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台达张彦和:800V直流供电架构,算力运维的“破局者”与“节能键”

2025-12-17   

中国电源产业网

导语:2025年11月21日,台达参与主编的《数据中心800V直流供电技术白皮书》2.0发布, 标志着800V直流供电架构从“技术理论”正式走向“落地实操”。

“未来10年算力将激增10万倍,但1MW机柜要耗200公斤铜,传统供电链路效率还不足90%”——当AI大模型的训练任务需要1025FLOPS算力,当自动驾驶数据处理需求连番暴涨,数据中心的电力架构正在经历“极限考验”。电力,已成为制约算力释放的“硬通货”,如何打破?

2025年11月21日,台达参与主编的《数据中心800V直流供电技术白皮书》2.0(以下简称:白皮书)发布, 标志着800V直流供电架构从“技术理论”正式走向“落地实操”。

值此之际,数据中心运维管理主编王娟专访了白皮书的主要编写人,台达-中达电通资通讯基础设施事业部技术支援部总监张彦和,从技术突破、落地路径到行业趋势,深度解析台达800V直流供电架构,如何以 “SST固态变压器”、“从电网到芯片全链路供电解决方案”、“93%全栈能效”等创新,破解运维四大难题,为算力时代筑牢电力底座。

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台达-中达电通资通讯基础设施事业部技术支援部总监 张彦和

● 算力狂奔背后的运维痛点:传统供电架构的四大“桎梏”

AI时代算力已进入指数级爆发阶段,华为于近期发布的《智能世界2035》白皮书指出, 2035年全社会算力需求将比2025年增长10万倍。英伟达CEO黄仁勋不止一次提到推理算力将迎来百万倍,乃至十亿倍的增长。面对王娟关于“算力与电力关系”的提问,张彦和进一步解释:“算力、电力、制冷紧密绑定,未来制约行业的‘硬通货’是电力,供电架构能否适配,直接决定数据中心算力承载上限。这也是台达聚焦800V直流供电架构的核心原因。”

传统交流供电架构给数据中心算力升级带来四大“桎梏”:

其一,链路损耗:电网到芯片需经6级转换,每级损耗 1%~5%,全链路效率在85%~88%,高算力场景损耗将随电流增大呈指数级增长;

其二,用铜与布局:大电流传输使 1 MW机柜用铜量达200 公斤,推高成本且挤占机房空间;

其三,难以适应负载波动:AI 算力负载波动范围可达30%~160%,导致电压不稳,可能会影响负载工作,甚至经电源设备上传到电网;

其四,灰白区空间失衡:随着机柜功率密度增加,传统供电与制冷系统的占地面积可能会达到IT 设备占地面积的几十倍。

800V直流供电的关键突破是:以“SST固态变压器”为核心重构供电链路,实现“转换级数优化”。SST固态变压器实现10-35kV中压交流电“一步转成800V直流”,替代之前的3级转换。张彦和解释:“SST通过第三代半导体器件进行电压调节和隔离,频率达到几百kHz,其输入功率因数大于0.99,输入电流总谐波小于3%。与传统的交流供电系统相比,占地面积仅为原来的1/3~1/5, 用铜量减少70%,效率提升到98.5%,链路故障率也会大幅降低。” 

台达提供的GPU板卡电源可直接接受800V直流,所以还可以节省掉一级PSU转换,电网到芯片由之前的6级转换减少到3级转换,链路效率由之前的85%~88%提升到93%以上。对运维而言,1个10兆瓦的数据中心每年可以减少400万~700万度的电力损耗,显著降低了能耗与成本。

● 落地保障:《数据中心800V直流供电技术白皮书》2.0的全场景实操价值

如果说《数据中心800V直流供电技术白皮书》1.0侧重于SST 技术的单点突破,那么升级迭代的 2.0版则成为全场景落地指南。张彦和介绍其三大核心升级,这与2.0白皮书提出的“全系统适配”理念高度契合:

一、打破“仅靠SST实现800V”的认知,提供传统高压直流HVDC、巴拿马电源DC UPS(台达与阿里巴巴联合开发的一体化直流电源),以及固态变压器SST等多种实现路径;

二、覆盖IT服务器、空调、照明、消防、监控等全系统设备,给出短期适配与长期规划思路,提供“系统兼容”方案;

三、拆解保护机制、接地设计,以及直流电缆、直流母线等关键材料和技术细节,涵盖新能源接入、储能匹配等实操内容。“2.0白皮书的价值在于可落地”张彦和强调,“它让运维管理者可以根据机房现状制定不同的升级方案,这是台达推动技术普及的核心初衷。”

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稳定护航:多重防护破解负载波动痛点

当谈到算力可靠,必然关注AI带来的负载波动困扰。台达800V直流架构设计“多重防护体系”,可以根据不同的需求进行选用:第一是超级电容防护,可部署于IT机柜或者就近的电源柜内,毫秒级响应平抑短时间电压波动;第二是PSU电源模块防护,内置大容量电容,实现几十毫秒电压续流,保障电网中断时芯片不宕机;第三是飞轮储能防护,用于800V电源侧,可实现毫秒、秒,至数分钟的电压波动续流; 第四是电池组,通过蓄电池的充放电来平抑电压波动及更长时间的续流。如通过前面三种方式的某一种与电池组配合可以形成一个短、长期搭配的最佳匹配,既能平抑电压波动又能保证电池组不会因为频繁充放电而影响寿命。

上述几种平抑电压波动的方案适用于传统的高压直流HVDC或者巴拿马电源DC UPS,对于SST设备,因为它本身具有快速响应的特性,可以不配置电压波动抑制装置,只配置飞轮或者电池组满足停电后的续流要求即可,这也是SST电源的另一项优势。

当前很多智算服务器还只能接受48V直流电,无法将800V直流直接接入,对此台达可以提供800V转48V的PSU电源架,单个模块18kW,1U机柜空间可以提供108kW的电力。它可以放置在IT机柜内,也可以放置在IT机柜旁边的电源柜内。张彦和表示:“这些设计既可以提供电源转换,满足当前在用的服务器供电需求,也可以抑制GPU负载的电压波动,保障系统的稳定运行,减少运维人员的工作量。”

● 运维实践与未来趋势:循序渐进的技术升级路径

技术价值需经实践验证。目前,800V直流供电架构的核心设备——SST固态变压器,台达已经在充电桩、高耗能制造业、国家重点实验室等场景运行数年。数据中心领域也进展迅速,海外有多家智算用户及互联网公司已经在试点应用。英伟达计划在2026年正式使用,2027年普及使用。国内的互联网公司也已启动试点,台达与秦淮、美团在CDCC大会上联合发布的800V SST应用案例就是其中之一。

展望未来3年,张彦和从台达的市场实践出发,预判800V直流供电将呈现“海外先行、国内稳进”格局。海外方面,因为GPU芯片发展快速,单机柜功率快速增长,高压直流供电架构势在必行,2027年将会大量应用。但是英伟达、Meta、Google、AWS、Microsoft等公司采用的电压可能不同,有的800V,有的±400V。台达SST设备的输出电压范围DC200~1000V,并且可以同时输出两种不同的电压,所以完全满足各用户的不同需求。

在国内,因为受到芯片发展制约,采用多节点方式来满足算力增长需求,单机柜功率增长没那么快,所以采用800V直流供电的急迫性没有那么强。但是,从技术和标准方面国内不会落后,各层级都在积极推进。从行业应用来看,各大互联网公司也在积极探索或试用高压直流供电架构,以便抢占市场先机,收获技术红利,为国内或者出海项目做准备。

与海外不同,国内有良好的直流供电基础,高压直流HVDC、巴拿马电源DC UPS、SST都可以作为相应的选项,电压也不一定是800V,400V或者±400V也可以选用。比如台达与阿里合作的项目中就有通过巴拿马电源(DC UPS)2.0架构实现400V直流电压输出,后续如果需要800V还可以通过两路400V串接来实现。

对运维管理者,张彦和建议:“不一定一步到位,一切根据需要来,不同用途不同功率密度的数据中心可以采用不同的供电架构。UPS、HVDC、DC UPS、SST都是可选设备,AC380V、DC800V、DC400V或者±400V也都可以考虑。就当前来说,SST因为具备不同的输出电压,同时又具有体积小、效率高、链路简单等优势,可以作为优先选项。”

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● 绿电适配:探索可持续AI 实现能源成本优化

国内绿色能源发展迅速,新能源消纳问题需要解决,国家鼓励甚至强制新建数据中心接入新能源系统。

800V直流供电系统更适合接入新能源,像光伏、储能等系统本身就是直流,接入系统不需要经过逆变转换,同时,直流系统不受谐波、功率因素限制,传输也没有集肤效应,可提升绿电利用率,降低运营成本。

张彦和补充:“随着直流设备普及,数据中心将形成全直流生态,在智算园区或者数据中心建成智能微电网,高压直流传输,接入光伏、氢能、储能等新能源,余热、余冷等回收利用,这比传统交流系统具有明显优势。”

● 结语:电力革新引领运维升级,共筑算力时代新底座

从传统架构的低效损耗到800V直流的93%能效,从绿电消纳难题到全直流生态衔接,台达800V直流供电技术既破解了当前运维痛点,更重塑了运维理念——以技术创新为支撑,以可持续发展为目标,推动数据中心从“高耗能设施”转型为“高效绿色枢纽”。此次与张彦和总监的对话清晰展现:数据中心运维正从“被动应对”走向“主动引领” 

在算力需求指数级增长的时代,800V直流供电不仅是电力架构的革新,更是运维行业高质量发展的“加速器”。在“双碳”目标与数字经济发展的双重驱动下,未来随着技术迭代与生态完善,800V直流供电将成为AI数据中心的标配,不仅是台达的技术突破,更是数据中心行业实现“降本增效、绿色转型”的共性选择,为数字经济高质量发展筑牢稳定、高效、绿色的电力底座。(来源:数据中心运维管理)


编辑:中国电源产业网

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