人工智能迎来商业落地的关键拐点，驱动智能算力的需求快速增长
人工智能（AI）正处于从技术探索迈向规模化商业落地的关键拐点，市场规模有望快速扩容。根据Precedence Research的数据，2027年AI 市场规模有望突破万亿，2034年有望达到3.7万亿的市场规模，未来10年（2025-2034）的CAGR达到19%。
人工智能的蓬勃发展驱动智能算力的需求快速增长。智能算力是基于 GPU、TPU、NPU、FPGA 等人工智能加速芯片，通过高性能互联 网络和软件栈，为人工智能模型的训练与推理提供高效计算服务的能力。根据IDC的数据，2025年中国智算规模达到1037.3EFLOPS，预 计到2028年将达到2781.9EFLOPS，CAGR达39%。
AIDC是智能算力的物理载体，受益于人工智能的产业化浪潮
人工智能数据中心（Artificial Intelligence Data Center，AIDC），是智能算力的主流物理载体，专门为支持和加速人工智能（AI）应用 而设计的基础设施。AIDC通常配备高性能计算资源，如专用的AI处理单元（如GPU、TPU等）、大规模存储解决方案、快速网络连接以 及能够处理大数据集和高计算负载的硬件和软件平台。
AI浪潮驱动数据中心市场规模持续扩容。根据科智咨询的报告，预计2025年数据中心市场规模达到1289亿美金，同比增长18.7%，2027年 将进一步增长至1632.5亿美金，2025-2027年年均增长率保持在10%以上。其中AI相关需求预计将贡献超过60%的新增市场增量，成为产业 增长的核心引擎。
从已规划待建的数据中心规模来看，未来几年数据中心的装机容量有望延续快速增长态势。根据DC byte的调研数据显示，2018年末全球 数据中心的总存量供应约为 17.2GW，2023年规模增至37GW，五年间增长约20GW，年复合增长率高达16.6%。2023年末待建数据中心 （包括在建和已规划项目）的总规划供应量高达37.8GW，是存量的一倍。
新增的数据中心以AIDC为主。根据Semi Analysis的数据，全球数据中心的核心IT电力需求将从2023年的49GW增长至2026 年的96GW， 三年新增47GW，其中AIDC新增40GW，占到增量的85%。
存量数据中心以第三方运营商为主导，未来云厂商自建数据中心将成为主流选择。截至2023年末，全球存量数据中心第三方数据中心提 供商占据主导地位，占比约为 63%，而自用型数据中心则占37%。全球云服务提供商如亚马逊云、微软Azure和谷歌云平台等是自建数据 中心的核心力量，它们合计占全球数据中心供应量的 21.8%。由于新建数据中心多为大规模智算中心，主要用于企业训练AI大模型自用， 投资主要集中在GPU等服务器成本上，未来自建模式将成为主流选择。
国内外云厂商的资本开支大幅提高，AIDC的建设需求将呈现高景气度。根据Bloomberg上的一致预期，海外大厂Meta、谷歌、亚马逊和 微软四家预计在2025年的资本开支合计达到3364亿美元，同比增长55%。国内大厂腾讯、百度和阿里三家，预计在2025年的资本开支合计 达到258亿美元，同比增长80%。 云厂商的资本开支主要用于数据中心建设，购买AI服务器及网络设施等。
AIDC向高能耗、高密度方向发展，对供配电系统要求持续升级
数据中心向更高密度和能效的方向转型。传统通用型IDC的单机柜功率一般在2-10KW， 而AIDC为了满足计算密集型 任务，一般需要部 署更高性能，更大功率的GPU。数据显示，全球数据中心平均单机架功率已从2017 年的5.6KW/机架提升至2023年的12.8KW/机架，超算、 智算中心的单机柜功率甚至需要超过30KW。
AIDC的能耗需求巨大。AI大模型训练和推理需要耗费大量的电力资源，比如 一次ChatGPT搜索的电力消耗 大约是传统Google搜索的6到10倍。根据国际能源署（IEA）的中性估计， 2024 年全球数据中心的用电量达到 415 TWh，2030 年将增长至945TWh ，年均增长15%。 2030年数据中心的用电量占到全球用电量的3%，相比24年1.5%的占比增长了一倍。
数据中心的供配电系统需要持续升级迭代，以匹配大功率密度，高能耗的发展趋势。
供配电设备是AIDC的重要组成部分
数据中心供配电系统是AIDC的重要组成部分，占到初始投资的13%。数据中心供配电系统指从电源线路进用户起，经过高/低压供配电 设备，到负载止的整个电路系统，是维持数据中心能够正常运行的关键。
数据中心供配电系统主要包括：1）高压变配电系统：将市电通过变压器转换为380V供后级低压设备用电；2）柴油发电机系统：作为 后备电源，在市电中断时为数据中心提供后级低压设备提供备用电源；3）自动转换开关系统：自动完成市电与市电或市电与柴油发电 机之间的备用切换；4）输入低压配电系统：分配电能，将前级的电能按照要求、标准与规范分配给UPS、空调、照明设备等用电设备； 5）不间断电源系统：电能净化、电能后备、为IT负载提供纯净、可靠的用电保护；6）列头柜/小母线系统：将UPS的输出电能按照要 求和标准分配给IT机柜；7）机架配电系统：分配机架内的电能，通常采用PDU来实现机架内IT设备的电能分配。
基于对供电的高可靠性要求，AIDC的供电架构通常采用冗余设计
数据中心承载着金融交易、云服务、AI训练、医疗系统、政府平台等关键业务，任何停机都可能造成巨大经济损失甚至社会风险。因此 数据中心对于用电可靠性的要求极高，常采用冗余架构+备电电源来保障电力供应的连续稳定。
国内外按照数据中心的使用性质、数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度划分不同的等级。中国国家标准GB 50174- 2008《电子信息系统机房设计规范》中将机房等级分为A、B、C三个级别。国际与美国数据中心等级则分为四个等级。高等级数据中心 对系统配电架构冗余要求更高。
电能质量管理：提高供电质量，保障设备安全
数据中心的供电质量难以满足安全稳定的要求，产生了谐波治理的需求。数据中心的主要负载在运行过程中，所采用的变频机构、控制 部件、UPS 和直流电源等典型的非线性负载会产生大量的谐波，谐波流入配电系统，会对电网产生不同程度的污染，从而对配电网络的 正常运行带来一定的安全隐患，还会对各种电气设备的正常使用产生严重危害，降低电气设备的使用寿命，增加耗电功率，为用户带来 较大的经济损失。
目前数据中心常用的电能质量治理设备为静止无功发生器SVG和有源电力滤波器APF的组合设备，前者补偿无功、后者补偿谐波。两种 设备本质上都是电压源型并网逆变器，逆变器输出可以看作是一个与380V母线并联的可控电压源，通过调节逆变器输出电压的幅值、相 位及频率，产生需要补偿的无功电流和谐波电流注入到低压母线，抵消负载的无功和谐波。
低压配电设备：分配电能，保护电路
断路器：用来保护电路，当电流过大（过载、短路等）时自动切断电路，防止设备受损或火灾。传统断路器多为机械式，内部有触点、 弹簧、灭弧装置等机械结构，通过热-磁机制、机械运动实现断开。固态短路器是采用半导体器件（如功率 MOSFET、SiC 开关器件、 IGBT／IGCT 等）和电子/数字控制算法来完成断开电流的功能，具备断开速度极快，可靠性高、寿命长，智能化/数字化控制，无电弧风 险等优势，未来在HVDC供电架构中有望对传统断路器形成替代。
熔断器：一种线路保护开关器件，根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开。熔断器具有良 好的“安秒特性”，大电流出现时按照I2t的反时限保护方式快速完成熔断，在不超限的前提下，电流越大则熔断时间越短。
继电器：主要起控制、保护、调节和传递信息的作用。继电器具有反应外界输入参量的感应机构，对被控电路实现“通”和“断”控制 的执行机构，以及对输入量大小进行比较、判断和转换功能的中间比较机构。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
