算力中心供电架构的核心思想通常是“交流输入，多级转换，直流备用”。其目标是确保市电中断时，IT设备能持续运行。典型的电能流向是：市电→变压器→低压配电→UPS→服务器电源→IT设备。

传统的供电架构尽管成熟可靠，但在面对现代算力中心“超高功率密度、极高能效要求、快速部署和弹性扩展”的需求时，其在“效率、体积、灵活性和智能化”方面出现明显短板，例如传统供电设备体积庞大且扩展性不灵活，面对10倍以上的容量增长需求完全难以支撑；未来算力中心需要大量接入光伏、风电等不稳定的可再生能源，需要与电池储能系统（BESS）灵活互动，而传统供电链路需要经过多达4-5次交直流转化，导致1.5%到4%不等的能量损耗，面对不确定性极强的新能源波动，频繁调节带来的损耗难以估量，这些已经成为制约未来超大规模、高密度算力中心发展的关键障碍。固态变压器让问题迎刃而解！

固态变压器（SST）是一种新型电力电子智能设备，它通过高频电力电子变换器来实现电能变换、电气隔离和能量控制。您可以把它理解为一个功率是兆瓦级别的“超级智能充电头”。2025年英伟达提出800V DC固态变压器（SST）解决方案，核心就是解决MW级机柜的“生存问题”：供电设备数量比传统架构减少约40%，能效比提升5%，铜缆用量减45%（1GW 数据中心能少用50万吨铜），维护成本降70%，单个Kyber机架能给576个Rubin Ultra GPU供电，直接节省50%的占地面积，同时SST系统能够支持新能源装备直接接入，大幅提升对电网依赖的容错率，保证数据中心更加稳定、经济、绿色地运行。固态变压器（SST）将供电系统从一个笨重、低效、僵硬的“旧时代”骨架，升级为一个紧凑、高效、灵活、智能的“数字化”能量路由器。固态变压器（SST）不仅是解决当前算力中心供电问题的钥匙，更是构建未来绿色、高效、弹性能源互联网的核心基石。

对于规模动辄投资数十亿、宕机一分钟损失数百万的算力中心而言，供电系统不允许存在任何“未知”。仿真是以零风险探索所有可能性的唯一方法。

固态变压器（SST）的核心价值在于其智能控制，其功率因数校正、电能质量调节（如谐波抑制、电压暂降补偿）、宽范围条件下的开关损耗优化控制、直流母线接口（便于接入光伏、储能）、故障隔离等均需通过百kHz高频电力电子开关的精确控制来实现。如何实现最优的能效管理？如何平滑可再生能源的波动？如何与电网进行友好互动？所有这些高级算法和控制逻辑，都需要基于精准仿真来开展研究，而验证控制器有效性和可靠性，最好的方法就是采用硬件在环实时仿真技术。

固态变压器（SST）广泛采用级联H桥整流器和双有源桥DC/DC变换器两级级联结构，电力电子开关数量达到几百上千个，开关频率超过50kHz，需要采用百纳秒级步长的硬件在环实时仿真，才能确保对上千赫兹频段内SST动作响应特性的仿真精度，否则无法正确反应SSA的扰动响应特性，从而无法支撑控制策略的研究、设计和验证，导致固态变压器（SST）投入运行后不能正确有效动作，威胁整个供电系统稳定性。

固态变压器（SST）的“智能”与“高效”建立在极其复杂的物理过程之上。精确仿真就是我们照亮这个复杂黑箱的“探照灯”，没有它，我们就是在盲目地建造一座可能随时会出问题的摩天大楼。

提升固态变压器仿真精度的关键是要实现电力电子开关的大规模、小步长、高速率仿真，这三个目标缺一不可，这需要突破在1秒钟对几百个开关信号的上亿次同步采样以及对几百个电力电子开关组成的系统完成200万次结合开关动作时间补偿的同步解算，并将每次解算结果与控制器的信号实时交互的难题。传统的电力电子解算算法与模块无法满足含大规模高频电力电子器件的固态变压器（SST）精确、准确、高效解算的需求。

科梁信息的技术团队经过持续攻关，突破了百kHz电力电子开关动作时刻精确捕捉、高效准确电力电子装备实时仿真解耦与解算算法、多FPGA百纳秒级步长超低延迟分布联合仿真等高难度技术，实现了含数千量级大规模电力电子器件的SST高精度并行仿真。基于CPU+FPGA的半实物仿真平台，将SST内部电力电子器件模型以纳秒级仿真步长放在FPGA上进行计算，将供电系统其他部分用微秒级仿真步长放在CPU上进行计算，通过高速I/O接口与真实控制器相连，开展SST运行各个工况条件的闭环仿真测试验证。

系统架构如下图：

• 高分辨率采样：10ns级分辨率PWM采样，开关频率从支持30kHz提升到支持200kHz；

• 高精度实时解算：500ns级实时并行优化解算，支持开关数量从不足100个，提升至支持几百到一千个；

• 大规模并行：单个FPGA支持每相15个模块级联，三相规模达45子模块；

• 低延迟传输：100ns级高速光纤通讯，支持子模块电压、电流同步传输；

• 使用便捷：结合CPU多核仿真技术，快速实现参数设置；可自由配置SST级联数，支持开关通态电阻、励磁电抗在内的参数设置；

• 方便扩展：支持多FPGA扩展联合仿真，支持10kV、35kV及以上SST的应用。

科梁信息的固态变压器（SST）精准实时仿真技术大幅提升了其仿真精度，能够完美解决固态变压器研发以及并网测试需求，可以支持SST控制器在多运行工况下的硬件在环测试，包括预充电过程、CHB开环/闭环解锁、DAB功率控制、直流侧并网/脱网运行、多功率等级带载实验（0.2MW–2MW）等，为采用固态变压器（SST）的大规模算力供电系统规划、设计和运行提供了坚强的支撑，让固态变压器的“智能”与“高效”绽放光彩。

未来，科梁信息还将继续在创新电气工业仿真技术，提升仿真精度方面努力拼搏，为高频电力电子装备研发、大规模跟/构网型新能源装备并网、柔性直流输配电系统工程以及虚拟电厂控制策略优化和主配电网的规划等提供灵活、便捷、高效、精准的仿真支撑基础，助力中国新型电力系统建设与能源转型，为全球能源革命贡献中国智慧与中国方案。