受益北美电力需求：固态变压器（SST）厂商梳理

前言：近日，微软首席执行官Satya Nadella表示，尽量算力需求高涨，但因数据中心供电和空间不足，导致大量GPU闲置。

一. 变压器概览

变压器是一种利用电磁感应原理实现电能转换的电气设备，核心功能包括电压变换、电气隔离、阻抗匹配等。

其核心部件为铁芯（磁路通道）、绕组（承载电流），通过改变线圈匝数比调整电压等级。

相应等级变压器：低压（≤1kV）、中压（10-35kV）、高压（110-220kV）、超高压（220kV-1000kV）、特高压（≥1000kV）。

1.1 按使用场景分类

（1）电力变压器：用于主干电网输电环节，如发电站、输电变电站。

（2）配电变压器：用于低压终端配电环节，如箱式变电站。

1.2 按冷却方式分类

（1）干式变压器：空气散热，散热性能弱；绝缘介质为环氧树脂，难燃阻燃，安全性能好，一般用于室内。

（2）油浸式变压器：绝缘油冷却，散热性能好，但安全性较差，一般安装在独立变压室或室外。

二. 发展趋势

数据中心传统供配电架构：外部电网接入→高压配电柜→变压器→低压配电柜→UPS→列头柜→IT负载。

演进趋势（减少中间转换损耗）：中高压直流HVDC（800V/巴拿马电源）、固态变压器（SST）。

当前，英伟达、谷歌、微软的新一代DC架构中，均明确了SST应用趋势。

三. 固态变压器概览

固态变压器（SST）是一种基于电力电子变换和高频电磁耦合技术的新型电能转换设备。

（1）主要区别：传统变压器采用铁芯线圈结构，SST采用半导体器件和高频开关技术。

（2）工作流程：交流输入（如10kV AC）→SST→直流输出（如800V DC）。

3.1 组成结构

（1）电力电子变换器：实现电压双向变换（AC/DC、DC/AC），采用功率器件（如IGBT、SiC MOSFET）。

（2）高频变压器：实现电气隔离、电压变换（DC/DC），采用非晶纳米晶合金磁芯。

3.2 核心优势

（1）效率高：98%-98.5%，优于HVDC的95%-96%，巴拿马电源的97%-97.5%。

（2）节省空间：省去中压配电柜和工频变压器等降压环节。

（3）集成度高：集成变压、整流、隔离、稳压，简化供电链路。

（4）高扩展性：兼容交直流混合系统，适配光伏、储能等绿电接入。

四. 市场格局

SST目前处于样机研发和测试阶段，海外厂商包括西门子、伊顿、台达、纳微、维谛。

国内布局厂商：

（1）整机：金盘科技（对接谷歌、微软、英伟达）、四方股份、阳光电源、中国西电、特变电工。

（2）高频变压器（核心组件）：新特电气（维谛合作）、京泉华（伊顿独供）。