AI数据中心供电方案的选择直接影响系统效率、可靠性和运营成本。光大证券研报系统对比了交流UPS、HVDC、巴拿马电源和电能路由器四种供电架构。交流UPS成熟但效率低、结构复杂；HVDC省去逆变环节、可靠性高、成本优；巴拿马电源效率98.5%、占地省50%；电能路由器可连接新能源与储能、满足源网荷储一体化需求。AI算力增长和绿色电力接入需求正推动数据中心供电架构从UPS向HVDC及更先进方案演进。
四类数据中心供电架构全面对比
数据中心供电方案主要分为交流UPS、HVDC、中压直供集成式供电架构（巴拿马电源）和电能路由器（EER）四大类。
交流UPS供电架构：由整流器、逆变器、蓄电池组、静态STS切换开关组成。市电经AC/DC整流→DC/AC逆变双重转换后供电。优点：输出电能品质高、无转换时间。缺点：供电效率低（电能损失严重）、结构复杂维护困难、供电可靠性较差。UPS 2N架构由两套完全独立的UPS系统组成，每套各带50%负载，一套故障时另一套带载全部。
HVDC供电架构：由交流配电模块、整流器、直流配电模块、蓄电池组和监控装置组成。市电经AC/DC整流后直接供电，省去逆变环节。优点：节能、可靠性高、无“零地”电压问题、有利于新能源接入。缺点：对配电开关灭弧性能要求高、换流设备成本较高。240V 2N架构由两套独立直流系统组成。
巴拿马电源系统：将10kV配电、隔离中压变压、模块化不间断电源和输出配电等环节柔性集成。10kV市电经移相变压器降压至400V，再经整流和降压输出240V或336V直流。优点：供电架构极简、电能转换效率高（98.5%）、占地省50%、节省投资40%、可靠性高。缺点：变压器需定制、应用案例较少、技术成熟度待验证。
电能路由器（EER）：电力电子变压器（固态变压器SST），具有电能变换、控制和通信等综合功能。优点：改善电能质量、提高链路效率、缩短供电链路、提高空间利用率，可作为连接光伏/储能等设备的枢纽，满足源网荷储一体化要求。作为新技术，未来有望逐步应用。
四种数据中心供电架构对比| 方案 | 核心原理 | 效率 | 优势 | 劣势 |
|---|
| 交流UPS | AC/DC+DC/AC双重转换 | 较低 | 成熟、无转换时间 | 效率低、结构复杂 |
| HVDC | AC/DC单次转换 | 较高 | 节能、可靠、无零地电压 | 开关灭弧要求高 |
| 巴拿马电源 | 中压直供集成式 | 98.5% | 极简架构、占地省50% | 定制变压器、应用少 |
| 电能路由器 | 电力电子变压器 | 高 | 连接新能源储能、源网荷储 | 新技术待验证 |
巴拿马电源：阿里巴巴联合台达打造的极简供电方案
2019年，台达携手阿里巴巴推出“数据中心巴拿马电源”，将传统数据中心的多个供电环节集成为一个标准化产品。从10kV进线至IT设备仅需3级，远少于传统方案，功率模块效率达98.5%。
巴拿马电源内部结构中，10kV市电经过移相变压器降压至400V，再经整流和降压转换输出240V或336V直流电，最后通过直流输出配电柜为负载供电。蓄电池单独安装，系统容量可根据需求灵活配置。
与HVDC相比，巴拿马电源的主要区别在于：①把常规变压器更换为新型移相变压器；②把AC/DC转换变更为调压整流环节。通过省略中间环节进一步提升系统效率。目前该方案主要由阿里巴巴大规模部署，阿里杭州数据中心和内蒙数据中心均已应用。
电能路由器：连接数据中心与绿色电力的桥梁
电能路由器（EER）是一种具有电能变换、控制和通信等综合功能的电力电子变压器，在某些应用场合也称固态变压器（SST）。它充分结合了电力电子器件和拓扑以及分布式高频变压器，兼备电气隔离、不同电压制式转换、无功补偿等功能。
EER优势：①改善电能质量，提高供配电链路整体效率；②采用完全电力电子变换形式，可完全替代传统工频变压器和低压侧功率变换环节，大大缩短供电链路、提高空间利用率；③作为连接光伏、储能等重要设备的枢纽，满足数据中心源网荷储一体化融合要求。
随着AI算力快速增长所带来的能源挑战日益突出，电能路由器将成为连接数据中心与绿色电力之间的桥梁。AI服务器快速发展叠加双碳战略稳步实施，超大规模数据中心对新能源和储能的吸纳融合将越来越深入，电能路由器在数据中心的应用比例有望逐步提升。
