通电：公用事业必须做好准备，才能满足不断增长的能源需求
过去几十年来，美国能源需求一直停滞不前。然而，未来几十年将会是一个截然不同的故事。
事实上，该国的能源使用量已经出现激增。例如，到 2023 年，电网规划人员 几乎将其五年负荷增长预测提高了一倍 （从 2.6% 增至 4.7%）。他们预测，到 2028 年，峰值需求将增长 38 GW—，并且这种增长趋势将继续上升。美国能源信息署 估计，今年能源需求将增至 41.12 亿千瓦时，明年将增至 41.23 亿千瓦时。
什么’推动了能源需求的增长？
随着经济、企业和消费者电气化程度的提高，他们创造了新型的能源负荷。以下是三个例子：
电动汽车
电动汽车 (EV) 无论从字面意义还是象征意义来看，都在—移动。随着越来越多的电动汽车上路，它们’也使能源变得移动化，根据充电的时间和地点，在不同的时间消耗来自电网不同位置的能源。这需要对电网进行动态、实时的控制，以便将电子推到任何需要的地方。’
数据中心
随着数据中心处理从人工智能 (AI) 到虚拟现实 (VR) 等新需求，它们在我们的数字世界中发挥着越来越重要的作用—，并且消耗更多的电力。据商业房地产顾问 Newmark 称，美国数据中心的电力消耗 到 2030 年将达到 35 吉瓦，几乎是 2022 年消耗能源的两倍。随着世界科技的进步，数据中心的部署将继续下去。
工业流程
在《基础设施投资与就业法案》（IIJA）、《创造有益的半导体生产激励措施法案》（CHIPS）和《降低通货膨胀法案》（IRA）等重要立法的支持下，美国制造业获得了创纪录的投资，该行业正经历着巨大的发展势头。许多制造和工业过程都需要热量—，这将需要更多的能源。
这一切对输配电公司意味着什么
现在是时候为更多的能源需求做好准备了。电网基础设施必须准备好在相对较短的时间内支持两位数的负荷增长，这需要快速规划和建设新的发电和输电系统。
更多发电量
随着能源需求的增加，需要更多的发电。因为 能源转换 正在让消费者远离化石燃料，转向可持续能源，其中大部分发电可能通过增加更多的风力发电场、太阳能发电场和其他类型的可再生能源来实现。我们还需要传统的发电厂，例如燃气发电厂。
更多输电线路
比增加世代更具挑战性的是增加国家’输电和配电线路的数量，将能源从其所在位置输送到’生成到它的位置’已消耗。
例如在加利福尼亚州， 10 年或更长时间 建设一条高压输电线路。这一过程涉及众多利益相关者，包括必须就线路达成一致的土地所有者’s 路线，监管机构必须批准并监督其建设。电网本身也带来了挑战，它规模太小，已有数十年历史，而且可能’t 始终支持增加电力传输和分配。
请记住：电网是在早期时代设计的。尽管迄今为止它已经能够满足日益增长的能源需求，但未来它的能力有限。增加电网中的电子流量可能会使基础设施超载并影响电压和频率稳定性。
更多变电站
除了更多的线路外，输配电公司还将需要更多的变电站来提高电网弹性，整合可再生能源，缩短发电厂和耗电方之间的距离，并均匀分配能源负荷。
明天’变电站需要智能化来处理更多实时数据—从电压、流量和电流测量到故障检测、事件记录和维护记录。这些 数字化变电站 使用传感器和实时数据来支持远程监控和控制，实现数字通信并促进高效、有利可图的电力供应。
有些变电站包含自己的计算机、存储、网络、电源、冷却和其他用于给定工作负载的基础设施，因此被称为微型数据中心。
更多储能
太阳能和风能等能源’并不总是可以预测的。与在同一时间产生相同数量能量的传统发电厂不同，天气、系统方向和维护等变量会影响可再生能源的发电。
储能系统就像一个仓库，储存在晴天或刮风时产生的剩余能源—消费者’ 住宅系统以及公用事业’ 商业系统—因此当这些资源不存在时就可以释放’t 一样丰富。这可确保电力供应稳定，并可防止输出波动或防止电压下降和停电。
新工作角色
还记得我们说过数字变电站将成为数据中心吗？随着这种转变的发生，输配电团队将需要新的技能。
数据中心环境的运行与运营技术 (OT) 环境（例如传统变电站）有很大不同。公用事业公司将需要 IT 专业人员来监督包括服务器和其他网络设备在内的复杂变电站环境中的软件和硬件功能。
在某些情况下，可能需要雇用。在其他情况下，提高现有 OT 团队成员的技能可以帮助填补空白。
它’加速数字化的时机
随着社会的进步和人均能源消耗的增加，我们都有责任以可持续的方式生产、传输和配送能源。
Belden使输配电公司能够加速数字化进程，并在变电站自动化系统、智能电网和负荷调度中心等运营领域超越行业基准。
我们 客户创新中心的专家和顾问 可以帮助您创建数字路线图，以便您现在可以开始为未来能源需求的激增做好准备，并利用数字变电站捕获的数据来改善运营。
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关于作者
Guilhermme Lisboa 是一名电气工程师，在巴西出生和长大。 他于 2007 年获得 UFPR 电气工程学士学位，目前正在该大学攻读硕士学位。 作为系统集成商，他已在保护和控制系统领域工作了 15 年，从解决方案设计到输配电设施以及其他大型工业和地铁系统的调试。 他于 2022 年加入 Belden 担任数字自动化顾问，专注于能源领域。