这七条线(技术上讲，它们是背靠背的高压直流电连接)连接了美国东部和西部的电网，拥有1320兆瓦的电力处理能力。(分隔电网的缝隙大致从蒙大拿州东部开始，沿着南达科他州、内布拉斯加州和堪萨斯州的西部边界，沿着俄克拉何马州和德克萨斯州狭长地带的西部边缘。德州虽然有自己的电网，但大部分都在两大电网之外。)

它们都是大电网——东部电网的发电能力为70万兆瓦，西部电网的发电能力为25万兆瓦。因此，高达1320兆瓦的电力在两者之间流动并不多。

但如果两个电网之间有更大的连接呢?如果更多的权力来回移动呢?这能把爱荷华州的风力发电、西南部的太阳能发电和东部的海上风力发电从一个海岸转移到另一个海岸吗?西方能否帮助东方满足其高峰需求，反之亦然?更大的电网连接会提高电网的可靠性、弹性和适应性吗?收益会超过成本吗?

简短的回答是:是的。

这是根据Interconnections Seam研究得出的结论，该研究为期两年，耗资150万美元，是美国能源部2016年1月宣布的2.2亿美元电网现代化计划的一部分。

包括爱荷华州立大学工程师在内的研究人员在爱荷华州立大学2018年的一次研讨会上分享了早期发现，并在今年夏天和秋天由IEEE(电气与电子工程师协会)发表的两篇论文中分享了最新发现。

建模网格改进

爱荷华州立大学的工程师为该项目贡献了计算机建模专业知识，建立了一个容量扩展模型，模拟了15年来发电和输电的改进。该模型包括四种跨缝输电设计和八种发电方案，这些方案在输电成本、可再生能源发电、天然气价格和现有电厂退役方面存在差异。

爱荷华州立大学的模型将电网改善过程一直持续到2038年。位于科罗拉多州的美国能源部国家可再生能源实验室的研究人员利用2038年的数据，完成了一年内跨煤层电力共享的逐小时模型。

“结果显示，效益成本比高达2.5，表明在考虑的情况下，通过共享发电资源和跨区域灵活性来实现增加互联网络之间的传输容量具有重要价值，”最新论文的摘要说。

“所以，每投资一美元，你就能得到2.5美元的回报，”爱荷华州立大学安森马斯顿工程杰出教授、杰克伦敦电力系统工程主席、论文的合著者詹姆斯麦卡利说。

你需要投资多少?

McCalley说，建造一个研究人员称之为“大电网”的主要输电线路将花费大约500亿美元，该线路将环绕中西部和西部，中间有分支，连接到德克萨斯州和东南部。

识别值

研究人员在今年夏天发表的论文中指出，跨煤层的传输越多越好。

研究人员写道:“B/C(效益/成本)比率跟踪交叉煤层传输能力:导致最高交叉煤层传输能力的条件是具有最高B/C比率的条件。”

该研究的一个关键发现是:“跨缝输电可以收回成本:这表明，在未来可再生能源比例超过40%的情况下，跨缝输电的收益超过了成本，仅基于35年的时间来评估发电投资和运营效率所带来的节省。”

McCalley说，宏观电网主要通过三种方式为自己买单:

1.在一天中，全国不同地区在不同时间有高峰需求。有了宏网格，不同的区域可以互相帮助，满足各自的日常用电高峰。

2.随着燃煤和燃气发电厂的退役，一个宏观电网允许风能和太阳能资源在全国范围内共享。“中西部生产风能，”McCalley说。“但住在中西部的人并不多。所以我们需要转移这种能量。”

3.公用事业公司现在必须建立额外的产能，以满足今年最高的需求。一个宏观电网可以帮助国家的不同地区满足彼此的高峰需求，因此减少了在任何一个地方必须建设的高峰容量。

那么风暴呢——比如2020年8月席卷爱荷华州的德雷科风暴，或者2021年2月切断德克萨斯州电力的冰暴?宏观电网能帮助解决这类灾难吗?

“宏观电网的另一个好处是能够处理这类弹性问题，”McCalley说。“你可以很容易地从其他地区获得电力援助。爱荷华州和其他州将与其他地区相互联系。”

虽然研究开始量化美国宏观电网的价值，但McCalley说，要真正建成一个宏观电网还有很多挑战。当然，这是有代价的。我们必须做出政策和政治决定。有些人不希望附近有输电线路、风力涡轮机或太阳能电池板。

他对那些人说了什么?

“我的回答是，每一种形式的能量都有消极的一面，”麦卡利说。“告诉我一个更好的选择。”