電網(wǎng)的專業(yè)化管理和運(yùn)營已經(jīng)歷了近百年，今后的發(fā)展方向是什么？如何在滿足國家經(jīng)濟(jì)和社會日益增長的需求的同時，滿足電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，以及對可再生能源和分布式發(fā)電的友好接入。智能電網(wǎng)正是在這種背景下提出，它既是電網(wǎng)今后自身發(fā)展的需要，也是解決能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，得到了各國政府及相關(guān)企業(yè)的高度重視。

智能電網(wǎng)的使命和社會屬性

        為了解決傳統(tǒng)電網(wǎng)存在的問題，2003年4月2～3日，美國65位來自電力公司、電力設(shè)備制造商、聯(lián)邦和州政府官員、大學(xué)和國家實(shí)驗(yàn)室的專家匯聚一堂，討論美國未來的電力系統(tǒng)。會后，于2003年6月以美國能源部輸配電辦公室的名義發(fā)布了一份報告“Grid 2030—電力的下一個100年的國家設(shè)想”，描繪了美國未來電力系統(tǒng)的設(shè)想，并確定了各項(xiàng)研發(fā)和試驗(yàn)工作的分階段目標(biāo)。這份報告可謂是美國電力改革的綱領(lǐng)性文件，它提出了未來電網(wǎng)的發(fā)展宗旨是“打造更具活力的、更具競爭性的國家電力市場 — 一個可以連接任何人的、在任何時間、任何地方都能夠提供充裕的、可供應(yīng)的、清潔的、有效的和可靠的電能交易，并且為消費(fèi)者提供世界上最安全的電力服務(wù)體系”。如果把智能電網(wǎng)當(dāng)作人們對未來電網(wǎng)的稱謂，這份報告是人們對未來電網(wǎng)提出的愿景。盡管后來，人們對智能電網(wǎng)給出了這樣、那樣的定義，大多都是從技術(shù)或功能層面提出了各自的認(rèn)識而已。倘若你有幸參加了這65位專家的會議，以未來能源發(fā)展的視野，思考未來的電力系統(tǒng)，相信也會得出相同的結(jié)論。事實(shí)上，未來電網(wǎng)所強(qiáng)調(diào)的既不是某項(xiàng)功能，也不是實(shí)現(xiàn)的具體手段和技術(shù)，更不是規(guī)模和大小，以及電壓等級的高低，而是如何通過現(xiàn)有及未來能夠?qū)崿F(xiàn)的技術(shù)和手段打造一個更好的電力市場，建立更好的電力服務(wù)體系。這既是對未來電網(wǎng)（或電力系統(tǒng)）的期許，也是智能電網(wǎng)的使命和社會屬性，同時也為電網(wǎng)今后的發(fā)展指明了方向。

        人們在討論智能電網(wǎng)時，往往關(guān)注的是具體功能和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方法，不同的觀點(diǎn)反映了不同的技術(shù)方法，容易忽略它的社會屬性。某一事物的社會屬性是一定區(qū)域經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)下的上層建筑形態(tài)所反映的內(nèi)容，智能電網(wǎng)的社會屬性有三個方面內(nèi)容：

        一是開放的社會服務(wù)。智能電網(wǎng)是一個開放型系統(tǒng)，表現(xiàn)為與電力系統(tǒng)相關(guān)各方在規(guī)范的電力市場環(huán)境下進(jìn)行信息、能量的交換，在為客戶提供電力的同時，還需要通過市場和價格的杠桿作用引導(dǎo)人們節(jié)約用電、合理用電、科學(xué)用電，成為一個環(huán)境友好、可持續(xù)的能源服務(wù)平臺。

        二是安全、可靠的服務(wù)保障。智能電網(wǎng)是一個安全、可靠的系統(tǒng)，通過信息通信技術(shù)與電力基礎(chǔ)設(shè)施的集成，科學(xué)調(diào)配微型電網(wǎng)、分布式能源和分布式儲能系統(tǒng)，分散大電網(wǎng)的安全和可靠性風(fēng)險，提高電網(wǎng)自愈能力。

        三是支持未來能源的發(fā)展與社會變革。利用智能決策支持系統(tǒng)，實(shí)時挖掘需方用電的各種數(shù)據(jù)，及時獲取需方相應(yīng)機(jī)會，全方位調(diào)配風(fēng)、光、水、核等電源優(yōu)先上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)最低能源和成本消耗、最大經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的目標(biāo)。此外，利用電動車與智能電網(wǎng)互動及能量交換，形成大量分布式儲能電源，參與電網(wǎng)調(diào)峰，接納間歇式電源入網(wǎng)，對于改變能源結(jié)構(gòu)、迎接未來能源發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)都具有重大意義。
       因此，只有從智能電網(wǎng)的社會屬性和未來電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)出發(fā)，才能正確認(rèn)識智能電網(wǎng)的重點(diǎn)和發(fā)展方向。

智能電網(wǎng)的原理及主要應(yīng)用

        智能電網(wǎng)涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，但就其實(shí)現(xiàn)方法和手段來說，就是將信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和原有的輸、配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成，形成的新型電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)提高能源效率、減少對環(huán)境的影響、提高供電的安全性和可靠性、減少輸電損耗等目標(biāo)，基本原理就是在電網(wǎng)（或電力系統(tǒng)）內(nèi)的每個元件（發(fā)電設(shè)備、儲能裝置、變壓器、開關(guān)等），以及每個變電站、發(fā)電廠、儲能站中皆設(shè)置一套具有強(qiáng)健功能操作系統(tǒng)的處理器（Processor）或獨(dú)立的代理服務(wù)器（Agent），它們之間能夠在電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)安全Ⅰ區(qū)實(shí)現(xiàn)雙向高速通信，從而形成一個龐大的分布式計(jì)算平臺。每個代理服務(wù)器與相應(yīng)元部件的傳感器或廣域相量測量系統(tǒng)(WAMS)的向量測量單元（PMU）相連接，將數(shù)據(jù)和信息送至相應(yīng)的處理中心進(jìn)行快速分析、優(yōu)化決策，使其具有自平衡、自檢測、自調(diào)節(jié)和自愈能力，從而實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的準(zhǔn)確控制、安全控制和智能控制的目標(biāo)，配合用戶的數(shù)字化工廠和智能家居，通過需求側(cè)管理和雙向互動為用戶提供增值服務(wù)［5］。