面向未来超大型数据中心供电系统的技术革新:安靠智电GIL与智慧模块化变电站的协同价值

8月8日,OpenAI发布GPT-5大模型,在编程、Agent、上下文理解等各项能力上获得大幅提升,全面领先大模型市场。随之而来的,将是一场新的大模型“军备竞赛”,AI基建投资将再次跃进。据国际能源署统计,自2017年以来,数据中心电力需求以年均12%的速度增长,远超全球电力需求的总体增速。2024年,全球数据中心消耗约415TWh电力,占全球用电量的1.5%。随着AI大模型及应用场景的不断增加,训练和推理任务将激增,预计到2030年,全球数据中心的电力消耗将增加一倍以上,达到约945TWh,相当于日本全年用电量,占全球电力消耗总量近3%。在AI基建浪潮中,国内哪些企业将有领先优势?记者最近调研了安靠智电,探寻这家企业在AI 基建浪潮中的深度思考和前瞻布局。

基于AI算力的爆发性需求,英伟达GB200、GB300、Rubin,华为昇腾CloudMatrix 384等新一代AI服务器在数据中心中将成为主流,未来数据中心的容量规模将呈现指数级增长,单集群大于100MW的超算中心将越来越常见,例如Oracle的"星门"数据中心一期容量将达到200MW,理论峰值1.45GW。对于超大规模数据中心,自建110kV以上变电站、采用更大容量方式进线是解决大电力容量需求,是实现高等级可靠性(Tier IV)、降低长距离配电损耗、优化空间利用和长期综合成本的必然选择。通过将高压电引入负荷中心,避免了依赖大量低电压等级线路带来的容量瓶颈、高损耗、低可靠性和复杂性问题,为数据中心提供了强大、高效、灵活且面向未来的电力基础设施核心。

具体来说,以Oracle的"星门"项目为例,其用电量相当于一个中型城市,如果以220kV电缆进线(最大载流量2500A),实际工程设计需8回路电缆并联才能满足1.45GW需求(考虑电力系统N-1冗余要求、多回路并联载流量修正、GPU集群功率尖峰),如果用220kV GIL(最大载流量6000-8000A)仅需2回。可靠性方面,Tier IV数据中心要求99.995%可用性(年宕机<26分钟),电缆故障率约0.5次/百公里年,GIL为0.02次,可靠性提升25倍,同时GIL因全绝缘封闭结构在潮湿腐蚀、异物搭界、动物啃咬方面具有天然优势。最关键的能耗层面,1GW数据中心年电费超50亿元(0.6元/度,负载率按50%保守计算),GIL输电损耗<0.1%/km(电缆约0.3-0.5%),年省电费1.5亿元(从变电站到IT负载中心的平均距离按30km路径,仅计算高压侧输电损耗约37.3%)。若再考虑电磁兼容性(GIL金属外壳形成天然法拉第笼,避免干扰机房精密设备)、部署环境(垂直敷设、抗震设计、防火安全)和与液冷系统的协同优化(高功率机柜液冷是刚性需求,GIL敷设可集成液冷通路,共享液冷基础设施降低20%散热成本)。因此,在英伟达Rubin、华为昇腾CloudMatrix 384等推动单数据中心负载突破GW级的未来,GIL将从“可选方案”升级为超大数据中心高压配电的基准配置,成为支撑AI算力革命的隐形基础设施。

另一方面,未来数据中心自建变电站在满足高密度算力需求的同时,配置独立冗余线路和多级保护装置,可以消除电网依赖。市政电网扩容需支付高额接入费(如110kV变电站扩容费超500万元),自建变电站可分期投资,匹配数据中心扩展节奏,若采用绿电直连模式可大幅度降低数据中心长期运营成本和日常电费开支。公共变电站建设周期通常需2-3年,而自建变电站通过模块化施工可缩短至6-8个月,加速数据中心投产。若采用安靠智电的智慧模块化变电站替代传统变电站建设方案,占地减少70%,建设周期缩短50%,全生命周期建设成本下降30%,可实现整站的全绝缘、高抗震、免维护,增加供电的可靠性。

安靠智电董秘贾云介绍,2023年5月公司行业首创的以“开变一体机”为核心的智慧模块化产品已经成功应用于腾讯仪征东升云计算数据中心项目,高压220kV进线和低压10kV出线均采用GIL,在数据中心行业首次实现10kV单相GIL与变压器、开关柜直连,最大电流8000A,采用全绝缘中性点成套装置,裸露带电体全封闭,实现了整站的全绝缘,占地面积减少50%,施工周期缩短70%,采用分期租赁方式获得了腾讯的高度认可。近期,安靠智电又中标青海海东绿算产业园110kV变电站项目,该项目总投资35亿元,建设用于大模型训练和推理的绿色智算中心,总算力20000P,PUE值1.19,是青海省践行建设“算电协同”发展试点省份的先行标杆项目。

未来,AI驱动的超大规模数据中心将普遍采用自建变电站、采用更大容量方式进线解决高功率、高密度、高效率、高可靠性的供电需求,安靠智电以其独有的GIL和智慧模块化变电站组合技术,将成为面向未来超大型数据中心供电系统的重要技术革新。

编辑:gloria
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