1、证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明01证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明2025年2月23日AIDC系列(二):电能质量数据中心的必备“维生素”民生电新 邓永康/许浚哲证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明核心要点数据中心对供电稳定性的要求极为严苛。数据中心电能质量问题可能导致停机、数据损坏、硬件故障以及维护成本增加,造成业主损失。常见的电能质量症结有无功功率、谐波、三相不平衡。APF、SVG是电能治理的关键设备。APF(有源谐波滤波器):主要针对用电系统中的谐波、无功功率,以及三相不平衡问题做治理,实时检测电网中的谐波,通过变流器产生反相补偿电流,动态滤除电网中的谐波。SVG(
2、静止无功发生器):是无功补偿技术代表,实时动态补偿,可以补偿感性无功功率和无功功率的容差,并且不会发生过充、欠充,可以稳定系统电压。数据中心常规的电能质量解决方案是有源电力滤波器APF和静止无功发生器SVG的组合使用。25年全球数据中心电能质量市场空间预计为60亿元。测算条件:1、考虑1.3的PUE;2、假设2N供电架构,变压器负载率为50%;3、假设电能治理配比为变压器容量的30%;4、假设电能质量设备全球均价为500元/kw。结论:24/25/26年全球电能质量市场空间达到48/60/76亿元。国内竞争格局目前是内资主导。数据中心对用电质量较其他行业更为严苛,对低压电能质量产品的性能安全稳
3、定要求更高,用户更多从产品品质、可靠性、性价比等方面对低压电能质量产品进行选择。第一梯队是盛弘股份、艾临科、台达、英博电气,第二梯队是ABB、西安爱科赛博、诺企、库柏、埃特罗斯等企业。技术方向上,进阶的SiC基低压电能质量产品性能更优,未来基于SiC基功率器件的SVG和APF可能会来开企业之间的差距。长远来看,数据中心影响电网也需要更多的电能治理。1)数据中心的大规模建设给电网带来压力,海外尤其明显;2)未来多种新能源接入数据中心也会将谐波和无功带入电网系统;3)数据中心能效规范推动,带来的改造需求也将拉动电能质量设备用量。投资建议:数据中心下游CAPEX起量,电能质量细分下游有望迎来高速增长
4、,建议关注涉及相关电能质量领域的优质电力电子公司。相关标的梳理:盛弘股份、爱科赛博、上能电气风险提示:下游资本开支不及预期、行业竞争加剧风险、技术替代风险。1证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明APF、SVG是电能治理的关键设备02数据中心电能质量的市场空间&竞争格局03数据中心用电治理的必要性01投资建议042相关标的:盛弘股份、爱科赛博、上能电气05风险提示06证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告数据中心用电治理的必要性01.3证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明4数据中心电能质量症结:无功功率、谐波、三相不平衡1.1数据中心对供电稳定性的要求极为严苛。配电系统作为
5、数据中心的心脏和大动脉,时刻承载着保障业务安全稳定运行的使命,而配电系统的安全、高效、节能与电能质量的好坏有极大的关系。根据Uptime Institute,电能质量问题约占数据中心所有停机事故原因的33%。此外,电能质量问题还可能导致数据损坏、硬件故障以及维护成本增加。随着数据中心对可再生能源的依赖增加,电能质量治理成为保障新能源稳定接入的关键,绿电必须进行精准的无功和谐波处理。目前影响数据中心电能质量的因素主要包括三个方面:无功功率、谐波、三相不平衡。01数据中心存在大量的容性负载和感性负载,空调、高频UPS 和 HVDC等均为容性设备,运行时发出容性无功功率返送给高压系统,增加线路损耗,
6、当备用电源启用,容性无功还可能造成油机内部电抗产生电压谐振潜在风险,出现过电压,降低励磁电势,使发电机运行不稳定,容易导致并机崩溃。无功功率02由于数据中心低压配电网中,除了有三相负载,也存在大量的单相负载,因此会产生三相不平衡,不平衡负载长期运行会增大线路及变压器的损耗、严重影响电力设备的安全稳定运行。三相不平衡03数据中心存在大量的整流、逆变等非线性负载,负载由于采用变频节能技术,运行时均会产生谐波,谐波不仅污染电源网络,设备自身也会受污染。谐波图表:数据中心机房无功及谐波现状资料来源:数据中心电能质量治理探讨戚大臣等,数据中心配电系统无功补偿及谐波治理的研究张慧玲等,民生证券研究院 图表