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来源:中国能源报

美的集团进军AI数据中心供电,打造能效新竞争力

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摘要:美的集团进军AI数据中心供电,打造能效新竞争力随着AI大模型和数据中心功耗激增,电力电子技术成为算力革命的关键支撑。美的集团凭借在储能领域的技术积累,正转向AI数据中心(AIDC)供电系统。美的电力电子团队将利用自研关键技术,提供高效、可靠的供电与散热解决方案,以满足AIDC对高能效的需求。提升能效不仅降低成本,更是AIDC供电的核心竞争力,美的此举是其科技领先战略在数字基础设施领域的重要布局。

当AI大模型参数冲向万亿,当数据中心功耗从几兆瓦跃升至数百兆瓦,电力电子技术正在成为支撑这场算力革命的隐形基石。深耕储能多年的美的集团电力电子团队,正在开辟下一个新战场——AI数据中心(AIDC)供电系统。

“我们在储能和新能源大功率领域已有多年技术积累,具备系统集成能力和可靠性管控能力,现在需要做的就是把整个链路打通。”美的集团电力电子技术带头人、中央研究院电气与电子研究所电力电子专家陶博表示,“依托储能电力电子、绝缘材料、液冷等自研关键技术,面向算力数据中心提供整套供电、散热解决方案,AIDC是美的科技领先战略在数字基础设施领域的重要落地。”

AIDC的供电革命:能效是第一竞争力

AI数据中心功耗更大,对能效要求也更高。“常规UPS方案的全链路效率连90%都不到,现在的要求是至少再提升3个点以上。”陶博算了一笔账:对100兆瓦的数据中心来说,能效提升一个百分点,一年就能节省近200万美元,相当于设备投资都能收回来。

提高数据中心能效,核心在两点:第一,把线路流经的电流降下来。电流降下来,线路损耗就低,也就意味着更高的电压、更小的电流。第二,减少供电电路的变换级数。转换环节少了,损失自然就少。

“我们现在做的,就是行业内最火的固态变压器(SST)系统架构。”陶博介绍,“效率层面,必须达到行业内有竞争力的指标。现在行业对SST的峰值效率要求都在98.5%以上,在这个基础上,再去选择变换效率更优、成本更低的拓扑方案。”

换句话说,效率是入场券,可靠性是生命线,成本才是可以权衡的变量。以可靠性为例,变压器是较大的局放风险点。对数据中心来讲,供电系统一旦失稳,经济损失非常大,设备供应商要赔的款也非常多。所以成本会往后放:效率第一,可靠性第二。

为什么AIDC成为储能的新主战场

储能正从传统的风光储场景走向AIDC,这背后是深刻的电网逻辑差异。

在美国,很多AI数据中心甚至不允许接入电网。这是因为美国电网能力非常弱,而数据中心负荷又那么大,很容易把电网拉垮。这就需要储能接入,支撑数据中心本地电网,实现构网能力——否则AIDC一跑起来就可能把电网拉掉、导致宕机。这是储能在AIDC里应用最核心的逻辑之一。

我国的情况不一样。我国电网能力比较强,但在“双碳”目标下,需要配备高比例新能源电力,所以AIDC往往也会建在新能源负荷附近。用新能源电力就存在功率和能量波动,需要储能去平抑。另外,常规AI数据中心有很多备电单元,而储能本身就是备电单元——有了储能,其他备电单元可以大幅减少,整体非常划算;同时储能还能进一步支撑AIDC本地电网,供电可靠性进一步加强。

陶博解释了风光储与AIDC储能的本质区别:风光储是发电侧场景,需要储能削峰填谷、抑制功率波动;AIDC是负荷侧场景,推理、训练会产生功率尖峰,需要储能把尖峰抑制掉、补偿掉。此外,AIDC体量大、响应速度快,常规海外电网不足以支撑,必须通过本地燃气轮机构造孤岛电网——而燃气轮机构造的电网非常弱,需要储能做构网支撑。

真正的AIDC储能供电系统:效率与可靠性为王

当前AIDC基建热度很高,但很多项目还停留在“电池+UPS”的简单叠加。实际上,AIDC搭建本身就是一套结合资源、能源、硬件、软件的系统工程。在陶博看来,这套系统工程好坏的核心评判标准基本就是效率:从中压供电进入到800V这一段,效率能做到98.5%以上——谁能达到,谁就能进入AIDC下一轮的基本竞争。常规UPS方案达不到这一点,运营费用非常高昂,没有竞争优势。

效率之外就是可靠性。美的中央研究院主要做三方面工作来确保可靠性:第一,保证核心部件的可靠性。系统里最核心的中压高频变压器,设计阶段必须保证在非常高的电压下,局部放电控制在几个皮库仑以下——只有满足这个指标,长期运行中局放才不会导致绝缘失效、散热失效、整个链路失效。第二,功率器件的失效管控。把器件工作温度控制在合理范围内,器件可靠性会明显加强。第三,系统级的冗余备份。难点在于切换的平滑和快速——不能在切换过程中让800V母线电压跌落导致短时停电,否则GPU里数据就没了,还要重新运算,损失巨大。

从储能厂商到AIDC基建全栈方案商

AIDC系统建设,美的还是新进入者,但并不欠缺技术积累。在陶博看来,整个AIDC不会是储能由一家厂商提供、供电系统又由另一家厂商提供——它需要一个一揽子的整体解决方案。美的在光伏、储能、液冷层面都有众多经验积累,唯一缺的短板就是AIDC的供电系统。把整个链路打通之后,美的就是整个AIDC基建的全栈厂商——这是相比友商非常大的优势。

对于市场前景,陶博相当乐观:“整个AIDC市场处于供不应求阶段,市场体量至少是千亿级别的。更重要的是协同效应——美的可以把储能、液冷打包在一起,做成类似集装箱的整体AIDC解决方案,这是我们的核心优势之一。”

从构网型储能到2000V高压系统,从800V HVDC到SST固态变压器,从单一设备到全栈解决方案——美的电力电子团队正在用自己的节奏,切入AI时代最核心的能源基础设施赛道。



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