中国数据中心供配电系统分析
行业综述
- 数据中心配套电力设备容量与芯片功耗之间存在多层放大关系,需考虑从芯片到整个数据中心运行所需支持系统的所有能量需求。
- 中国数据中心供配电系统具备高可靠性、智能化和冗余化特征,涵盖高压接入、UPS、柴油发电、智能监控等关键设备。
- 主要供配电设备包括高压开关柜、变压器、低压开关柜、UPS、HVDC等,形成完整的电力保障设施。
供电系统运作流程
- 数据中心供电系统价值量占总投资30%至40%,由华为、施耐德、艾默生等领军企业主导,呈现高价值、强集成、国产化加速与绿色转型的发展趋势。
- 供电系统运作流程包括变压器、低压开关柜、UPS/HVDC、电力模块/解决方案等环节,最终为IT负载提供电力。
设备的主要提供商和能耗情况
- 数据中心电力设备主要企业包括金盘科技、伊顿、施耐德等,服务于阿里、腾讯、华为等客户。
- 数据中心整体PUE值从2007年的2.5下降至2024年的约1.55,进入优化稳定期。
- 不同规模的数据中心PUE差异明显,小型中心PUE达2.0以上,而超大规模中心可低至1.2,冷却能耗占比显著降低。
非IT设备的成本分析
- 数据中心非IT设备成本构成中,柴油发电机系统占比30%,冷却与空调系统占比25%,变配电与UPS/HVDC系统各占15%,机柜与地板设施占12%,照明、消防及其他设施仅占3%。
- 数据中心从芯片或GPU的基础功耗出发,需经过多层放大系数才能准确估算出实际配套电力设备的装机容量。
绿色能源与智算中心
- 智算中心对配电系统提出更高要求,推动了以高端铜连接为代表的高速通信基础设施快速发展。
- 中国高速铜连接产业链包括连接器、材料、代工等环节,核心客户为海外云厂商、华为、浪潮等。
冗余供电模式分析
- 中国数据中心冗余供电模式主要包括ACUPS、240V/336VHVDC和巴拿马电源三种形式,ACUPS仍是主流,HVDC系统结构简化、能效更高,巴拿马电源架构具备最高的能效和最小占地优势。
- 2023年中国UPS行业竞争格局方面,科华数据以最大市场份额领跑,华为与维谛紧随其后,三家形成相对集中的竞争格局。
研究方法
- 头豹研究院深入研究19大行业,持续跟踪532个垂直行业的市场变化,已沉淀超过100万行业研究价值数据元素,完成超过1万个独立的研究咨询项目。
- 研究院融合传统与新型的研究方法,采用自主研发的算法,结合行业交叉的大数据,以多元化的调研方法,挖掘定量数据背后的逻辑,分析定性内容背后的观点。