com/wepowerai 2 目录 Adam White 寄语 3 引言 4 一、现代处理器的供电 5 预测一：垂直供电将成为现代处理器的关键技术 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 7 图 3：采用集中发电和配电并在服务器主板进行本地功率转换的高压直流架构示例 预测二：服务器主板将采用高压直流供电架构 随着现代 GPU 功耗的持续攀升，以及每个机架中 GPU 集群规模的不断扩大，单机架的功率需求将很快突破 1 兆瓦， 甚至更高。当功率水平达到这一量级时，系统架构必须从既有的 48 V 生态体系，转向高压直流供电。 这种从 48 V 总线架构向 800 V 或 ±400 ，实现可扩展的新一代高 压直流供电架构。 图 3 展示了基于 800 V DC 的集中发电和高压直流配电的示例。其中，图右为服务器主板。 电子保险丝 / 热插拔功能 未来的服务器主板将直接运行于 800 V 或 ±400 V 电压下，因此，必须引入多项新的功能模块，例如：在服务器主板 插入高压直流总线之前执行预充电，以及在服务器主板从 IT 机架移除时，确保开关及时放电，以避免产生危险电压。

.................... 8 3. 西北地区区域电力互济发展面临的挑战 ........................................... 12 3.1 特高压输电通道建设发展面临的挑战 ..................................................12 3.2 区域互济市场机制体制面临的挑战 ........... ..15 4. 发展区域电力互济建议 .....................................................................17 4.1 特高压输电通道建设发展建议 ............................................................. 17 4.2 区域互济市场机制体制发展建议 ... 研究发现，首先，西北地区已建成多条特高压外送通道，但实际输送能力未达预期， 部分受端电网接纳能力不足，导致通道利用率偏低；其次，西北地区送端省份新能源发电 波动性与省内调节能力不足并存，跨省交易面临价格机制不完善、输电成本分摊争议等问 题；再次，中东部地区对绿电需求增长，但消纳责任权重分配、跨省绿电环境价值认定等 机制尚未健全，制约了绿电交易规模的增长。 针对上述问题和挑战，报告从建设特高压直流通道、完善跨区电力市场机制体制、价

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？ 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）。 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

HVDC、巴拿马电源和 SST 系统在数据中心中的应用架构.................................................... 11 图表 12： HVDC 高压直流供电系统与传统交流供电系统（UPS）和 48V 直流供电系统结构对比 .......................... 11 图表 13： 各数据中心供配电方案参数对比一览 ...... 可减少配套设施（冷却+供电系统）和机组电能消耗 ..................................................................... 12 图表 16： 高压全直流供电架构示意图 ........................................................................................ 年每年数据中心建设量 6~9GW，考虑利用小时的三倍差异（数据中心 6000 小时 vs 新能源 2000 小时），可本地 消纳 18~27GW 新能源，可提供的新能源增量消纳空间相当于新建 2 条特高压外送线路。 图表4： 中国智算中心项目建设现状（截止 2023 年） 项目数量占比 项目投资规模 项目地区分布 主要应用领域 ＞1000P 大型智算中心 20% 百亿元及以上

• 高压电气设备易发热部件温度监测的必要性 电网中众多高压电气设备本身和设备之间的连接点是电力 输送最薄弱环节，这个薄弱环节的实质问题就是联接点发热。随着 负荷的增大，导致连接点发热并形成恶性循环：温升、膨胀、收缩、 氧化，电阻增大、再度升温直至酿成事故。 主要检测点：手车式开关柜中动、静插头和引线接头处 ； 高压母线接头和高压开关切合处 provider 标签 智慧小区云服务平台整体解决方案智慧小区云服务平台整体解决方案智慧小区云服务平台整体解决方案 无线测温子系统 Become a leading RFID provider 高压触点温度在线监测技术的先进性 1. 射频技术的引入使采集安全可靠； 2. 计算机可根据温度探头的 ID 号自动确定各监测点的温度； 3. 无线传输：安装维护方便，成本低，保障电网系统的安全灵活；

报国调备案，省网电压控制点和 电压监测点分别由省调确定并报网调备案。 根据西北电网的特点，确定网调调管辖范围内的主网电压控制点为：网调直接调管发电厂的高压母线（含刘家峡电厂 220kV 母线）；电压监测点为：网调直接调 管的所有发电厂和变电站的高压母线（含刘家峡电厂 220kV 母线）。网调将按有关规定对直调电厂有关电压控制点合格率及调整情况进行考核。 有线 HART 现场总线 无线 HART 疏水系统不但影响发电厂的热经济性 , 也 威胁到汽轮机等重要设备的安全可靠运 行 – 电厂的节能降耗中起到很重要的作用 当前挑战： – 疏水门泄露时有发生 – 巡检无法及时发现泄露 – 高温高压蒸汽泄露时间较长会对疏水门造 成损坏 好处 – 利用超声波测量技术 , 及时发现疏水门 的 内漏 , 保证设备安全可靠运行 ; – 实时监测疏水门的运行状况 , 提高机组 发 电的经济性 ; 报国调备案，省网电压控制点和 电压监测点分别由省调确定并报网调备案。 根据西北电网的特点，确定网调调管辖范围内的主网电压控制点为：网调直接调管发电厂的高压母线（含刘家峡电厂 220kV 母线）；电压监测点为：网调直接调 管的所有发电厂和变电站的高压母线（含刘家峡电厂 220kV 母线）。网调将按有关规定对直调电厂有关电压控制点合格率及调整情况进行考核。 国际领先仪表公司均采用该标准制造无线仪表，可与市

能源使用侧以电代煤、以电代油、以电代气，较少化石能 源直接燃烧，形成以电为中心的能源消费体系，发挥电能 作为清洁、高效、零排放的二次能源的重要作用； 发挥特高压输电距离远、容量大、损 耗低等显著优势，构建特高压骨干网 架，促进清洁能源大范围优化配置， 提高清洁能源利用效率； 清洁替代 特高压骨干网 电能替代 能效提升 背景及趋势 可行的减排方案 背景及趋势 企业影响 能量来源更清洁、更多样 更突出的电能质量问题、潜在的 4 、解决传统无功补偿柜在新能源应用中的不足； 电能质量治理 AM 系列微机综合保护装置具有极强的数据处理、逻辑运算和信息 存储能力，可为 35kV 及以下电压等级的进线、馈线、变压器、高压电 动机、高压电容器等对象提供过负荷、低电压、过电压、热过载、非电 量等保护功能，防止事故扩大，降低高价值设备损坏的风险。 装置具有完善的事故分析能力，包括 SOE 事件记录、故障录波记录 等。提供 安装方便，防范因泄漏电流而导致的电气火灾。 典型硬件 ARTM 系列电气接点在线测温装置 ATE100 螺栓式无线测温传感器 ARTM 系列电气接点在线测温装置适用于高低压开关柜内电缆接头、 断路器触头、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流等设 备的温度监测，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接 触电阻过大而发热成为安全隐患，提高设备安全保障，及时、持续、准确 反映设备运行状态，降低设备事故率。

江秀臣，许永鹏，李曜丞，狄凌芳，刘亚东，盛戈皞 （上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 200240） 摘 要：由于我国独特的新能源分布特性，新能源丰富地区与高负荷地区相关性低。电网企业通过加大高压输变 电工程建设，将新能源产生的清洁电力向高负荷地区输送，可以有效缓解供需矛盾。因此，电网企业为保证以新 能源为主体的新型电力系统的可靠运行，提高输变电设备的缺陷预警水平，对输变电的数字化转型需求迫切。为 负荷地区输送，可以有效缓解供需矛盾。而且高压 输变电的理念，由传统电力系统发输配用同时完成 的概念和运行模式，正在一步一步地向源网荷储协 调互动的非完全实时平衡转变。中电联预计“十四 五”期间全社会用电量年均增速超 4.8%，但是随着 新能源为主体的新型电力系统逐渐建设完善，电力 平衡的压力却显著增加[22]。 电网企业通过大力建设高压输变电工程等，全 面支持各类新能源的开发利用，实现绝大部分新能 面支持各类新能源的开发利用，实现绝大部分新能 源有效和便捷的并网，满足跨区域电力输送的需要。 “十四五”期间，500 kV 及以上电网建设投资约 1 万亿元，仅特高压工程开工数量或达 13 项。电网企 业为保证以新能源为主体的新型电力系统的可靠运 行、提高输变电设备的缺陷预警水平，对输变电的 数字化转型需求迫切[23]。 2 输变电数字化主要场景 2.1 变电站(换流站)数字化 以国家电网为例，按照运维模式，变电站模式

HVDC、巴拿马电源和 SST 系统在数据中心中的应用架构.................................................... 11 图表 12： HVDC 高压直流供电系统与传统交流供电系统（UPS）和 48V 直流供电系统结构对比 .......................... 11 图表 13： 各数据中心供配电方案参数对比一览 ...... 可减少配套设施（冷却+供电系统）和机组电能消耗 ..................................................................... 12 图表 16： 高压全直流供电架构示意图 ........................................................................................ 年每年数据中心建设量 6~9GW，考虑利用小时的三倍差异（数据中心 6000 小时 vs 新能源 2000 小时），可本地 消纳 18~27GW 新能源，可提供的新能源增量消纳空间相当于新建 2 条特高压外送线路。 图表4： 中国智算中心项目建设现状（截止 2023 年） 项目数量占比 项目投资规模 项目地区分布 主要应用领域 ＞1000P 大型智算中心 20% 百亿元及以上