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固态变压器与 800 V DC

智算中心为何告别 50 Hz 变压器,这能带来什么,以及该技术何时可用于批量项目。

什么是 SST

固态变压器(Solid-State Transformer,SST)以碳化硅电力电子器件取代传统的 50 Hz 变压器。它接入 10-35 kV 电网电压,在高频下完成变换,并直接向机房母线输出 800 V 直流电。取代笨重铜铁芯的是紧凑的高频变压器和多级变换器。

为何对智算中心至关重要

传统站点供电链路包含五个环节:电网、变压器、主配电柜、双变换 UPS 和机柜内电源模块。每个环节都会损耗能量并占用空间。一台加速器机柜功耗达 120-140 kW,在如此高的密度下,0.4 kV 母线的铜材和配电室面积与制冷一样成为制约因素。

加速器制造商已宣布自 2027 年起机柜改为 800 V DC 供电。高压直流可将电流和母线截面降低数倍,而 SST 天然输出的正是这种母线。

当前链路

  1. 10-35 kV 电网
  2. 50 Hz 变压器
  3. 0.4 kV 主配电柜
  4. 双变换 UPS
  5. 机柜电源模块

未来链路

  1. 10-35 kV 电网
  2. 固态变压器
  3. 800 V DC 母线
  4. 机柜
固态变压器将供电链路从五个环节缩减为三个。

带来的收益

据首批项目评估,与“变压器 - UPS”链路相比,SST 可节省最多一半的配电室面积和 3-5% 的能耗。此外,电力电子器件可控:能够限制功率变化速率、补偿无功功率,并直接与直流母线上的储能协同工作。

技术现状

首批 2-3 MW 的商用设备于 2025-2026 年问世。安全和并网标准尚在制定中,运行经验仅以月计,价格目前比传统变压器加 UPS 组合高 2-3 倍。对于今年就需要站点的客户而言,这是不值得承担的技术风险。

OS Power 的立场

我们在设计站点时预留 800 V DC 和 SST 的条件:预留空间、线路和母线,使未来升级无需更换变压器和配电柜。目前我们采用成熟方案:干式变压器、母线侧储能以及机柜前的超级电容缓冲。待固态变压器通过认证并实现量产后,我们再向客户提供。

OS Power 母线侧储能现已能够解决 SST 所要解决的部分问题:削峰、平抑 GPU 脉冲负载,并在负荷曲线波动的情况下将所需接入容量降低 20-50%(对训练集群,效果需按逐时负荷曲线测算)。了解站点供电架构。

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