民生证券AIDC供配电专题报告指出,未来AIDC正朝着超大规模和快速部署方向演进,推动电力系统向模组化、预制化、智能化升级。预制式方案集成配电柜、变压器、UPS/HVDC等环节,施工周期缩短最多60%,占地面积节约30%。巴拿马电源等模组化方案加速渗透,母线在数据中心的应用趋势持续提升,2023-2031年全球母线槽CAGR预计达8.6%。
传统分级建设模式的痛点与模组化破局
传统数据中心供配电系统采用分级建设模式,各系统相互独立,存在三大痛点:系统复杂——各级电压制式的配电系统独立设计和选型,逐级预留冗余导致变压器效率低,多级系统架构增加故障点和开关重复配置,降低可靠性并增加投资;建设周期长——一二次线缆、智能化监控等环节需大量现场工程,多供应商协同低效;运维效率低——人工巡检、故障逐点排查,无法快速完成故障排除。
预制式电力模组在工厂进行预制和模块装运,现场快速组装。模组构成包括中压模组(10kV中置柜或环网柜)、变电模组(10kV/0.4kV干式变压器)、低压模块(进线单元等),单元间使用预制铜排并柜。具有交流和直流两种方案,统一的智能监控管理系统实现集中式监控管理。巴拿马电源即模组化方案在HVDC领域的具体应用。
预制式模组方案的六大优势
预制式模组方案相比传统方案优势显著:系统组成从复杂变为简单,预制式方案采用模块化设计、布置更集中;施工周期从长变短,最大节约60%施工工期;智能管理从分散监控变为集中监控;可靠性从低提升为高(铜排连接+智能管理);占地面积从大变小,最大节约30%占地;TCO从高变低。
供配电系统架构简化后用电效率提升,整体工期最多可缩短2/3。电缆的制作工艺、寿命及阻抗等方面可靠性均低于铜排,APT内置配电智能电力监控管理系统的可靠性远高于传统方案。预制式方案采用工厂预制的铜排连接,只需在现场将铜排并柜,极大简化现场工程量,同时具有统一的智能监控管理系统实现本地监控显示和远程管理。
母线在数据中心的应用趋势
母线在数据中心有两大应用场景:大母线(输电)替代传统电缆用于不同楼层房间输配电,电流一般≥800A;小母线(配电)替代列头柜用于机柜微模块级配电,电流<800A。相较于电缆,母线在绝缘材料散热能力、外壳材料导热系数、导体截面形状及导电率等方面具有优势,电阻更低、载流能力更高、长期运行安全可靠性更高、损耗更低。
据Data Bridge数据,2023年全球数据中心母线槽市场规模23.08亿美元,2023-2031年CAGR为8.6%,预计2031年达44.65亿美元。末端配电智能小母线方案具备三大优势:空间优化——沿机架排布不额外占用机房面积,显著提升空间利用率;配电灵活性——即插即用特性使配电调整如同更换服务器插头般简便快捷;能效管理与运维效率——内置智能监控系统实时监控能耗、负载均衡,助力PUE优化。
AIDC配电产业链投资机会
电力模组化趋势重点是配电环节的变化,将带动配电及电路元器件升级,同时电能质量管理需求提升。民生证券建议关注配电及电路元器件环节的良信股份、明阳电气、宏发股份、法拉电子、中熔电气;变压器环节的金盘科技、伊戈尔;智能母线环节的威腾电气;电能质量环节的相关标的。
随着数据中心机架数量和装机功率持续扩大,低压电能质量市场规模快速上升。据格物致胜预测,2025年数据中心行业低压电能质量市场规模有望达8.4亿元,2021-2027年CAGR达19%。APF和SVG能够补偿谐波和无功、稳定电压,在数据中心非线性负载(UPS、整流器、变频器等)日益增多的情况下,电能质量管理需求持续提升。
表:预制式模组方案与传统方案对比| 对比维度 | 预制式模组 | 传统方案 |
|---|
| 系统组成 | 简单 | 复杂 |
| 施工周期 | 缩短最多60% | 长 |
| 智能管理 | 集中监控 | 分散监控 |
| 可靠性 | 高(铜排连接) | 低 |
| 占地面积 | 节约最多30% | 大 |
| TCO | 低 | 高 |