5 预测二：服务器主板将采用高压直流供电架构 7 二、AI 服务器机架的供电 12 预测三：AI 服务器机架的功耗将超过 1 兆瓦 12 预测四：AI 的能耗需求将推动电源架的功率等级突破 100 千瓦 13 三、数据中心的整体供电 16 预测五：新一代数据中心的功率需求将迈向吉瓦级规模 16 预测六：配电将从交流系统转向直流微电网 17 预测七：可再生能源将成为满足 统计算任务转向 AI 工作负载，其能源需求也在急剧上 升。为满足这一持续增长的能源需求，未来的数据中 心将经历深刻的架构变革，并面临更高的质量、能效 与热管理要求。而实现这一切，都离不开创新的电源 管理解决方案。 AI 已深深融入我们的生活，它势不可挡，正不断拓展 自身的应用和影响范围。英飞凌始终坚持创新，因为 我们深知保持这一创新势头的重要性。当前，业界已 推出许多优秀的解决方案，充分展现了在应对 电的解决方案也能同步升级。 在本白皮书中，我们将分享英飞凌对未来 AI 电源管理 发展的若干洞见，探讨架构、质量、效率、热管理以 及能源可及性等方面的变化，将如何塑造这一领域的 未来格局。我们旨在通过分析，帮助读者深入理解这 一持续演进的前沿方向。 借助英飞凌的创新解决方案，迈向更高能效、更具可 持续性的 AI 驱动世界之旅。 Adam White 电源与传感器系统事业部总裁 4 引言 在大型数据中心中，训练日益庞大的

时速断保护误动并失去选择性 ；四回导致重合闸不成功。 电压问题 ：一是分布式电源启停的影响 ，二是分布式电源供 电间歇性的影响。 电能质量问题 ：分布式发电通过电力电子逆变器并网 ，易产 生谐波、 三相电压 / 电流不平衡 ；输出功率随机性易造成电网 电压波动、 闪变 ；分布式电源直接在用户侧接入电网 ，电能 质量问题直接影响用户的电器设备安全。 质量问题直接影响用户的电器设备安全。 其他问题 ：短路电流问题 ，通信计量问题 ，孤岛问题等。 分布式电源传统并网方式存在一定局限 中国目前大多采用微网的概念作为分布式电源的并网形式 ， 它能够很好地协调大电网与分布式电源的技术矛盾 ，并具 备一定的能量管理功能 ，但微网以分布式电源与用户就地 应用为主要控制目标 ，且受到地理区域的限制 ，对多区域、 种通过先进信息通信技术和软件系统 ，实现 DG 、 储能系统、 可控负荷、 电动汽车等 DER 的聚合和协调优化 ，以作为一个特殊电 厂参 与电力市场和电网运行的电源协调管理 系统。 关键点 ：“聚合”和 “通信” “ 聚合” ： DER 与控制中心的双向通信 “通信” ：各种 DER 聚合起来协调优化 通过智能调控、 通信技术整合各种形式的分

发展提供了重要背景。2024 年，全国 发电总量中火电占比仍高达 63%，其中 煤电占据主导地位。尽管火电比重呈逐 年下降趋势，但在短期内仍难以被完全 替代，导致大多数数据中心在实际运营 中仍不得不依赖高碳电源。 可再生能源（风电、光伏、水电）发电 量合计占比约 32%，但存在明显的区域 分布差异：西北地区集中了大量风光发 电设施，而水电资源则主要分布在西南 地区。这种不均衡的分布格局直接影响 着不同区域数据中心获取绿电的能力。 为应对这些挑战，供配电系统的模块化和预制化正成为重要 解决方案。它将传统的现场供配电设备组装转变为工厂化生 产、测试的标准化“电源模块”。该预制化模块（包含变压器、 UPS、配电单元等）可大幅缩短现场安装与接线时间，实现 与土建工程的并行作业，从而显著压缩整体工期，同时调试 流程也得以简化和加速。 因此，算力基础设施的升级不仅依赖于更强的电源能力，更 需要空间 - 电力 - 散热管理的一体化设计，推动供电设备向 小型化、高能效、模块化方向发展，以适应高密度智算中心 一方面，数据中心长期处于高负载运行状态，对电力稳定性 和连续性有着极高的要求，同时还需要兼顾不断提高的绿电 使用比例目标；另一方面，区域间绿电资源分布不均，部分 枢纽节点所在地区具备较丰富的可再生电源，而东部算力集 中地区绿电供应紧张、溢价偏高。 受限于省际间输送通道容量、交易时机不确定、区域市场壁 垒等因素影响，跨省绿电交易存在现实瓶颈，绿电直连项目 试点仍处于起步阶段。据预测，到 2030

STATE CRLD 中国电力科学研究院有限公司 G 2. 发展现状——国外虚拟电厂发展现状 欧洲：以分布式电源、储能资源为主，主要针对实 现分布式电源可靠并网和电力市场运营 典型实践—德国Next Kraftwerke欧洲最大虚拟电 美国：聚焦负荷资源聚合调配，推动小 规模分布式电源参与电力市场 厂：聚合资源包括沼气电厂、热电联产厂、水电、 光伏、电池储能、电动汽车、工业负荷等。截至 2022年底，聚合规模约为1230万干瓦，聚合单元 超过15000个，通过调控各类分布式电源、用户和 储能系统，参与电力市场交易为电网提供平衡服务。 典型实践—美国Tesl a虚拟电厂： 2022 年Tesl a与美国加州公共事业公司PG&E 合作，向符合条件的Powerwal l 用户提 供2美元/千瓦时的报酬激励，在电网紧 急状况时向电网输送电力，有5万个 Powerwal l 中国电力科学研究院有限公司 m Ga 3. 虚拟电厂概念 虚拟电厂是指利用数字化、智能化等先进技术，将需求侧一定区域内的可调节负荷、分布式 电源、储能等资源进行聚合、协调、优化，结合相应的电力市场机制，构成具备响应电网运行调 节能力的系统。 多元聚合 由需求侧分布式电源、分散式储能和可 调节负荷等资源组成，实现需求侧灵活 资源的多元聚合。 A 日 可调可控 以数字化、智能化技术为基础，通过对 各类资源进行监测、控制，实现对需求

大国竞争、产业升级 我国一次能源消费和发电量结构 华南理工大學 South China University of Technology √ 当前我国电力系统的形态是以集中式电源 + 大电网 + 统一调度 + 统一大市场为主。这种 模式 对于 ( 分布式 ) 新能源的消纳能力已接近极限，这就是 136 号文出台的底层逻辑。那么 , 另 外一个 10 万亿 kWh 的增量电力系统会是什么模式 Technology ( 分布式 ) 源网荷储 一 新能源发电 电力市场 稳定消纳 储能 市场出清 O 羊 VPP (8) 血 主网 火电 配 网 微网 VPP 由 立 电源型微网 VPP 6) ¥ 虚 拟 电 厂 水电 物理网架与 调控模式 中调 电力市场 ¥ 绿电直供 增量配电网 光储充一体化 虚拟电厂与调控模式 华 南 理工 Technology 虚拟电厂的技术与商业逻辑 华南理工大学 _ South China University of Technology 虚拟电厂 “ 虚拟电厂”是通过数字化技 术将分布式电源、可控负荷和 分布式储能等资源有机结合， 通过配套的调控技术、通信技 术实现对各类分布式能源进行 整合调控，作为一个特殊电厂 参与电力市场和电网运行。 能量交互 充电桩 信息流

本报告立足江苏电力发展现状和未来发展态势，结合资源特性分析近中期需求侧资源 的开发利用潜力，并提出切实可行的需求侧资源开发利用路径建议。鉴于近中期江苏将面 临午间新能源消纳和用电高峰时段电力保供的多重压力，现有的传统电源侧灵活性调节资 源难以满足电力电量平衡需求，开发需求侧可调资源是解决以上难题的有效且经济的手段。 考虑到资源潜力、技术成熟度和已有开发实践，报告建议积极培育虚拟电厂、智能微电网、 负荷聚合商等 V2G，鼓励电动汽车用户积极参与放电，缓解电网压力。 但目前需求侧资源规模化常态化开发利用方面还存在三大挑战。一是各类灵活性资 源差异大。灵活性资源在可开发潜力、建设条件、资源特性、成本效益等方面差异明显。 相较于电源侧，目前需求侧资源的可观、可测、可调、可控能力仍相对较弱。对于不同类 型灵活性资源的发展规划、建设进展、调度运行等缺乏统筹衔接，不利于各类型灵活性资 源的价值最大化。二是现有电力市场缺乏针对不同灵活性资源的有效价格机制。这种机制 空调负荷成为用电高峰期的重要组成部分。空调负荷已经成为推高江苏夏季高峰用 电负荷的主要因素。夏季空调负荷占全省总用电负荷 40% 左右。[4]。 需求侧资源潜力评估与开发利用路径 | 5 | 2.1.2 电力供应 电源装机规模持续增长，新能源装机占比已超四成。截至 2024 年 12 月底，江苏全 省发电装机容量突破 2 亿千瓦，达到 20409.3 万千瓦，同比增长 14.1%。发电装机主要 由火电、新能源发电、核电等组成。其中，火电装机（煤电

应拟发电机组 等效出力 负荷基线 虚拟电厂调整量 虚拟电厂对分布式资源的聚合，形成对外提供电能量或者辅助服务的“电厂” , 实现电源侧的 多能互补和负荷侧的灵活互动，对电网提供电能或调峰、调频、备用等辅助服务。其负荷调度特性 打破了传统电力系统运行模式，以电力供需平衡为目标，将负荷也作为提供平衡能力的资源来看待 实现供需的动态平衡。 台区、线路等发生潮流反向 重过载 大量低压分布式电源接入配电网，调度人员缺乏对其有效的感知手段，给电网运行带来新的挑 战，如配电网运行状态感知困难、台区线路等设备电压越限和潮流反向重过载、部分地区新能源消 纳困难等。 80000 负荷曲线 不可消纳电量 60000 50000 新实发 30000 20000 常规电源及区外来电 10000 蒸 垂 范 盈 铭 婆 量 喜 喜 超 孟 温 器 粗 鉴 盖 蕴 热 邕 盖 盈 骗 需 得 器 羁 一全网用电 部分地区部分时段 ( 如节 假日 ) 新能源消纳困难 工厂 大量低压分布式电源接入 配电网运行状态不可知 研究背景 #5 挑战 住宅 随机不确定性 13:45 5:00 3:45 12:30 配变负载率曲线图 15:00 16:15 17:30 负

和智能开关一样，窗帘控制器可以转发信 号，和其它设备组合成一个场景控制。同时，可以 设定定时执行等。 安装要求 窗帘控制器安装在窗帘旁边或门口，需要有 AC220V 电源。到窗帘电机处，单轨需要 3 根电源线。 01 03 02 Part 7 窗帘控制 户内 区域控制 每个房间可设一个控制面板，独立播放歌 曲。 多种音源 可以支持 CD 、 MP3 、广播等音源。可以通过 具备全屋呼叫功能。 Part 7 户内 智能插座、移动插座 设置在主卧踢脚线上、厨房台面上的插座面板可以移动。 藉由简 单 的 推进与转动的步骤就可以随时在轨道范围内任意 增加减少、移动改变电源位置，即插即用。 Part 7 户内 浴室电视 在主卧卫生间，梳洗镜后面安装“魔镜”，用户可以通过魔 镜查阅当天天气情况、室内环境（温湿度， PM2.5 ），还 可 以收发邮件，查阅新闻，播放音乐，集合娱乐工作多种 检测家中的温湿度、 PM2.5 等空气质量参数。 11 健康体测 指导随时监控自己的身体状况， 给出合适的食谱、饮食等 12 节能环保 智能插座 可以记录分析电器电量， 根据电器使用情况， 定时关闭电源。 Part 7 13 智能新风 随时家中的空气质量变化，开启新风，创造一 户内 14 社区服务 社区聊天 业主通过手机、终端在社区网络上沟通 15 社区商圈 将社区内的商圈通过社区网络进行结合，

基础设施运维 2.1.1 基础设施运维服务对象 算力中心机房基础设施包括电气系统、通风空调系统、消防系统和智能化系统等。 （1）. 电气系统 电气系统包括高低压供配电系统、不间断电源（含蓄电池组）和后备电源系统、 照明系统、配电线路布线系统、防雷与接地系统。 （2）. 通风空调系统 通风空调系统包括冷源和水系统、机房空调和风系统、液冷循环系统。 暖通系统包括空调主机系统及配电（机组、板换、水泵、冷却塔等）、末端空调 启动时间≤30s 压力表 《末端放水记 录》 4 防排烟风机试启 动 ★风速≥设计值 90% 1M 启 停 成 功 率 =100% 热敏风速仪 《风机测试报 告》 5 EPS 电源切换 ★ 切 换 时 间 ≤ 0.2s 1M 蓄电池后备≥ 90min 电能质量仪 《EPS 切换 记 录》 6 呼吸器面罩气密 ★ 压 力 降 ≤ 10Pa/min 6M 完好率=100% 故障预测与主动运维 （1）. 硬件健康度监测：利用传感器和 AI 算法对 CPU/GPU 温度、风扇转速、供 电电压等参数进行实时分析，预测潜在故障。 （2）. 热插拔与冗余设计：针对高可用场景，部署具备冗余电源、热插拔硬盘的 服务器，结合 RAID 和 BGP 网络冗余保障业务连续性。 （3）. 远程诊断与修复：通过 iLO、IPMI 等远程管理接口实现硬件状态采集，并 集成自动化修复工具（如固件更新、故障替换）。