这对你有什么关系?输电

输电

不管用什么类型的电厂来生产电力，离开电厂并送往电网的电力都会显著增加电压，以方便其可能的漫长旅程到达最终用户。电力通常在低于30千伏特(kV)的情况下离开电厂，它的电压(由相邻变电站的变压器)增加到更高的电压，通常高达765kV，通常至少是155kV。当这发生，离开发电厂的电进入我们电旅行的传输阶段。

电能的物理原理是这一主要电压增加的原因——更高的电压允许更有效，从而更便宜的传输。为了进一步说明电力传输的物理，考虑的基本公式：

• 功率等于电压的平方，除以电阻，或者P = V²/ R。

765kV输电线路的输电能力几乎是345kV输电线路的四倍，因为功率随线路电压的平方而增加。尽管765kV输电线路的建设成本越来越高，但考虑到它们可以传输的额外电力，它们的投资回报潜力更大。

可以说，传输系统是我们今天的电力传输过程中存在的最重要的缺陷。在新的输电线路建设开始之前，需要清除大量的法规和项目选址障碍，这一直是项目进展的主要障碍。

我们的传输系统主要是在20世纪60年代设计和建造的，当时没有人想到这个系统必须要在如此遥远的地方为客户提供服务，并从众多的发电厂接收电力，而现在正是如此。当电网在40-50年前建成时，地区公用事业公司平均监督发电、输电和配电基础设施的自我服务部分。从那以后，行业放松管制促进了所有权的分散，发电公司、输电公司、投资者和当地公用事业公司现在在整个系统中拥有不同的、零碎的股份。

美国电网电

美国已经三大输电网:东部互联、西部互联、德州互联。每个区域互连背后的想法是，在孤立的输电线路中断的情况下，通过构建供电力流动的备用路径来提供系统冗余。还有一个非营利性组织北美电力可靠性委员会该公司负责制定和实施输电标准，并为系统操作员提供培训。

有超过157000英里“超高压”（超过230千伏）在美国的输电线路。大多数传输线路或导体是由铝（往往与钢芯更大强度）。尽管未在整个系统中广泛安装的，传输线可以用分布式温度感测设备，可以精确地检测并报告异常（如通过偏离正常和预期线温度公布）进行监测。大多数传输系统是传统的三相交变电流（AC）系统。高压直流输电（HVDC）系统是在数百英里的长途传输交流系统的替代方案。高压直流输电系统具有更低的线路损耗和更好的可控性的优点，但HVDC设备得到明显提高安装昂贵。输电线路的电压类型，并迅速辨别该行业的专业人士。背景参考信息对于像我这样的普通观察者来说，它有助于识别不同的传输系统。

许多作者注意到输电系统拥堵的挑战，随着新电力需求的增长超过我们预期的未来容量，我们现在正在经历这种挑战。交通挤塞带来若干负面影响，包括:

• 引入更大的“线路损耗”（由电阻，低效率，发热等引起的，从最大限度地提高传输线路的能力）。
• 限制消费者在一天中的某些时段使用更便宜的电价。
• 由于有限的传输系统冗余，增加了停电的风险，这阻碍了急需的升级或紧急维修。

“绿色”电力传动

我们之前提到了创新的“绿色”发电技术，并指出不幸的是，它们现在只占我们电力的很小一部分。未来通过这些方式发电的一个大缺点是传输系统。该系统不是为将“绿色”电力持续或实用地传输到传输网络而建立的，特别是从最适合这些技术的地理位置和时间框架上传输。例如，没有足够的传播来提供大部分的风和太阳能在美国是有潜力的。

这种情况的一个例子，特别是风力发电，在西德克萨斯是很明显的。由于人口更稀少，这个国家的这部分适合建设新的输电线路，它有稳定的风速适合旋转风力发电机。然而，西德克萨斯不需要额外的电力，那里的多余电力需要输送到很远的地方才能给电网带来价值。考虑到这些因素，从西德克萨斯(以及全国其他理论上合适的地方)获取风力涡轮机的电力是不划算的。美国沙漠地区的太阳能发电阵列也遭遇了类似的投资回报率不足。

智能电网

一位作者通过一种方便的方式，轻松地描述了目前我国电力传输系统的困境类似于水管系统。水管内置仅如此之大，它们只能处理如此多的流动速率（如涉及安培数）和压力（如涉及电压）。纵观任何一天，有可能是相对于消费者使用过流的时间和细流的时期。当您打开“电龙头”（主要装备在办公室或家中，每个这样的比喻），传输系统可以被质疑，提供你所需要的，特别是在有利的成本。

的水管类比是介绍智能电网概念的一个很好的基础，它将尝试在需要的时候和需要的地方逻辑地将电力应用到电网，在供需平衡的情况下优化整个系统。这种智能电网的净效果和预期结果将解决刚才提到的几个问题。在今天的交流电(AC)电网中，电力在它想去的地方流动，这取决于它可能经过的路径的相对大小。有了智能电网，电力将能够通过控制系统操作员使用称为FACTS - Flexible AC Transmission Systems的新技术沿特定路径传输。此外，智能电网将采用更先进的监测和保护，允许更多地利用现有设施。一个智能电网，加上整个输电网络总体规划和精明的新输电线路建设工作，将大大有助于解决我们目前的输电系统困境。

注意事项

电力传输是由联邦能源管理委员会(FERC)。然而，FERC仍然必须满足输电线路穿越的地方政府的投入和要求。以下是FERC网站首页的一份声明:“FERC只在某些州没有或不能确定设施位置的情况下才参与传输选址。”

在过去的几十年中，试图构建新的输电线路已经长和昂贵的努力。即使是显然需要的项目需要许多年才能获得必要的批准，权利的通行，并允许。公众有利益争夺减轻未来停电，但要避免创造个人影响的新传输的建设项目。这种冲突是传输系统的版本，“不在位我-后院”（NIMBY）综合征。对还是错，环境和特殊利益集团历来采用法院禁令和其他方法来挑战输电线路的建设。

即将关闭的传输网络，电力在千分站的降压电压在整个我们的社区。在一些情况下，传输线电压被降压下面的110kV，并且被称为子传输线，成为进一步降压到正式进入分配系统的境界之前。

进一步下游的电力配电系统中流动，进一步降压它通常会成为电压，最终在240/120伏进入大多数家庭。不同的企业，校园，和生产设施将在适合他们的需要的电压消耗功率从配电系统。配电系统是大多数当地公用事业公司有广泛的监督和参与。

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Bruce Renz先生和Bill Randle先生是本文的技术贡献者。两人都是电力行业的顾问。