一、智能電網(wǎng)是自愈電網(wǎng)

智能電網(wǎng)（smart power grids），就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。在現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展過程中，各國結合其電力工業(yè)發(fā)展的具體情況，通過不同領域的研究和實踐，形成了各自的發(fā)展方向和技術路線，也反映出各國對未來電網(wǎng)發(fā)展模式的不同理解。近年來，隨著各種先進技術在電網(wǎng)中的廣泛應用，智能化已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，發(fā)展智能電網(wǎng)已在世界范圍內(nèi)形成共識。從技術發(fā)展和應用的角度看，世界各國、各領域的專家、學者普遍認同以下觀點：智能電網(wǎng)是將先進的傳感測量技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合，并與電網(wǎng)基礎設施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。

“自愈”指的是把電網(wǎng)中有問題的元件從系統(tǒng)中隔離出來，并且在很少或不用人為干預的情況下，可以使系統(tǒng)迅速恢復到正常運行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對用戶的供電服務。從本質上講，自愈就是智能電網(wǎng)的免疫系統(tǒng)。這是智能電網(wǎng)最重要的特征。

自愈電網(wǎng)進行連續(xù)不斷地在線自我評估，以預測電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或正在發(fā)展的問題，并立即采取措施加以控制或糾正。

自愈電網(wǎng)將盡量減少供電服務中斷，充分應用數(shù)據(jù)獲取技術，執(zhí)行決策支持算法，避免或限制電力供應的中斷，迅速恢復供電服務。

基于實時測量的概率風險評估將確定最有可能失敗的設備、發(fā)電廠和線路；實時應急分析將確定電網(wǎng)整體的健康水平，觸發(fā)可能導致電網(wǎng)故障發(fā)展的早期預警，確定是否需要立即進行檢查或采取相應的措施。

自愈電網(wǎng)經(jīng)常應用連接多個電源的網(wǎng)絡設計方式。

當出現(xiàn)故障或發(fā)生其他問題時，在電網(wǎng)設備中先進的傳感器確定故障并和附近的設備進行通信，以切除故障元件或將用戶迅速地切換到另外可靠的電源上，同時傳感器還有檢測故障前兆的能力，在故障實際發(fā)生前，將設備狀況告知系統(tǒng)，系統(tǒng)就會及時地提出預警信息。

二、智能電網(wǎng)激勵和包容用戶

現(xiàn)有電網(wǎng)總體上是一個剛性系統(tǒng)，智能化程度不高。電源的接入與退出、電能量的傳輸?shù)榷既狈^好的靈活性，電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制能力不理想；系統(tǒng)自愈及自恢復能力完全依賴于物理冗余；對用戶的服務形式簡單、信息單向，缺乏良好的信息共享機制。

從智能電網(wǎng)的角度來看，用戶的需求完全是另一種可管理的資源，它將有助于平衡供求關系，確保系統(tǒng)的可靠性；從用戶的角度來看，電力消費是一種經(jīng)濟的選擇，通過參與電網(wǎng)的運行和管理，修正其使用和購買電力的方式，從而獲得實實在在的好處。

在智能電網(wǎng)中，用戶將根據(jù)其電力需求和系統(tǒng)滿足其需求的能力，來調(diào)整、平衡其消費。

同時將滿足用戶在能源購買中有更多選擇的基本需求，減少或轉移高峰電力需求的能力，通過降低線損和減少效率低下的調(diào)峰電廠的運營，使電力公司盡量減少資本開支和運營開支，同時也提供了大量的環(huán)境效益。

在智能電網(wǎng)中，與用戶建立雙向實時的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)鼓勵和促進用戶積極參與電力系統(tǒng)運行和管理的基礎。實時通知用戶其電力消費的成本、實時電價、電網(wǎng)目前的狀況、計劃停電信息。

三、智能電網(wǎng)具有抵御攻擊的能力

電網(wǎng)安全性的全系統(tǒng)解決方案，擬在增強電網(wǎng)的抗攻擊能力。電網(wǎng)經(jīng)常受到物理攻擊和網(wǎng)絡攻擊，該方案要求電網(wǎng)能夠從供電中斷故障中快速恢復供電。智能電網(wǎng)將展示被攻擊后快速恢復的能力，甚至是對那些決心堅定和裝備精良的攻擊者發(fā)起反擊。

電網(wǎng)安全性的全系統(tǒng)解決方案使智能電網(wǎng)的設計和運行具有阻止攻擊的能力，最大限度地降低損失和快速恢復供電服務。智能電網(wǎng)也能同時承受對電力系統(tǒng)幾個部分的攻擊和在一段時間內(nèi)多重協(xié)調(diào)的攻擊。

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)技術發(fā)展的必然趨勢。近年來，通信、計算機、自動化等技術在電網(wǎng)中得到廣泛深入的應用，并與傳統(tǒng)電力技術有機融合，極大地提升了電網(wǎng)的智能化水平。傳感器技術與信息技術在電網(wǎng)中的應用，為系統(tǒng)狀態(tài)分析和輔助決策提供了技術支持，使電網(wǎng)自愈成為可能。調(diào)度技術、自動化技術和柔性輸電技術的成熟發(fā)展，為可再生能源和分布式電源的開發(fā)利用提供了基本保障。通信網(wǎng)絡的完善和用戶信息采集技術的推廣應用，促進了電網(wǎng)與用戶的雙向互動。隨著各種新技術的進一步發(fā)展、應用并與物理電網(wǎng)高度集成，智能電網(wǎng)應運而生。

四、智能電網(wǎng)提供滿足21世紀用戶需求的電能質量

電能質量指標包括電壓偏移、頻率偏移、三相不平衡、諧波、閃變、電壓驟降和突升等。

發(fā)展智能電網(wǎng)是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然選擇。為實現(xiàn)清潔能源的開發(fā)、輸送和消納，電網(wǎng)必須提高其靈活性和兼容性。為抵御日益頻繁的自然災害和外界干擾，電網(wǎng)必須依靠智能化手段不斷提高其安全防御能力和自愈能力。為降低運營成本，促進節(jié)能減排，電網(wǎng)運行必須更為經(jīng)濟高效，同時須對用電設備進行智能控制，盡可能減少用電消耗。分布式發(fā)電、儲能技術和電動汽車的快速發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的供用電模式，促使電力流、信息流、業(yè)務流不斷融合，以滿足日益多樣化的用戶需求。

但是電能質量問題又不是電力公司一家的問題，因此需要制定新的電能質量標準，對電能質量進行分級，因為并非所有的商業(yè)企業(yè)用戶和居民用戶都需要相同的電能質量。

電能質量可以從“標準”到“優(yōu)質”進行分級，這取決于消費者的需求。它將在一個合理的價格水平上平衡負載的敏感度與供電的電能質量。

智能電網(wǎng)將以不同的價格水平提供不同等級的電能質量，以滿足用戶對不同電能質量水平的需求，同時要將優(yōu)質優(yōu)價寫入電力服務的合同中。

智能電網(wǎng)將減輕來自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質量事件。通過先進的監(jiān)控電網(wǎng)基本元件，快速診斷并準確地提出解決任何電能質量事件的方案。

此外，智能電網(wǎng)的設計還要考慮減少由于閃電、開關涌流、線路故障和諧波源引起的電能質量的擾動，同時應用超導材料、儲能以及改善電能質量的電力電子技術的最新研究成果來解決電能質量的問題。

另外，智能電網(wǎng)將采取技術和管理手段，使電網(wǎng)免受由用戶的電子負載所造成的電能質量的影響，將通過監(jiān)測和執(zhí)行相關的標準，限制用戶負荷產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)。

五、智能電網(wǎng)容許各種不同類型發(fā)電和儲能系統(tǒng)接入

智能電網(wǎng)將安全、無縫地容許各種不同類型的發(fā)電和儲能系統(tǒng)接入系統(tǒng)，簡化聯(lián)網(wǎng)的過程，類似于“即插即用”，這一特征對電網(wǎng)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。

各種不同容量的發(fā)電和儲能在所有的電壓等級上都可以互聯(lián)，包括分布式電源如光伏發(fā)電、風電、先進的電池系統(tǒng)、即插式混合動力汽車和燃料電池。

商業(yè)用戶安裝自己的發(fā)電設備和電力儲能設施將變得更加容易和更加有利可圖。在智能電網(wǎng)中，大型集中式發(fā)電廠將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。

加強輸電系統(tǒng)的建設，使這些大型電廠仍然能夠遠距離輸送電力。同時各種各樣的分布式電源的接入一方面減少對外來能源的依賴，另一方面提高供電可靠性和電能質量，特別是對應對戰(zhàn)爭和恐怖襲擊具有重要的意義。

六、智能電網(wǎng)會促使電力市場蓬勃發(fā)展

在智能電網(wǎng)中，先進的設備和廣泛的通信系統(tǒng)在每個時間段內(nèi)支持市場的運作，并為市場參與者提供了充分的數(shù)據(jù)，因此電力市場的基礎設施及其技術支持系統(tǒng)是電力市場蓬勃發(fā)展的關鍵因素。

智能電網(wǎng)通過市場上供給和需求的互動，可以最有效地管理如能源、容量、容量變化率、潮流阻塞等參量，降低潮流阻塞，擴大市場，匯集更多的買家和賣家。

用戶通過實時報價來感受到價格的增長從而將降低電力需求，推動成本更低的解決方案以及新技術的開發(fā)，新型潔凈的能源產(chǎn)品也將給市場提供更多選擇的機會。

七、智能電網(wǎng)使運行更加高效

智能電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整其電網(wǎng)資產(chǎn)的管理和運行，以實現(xiàn)用最低的成本提供所期望的功能。這并不意味著資產(chǎn)將被連續(xù)不斷地用到極限，而是有效地管理需要什么資產(chǎn)以及何時需要，每個資產(chǎn)將和所有其他資產(chǎn)進行很好的整合，以最大限度地發(fā)揮其功能，同時降低成本。

智能電網(wǎng)將應用最新技術以優(yōu)化其資產(chǎn)的應用。例如，通過動態(tài)評估技術使資產(chǎn)發(fā)揮其最佳的能力，通過連續(xù)不斷地監(jiān)測和評價其能力，使資產(chǎn)能夠在更大的負荷下使用。

八、智能電網(wǎng)高速通信在線監(jiān)測

智能電網(wǎng)通過高速通信網(wǎng)絡實現(xiàn)對運行設備的在線狀態(tài)監(jiān)測，以獲取設備的運行狀態(tài)，在最恰當?shù)臅r間給出需要維修設備的信號，實現(xiàn)設備的狀態(tài)檢修，同時使設備運行在最佳狀態(tài)。系統(tǒng)的控制裝置可以被調(diào)整到降低損耗和消除阻塞的狀態(tài)。

此外，先進的信息技術將提供大量的數(shù)據(jù)和資料，并將集成到現(xiàn)有的企業(yè)范圍的系統(tǒng)中，大大加強其能力，以優(yōu)化運行和維修過程。