光大证券：AI数据中心供电系统向HVDC转型加速

  供配电系统是整个从电源线路进用户起，经过高、低压供配电设备到负载为止的电路系统。系统、自动转换开关系统、输入低压配电系统、不间断电源系统、列头柜/母线槽配电系统和机架配电系统等。供配电系统是的“心脏和血管”，负责把能量输送到系统的每台设备，在数据中心内发挥着至关重要的作用。

  交流UPS和HVDC是当前数据中心主要的两种供电方案。数据中心的供电方案大致上可以分为交流UPS（不间断电源）供电架构、HVDC（高压直流）供电架构、中压直供集成式供电架构（巴拿马电源）和电能路由器，其中交流UPS和HVDC是目前数据中心应用最多的两种供电方案。在交流UPS供电架构中，交流市电需经过AC/DC整流环节、DC/AC逆变环节转换成负载设备需要的电能；而HVDC供电架构省去了逆变环节，能够具有更高的电源效率。巴拿马电源是由阿里巴巴联合台达开发的IDC供电方案，对多个核心环节进行了柔性集成，效率更加高、占地面积更小，该方案主要由大规模部署。电能路由器（EER）能够很好的满足数据中心源网荷储一体化融合要求，有助于连接数据中心和绿色电力，未来有望逐步应用。

  随着AI算力需求快速提升，具有非常明显优势的HVDC未来有望逐步替代交流UPS。1）算力需求迅速增加推动AI数据中心用电需求持续提升，HVDC能够输出更高电压等级，目前普遍采用的输出电压为240V和336V，未来将向更高电压等级发展，以满足AI数据中心迅速增加的功率需求；2）HVDC相较于交流UPS省去了逆变环节，有利于降低电能损耗、提高可靠性；3）HVDC系统在占地面积、建设成本、经营成本上均优于交流UPS。认为，随着AI迅猛发展和算力需求飞速增加，AI数据中心供配电系统面临着效率和节地等指标逐步提升的迫切需求，以上因素将持续推动数据中心供电技术由交流UPS向HVDC发展，未来HVDC在AI数据中心的渗透率有望持续提升。

  数据中心UPS市场规模稳步提升，HVDC仍有较大成长空间。我国HVDC应用从通信网络开始，而后推广至互联网公司数据中心，推动HVDC应用需求快速提升；海外数据中心HVDC应用则处于起步阶段，维谛已具备数据中心400VHVDC供电系统解决方案，未来有望逐步推广。根据赛迪顾问，2023年中国UPS市场规模为97.7亿元。当前在AI数据中心中，交流UPS仍是主要的供电方案，但HVDC应用也在逐渐加速；根据国企网援引的数据，在2023年运营商与互联网交直流电源应用的市场中，高压直流占总容量比例约10%，但其2021-2023年的年均增长率为33%，呈现加快速度进行发展的趋势。2023年我国UPS市场占有率前三的企业分别为华为、科华数据和维谛，其市场占有率合计超40%；2022年我国数据中心HVDC商品市场集中度较高，头部三家企业中恒电气、中达电通（台达）、维谛的市场占有率合计约90%，其他供应商则包括动力源等。

  AI数据中心供电系统呈现由交流UPS向HVDC发展的趋势。随着AI产业加快速度进行发展，HVDC在AI数据中心优势凸显，其渗透率有望持续提升。