱 中国智算中心基础设施产业图谱（2025） 智算基础设施提供商 机电工程 供配电系统 制冷系统 土建工程 规划设计 配电柜 变压器 不间断 电源 后备 电池 列头柜 柴发 ATS 空调 冷水机组 液冷基础设施产品 液冷解决方案 液冷数据中心集成 来源：科智咨询制表 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 08 当前智算中心供配电系统整体呈现出“供电架构高压化、系统集成智能化、能效优化与可持续”的复合发展态势。其中高压直 流技术重构了能源分配逻辑，预制化和智能化提升了系统敏捷性，而能效优化与可再生能源的应用则较好回应了低碳化需 求。这些特点具体体现在以下几个方面： 一、供电架构设计高压化 供配电系统的架构设计正从传统交流 UPS 主导模式向高压直流（HVDC）方向演进。传统交流 UPS 系统因能耗高、冗余复杂 等问题逐渐被高压直流架构替代。如英伟达提出的 800V HVDC 架构通过集中式发电和高压配电，将端到端效率提升 5%， 同时减少了铜材使用和热损耗，适用于 1MW 及以上的高功率机架需求。这种架构不仅简化了系统结构，还支持 AI 算力设 备的直接电力转换，推动数据中心向“AI 工厂”转型。此外，巴拿马电源和固态变压器（SST）等新兴技术也进一步优化了能源 分配效率，通过中压直供减少转换环节，降低了能耗和占地面积。 二、系统集成与智能化 供配电系统的建设模式正从分散式向预制化、模组化和智能化转变。预制化电力模组通过集成中压配电、变压器、低压配电 和 UPS 等环节，实现了工厂预制、快速部署，节省约 60% 的机电安装时间。如维谛技术的 APT 模组便采用标准化设计，减 少外部拼接，提升了系统的可靠性和可用性。智能化管理方面，智算中心供配电系统借助物联网、AI 和大数据技术等的运用， 实现了实时监控、故障预警和动态优化（智能传感器可监测电气接点温度，AI 算法预测设备健康状态）结合自动化控制策略 （如备自投、动态负载分配等）提升系统安全性和能效。智能化发展使智算中心运维由被动响应转向主动预防。 三、能效优化与可持续 在“双碳”目标驱动下，如何进一步实现供配电系统的能效提升，同时积极应用绿色能源成为当下研究的核心方向。能效优化 方面，一级能效非晶变压器、UPS 增强型 ECO 模式等技术正显著降低转换损耗，HVDC 和市电直供方案的应用也极大地提 升了全链路效率。绿色能源整合方面，部分智算中心已实现绿电直供，太阳能、风能等可再生能源正通过固态变压器或储能 系统接入电网。此外，锂电池正替代铅酸电池成为主要电力储备，这一技术革新不仅提高了电池的储能密度，还有利于快速 充放电和循环利用，减少了环境负担。通过高效、绿色的“算电协同”模式，智算中心正与电网深度互动，不断优化电力资源配 置，推动高能耗场景的可持续发展。 09 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 产品和技术现状 市场分析 Part 2 产业发展环境 政策名称及发布时间 政策要求及导向 智算中心作为新型信息基础设施，国家政策鼓励超前布局建设的同时，要求严格执行节能 审查，强化负荷调节，推动开展供配电系统更新换代。 2024.9，工信部等十一部门 发布：《关于推动新型信息 基础设施协调发展有关事 项的通知》 合理布局区域性枢纽节点，逐步提升智能算力占比 中心城市与周边地区协同布局算力设施，按需开展数据中心跨省直连 和算力资源调度 全方位增强城市数字化转型支撑，建设完善数字基础设施 统筹推进城市算力网建设，实现城市算力需求与国家枢纽节点算力资 源高效供需匹配 适度超前布局数字基础设施，深入推进信息通信网络建设，加快建设全 国一体化算力网，全面发展数据基础设施 严格数据中心项目节能审查，到 2025 年底，新建及改扩建大型和超大 型数据中心电能利用效率降至 1.25 以内，国家枢纽节点数据中心项目 电能利用效率不得高于 1.2 加快推进低效数据中心节能降碳改造和“老旧小散”数据中心整合改造 提升可再生能源利用水平，到 2025 年底，枢纽节点新建数据中心绿电 占比超过 80% 强化数据中心负荷调节能力建设，鼓励有条件的数据中心参与电力需 求侧管理 推广应用节能技术装备，开展高效变压器、直流供电技术、电力模块等 供配电系统更新换代，鼓励应用模块化电源等新型技术提升电源设备 负载率 2024.7，国家发改委、工信 部、能源局、国家数据局发 布：《数据中心绿色低碳发 展专项行动计划》 2024.5，国家数据局发布： 《深化智慧城市发展 推进 城市全域数字化转型的指 导意见》 2024.4，国家发改委、国家 数 据 局 发 布《数 字 经 济 2024 年工作要点》 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 11 市场发展前景 自ChatGPT引爆大模型产业发展以来，字节跳动、阿里巴巴、腾讯、百度、华为等头部互联网企业纷纷建设万卡级智 算资源池支撑自身大模型业务发展，同时基础电信运营商也加大智算投入，智算中心市场投资规模增长迅速； 2024年中国智算中心领域投资规模接近2000亿元，预计至2027年，中国智算中心市场投资将达到4826亿元 ； 2024年，中国智算中心基础设施投资规模达到409亿元，预计至2027年，投资规模将超千亿。 2022年以来，在互联网企业和IDC服务商投资拉动下，我国智算中心投资规模持续增长， 2024 年，智算中心基础设施投资额超过 400 亿。 2021-2027年中国智算中心投资规模及预测（亿元） 2021-2027年中国智算中心基础设施投资规模及预测（亿元） 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 12 74.2 0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 117.2 203.5 409.0 648.9 858.5 1037.4 2021 年 2022 年 2023 年 2024 年 2025 年 E 2026 年 E 2027 年 E +55.2% 2021 年 501 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 629 1198 1875 3452 4163 4826 2022 年 2023 年 2024 年 2025 年 E 2026 年 E 2027 年 E +45.9% 数据来源：科智咨询 数据来源：科智咨询 市场规模与增长驱动 在 AI 算力基础设施需求迅猛增加和能源结构转型的双重催化下，智算中心供配电系统应用市场迎来爆发期。2024 年 中国智算中心供配电系统应用市场规模达 239.7 亿元，同比增长超 100%，智算中心领域产业投资、技术迭代、政策激 励形成的共振效应。 从行业动态来看，AI 技术的飞速发展促使各行业对智能算力的需求呈爆发式增长。科技巨头纷纷加大在 AI 领域的投 入，如字节跳动、阿里巴巴、腾讯等企业在智算中心建设方面资源投入巨大。与此同时，政府主导建设的智算中心推动各 领域的智能化进程，电信运营商投资建设的智算中心为行业用户数智化转型提供底层支撑。 展望未来，至 2027 年，中国智算中心供配电系统整体市场规模预计将攀升至 610.4 亿元。随着 AI 大模型应用场景不断 丰富，商用进程加快，智算中心市场增长动力逐渐由训练切换至推理。并且，智算中心供配电系统正朝着高压化、直流 化、模块化和绿电化方向发展，这不仅顺应了技术升级的趋势，也契合了绿色发展的理念。在这一过程中，相关产业链企 业将迎来广阔的发展空间 。 在 AI 产业浪潮推动下，中国智算中心投资迅猛增长。2024 年中国智算中心供配电系统应用市场规 模达到 239.7 亿元，同比增长超 100%，预计至 2027 年，整体市场规模将达到 610.4 亿元。 2021-2027年中国智算中心供配电系统应用市场规模及预测（亿元） 中国智算中心供配电系统应用市场研究报告（2025） 13 0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 58.6% 74.4% 101.9% 382.0 503.0 610.4 239.7 118.8 68.1 42.9 2021 年 2022 年 2023 年 2024 年 2025 年 E 2026 年 E 2027 年 E 59.4% 31.7% 21.4% 数据来源：科智咨询 细分市场容量 在人工智能浪潮的推动下，大模型技术飞速发展，应用场景的持续丰富。2025 年，中国智算中心展现出强劲的建设需 求，建设规模超2.5GW。 大规模的智算中心建设，有力拉动了供配电采购市场。2025年，智算中心供配电系统应用市场规模超 300 亿元，智算中 心供配电系统中的变压器、柴发、后备电池、配电柜、不间断电源等重要设备需求大幅增加。 智算中心供配电市场客户需求主要有三种，新建智算数据中心项目购置，老旧数据中心改造，以及在运营数据中心项 目设备替换。2025年，中国数据中