民生证券AIDC供配电专题报告指出，随着智算中心单机柜功耗和密度持续提升，供电系统优化的关注点正转向更高电压等级。传统HVDC输出电压240V、380V，新一代HVDC将提高到750V/800V。常规HVDC供电方案到机柜的转换效率为95%，高压直流方案可提升至98%。全直流供电模式有望成为AIDC供配电的未来演进方向。
HVDC相比UPS的效率优势显著
数据中心不间断电源主要有UPS和HVDC两种方案。UPS采用交流输入，经AC/DC整流器将交流电转换为直流电给蓄电池充电，再经DC/DC变换器将直流电升压/降压后，最后经DC/AC逆变器将直流电再次转换为交流电，涉及两级变换，损耗较高，平均无故障时间10-20万小时，存在三相不平衡问题。
HVDC直接将交流电转换为高压直流电，通过直流配电单元向设备提供直流电，避开逆变环节，能量转换次数少，效率更高。市电中断时HVDC电池直接和整流器输出母线连接并联输出至负载，无需经过逆变模块，可靠性更高（平均无故障时间超25万小时）。此外HVDC节省占地面积、无三相不平衡问题等优势使其在互联网厂商和三大运营商中率先采用。
高压HVDC：电压升级驱动效率跃升至98%
传统HVDC输出电压等级为240V、380V，未来新一代HVDC将提高到750V/800V等更高输出电压。更高电压的核心驱动力来自AIDC功率密度的提升——当机柜功率达到120kW甚至更高时，现有电压等级将导致导体截面积过大、材料用量增多和体积扩大。提高电压等级可有效解决上述问题，同时带来远距离输电优势。
维谛技术白皮书提出，全直流供电可减少交直流变换环节，供电效率提升。考虑到未来智算中心中直流设备的比重将越来越大（光储、电池、IT服务器、直流充电桩、直流照明和空调设备），预计未来可能向10kV交流转低压直流的全直流供电模式演进。常规HVDC供电技术方案到机柜的转换效率为95%，高压直流方案可提升至98%，3个百分点的效率提升在数万机柜规模的超大数据中心中意味着巨大的电费节约。
巴拿马电源：模组化HVDC的创新实践
巴拿马电源是从传统HVDC演变而来的模组化方案，其核心特点包括：10kV高压深入负荷中心，缩短低压配电线路，将低压配电变成设备内部线路；提高供电电压等级，采用240V或336V，与运营商HVDC电压等级一致。整体架构由10kV进线柜、隔离柜、整流输出柜、交流分配柜组成。
台达巴拿马电源测试数据显示，相比传统高压直流2N系统（能效95.2%）、传统高压直流+市电直供（96%）、传统UPS 2N系统（94.7%），巴拿马电源整体能效达97.5%为最高；占地面积仅为传统方案的77%；建设周期6个月（传统方案8-10个月）；安全性高，电池直挂输出排、服务器电源不切换，容性负载及谐波小。巴拿马电源本质是预制式电力模组在HVDC领域的具体应用，代表了数据中心供配电的集成化、高效化方向。
全直流供电是AIDC的长期演进方向
未来AIDC的全直流供电模式将从根本上改变供配电架构。在前端，10kV交流电直接转换为750V/800V高压直流电，通过直流母线传输至各机柜；在机柜内，高压直流直接通过DC/DC转换为服务器所需电压，省去了PSU的AC/DC环节，减少一级转换损耗。
全直流供电的优势在于：1）减少交直流变换环节，整体效率提升至98%以上；2）更适配新能源供电（光伏直流输出、储能电池直流输出），减少中间变换；3）高压直流传输损耗低，适合大规模AIDC园区部署。民生证券认为，随着AIDC功率密度持续提升和直流设备占比增加，高压HVDC及全直流供电方案有望成为新建AIDC的主流选择。建议关注在HVDC领域有技术积累的科华数据、禾望电气、中恒电气、科士达等。
表：数据中心供电方案能效对比| 方案 | 整体能效 | 占地面积 | 建设周期 | 安全性 |
|---|
| 巴拿马电源（HVDC模组） | 97.5% | 0.77倍 | 6个月 | 高 |
| 传统高压直流2N | 95.2% | 1倍 | 8个月 | 高 |
| 传统UPS 2N | 94.7% | 1倍 | 10个月 | 较高 |
