我们的电网能支持电气化革命吗?

今年11月，来自200个国家的代表齐聚格拉斯哥，参加2021年联合国气候变化大会，也被称为COP26。世界各国正在投入大量资源减少碳排放，以减缓气候变化的速度。通过电气化取代化石燃料是实现COP26目标的关键一步，数十亿美元正在投资于可再生能源，如太阳能、风能和水力发电，以及创新电动汽车的开发。

专家认为,这是必须尽快过渡到可再生能源,但在电动汽车无处不在的世界里,房屋和建筑物与电力代替天然气加热,和无碳电力对每个人都是现成的,我们会要求更多的电能。我们必须问自己:我们目前的电网是否具备应对这一增长需求的能力?

电网现代化的挑战

HBO的《上周今夜秀》和约翰·奥利弗讨论了美国电网的现状11月8日^th集．在美国，庞大的、老化的电网使其难以提供满足现代社会需求所需的可持续电力。大多数电线都已经超过了预期寿命，因为大多数电线建于20世纪50年代和60年代，预期寿命为50年;此外，气候变化导致的极端天气加剧了这些关键线路的磨损。电网工程师面临着巨大的压力，他们需要开发现代解决方案来取代这些过时的基础设施。

此外，化石燃料发电厂还有一个优势，因为它们几乎可以在任何需要它们的地方建造，以满足特定人口的能源需求。现实是，我们不可能用风力涡轮机取代所有的燃煤电厂。风能和太阳能发电厂只有在条件有利的地方才可行——在风力或阳光强且可用的地方。的一项研究大卫·加德纳和风能基金会的合伙人发现美国中部的15个州就占了风能和太阳能生产潜力的88%，但仅占潜在需求的30%。这意味着输电线路需要跨越很远的距离将电力输送到沿海城市和主要的城市中心。

通过模拟开发高效能源解决方案

为了使能源产生更有效，传输和分配，电网设备工程师正在转向模拟。牵牛星®®通量确保可靠的电气和热分析，以达到最高的效率水平，从而减少能源损失，优化全球设备性能。

无论能量来源是什么，工程师们都希望发电机能将原动力转化为尽可能多的电能。从千瓦到兆瓦，通量可以进行电磁分析，提高发电机的性能，同时保持足够的轻，以定位在风力涡轮机或集成到潮汐设备。

升级能源网时，设备必须经得起时间的考验。难以接近的设备必须保持其性能，因此延长使用寿命和避免停机是至关重要的。电力变压器、断路器和绝缘子等关键高压设备的故障代价极高，因此，随着全球趋势的发展，设备的运行越来越接近其性能极限，Altair的解决方案包括结构约束，以准确、全面地评估故障风险。耦合通量Altair的广泛的物理解决程序套件允许用户解决多域优化提高整体安装效率，优化流体流动能量输送到设备，预测最佳齿轮传动比对发电机进行优化生产，优化其冷却，等等。

确保可靠的能源传输

电缆、电力线和母线的分析对电力传输特别重要，但如果没有仿真工具，预测它们的性能往往是困难的。这些复杂的系统涉及磁、电、热和电力网络领域和约束。Altair提供深入分析的解决方案，以预测每个领域的不同现象。磁仿真包括建模辐射场，磁场，电力系统质量，亲属和邻近效应的工具。用户还可以分析电场击穿、电流共享和过电压，以及基于集肤效应的加热、热网、海底电缆的热条件等热现象。

利用物联网和数字双胞胎发展智能电网

设备远程监控使电网在控制当地电力生产的同时，能够灵活地适应高功率的供应。从负载平衡，到峰值缩减和使用时间定价物联网(物联网)已成为支持需求响应和开发新服务的关键。

充分利用人工智能的力量，分析物联网,“牵牛星”^TMSmartWorks®是我们下一代的云原生企业数据生态系统。SmartWorks为整个企业的团队提供动态工具和协作环境，以解决复杂问题、加速转换并驱动业务价值。SmartWorks是开发、部署和维护智能电网或智能城市项目的理想选择，它可以方便地从连接的设备收集数据、存储数据并构建强大的应用程序。bob电竞官方

动态数字表示，也称为数字的双胞胎，使用传感器数据镜像设备，以了解和优化其性能。由于SmartWorks与Altair的仿真产品的集成，协同工程物理和计算组件的交互网络提高了工程师理解和预测未来网格性能的能力。

想了解更多关于电网设备的仿真驱动设计吗?查看Flux网络研讨会系列://www.s-emart.com/resource/flux-power-grid-webinar-series．