2025年数据中心末端配电母线联合解决方案白皮书

数据中心末端配电母线联合解决方案白皮书目录前言AI智算引领数据中心末端配电趋势变革1.1 市场需求加速增长1.2 电气容量需求飙升传统的数据中心机房配电架构及的挑战及应对2.1 智能机房配电母线特点2.2 机架配电母线的典型应用场景2.3 智能母线系统逐渐普及2.4 绿色节能及主动运维的需求凸显数据中心机房配电母线的优势3.1 新型数据中心机房配电机构 3.2 新型智能监控机房配电母线方案数据中心机房配电母线分类4.1 固定式机房配电母线4.2 滑轨式机房配电母线结语23415791616344171719232424252随着云计算、大数据以及人工智能等新兴技术的迅猛发展，我国数据中心产业也迎来了高速增长期。当前，数据中心正朝着大规模、高功率密度、绿色低碳、模块化建设等方向演进。在这一趋势下，供配电系统作为核心基础设施，其在经济性、可持续性、灵活部署与高可靠性等方面面临更高要求。传统通过列头柜+电缆进行机房配电的方式，因结构固定、布线复杂、扩展困难等问题，已难以满足现代数据中心的实际需求。为此，以结构更灵活、扩展更便捷的数据中心末端配电母线系统替代传统列头柜+电缆模式，逐渐成为数据中心供配电系统升级的重要路径之一。 西门子始终关注数据中心配电技术的发展，联合突破电气共同编写本白皮书，对数据中心末端配电母线进行了详细分析，提出了一种新型智能监控数据中心末端配电母线的架构，以期更进一步推动智能数据中心末端配电母线的发展和应用。前言Preface本文感谢以下起草单位及人员（排名不分先后）： 突破电气（天津）有限公司：姚燕家 颜辉 余强 李春祺 田兴旺 朱玉涛 杨子豪 西门子（中国）有限公司：陈春雷、陈巧巧、高扬、刘媛、孙雯佳、王云鹏、杨旭、朱小龙 2AI智算引领数据中心末端配电母线趋势变革随着人工智能技术的高速发展，尤其是大模型训练和推理对算力需求的激增，数据中心正经历从传统架构向更高密度、更高功率负载的快速蜕变。相比于传统通算服务器，AI服务器单机柜功率持续大幅度攀升，常规功耗已从传统的10/20kW级跃升至100/130kW 以上，带动机房配电系统同步进行深度变革。市场主流型号GPU服务器算力及功耗数据如下表所示： *而基于Nvidia NVL架构的NVL72单柜容量已经突破130kW，预计到2030年其单机柜容量会达到1MW。服务器HGX A1008*A100 SXM华为Atlas 800T A2配置昇腾910BHGX H1008*H100 SXMHGX B1008*B100 SXMHGX B2008*B200 SXMDGX GB200 NVL72FP16稠密算力(PFLOPS)服务器单体功耗(kW)整机架功耗(kW)2.43814181806.55.610.210.214.3不适用约26约22约40约40约60约1301在此背景下，末端配电母线系统作为数据中心配电的关键组件，呈现以下市场和技术演变趋势3在AI浪潮来临之前，数据中心机房母线市场规模目前全球容量2023年约6亿美元，随着AI大模型应用如ChatGPT的流行，这个数字在2024年爆发增长到25亿美元，并预计在2030年超过100亿美元。随着AI服务器的容量上升，单机柜容量快速上升，传统400A、630A精密配电柜系统难以满足AI机柜需求，目前800A、1250A的机房母线成为AI 数据中心的主流方案；以400A精密配电柜系统为例，应用于通用算力时代可以支持34台单机柜8kW的供电需求，而面对AI智能算力的需求，如果单机柜达到50kW，只能支持5台机柜AI集群的部署。而采用1250A电流等级的数据中心末端配电母线，其最大载流可支持单路约866kW的电力输送（以400V三相核算），则可以充分满足智算中心高密度机柜的电力负荷需求，单机柜50kW情况下，可以支持单列17台机柜组成冷热通道。 下图以50kW机柜负载为例，分别体现了400A及1250A所能支持的AI集群最大机柜数1.1 市场需求增加1.2 电气容量需求飙升4传统数据中心末端配电架构的挑战及应对 2在传统数据中心配电体系中，主进线经变压器与UPS后接入列头柜，再分配至各IT机柜，通常每柜配置双路电源以实现冗余，布线多通过底部架空地板或顶部线缆桥架部署。随着数据中心功率密度持续攀升，供配电系统面临多重挑战。首先是可靠性要求显著提高：当前机柜功率已从10kW、15kW提升至20kW、50kW，部分应用场景甚至突破100kW，传统电缆在长时间高负载运行下的安全风险持续加剧。其次在 IT 设备迭代周期不断缩短的前提下，系统灵活性不足：回路调整难以主路不断电状态下灵活实施；同时，双路电源配置与加粗电缆占用大量布线空间，既影响制冷效率，也增加了后期维护难度。再次，传统电缆方案材料消耗大，废旧电缆回收处理困难，碳排放与环境压力大。而母线配电系统结构紧凑，材料用量低，具备较高的可拆卸与循环利用价值，符合数据中心绿色建设与碳中和发展趋势，为企业实现可持续发展目标提供支持。母线系统传统系统5此外，部署周期难以满足快速上线需求：互联网行业对数据中心快速上线的需求越来越迫切，传统配电方式因施工流程复杂，难以适配模块化、工厂预制的部署趋势。最后，空间利用率偏低：列头柜占用机柜位，在空间资源紧张的场景下，无法适适应高密度建设需求。在此背景下，机房配电母线作为更高效、灵活的替代方案，正逐步成为行业主流选择。传统数据中心配电架构在功率密度攀升的行业趋势下，其可靠性不足、灵活性欠缺、运维复杂、部署迟缓以及耗材多、难回收、碳排放高和空间浪费等问题日益凸显，已成为制约数据中心（特别是 AI 智算中心）高效发展的关键瓶颈。针对这些痛点，数据中心智能末端配电母线作为创新型配电解决方案，以全新的设计理念和技术特性形成了系统性的解决方案与突破性优势。DAYS母线系统工期DAYS传统系统工期3062.1 数据中心末端配电母线特点数据中心末端配电母线是基于模块化设计的新型配电系统，通过整合电力传输、智能监测与灵活扩展功能，实现数据中心供配电体系的高效升级。采用数据中心末端配电母线方式由于省去了列头柜，原列头柜的位置可增加配置1个IT机柜。一般每20个左右IT机柜配置1台强电列头柜，去掉列头柜后可增加1/20左右的IT机柜数量，按一个机房1000个机柜为例，原需要50个列头柜，采用数据中心末端配电母线后机房IT机柜可达1050个，每个机柜租赁费预计5万元/年计算，每年可增加收入250万元，在城市核心节点机房等空间溢价较高的场景中，收益提升更为显著。2.1.1 空间利用率提升数据中心智能末端配电母线采用模块化结构，安装灵活性高，可预布于所有机柜顶部，实现即插即用；插接箱支持在线插拔，便于负载动态调整与系统扩容。与传统电缆部署相比，安装工期可缩短为之前的 25%，能满足分阶段建设与投资需求，有效提升建设效率与用电精度。在 AI 服务器算力快速攀升的背景下，AI 数据中心需快速完成基础设施建设以匹配设备部署节奏。滑轨式母线的灵活部署特性，可精准响应客户实时变化的需求。2.1.2 快速部署与弹性扩展能力突出适用母线配置方案，省去列头柜占用空间增加计算机柜数量，提升空间利用率7滑轨式母线已在大型数据中心得到广泛应用，由始端箱、