智能電網(wǎng)建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度等六個環(huán)節(jié)，建設(shè)中國特色的堅強智能電網(wǎng)應(yīng)該在既有電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行分析，尋找突破點，逐步提升和完善。

一、智能發(fā)電

建設(shè)堅強智能電網(wǎng)在發(fā)電環(huán)節(jié)的發(fā)展目標：以“一特四大（即特高壓、大煤電、大水電、大核電和大可再生能源基地）”發(fā)展戰(zhàn)略為導(dǎo)向，引導(dǎo)電源集約化發(fā)展，協(xié)調(diào)推進大煤電、大水電、大核電和大可再生能源基地的開發(fā);加強廠網(wǎng)協(xié)調(diào)，提高電力系統(tǒng)安全運行水平;實施節(jié)能發(fā)電調(diào)度，提高常規(guī)電源的利用效率;減少發(fā)電環(huán)節(jié)溫室氣體的排放，降低對氣候變化的影響;優(yōu)化電源和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，促進大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源的科學(xué)合理利用。在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，系統(tǒng)中接入的諸如風(fēng)能、太陽能、大容量儲能裝置等分布式電源將占較大比重，需要重點解決分布式電源的并網(wǎng)規(guī)劃、運行、控制、預(yù)測等問題，提升可再生能源的協(xié)調(diào)運行水平。在信息傳輸方面，實現(xiàn)廠網(wǎng)信息的雙向交互，提高電網(wǎng)對發(fā)電側(cè)的控制水平，提高能源利用效率，促進節(jié)能降耗。優(yōu)化機組運行方式，提升廠網(wǎng)協(xié)調(diào)水平，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，減少對環(huán)境和氣候的影響，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。

隨著環(huán)保意識的增強和國家能源政策的實施，新能源發(fā)電和分布式電源將有很大的發(fā)展空間，并在裝機容量中占有相當大的份額，電源的構(gòu)成將會發(fā)生顯著的變化，如圖1所示。

圖1 智能電網(wǎng)下電源變化示意圖

二、智能輸電

實現(xiàn)輸電網(wǎng)智能運行是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容，國內(nèi)各個區(qū)域電網(wǎng)都建立了廣域測量保護系統(tǒng)，初步實現(xiàn)了電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控，部分區(qū)域電網(wǎng)已經(jīng)開始了高級調(diào)度中心的實踐，這些都為智能輸電的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件。在輸電環(huán)節(jié)應(yīng)該加快建設(shè)以特高壓為骨干電網(wǎng)、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強網(wǎng)架結(jié)構(gòu);全面實施輸電線路狀態(tài)檢修和全壽命周期管理，通過建設(shè)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測中心，實現(xiàn)對特高壓線路、重要輸電走廊、災(zāi)害多發(fā)區(qū)的環(huán)境和運行狀態(tài)參數(shù)的集中監(jiān)測和災(zāi)害預(yù)警;廣泛采用柔性交流輸電（FACTS）技術(shù)，提高線路輸送能力和電壓、潮流控制的靈活性，在技術(shù)和裝備領(lǐng)域全面達到國際領(lǐng)先水平。

通過特高壓交流1000kV、直流±800kV與各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，構(gòu)建堅強的物理網(wǎng)架基礎(chǔ)。從我國特高壓電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃可以看出，在智能電網(wǎng)條件下，特高壓將是電網(wǎng)的基本骨架，用于連接大型的區(qū)域電網(wǎng)，而超高壓將是區(qū)域電網(wǎng)的核心部分。利用先進的FACTS技術(shù)、輸電快速仿真與模擬技術(shù)、高級保護與控制技術(shù)，大大提高輸電系統(tǒng)的傳輸容量，并能有效地抑制區(qū)域間電網(wǎng)的功率振蕩，增強輸電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)運行性能。

三、智能變電

在智能電網(wǎng)建設(shè)中，變電環(huán)節(jié)需要制定智能變電站和智能設(shè)備的技術(shù)標準和規(guī)范，通過采用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化的電氣設(shè)備、自動化的運行管理系統(tǒng)，將樞紐變電站全面建成或改造為智能變電站，使數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理均實現(xiàn)數(shù)字化、智能化。在變電站建設(shè)完整、準確、實時的信息采集系統(tǒng)，實現(xiàn)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的全面采集和實時共享，作為支撐電網(wǎng)實時控制、智能調(diào)節(jié)和各類高級應(yīng)用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ);積極構(gòu)建和完善各種智能設(shè)備的狀態(tài)預(yù)警能力和故障自我診斷能力。智能變電站應(yīng)該具有智能檢修能力，時刻監(jiān)測分析變電站各種設(shè)備（如變壓器、斷路器、母線、互感器、避雷器和隔離開關(guān)等）的狀態(tài)，實現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修，從而優(yōu)化使用和節(jié)約人力成本。

四、智能配電

配電網(wǎng)的智能化是智能電網(wǎng)的重要組成部分，尤其在歐美等發(fā)達國家，智能配電網(wǎng)是建設(shè)智能電網(wǎng)的核心內(nèi)容。當前，我國的配電環(huán)節(jié)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對薄弱，自動化程度較低，配電網(wǎng)技術(shù)標準和規(guī)范不完善，需要強化配電網(wǎng)基礎(chǔ)信息管理，構(gòu)建智能配電技術(shù)架構(gòu)體系，建成靈活、高效、合理的配電網(wǎng)絡(luò)。為適應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)的需求，配電網(wǎng)應(yīng)該具備靈活重構(gòu)、潮流優(yōu)化能力，實現(xiàn)儲能裝置及分布式電源兼容接入與統(tǒng)一控制，在發(fā)生緊急狀況時能夠支撐主網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，使供電可靠性和電能質(zhì)量都得到顯著提高;積極完成配電自動化系統(tǒng)的全面建設(shè)，全面推廣智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)示范工程的應(yīng)用成果，爭取使主要技術(shù)裝備達到國際領(lǐng)先水平。

智能配電網(wǎng)的建設(shè)需要采用更加先進的高級配網(wǎng)自動化技術(shù)、高級保護與控制技術(shù)、微電網(wǎng)技術(shù)、配電SCADA技術(shù)，實現(xiàn)對配電網(wǎng)運行狀態(tài)、資產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)和供電可靠狀況的實時和全面監(jiān)視，實現(xiàn)配電網(wǎng)的可觀測性和自愈控制、實現(xiàn)電能質(zhì)量控制和電能的靈活分配，降低損耗、提高供電可靠性和電能質(zhì)量。重點突破分布式電源接入、分散式儲能、電動汽車充放電等方面的關(guān)鍵技術(shù)研究，并全面推廣應(yīng)用。

隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，在城市和發(fā)達地區(qū)農(nóng)村的負荷密度快速增長，傳統(tǒng)的10kV的配電電壓等級已經(jīng)不能滿足負荷發(fā)展的要求。國內(nèi)已經(jīng)廣泛開展了對20kV配電電壓等級的研究，并在部分地區(qū)試點應(yīng)用。20kV的配電網(wǎng)在提高線路輸送能力、增大供電半徑、減小電能損耗、提高供電質(zhì)量等方面具有明顯的優(yōu)勢，應(yīng)該逐步推廣應(yīng)用，而智能電網(wǎng)的建設(shè)為中低壓配電網(wǎng)的升級改造提供了契機。

五、智能用電

當前用電設(shè)備的智能化和信息采集交互能力較低，應(yīng)該全面開展智能用電服務(wù)，推廣應(yīng)用智能電表等高級量測裝置，構(gòu)建智能化雙向互動體系，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的積極交互，提升用戶服務(wù)質(zhì)量，滿足多元化的用電需求。通過智能電表可以對用電設(shè)備實現(xiàn)全面監(jiān)控，實時或定時讀取用戶的多種計量值，例如用電功率、用電量、電壓、電流及其他信息，成為電網(wǎng)事實上的傳感器。建立計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（MDMS），作為具有分析功能的數(shù)據(jù)庫，通過與智能電表等高級量測裝置互聯(lián)，收集數(shù)據(jù)、處理和儲存智能電表的計量數(shù)值。積極開展網(wǎng)絡(luò)化管理，通過網(wǎng)關(guān)或用戶入口，把智能電表和用戶室內(nèi)的可控電器或裝置連接起來，使用戶能夠根據(jù)電力公司的需要，積極參與需求響應(yīng)和電力市場。積極推廣智能用電示范園區(qū)的建設(shè)，電網(wǎng)公司或政府在政策上予以支持，通過推動智能樓宇、智能家電等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，改變終端用戶的用電模式，提高用戶用電效率。

智能電表等高級量測系統(tǒng)是電力企業(yè)和用戶聯(lián)系的紐帶，不僅為電力公司提供遍布全部用戶的通信網(wǎng)絡(luò)，而且可以使用戶參與到電力市場中，為系統(tǒng)的運行和資源管理帶來顯著的經(jīng)濟效益。智能電網(wǎng)通過電子終端將用戶和電網(wǎng)公司之間形成網(wǎng)絡(luò)互動和即時連接，實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)讀取的實時、高速、雙向的總體效果，實現(xiàn)智能家電控制和電池集成充電等的多用途開發(fā)，實現(xiàn)用戶富余電能的回售;可以優(yōu)化電網(wǎng)的管理，將電網(wǎng)提升為互動運轉(zhuǎn)的全新模式，形成電網(wǎng)全新的服務(wù)功能，提高整個電網(wǎng)的可靠性和綜合效率。因此，各種高級測量儀表、用戶友好的智能電器等智能化設(shè)備將得到全面推廣應(yīng)用。

六、智能調(diào)度

調(diào)度的智能化是智能電網(wǎng)的核心體現(xiàn)，智能調(diào)度是建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的關(guān)鍵內(nèi)容，是智能電網(wǎng)運行控制的神經(jīng)中樞。為適應(yīng)智能電網(wǎng)的需求，調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)該具備更為全面而準確的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，具有強大的智能安全預(yù)警功能，在調(diào)度決策中注重系統(tǒng)安全與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)：在系統(tǒng)故障時，能夠快速的診斷故障和提供故障恢復(fù)決策;能夠利用可視化技術(shù)，將電網(wǎng)的實時運行情況全面而直觀地提供給調(diào)度員。

在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，調(diào)度環(huán)節(jié)應(yīng)該在已有調(diào)度技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點解決大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行問題，實現(xiàn)資源大范圍優(yōu)化配置;研究風(fēng)電場及分布式電源的有效接入和控制技術(shù)，實現(xiàn)節(jié)能減排;開展智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)、備用調(diào)度、應(yīng)急指揮控制中心建設(shè)和調(diào)度通信數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)，在各級調(diào)度中心逐步建成智能調(diào)度決策支持系統(tǒng);建設(shè)實時監(jiān)控與預(yù)警、安全校核、調(diào)度計劃和調(diào)度管理等應(yīng)用功能，全面提升大電網(wǎng)調(diào)度駕馭能力、資源優(yōu)化配置能力和靈活高效調(diào)度能力，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行。

智能電網(wǎng)是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，是應(yīng)對能源、環(huán)境、氣候、經(jīng)濟、社會等各方面挑戰(zhàn)的必然選擇。我國堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)要吸收、消化國內(nèi)外智能電網(wǎng)領(lǐng)域的研究成果和實踐經(jīng)驗，立足于我國電網(wǎng)建設(shè)的實際水平，充分做好初期的規(guī)劃、標準規(guī)范、關(guān)鍵技術(shù)研究和各環(huán)節(jié)工程示范工作，以統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設(shè)為原則，最終實現(xiàn)具備信息化、自動化、互動化特征的自主創(chuàng)新、中國特色、世界領(lǐng)先的堅強智能電網(wǎng)目標。