一、SST固态变压器新型智能化电能转换核心设备
固态变压器(Solid State Transformer,简称SST),也被称作电力电子变压器(PET),是融合电力电子变换技术、高频电磁感应原理与智能控制技术的新型智能化电能转换核心设备,是新型电力系统、能源互联网的关键基础硬件。区别于传统工频变压器依靠铁芯、铜绕组的被动电磁感应工作模式,SST以SiC、GaN等宽禁带半导体功率器件替代传统电磁结构,通过多级电能变换拓扑实现电压转换、电气隔离,同时集成电能质量治理、功率双向调控、交直流灵活切换、故障主动隔离等复合功能,并非传统变压器的简单迭代升级,而是集变压、整流、稳压、智能调控于一体的智能电力能量路由器,具备高度可控、高频高效、集成化的核心特征。其核心价值在于打破传统工频变压器50/60Hz工作频率的物理限制,大幅提升功率密度,适配新能源并网、AI数据中心、高压快充、智能电网等现代化电力场景的灵活供电需求。
工作原理:输入的交流电压经全桥整流电路转换为直流电压,通过脉冲宽度调制(PWM)技术实现电压的初步调控,将高压工频信号转换为高频信号;随后,通过高频变压器实现电气隔离与电压等级变换;最后,通过电力电子变换器为输出满足负载需求的交流电压。期间结合控制系统动态调整各环节开关器件的工作状态,实现能量双向流动、功率因数调节等功能。
资料来源:观研天下数据中心整理
根据观研报告网发布的《中国SST固态变压器行业发展现状分析与投资前景预测报告(2026-2033年)》显示,目前行业内基于产品工作原理、结构架构的差异,形成了电能转换形式、拓扑结构两大维度的成熟分类体系,各类产品定位清晰、分工明确,可精准匹配不同电力场景的使用需求。
固态变压器分类
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分类 |
介绍 |
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按电能转换形式分类 |
交流固态变压器(AC-SST) |
采用成熟的AC/DC-DC/AC三级电能变换架构,核心功能聚焦传统交流电网的电压升降压、电气隔离与电能优化,完美适配存量传统交流电力系统的改造升级需求。主要广泛应用于城市智能配电网改造、工业工频配电系统、老旧电力设施升级、工商业通用配电等领域,是现阶段替代传统工频交流变压器的核心智能化产品。 |
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直流固态变压器(DC-SST) |
以高频隔离DC/DC变换为核心简化架构,无需多余的交直流转换环节,可直接实现直流电压的精准稳压、升降压调节与多端口能量智能管理,相比交流架构转换效率更高、整机结构更精简、故障率更低。核心适配AI大数据中心800V直流供电体系、分布式新能源储能系统、大功率电动汽车超充站、直流微电网、储能电站等纯直流电力应用场景。 |
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交直流混合固态变压器(Hybrid-SST) |
具备全工况兼容能力,支持交流、直流双向自由输入输出,可实现交直流混合电网的互联互通、能量双向智能调度与动态均衡,是三类产品中功能集成度最高、适配性最强的品类。主要应用于风光新能源集中并网、多能互补智慧微电网、工业园区综合能源系统、源网荷储一体化项目等复杂综合电力场景,是新型电力系统建设的核心装备。 |
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按拓扑结构分类 |
单级式SST |
整体结构最为精简,采用单级电力电子变换拓扑完成电压隔离与电能转换,生产制造成本较低、设备体积小巧轻便。但受限于单级架构,电能调控功能较为单一,谐波抑制、电压稳压、故障防护能力较弱,仅适用于低压、小功率、电能质量要求宽松、工况稳定的民用配电及小型工业辅助供电场景。 |
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双级式SST |
由前端整流级与后端高频隔离变换级两大核心模块组成,具备基础的电压稳压、功率调节与电能优化能力,结构复杂度适中、性价比均衡,运行稳定性优于单级式产品,广泛适用于中低压新能源充电桩、小型分布式储能设备、民用光伏配套供电等中端场景。 |
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三级式模块化SST(主流商用类型) |
行业主流商用高端架构,采用“整流级-高频隔离DC/DC转换级-逆变/直流输出级”三级标准化架构,各功能层级通过公共直流母线实现电气解耦,互不干扰。产品支持模块化冗余设计、故障在线热插拔、负载动态调配,具备功率密度高、运行稳定可靠、功能全面、容错性强等优势,可适配10kV及以上中高压、大功率、高可靠性要求的电力场景,是大型电网枢纽、超大型数据中心、集中式新能源电站的主流应用方案。 |
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资料来源:观研天下数据中心整理
二、数据中心供电是SST最主要应用场景
SST适配多种场景需求,包括铁路牵引、数据中心、智能电网和汽车充电站等,其中数据中心应用占比达40%。铁路领域,牵引变压器是机车牵引电传动系统核心,车载式需满足体积小、重量轻的要求;数据中心应用SST可压缩占地、提升效率、降低能耗,中国西电贵安数据中心项目为代表;智能电网领域,SST能提高光伏等新能源消纳效率,为光能源白云电气科技大厦相关项目已落地;汽车充电站场景,SST适配新能源车快充升级与设施降本需求,为光能源中石油昆山开发区供电所充电站提供了高效方案。
SST应用场景
| 场景 | 驱动力 | 事件 |
| 铁路 | 牵引变压器是机车牵引|电传动系统核心部件,车载式牵引变压器需满足体积小,重量轻等要求 | 通用电气提出采用SST用于铁路牵引 |
| 数据中心 | 压缩设备占地,提升效率,降低能耗 | 中国西电贵安数据中心项目 |
| 智能电网 | 光伏等新能源已成为智能电网的重要电源,SST能够提升新能源电力的消纳效率 | 为光能源白云电气科技大厦光储直柔充新型配电网 |
| 汽车充电站 | 新能源车快充需求升级、充电基础设施降本 | 为光能源中石油昆山开发区供电所SST直挂超快混合充电站 |
资料来源:观研天下数据中心整理
数据来源:观研天下数据中心整理
在数据中心“寸土寸金”的场景中,固态变压器(SST)凭借极致的体积压缩特性,成为提升出柜率的关键技术。相比UPS的双变换架构、HVDC的多级配电链路,以及巴拿马电源的集成化模块,SST基于SiC/GaN宽禁带器件实现高频变换(20kHz以上),体积仅为传统变压器的1/5~1/10,质量减轻60%以上。这意味着同等机房空间内,SST可节省40%~50%的配电区域占地,直接为IT机柜腾出更多空间。例如,某2MW数据中心采用固态变压器SST供电方案后,配电区面积从80m2缩减至35m2,出柜率提升近30%。同时,其模块化设计支持堆叠部署,配合液冷散热进一步压缩安装纵深,完美适配高密度算力中心对空间利用率的极致需求,在“东数西算”枢纽节点等大型集群中优势尤为显著。
三、SST已逐步进入产品推出、测试阶段,中国企业在SST领域深度布局
SST已逐步进入产品推出、测试阶段。凭借技术领先、品牌优势以及与下游数据中心领先企业的长期合作关系,国际巨头在SST产业化进程中处于领跑位置。维谛、伊顿、台达、ABB、西门子、施耐德等是SST制造的核心企业:伊顿收购Resilient Power Systems公司,核心技术得到强化,并与世纪互联合作开发SST能源路由器;台达在SST领域布局深入,推出了采用SiC器件的SST产品;维谛正与英伟达合作开发800VHVDC解决方案,并计划在2026年推出支持英伟达的计算平台。
主要国际企业在SST领域布局
| 公司 | 核心动态与布局 |
| 伊顿 | 收购SST技术公司Resilient Power Systems,强化技术实力;与世纪互联合作开发中压SST能源路由器 |
| 维谛 | 英伟达官方认可的解决方案合作伙伴,合作开发800VHVDC解决方案 |
| 台达 | 发布《数据中心800V直流供电技术白皮书》,引领技术标准 |
| 施耐德 | 在中国寻求SST合作伙伴,利用中国产业链优势与自身研发形成互补和竞争 |
| SolarEdge | 宣布和英飞凌合作开发用于AI和超大规模数据中心的SST技术 |
资料来源:观研天下数据中心整理
国内厂商正通过零部件供应和整机突破实现差异化突围。斯达半导、东微半导、三安光电等开发SiC功率半导体;安泰科技、京泉华、云路股份、铭普光磁等开发纳米晶/非晶磁性元件;德邦科技、飞荣达等开发散热材料;新特电气、京泉华、可立克等开发高频变压器。金盘科技、四方股份等国内企业正通过自主研发或合作,研发整机,开发完整的SST解决方案,瞄准国内市场和特定应用,以期在国内市场和海外市场取得突破。未来竞争将聚焦于提供包括SST、HVDC、储能、冷却等在内的一体化解决方案。与下游应用深度协同,快速响应客户需求的厂商将获得先机。
主要中国大陆企业在SST领域布局
| 公司 | 核心动态与布局 |
| 金盘科技 | 已完成10kV/2.4MW的SST样机,适用于800VHVDC架构;定位为AIDC全栈式高效供电解决方案提供商,产品研发进展较快 |
| 中国西电 | 已向贵安数据中心交付2.4MW的SST |
| 四方股份 | 已推出SST数据中心供电方案,整机效率提升至98.5%;参与了吴江区鹿东中心站数据中心、广东东莞示范工程等项目,具备实际运行经验 |
| 新特电气 | 专注于变频用变压器,正进行SST配用高频变压器的技术研发 |
| 阳光电源 | 在海外大储等业务上具备深厚渠道和技术积累,有望利用电力电子技术优势切入SST领域 |
| 特锐德 | 计划2027年推出SST产品,2028年实现量产交付;竞争优势在于提供包含110kV/220kV预制变压器和10kVSST的整体配电解决方案 |
| 新风光 | 聚焦数据中心和EV充电两大场景推进产品落地 |
资料来源:观研天下数据中心整理
四、数据中心建设驱动,SST市场空间广阔
数据中心是AI的核心基础设施,电力是重要保障。为高效、安全存储和处理海量数据而设计的设施。随着云计算与人工智能兴起,其重要性持续提升,已成为支撑全球数字化转型的核心基础设施。近年来,我国数据中心行业在算力需求爆发与绿色低碳转型的双重驱动下,呈现规模持续增长、技术迭代加快升级与全球化布局加速的发展态势。算力基础设施建设持续提速,智算中心成为增长主力;绿色化从政策倡导转向刚性约束,液冷散热技术进入规模化应用阶段;关键核心技术领域走出系统优化的自主路径,国产算力底座能力显著增强;中国企业加速向东南亚及中东等海外市场延伸,算力基础设施出海成为行业新增长极。
2025年,我国算力产业延续高速增长态势,根据中国通信工业协会数据中心委员会《全球重点区域算力竞争态势分析报告(2025年)》,全年我国算力市场规模高达8351亿元,同比增长超30%,算力总规模与智能算力规模均位居全球第二。从硬件底座来看,截至2025年9月,我国在用算力中心机架总规模已攀升至1250万标准机架,其中智能算力规模达到1,053EFLOPS(FP16半精度)。在此基础上,更大规模的智算集群加速涌现,国务院新闻办公室在介绍2025年工业和信息化发展成效时指出,全国已建成万卡智算集群42个,智能算力总规模进一步跨越至1,590EFLOPS以上,位居全球前列。这种爆发式增长得益于国家算力网络的一体化布局,工信部围绕8大国家算力枢纽节点规划建设的234条干线光缆,构建起覆盖全国的三级时延圈,推动算力从单点建设向全网高效流动转变。伴随中国算力平台地方专区的上线运行,全国一体化算力网建设取得阶段性突破,为智算中心的大规模部署奠定了坚实的网络基础。
SST进入从实验室到市场关键阶段,后续算电协同及其他应用场景有望打开市场空间。随着多家厂商发布SST样机,行业从实验室阶段转变为市场验证阶段,后续的实际性能(如效率、功率密度、成本等)以及拿单情况成关注重点。应用场景方面,算电协同模式即“SST+储能+微电网技术”将成为后续布局重点,台达集装箱式SST可实现削峰填谷、绿电消纳及电网互动,将风光等不稳定电能变为稳定电能,同时由于可移动特征可突破算电区域不匹配瓶颈,可成为即插即用的算力节点。同时集装箱式SST还可应用在非传统AIDC应用场景如应急救灾、水利防汛调度、小水电算力转换等,其他应用场景有望成为SST市场规模增长的又一驱动力。
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