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
在过去的几十年里，美国的能源需求一直停滞不前。但在未来几十年将会发生截然不同的故事。
事实上，美国能源使用已经出现激增。例如，在2023年，电网规划者的五年负荷增长预测几乎翻了一番（从2.6%增加到4.7%）。到2028年，他们预测峰值需求增长为38吉瓦，并且这种增长将继续呈上升趋势。美国能源情报署估计，今年的能源需求将上升到4112亿千瓦时，明年将增加到4123亿千瓦时。
是什么推高了能源需求？
由于经济、企业和消费者加强了电气化，他们创造了新的能源负荷。以下是三个示例：
电动汽车
电动汽车（EV）正在实现字面上和比喻上的动起来。随着越来越多的电动汽车上路，他们也在使能源动起来，在不同的时间消耗来自电网不同地方的能源，取决于充电的时间和地点。这需要对电网进行动态、实时的控制，以便电子可以被推送到任何需要的地方。
数据中心
由于数据中心处理从人工智能（AI）到虚拟现实（VR）的各种新需求，它们在我们的数字世界中发挥着越来越重要的作用，而且消耗的电力也在增多。根据商业房地产顾问Newmark的说法，美国数据中心的功耗到2030年将达到35吉瓦，几乎是2022年能耗的两倍。随着世界技术的进步，数据中心的部署将继续进行。
工业流程
随着美国制造业的创纪录投资得到《基础设施投资和就业法案》（IIJA）、《创造有利半导体生产的激励措施》（CHIPS）和《科学法案》以及《通货膨胀削减法案》（IRA）等关键立法的支持，该行业正在形成巨大的势头。许多制造和工业流程需要热量，这将需要更多的能源。
这一切对输配电公司意味着什么
现在是为更多的能源需求做准备的时候了。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
能源需求的增加将导致需要更多的发电量。由于能源转型将使消费者从化石燃料转向可持续能源，因此大部分发电可能会通过增加更多的风电场、太阳能发电场和其他类型的可再生能源来实现。但也需要传统的发电厂，如燃气发电厂。
更多输电线路
比增加发电量更具挑战性的是增加该国的输配电线路数量，这些线路将能源从发电地输送到耗电地。
例如，在加利福尼亚州，建造一条高压输电线路可能需要10年或更长时间。这个过程涉及许多利益相关者，从必须就线路路线达成一致的土地所有者到必须批准和监督其建设的监管机构。同样带来挑战的是电网本身，电网规模过小，已有数十年的历史，无法始终支持增加的输配电负荷。
请记住：电网是早期设计的。虽然电网处理了迄今不断增长的能源需求，但在未来继续处理的能力有限。增加电网上的电子流量可能会使基础设施过载，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。
未来的变电站将需要智能化，以处理更多的实时数据，从电压、流量和电流测量到故障检测、事件记录和维护记录。这些数字变电站使用传感器和实时数据来支持远程监测和控制，实现数字通信并促进高效、盈利的电力供应。
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预测的。与在相同的时间内产生相同数量能源的传统发电厂不同，天气、系统朝向和维护等变量会影响可再生能源的产生。
存储系统充当仓库，储存在阳光明媚或刮风期间（由消费者的住宅系统以及公用事业的商业系统）产生的累积能源盈余，可以在这些资源不那么充足时释放使用。这确保了稳定的电力供应，并可以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会成为数据中心吗？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方式与运营技术（OT）环境（如传统变电站）大不相同。公用事业公司将需要IT专业人员来监督复杂变电站环境中的软件和硬件功能，其中包括服务器和其他网络设备。
有时可能需要招聘。有时，现有OT团队成员的技能提升可以帮助填补人员缺口。
加速数字化进程的时机已到
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。
我们的客户创新中心的专家和顾问可以帮助您制定数字路线图，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是一位在巴西出生和成长的电气工程师。他于2007年获得巴拉那联邦大学电气工程学士学位，目前仍在这所大学攻读硕士学位。他曾作为系统集成技术员，在保护和控制系统领域从业15年，职责涵盖输配电公用事业以及其他大型工业和地铁系统的解决方案设计到调试。他于2021年加入Belden，担任数字自动化顾问，专攻能源领域。