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数据中心

800V直流供电技术白皮书(1.0)

WhitePaperon800VDCPowerSupplyTechnologyforDataCenters

2025年8月

数据中心800V直流供电技术白皮书(1.0)

前言

在全球数字化进程加速的背景下，算力已成为推动社会经济发展的核心驱动力。以人工智能、云计算、物联网为代表的新一代信息技术，正在驱动数据中心从传统的“通算”向“智算”和“超算”演进。然而，随着单机柜功率从6kW向600kW甚至更高功率迈进，传统的交流供电在系统效率、空间占用、新能源整合等方面的局限性日益凸显。在此背景下，直流供电系统凭借其高度的可控性、灵活性、高效能和环境友好性，成为数据中心能源架构革新的一项选择。以固态变压器为关键转换设备的800V直流供电系统通过减少交直流变换环节和提升电压等级，有效降低了供电传输损耗及用铜量，提升了系统端到端的整体运行效率，并大幅节省空间占用，其技术经济性和电压适配性得到很好地呈现。

本白皮书聚焦于数据中心技术及供配电系统架构的演进趋势，对数据中心直流供电系统发展历程、工作原理和关键技术等方面进行了详细的梳理，希望通过对直流供电系统从理论到实践的深度解析，进一步促进数据中心直流供电技术的发展。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

数据中心800V直流供电技术白皮书(1.0)

目录

1引言 1

2术语和缩略语 2

3数据中心供电系统的发展历程和技术演进 3

3.1数据中心交流供电系统 3

3.2直流供电的兴起 4

3.3国外发展现状 6

4800V直流供电系统的工作原理和关键技术 8

4.1800V直流供电系统架构研究 8

4.2800V直流供电系统的优势 10

4.3关键设备：SST(固态变压器) 13

4.4关键设备：末端转换设备 17

4.5保护器件 18

4.6直流接地系统 20

4.7负荷适配性研究 22

4.8蓄电池接入 25

5未来展望与思考 26

5.1固态变压器的局限性与挑战 26

5.2关于直流母线 27

5.3交流用户何时切入直流供电系统 27

5.4未来发展 27

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数据中心800V直流供电技术白皮书(1.0)

1引言

随着AIGC技术的迅速发展，全球各行各业正经历着从传统模式向数字化、智能化的深刻转型，这导致数据中心的数据量呈指数级增长，对数据处理能力和计算速度提出了更高要求。CPU/GPU芯片功耗随着算力提高也大幅提升，过去5年，CPU功耗从130W提升至500W,GPU功耗从250W提升至1200W,进而导致单机柜功率持续大幅提升。面向下一代AI芯片与计算架构，单机柜的功率会很快提升到数百千瓦，甚至突破1MW。功率容量及功率密度的大幅提升使数据中心的电力损耗、用铜量、机房区占比都受到极大的挑战，传统的供电系统将很难满足需求。

随着电力电子技术的快速发展，DC800V柔性直流供电成为数据中心供电系统的重要发展方向，可有效支撑数据中心供配电系统向高效率、高功率密度、低占地面积和智能化控制过渡，并可兼容新能源接入。

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2术语和缩略语

下列术语和缩略语适用于本白皮书。

AIGC:人工智能生成内容(ArtificialIntelligence-GeneratedContent)

BBU:电池备用单元(BatteryBackupUnit)

CapShelf:超级电容架(SuperCapacitorShelf)

CPU:中央处理器(CentralProcessingUnit),是计算机系统的核心组件，主要负责执行指令、处理数据、协调计算机各部件工作等关键任务。

GPU:图形处理器(GraphicsProcessingUnit),是一种专门用于处理图形渲染和大规模并行计算任务的硬件组件。

HVDC:高压直流(HighVoltageDirectCurrent),通信和数据中心使用的HVDC通常指标称电压在1500V以内的直流电压。

ICT:信息与通信技术(Infor