|
本报记者 贺王娟
随着AIDC（人工智能数据中心）向更高功率密度、更快建设节奏演进，供电系统正面临新的架构挑战。固态变压器（SST）作为新型供电技术路线之一，正在从技术研发和样机展示走向工程验证。
近日，在上海举办的一场以算电协同为主题的国际交流展上，北京四方继保自动化股份有限公司（以下简称“四方股份”）旗下北京四方数智能源科技有限公司（以下简称“四方数智”）AIDC解决方案总监陈志远对《证券日报》记者表示，不同于以往在数据中心展或新能源展中的配合地位，这一次SST正式走向台前，并备受关注。四方股份于今年正式成立四方数智，以SST产品为核心切入新的供电市场。
10月28日，《证券日报》记者走进四方股份进行现场调研，探索这家老牌电力设备企业将如何以新技术能力把握SST产业市场机遇。
技术积累深厚
SST也被称为电力电子变压器。与传统依靠电磁感应原理工作的工频变压器不同，SST以电力电子器件为核心，通过高频变换实现电压等级转换和交直流形态变换。它的价值不只在于替代某一台设备，更在于为供电系统架构调整提供新的更具优势的选择。
“传统算力中心的供电链路包含多个电压等级和交直流变换环节。”陈志远向《证券日报》记者表示，典型方案中，中压交流电进入数据中心后，经过变压、UPS（不间断电源）及后续配电环节，再由服务器电源完成多级转换，最终满足芯片供电要求。随着机柜功率持续提升，传统供电架构在设备数量、空间布局、转换环节和建设周期等方面都面临着新的挑战。
SST的一个重要技术方向，是将中压交流直接变换为适配高功率机柜的直流电压，从而减少部分中间变换环节。陈志远以面向下一代高功率机柜的800伏直流供电架构为例介绍，在系统方案匹配的前提下，SST有望简化供电链路、提高空间利用率，并减少部分设备和连接环节。“将所有问题集中到SST一台设备上解决，意味着SST能交付，项目就能交付。同时，系统效率相比传统方案可提升3%至5%，占地面积也比传统方案节省50%以上。”
这一技术路线从实验室概念走向产业焦点，催化剂来自AIDC建设热潮。同时，有龙头企业明确将SST定位为数据中心的终极供电解决方案。在此背景下，今年上半年，包括四方股份在内的多家电力设备企业相继推出SST产品；四方股份还专门成立子公司四方数智，负责SST产业化落地。
谈及四方数智成立的核心，四方股份相关负责人告诉记者，四方数智聚焦全球最热的AI数据中心架构变革，不过目前该公司主要精力还放在推动SST从实验室走向工程、从定制化产品走向批量化标准产品上。
“这种工程化思路需要具备深厚的技术积累，四方股份在SST领域的积累并非始于今年。”上述负责人表示，四方股份自2015年起参与两网（国家电网、南方电网）新型电力电子装备研制，在直流输电和直流配网领域落地了大量项目。该公司对电力电子变压器、电能路由器等上一代产品的布局，也为当前数智固态变压器1.0的发布即量产沉淀了完整的技术链条和工程经验。
算电协同对产品提出考验
记者注意到，尽管SST市场热度持续升温，今年上半年多家企业集中发布产品后，后续跟进者却并不多见。
“技术门槛决定了SST赛道参与者不会太多。”陈志远认为，SST涉及高频隔离磁性元件、宽禁带半导体器件、电力电子拓扑、控制保护、热管理和系统协同等多个环节，需要在功率密度、效率、可靠性、成本和可制造性之间取得平衡，是一项系统级工程。
“真正的门槛，不是把各个技术模块分别做出来，而是把它们整合成能够长期稳定运行、便于维护并且可以批量生产的产品。”陈志远表示，相关产品的研发周期会受到企业已有技术基础、目标功率等级、产品架构和认证范围等因素影响，因此不同企业的进度可能存在较大差异。
在陈志远看来，SST产业化需要跨越多个阶段：第一个阶段，完成样机和关键功能验证；第二个阶段，开展系统级测试、可靠性验证以及目标市场所需的认证；第三个阶段，进入客户现场测试和小批量交付；第四个阶段，根据运行数据、供应链能力和制造一致性，逐步扩大交付规模。“各阶段的判断应以实际测试结果、认证进展、客户验证和交付记录为依据，而不能仅以产品发布或项目意向衡量。”
从测试周期来看，以北美地区为例，UL（美国保险商试验所）认证需要3个月至5个月，且须一次性通过全部内容，客户现场跑数据测试还需要3个月至6个月，两部分可以并行推进，整体验证周期在半年左右。这意味着明年二季度交付的产品，真正投入项目使用要到明年年底前后。
“SST实现规模化应用，行业普遍的判断是在2028年。”陈志远表示，这一时间表与市场需求节奏完全适配。预计英伟达2027年年初发布兆瓦级或600千瓦机柜并实现批量交付后，传统方案和第一级、第二级直流化改造方案将难以支撑如此高功率的机柜供电，届时SST的刚性需求才会真正释放。
SST在国内的应用也在并行推进。四方股份相关技术人员告诉记者，北美市场的驱动力来自使用端刚需，即数据中心建设速度快，设备制造业跟不上，交付周期过长成为突出痛点，而SST可以大幅缩短项目周期。
国内市场的逻辑不同，更多来自新能源大规模发展背景下，算力与能源侧强耦合的需求，绿电直连、算电协同等政策方向为SST提供了另一条发展路径。“两个市场都是公司重点推进的方向。”上述技术人员表示。
“国内绿电直连和算电协同项目动辄百兆瓦甚至吉瓦级，考验的是几十台甚至几百台SST能否保持协调运行，对控制策略、动态响应、功率分配和保护配合提出更高要求。”上述技术人员表示，如果设备之间的响应特性不一致，可能引发环流、效率下降或出现保护动作等问题。因此，系统级仿真、硬件在环测试、并联系统验证和现场运行数据，是评估SST能否大规模应用的重要依据。
应用边界将持续拓宽
AIDC供电是SST当前最受关注的应用场景，但在陈志远看来，考虑更长的时间尺度，新型配电系统升级也可能形成广阔的应用空间。“未来5年到10年，随着分布式新能源、储能、充电设施和可调节负荷增加，配电网正逐步呈现电源与负荷双向互动、交直流设备并存等特征。SST的多端口、多电压等级和交直流变换能力，为部分复杂场景提供了新的技术路线选择。”
SST在光储充的应用是另一个值得关注的场景。陈志远表示，几个头部企业相继发布的兆瓦级闪充，其对供电系统的功率变换效率、设备占地、功率调节和电网适应等能力提出了更高要求。SST能够减少部分中间变换环节，并与直流母线、储能和充电设备进行系统集成。在多种优势的叠加下，相比传统方案，SST的经济性具有显著优势。
在光伏、风电和储能协同场景中，SST可根据系统设计承担电压变换、交直流转换及多端口能量管理等功能。例如，在适配的直流架构中，光伏、储能电池和直流负载可以通过直流母线进行能量交互，减少部分转换环节。微电网同样是SST的重要应用方向，传统微电网需配置多级变流、变压设备，接入交直流源荷及多电压等级时，存在环节多、占地大、协同复杂等问题，控制指令还需逐级传递，而SST在交直流融合场景中具有独特优势。陈志远认为，随着技术成熟和成本下降，SST应用边界会持续拓宽。
上述技术人员表示，从整体来看，国内SST产业链上的企业在高频隔离变压器、控制系统及整机集成等方面持续进步，部分环节已具备较强的国产供应能力。虽然碳化硅等功率半导体器件仍需综合考虑性能、成本、供货周期和长期可靠性，但随着国内半导体产业的蓬勃发展，预计相关器件的国产化指日可待。
从2015年切入直流配网技术研发，到今年成立四方数智推出数智固态变压器1.0产品，再到锚定明年小批量交付到规模化应用，四方股份在SST赛道上的节奏清晰。该公司上述相关负责人向记者表示，公司十分注重技术研发投入，并长期秉持以技术推动市场的理念，SST正是这一理念在新赛道上的延续。
海量资讯、精准解读，尽在新浪财经APP
责任编辑：江钰涵
卓信宝提示：文章来自网络，不代表本站观点。
