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执行摘要

2026年9月，世界首台35千伏碳化硅电力电子变压器在河北保定正式转入常态化运行，标志着我国碳化硅变压器从示范验证迈向工程化、常态化运营的新阶段。这台设备依托我国自主研发的6.5千伏大容量碳化硅功率器件打造，实现了核心器件、整机系统全链条国产化自主可控，并在同等电压等级下使功率模块数量减少三分之一，电能转换效率与电力接入灵活性显著提升。

碳化硅变压器（固态变压器）并非全新的技术概念，其技术思路可追溯至20世纪70年代。近年来，随着AI智算中心、超充站等新型用电场景爆发式增长，固态变压器凭借体积小、效率高、支持双向功率流动与交直流灵活变换等优势，从实验室和示范工程走向产业前台，2026年被业内视为固态变压器的产业化元年。

本报告围绕我国碳化硅变压器成功运营这一核心事件，从技术演进、核心指标、工作原理、应用落地与产业展望五个维度展开分析。报告认为，我国在碳化硅电力电子变压器领域已取得国际领先的关键成果，产业正进入规模化量产的关键窗口期；与此同时，成本下降、可靠性验证、标准体系建设与电网安全稳定运行，仍是决定产业能否由点及面大规模推广的关键变量。

一、研究背景：碳化硅变压器迈向产业化

1.1 从传统变压器到固态变压器

传统工频变压器依靠铁芯和铜绕组，在50赫兹工频下完成电压转换，体积庞大、功能相对单一，如同笨重的机械钟或被动管道。固态变压器则以碳化硅等宽禁带半导体功率器件与高频磁性器件为核心，利用功率半导体和高频变换技术实现电压变换，功能从单纯的升降压扩展为电压变换、交直流互转、双向功率流与智能控制于一体的能量路由器。业内常以机械钟升级为电子表、大哥大升级为智能手机来形容这一代际差异，其核心价值在于让电能实现更灵活的转换和调节。

央视网：《技术突破赋能变压器“升级” 千亿规模市场蓄势待发 中国企业全球市场竞争力优势明显》，央视网，2026年9月19日，https://news.cctv.com/2026/09/19/ARTIH1ncSFdsXBGpxByARVJ8260919.shtml（访问日期：2026年10月19日）。

1.2 2026年产业化元年

当前国内AI智算中心建设持续提速，作为核心电力设备的固态变压器迎来产业化元年。电力规划设计总院专家指出，2026年是固态变压器发展元年，2027年左右大规模量产有望上市，未来可能形成千亿规模的市场。在内蒙古、江苏、广东、山东、河北等地，固态变压器已相继落地智算中心、超充站和新型配电网等场景，产业进入快速增长期。

二、核心事件：世界首台35千伏碳化硅电力电子变压器成功运营

2.1 关键时间线：从示范投运到常态化运行

我国在碳化硅电力电子变压器领域的探索经历了清晰的三步跨越。2022年9月，国内首座35千伏/5兆瓦碳化硅柔性变电站在河北保定投入运行，这是国家重点研发计划项目高压大功率碳化硅材料、器件及其应用示范的验证工程，标志着国家电网自主研发的碳化硅电力电子变压器制造技术在实用化方面取得关键成果，打破了国外对高功率密度高频率变压器研制关键技术的垄断。2025年2月，国产6.5kV大容量碳化硅器件、装备及工程应用项目获得国家电网公司2024年度科学技术奖一等奖，实现了35千伏/5兆瓦高压碳化硅电力电子变压器的国际首次工程应用。2026年9月，世界首台35千伏碳化硅电力电子变压器在河北保定正式转入常态化运行，实现了从样机示范到工程化常态化运营的关键跨越。

央视网：《技术突破赋能变压器“升级” 千亿规模市场蓄势待发 中国企业全球市场竞争力优势明显》，央视网，2026年9月19日，https://news.cctv.com/2026/09/19/ARTIH1ncSFdsXBGpxByARVJ8260919.shtml（访问日期：2026年10月19日）。

《中国电力报》：国内首座35千伏碳化硅柔性变电站投运，国家电网报（国网保定供电公司转载），2022年10月25日，http://www.he.sgcc.com.cn/html/bd/col368/2022-11/15/20221115203802603120397_1.html（访问日期：2026年10月19日）。

央广网：国内首座35千伏/5兆瓦碳化硅柔性变电站在保定投运，2022年9月30日，http://www.cnr.cn/hebei/gstjhebei/20220930/t20220930_526024212.shtml（访问日期：2026年10月19日）。

《中国电力报》：国内首座35千伏碳化硅柔性变电站投运，国家电网报（国网保定供电公司转载），2022年10月25日，http://www.he.sgcc.com.cn/html/bd/col368/2022-11/15/20221115203802603120397_1.html（访问日期：2026年10月19日）。

国网河北：公司首次突破获国网公司科技奖一等奖，2025年2月28日，http://www.he.sgcc.cn/html/hs/col272/2025-01/20/20250120103817810835973_1.html（访问日期：2026年10月19日）。

2.2 关键技术指标

从公开披露的信息看，保定这台35千伏碳化硅电力电子变压器集多项先进指标于一身：设备电压等级为35千伏、容量5兆瓦（0.5万千瓦），能量变换效率达到99.63%，功率密度达到2.53瓦每立方厘米，高速驱动保护器驱动延时小于50纳秒，并通过了电磁兼容CNAS检测认证。2026年转入常态化运行后，该设备在同等电压等级下所需功率模块数量减少三分之一，电能转换效率更高、电力接入更灵活。

2.3 国产化突破

这台设备最突出的意义在于全链条自主可控。它依托我国自主研发的6.5千伏大容量碳化硅功率器件，采用国产高电压大电流碳化硅半导体器件，打通了器件研制、驱动保护、装备应用的全技术链条，突破了6.5千伏碳化硅器件批量化制备、高压碳化硅器件高可靠驱动保护、高压碳化硅装备研制及工程应用等关键技术。目前，碳化硅电力电子变压器核心器件、整机系统已实现全链条国产化自主可控，摆脱了国外对高功率密度高频变压器关键技术的垄断。

三、技术原理：碳化硅固态变压器与传统变压器对比

3.1 三级高频电能变换架构

现代中高压固态变压器普遍采用三级式高频电能变换架构。第一级为输入级，即主动整流级（中压交流/直流），将中压交流电整流为高压直流；第二级为高频隔离级（直流/直流），这是固态变压器区别于普通变频器的关键环节，通过双有源桥或谐振LLC变换器，将高压直流逆变成千赫兹至兆赫兹级高频方波，送入体积急剧缩小的高频变压器完成电压变换与电气隔离，再整流为低压直流；第三级为输出级（低压直流/交流或直流/直流），输出负载所需的交流电或稳定直流电。这一架构使电能实现双向流动、快速调压与交直流互相转换，恰好匹配GPU等高弹性算力负载。

《中国电力报》：国内首座35千伏碳化硅柔性变电站投运，国家电网报（国网保定供电公司转载），2022年10月25日，http://www.he.sgcc.com.cn/html/bd/col368/2022-11/15/20221115203802603120397_1.html（访问日期：2026年10月19日）。

国网河北省电力有限公司：《【央媒报道·中央电视台】固态变压器落地超充站 碳化硅技术实现突破》，2026年9月23日，http://www.he.sgcc.com.cn/html/main/col8/2026-09/23/20260923170317871380249_1.html（访问日期：2026年10月19日）。

与非网：固态变压器SST主流架构及核心功率器件碳化硅（SiC）决策选型，2026年7月7日，https://m.eefocus.com/article/2044560.html（访问日期：2026年10月19日）。

电子发烧友网：固态变压器（SST）全碳化硅功率器件及智能驱动系统级解决方案，2026年9月29日，https://m.elecfans.com/article/8407136.html（访问日期：2026年10月19日）。

3.2 碳化硅器件的决定性作用

碳化硅（第三代宽禁带半导体）是固态变压器性能跃升的关键。一方面，碳化硅开关频率较硅基器件提升约10倍，支撑千赫兹至兆赫兹级高频变换，使高频变压器与无源元件微型化，功率密度提升3至5倍，解决了城市中心配电站占地难的问题。另一方面，6.5千伏大容量碳化硅器件的商用化，使中压固态变压器可直接采用简化拓扑，无需复杂级联。此外，碳化硅低导通损耗与低开关损耗的特性，支撑了98.5%以上乃至99.63%的超高转换效率。

3.3 与传统变压器的性能对比

综合权威研报与公开资料，传统工频变压器与碳化硅固态变压器在核心器件、工作频率、功能与材料用量等方面存在显著差异，具体如表1所示。

表1　传统工频变压器与碳化硅固态变压器对比

从表1可见，固态变压器的优势集中体现在功能拓展与材料节约上。以一台1000千伏安设备为例，用铜量可从600公斤降至100公斤，降幅最高达80%，既降低了材料成本，也契合绿色低碳导向。同时，固态变压器单体成本比传统变压器平均高10%至20%，但系统集成应用后的总成本基本持平，这是其规模化推广的重要基础。

电子工程世界：SST固态变压器拓扑架构、软硬件协同设计与碳化硅功率器件的革命性贡献，2025年12月20日，https://m.eeworld.com.cn/bbs_thread-1337263-1-1.html（访问日期：2026年10月19日）。

东方财富研报中心：《SST专题：乘AI需求之东风，展先进供电技术之翼》，2026年10月15日，https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202610151830479261_1.pdf（访问日期：2026年10月19日）。

四、应用落地：超充站与智算中心

4.1 超充场景

2026年，国内多地相继将固态变压器应用于超充站。在广州黄埔，广东省首个具有完全自主知识产权的固态变压器示范项目投运，实现10千伏交流到800伏直流的一步高效变换，相比传统多级转换方案综合效率提升超过8个百分点，并将光伏、储能、充电桩接入同一系统，可参与电网调峰，将充电设施转化为电网柔性可调资源。在山东济南，全国首座应用固态变压器的电网友好型电动重卡示范站投运，单枪最大充电功率达800千瓦，普通电动重卡双枪同充最快15至20分钟即可充满，山东电力已建成3座应用该方案的电动重卡充电站。在河北保定，世界首台35千伏碳化硅电力电子变压器亦落地超充应用场景并转入常态化运行。

4.2 智算中心场景

智算中心是固态变压器另一重要落地场景。在内蒙古乌兰察布，全球单体最大的智算中心项目采用固态变压器供电，将10千伏高压电一步转换成服务器可用的800伏直流电，砍掉传统供电中的多层转换设备，供电效率可达98.5%以上，占地面积直接减少一半以上，实现电力和算力协同。在江苏苏州，国内首款集装箱式固态变压器移动智算单元实现示范应用，集供电系统、算力系统、运行配套于一体，支持即插即用、无需土建改造，24小时即可完成部署，实现电力与算力舱同步快速部署。

央视网：《技术突破赋能变压器“升级” 千亿规模市场蓄势待发 中国企业全球市场竞争力优势明显》，央视网，2026年9月19日，https://news.cctv.com/2026/09/19/ARTIH1ncSFdsXBGpxByARVJ8260919.shtml（访问日期：2026年10月19日）。

央视网：《技术突破赋能变压器“升级” 千亿规模市场蓄势待发 中国企业全球市场竞争力优势明显》，央视网，2026年9月19日，https://news.cctv.com/2026/09/19/ARTIH1ncSFdsXBGpxByARVJ8260919.shtml（访问日期：2026年10月19日）。

央视网：《技术突破赋能变压器“升级” 千亿规模市场蓄势待发 中国企业全球市场竞争力优势明显》，央视网，2026年9月19日，https://news.cctv.com/2026/09/19/ARTIH1ncSFdsXBGpxByARVJ8260919.shtml（访问日期：2026年10月19日）。

4.3 行业判断

固态变压器正从示范应用走向规模应用的关键期。凭借能量双向流动和毫秒级功率调节能力，它既能服务AI算力中心、超充站等高弹性负载，也能支撑新型配电网的灵活组网。随着风光绿电、储能与算力集群的深度耦合，固态变压器有望成为连接绿电与新型负荷的核心枢纽。

五、产业化展望与风险

5.1 市场规模与扩产

随着算力、新型电力场景需求爆发，固态变压器市场快速扩容，国内厂商纷纷加快扩产步伐，不少企业新增产能实现数倍增长。专家预计，未来5年相关产业年复合增长率将超过40%，未来可能形成千亿规模的市场。在江苏常州，一座大型固态变压器智能工厂预计于2026年9月底投产，专门为全球AI数据中心供货；在浙江乐清，由天正电气研发的首台固态变压器已于2026年10月量产下线，浙江固态变压器产业由此从样机验证迈入工程化量产阶段。中国企业凭借技术与产业链优势，在全球市场具备明显竞争力。

5.2 成本趋势

当前，单体固态变压器的成本比传统变压器平均高10%至20%，但系统集成应用后的总成本基本持平。随着碳化硅等关键材料大规模使用、规模化量产推进，未来5年固态变压器成本将进一步下降，成本竞争力的提升将加速其从超充站、算力中心等新场景向更广泛的电网应用渗透。

网易：AI算力点燃固态变压器产业化拐点，千亿级市场群雄逐鹿，2026年10月19日，http://m.163.com/dy/article/L9KATA3R0519DG1H.html（访问日期：2026年10月19日）。

温州市人民政府：我省首台固态变压器在温量产下线，2026年10月17日，https://www.wenzhou.gov.cn/col/col1217832/art/2026/art_afb30e3f1821469ab06781454443e2fe.html（访问日期：2026年10月19日）。

央广网：固态变压器量产落地，浙江乐清电气集群向新突围，2026年10月18日，http://news.cnr.cn/local/dftj/20261018/t20261018_527845854.shtml（访问日期：2026年10月19日）。

央视网：《技术突破赋能变压器“升级” 千亿规模市场蓄势待发 中国企业全球市场竞争力优势明显》，央视网，2026年9月19日，https://news.cctv.com/2026/09/19/ARTIH1ncSFdsXBGpxByARVJ8260919.shtml（访问日期：2026年10月19日）。

5.3 需关注的风险

在产业化进程中，仍需关注若干风险。一是规模化量产的良率与长期可靠性验证仍需时间，碳化硅器件在高频高压工况下的服役表现有待更充分的数据支撑；二是标准与检测体系尚在完善，电力电子装备接入电网的安全稳定运行需配套测试认证保障；三是成本竞争力虽在改善，但在对价格敏感的存量配电网场景中，与传统变压器的经济性差距仍是推广的现实约束；四是国产化程度高的同时，核心器件的规模化供应能力与产能保障亦需持续夯实。

结语

以世界首台35千伏碳化硅电力电子变压器在河北保定成功转入常态化运行为标志，我国碳化硅变压器已走通从器件研制、装备应用到工程化运营的全链条国产化路径，并在超充站、智算中心等新兴场景多点落地。2026年作为固态变压器产业化元年，正处于从示范应用迈向规模量产的关键窗口。把握技术领先优势、攻克成本与可靠性瓶颈、完善标准体系，将决定这一千亿级新赛道能否从点上突破走向全面开花。

2026年10月

来源：网络，变压器圈整理