AI“吃電”狂潮下的破局者：高性能電源管理技術

隨著工業用電量攀升、資料中心規模擴張以及電動汽車需求激增，社會對電力的依賴程度與日俱增。

中國國際能源署《年度中期電力報告》稱，全球電力需求將繼續以近十年來少見的強勁步伐增長：2025年預計增長3.3%，2026年增長3.7%，增速是同期一次能源需求增速的兩倍多。
 

最緊迫的瓶頸不是資金，而是電力

當前，持續攀升的電力需求已成為AI發展最緊迫的瓶頸，一場圍繞高性能電源管理的技術革命正在展開。某機構報告指出，AI工作負載嚴重依賴能源密集型GPU，推動基礎設施呈指數級增長且日趨複雜。

據預計，2027年AI伺服器機架電力需求將比五年前（即2022年）傳統雲端伺服器機架的電力需求高出50倍，GPU的高能耗還需依賴複雜的液冷系統散熱。到2030年，全球資料中心電力消費將激增160%，而現有電網增速緩慢，供電能力難以滿足發展需求。因此，加速創新高性能電源管理解決方案已成當務之急。
 

寬禁帶半導體：電力轉換的效率革命

面對AI算力需求爆發式增長，資料中心電力系統正面臨前所未有的挑戰。寬禁帶半導體材料尤其是碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）成為破解這一難題的關鍵。

例如，採用矽（Si）、SiC和GaN混合方案的12kW高性能電源參考設計，在AC/DC及DC/DC級均採用先進拓撲。其前級AC/DC轉換部分採用三電平飛跨電容交錯式PFC拓撲，實現了超過99.0%的峰值效率，同時大幅減小了磁性元件體積。
 

AI智慧電源管理：從被動到主動演進

在GPU上運行AI工作負載，使所需基礎設施呈指數級增長，資源更為密集。傳統被動電源管理方式已無法滿足需求，AI智慧電源管理應運而生。

例如，為資料中心雲端平臺構建的“電芯-模組-系統”三維防護系統，搭載AI巡檢引擎，基於大資料融合分析、多物理場耦合模型，即時採集電芯電壓、溫度、內阻等關鍵參數，可提前24小時預警風險。

該平臺可精准估算SOC/SOH，依託主動均衡技術確保電池一致性，解決容量損耗問題。利用多維度故障診斷演算法，可在微短路、過流等異常工況下毫秒級切斷故障回路，確保單點故障“零擴散”。
 

工業儲能系統：電網穩定之錨

電池儲能系統（BESS）在平衡電網與間歇性可再生能源以及維護電網穩定方面發揮著至關重要的作用。通過毫秒級回應吸收過剩電力或釋放儲存的能量來校正頻率偏差，從而保持電網頻率穩定性；還可以在用電低谷時段儲存剩餘電能，在用電高峰時段釋放電能。

例如，創新性地採用“磷酸鐵鋰+全釩液流”的混合技術方案，彌補了單一技術路線的局限性，成為短時+長時、高比功率+高容量的優勢互補，有助於降低系統成本，實現“1+1＞2”的效果。
 

虛擬電廠：從“調方式”到“調資源”

隨著新能源裝機規模擴大，電力系統面臨前所未有的挑戰。例如，夏季午後陣雨導致光伏出力驟減，給電網運行調節帶來巨大壓力。為此，電網調度邏輯從“調方式”向“調資源”轉變。

創新開發的“主配營”調度決策中心應用系統接入大量高壓使用者，將用戶側削峰填穀能力納入可調資源池。這一模式顛覆傳統，把被動突發的“電網救援”變為主動“商業邀約”，預警時系統可瞬間生成最優方案、精准鎖定企業並一鍵執行。企業借此調節負荷，既保障電網安全，又能獲取收益，實現雙贏。
 

技術創新：破解電源管理難題

技術創新正為破解電源管理難題提供有力支撐。從寬禁帶半導體到虛擬電廠等，一系列創新技術共同構建了更靈活高效的能源生態系統。

安富利作為全球技術解決方案領航者，提供一系列豐富的高性能電源管理產品，助力攻克難題。安富利合作夥伴AAEON推出的SRG-AM62便是一款非常適合作為需要高集成水準的能源管理應用的核心產品。
 

此產品支援Modbus RTU/TCP協定，搭配RS-232/422/485、CAN匯流排等介面，實現多設備電力資料的互聯互通。並且該產品可精准採集各連接設備的電力消耗資料，為電力監控提供準確依據。當設備能耗超過預設水準時，能自動發出指令削減非必要功能運行，實現電力使用的動態優化。而且支持4G 與 Wi-Fi無線傳輸，可遠端控制設備電源開關，無需人工干預即可完成電力調控，提升電力管理效率。

儘管全球電網現代化進程複雜，但借助數位化等手段正逐步克服挑戰。未來，AI資料中心將成為智慧能源管理標杆，為AI進化打穩根基。