充分利用现有电网

我们需要更多的电网来促进向零碳电力供应的转型。但新建输电线路成本高昂且耗时。人们越来越关注能够最大限度地利用现有电网的新技术。

电网正迅速从化石燃料发电转向清洁能源发电，从集中式电厂转向分布式电厂。此外，电网正越来越多地为全电动家庭和电动汽车供电。这些转变正在改变着电网。 在哪里 电力既被生产又被消耗， 什么时候 它既可用又必要。

但过去一个世纪以来，电网——包括电线杆、电线、变压器和变电站——的建设都是为了适应旧系统的运行地点和时间。大型旧式发电厂通常建在靠近水源的工业区，而新型风能和太阳能发电机则更有可能位于农村地区。全电动建筑和汽车将推高社区配电网的用电需求，并增加冬季供暖的用电需求。

呼吁重建电网很容易，而且一些重建和扩建工作也确实不可避免。但这是一项耗资巨大、耗时漫长且有时困难重重的工程，而且目前已经…… 推高电力成本这反过来又使向清洁电气化的转变更加困难。

更好的第一步是充分利用现有电网。通过更智能的数字控制、实时通信和新技术，各公司正在扩大现有系统的容量。

新的输电线路正在建设中，但这需要付出巨大的努力。 SunZia系列这条横跨新墨西哥州和亚利桑那州的550英里长的输电线路，将新增3500兆瓦的风力发电装机容量，足以满足…… 300万户家庭Ava 的客户也将参与其中，电力将由 Pattern Energy 目前的电力供应。 特科洛特风 位于新墨西哥州杜兰附近的一个项目，以及林肯县的一个新项目，预计将于2026年投入运营。SunZia输电线路的审批过程耗时12年，但一直未能完成。 在法庭上受到质疑 即使施工已于今年夏天开始。

加州独立系统运营商（CAISO）在其2023-24年输电计划中指出： 五月下旬批准预计将在全州范围内开展26个项目，总投资额估计为1.7万亿美元（17万亿美元）。其中最主要的项目是两条总长400英里的大型新输电线路，这两条线路将连接预计在洪堡附近北海岸建设的海上风电场。

Ava尚未签署任何海上风电项目协议，但它是加州社区电力公司（CC Power）的成员。CC Power是一个联合权力机构，与九家社区选择聚合商（CCA）进行联合电力采购。 签署谅解备忘录 5 月份，调查在隆波克附近中部海岸开发海上风电项目的可能性。

新建大型输电线路为清洁能源的大规模开发开辟了道路。但企业也在寻求对现有线路进行改造，例如更换性能更强大的新型电线，并添加智能“电网增强”技术，从而实现线路的更大价值。

输电线路通常由铜线缠绕在铝或钢芯上构成。它们在高温下会软化，导致线路下垂，并可能撞击树木引发火灾。复合芯如图所示，该输电线路采用碳纤维芯线，可减少垂度，减少所需铁塔数量，并提高输电能力。碳纤维芯线比钢芯线强度高约 50%，重量轻约 70%，因此该线路可以使用更多导电铝材而不会增加重量。重新导引“利用现有线路可以将吞吐量提高一倍，而且成本远低于建设新线路。”

加州大学伯克利分校戈德曼公共政策学院和GridLab的一份报告发现，对美国输电线路进行改造将使美国在2035年之前实现90%的可再生能源目标。 节省 $850 亿 到 2035 年达到 $1800 亿，到 2050 年达到 $1800 亿。

将长距离交流电 (AC) 线路转换为直流电 (DC) 可以带来更大的提升。虽然这需要安装昂贵的 AC-DC 转换器，但它可以将吞吐量提高多达 八次.

电网控制也是一种有效的策略。一套被称为 GET 的技术—— 电网增强技术 — 将数字监控和控制引入到以前的模拟系统中。 

虽然动态线路额定值 (GET) 可能非常复杂，但影响线路额定值的那些参数或许是最清晰的例子。线路的输送能力会受到气温和风力的影响；高温天气会降低线路的输送能力，因为存在线路下垂的风险。然而，线路的额定值通常只是一个单一的数值，由基于平均条件的工程计算得出。动态线路额定值 (DLR) 则考虑了实时天气状况，能够随着天气变化提供更精确的数值。

研究 爱达荷国家实验室等机构的研究发现，凉爽的风可以使输电线路的载流能力比未考虑风力影响的静态额定值提高10%至40%。由于附近的风力发电场在风力较大时会发电量增加，该输电线路很可能可以输送更多风力发电，从而降低弃风弃光的风险。

DLR技术的部署取得了令人瞩目的成果。LineVision公司也取得了显著成效。 试点项目 与纽约公用事业公司National Grid合作，测试DLR传感器和控制系统，并重建5英里的电路。该项目预计将减少两个大型风电场的弃电量超过350兆瓦，并将整体输电能力平均提高190兆瓦。在宾夕法尼亚州，公用事业公司PPL部署了…… DLR系统 每年可节省超过11723万亿， 仅需 $250,000重建这条线路大约需要 11750 万美元。 

支持一般交易协议 (GET) 和重新谈判的理由非常充分，相关法案正在立法机构中迅速推进 (AB 2779/佩特里-诺里斯 和 SB 1006/帕迪利亚）需要在规划电网改进时考虑它们。 

加利福尼亚州是5月份加入该组织的21个州之一。 联邦-州现代电网部署计划并承诺“加快近期部署更先进的、可商用的电网技术，以扩大电网容量，并在新建和现有的输配电线路上构建现代化电网能力”。 

加州公用事业公司一直在积极增加电网监控和控制措施，但主要目的是降低野火风险。 防护设备和装置设置 (PEDS) 如果树枝等物体接触到配电线路，则在十分之一秒内自动切断电源。

PG&E于2021年开始在高火灾风险地区的11500英里配电线路上部署PEDS系统。 切割火源 第一年就下降了 68%。更精细的电网监测和控制也使得断电更加精准，从而减少了受影响的用户数量和停电持续时间。

南加州爱迪生公司 (SCE) 通过更换导线来降低野火风险。在其大溪走廊沿线，输电塔较矮，下垂的电线有触碰到树木的风险。更换为先进的导线后，降低了电线下垂的风险，避免了建造更高铁塔的需要，并且使线路的输电能力翻了一番。施工时间从 48 个月缩短到 18 个月，并为客户节省了 1700 万美元。 根据SCE.

甚至还有规模更大的项目被提出。加州独立系统运营商（CAISO）计划新建一条从洛杉矶附近延伸至拉斯维加斯的180英里（约290公里）长的输电线路，预计耗资1.17万亿至1.17万亿（1.7万亿至1.7万亿）。作为替代方案，Lotus Infrastructure公司提出了一项方案。 已提议 将现有线路从交流电改为高压直流电，重复利用现有导线、铁塔和绝缘子，使线路容量增加 2200 兆瓦。