(一)什么是智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是現(xiàn)代化輸電和配電系統(tǒng)的總稱，目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)更多的利用分布式能源、促進(jìn)電力提供商之間的競(jìng)爭(zhēng)、建立電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、提高電力供應(yīng)質(zhì)量、增強(qiáng)電力用戶的互動(dòng)最終達(dá)到節(jié)約能源的目標(biāo)。

未來(lái)的智能電網(wǎng)，是由多個(gè)自動(dòng)化的輸電和配電系統(tǒng)構(gòu)成，以協(xié)調(diào)、有效和可靠的方式運(yùn)作。快速響應(yīng)電力市場(chǎng)和企業(yè)需求；利用現(xiàn)代通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、安全和靈活的信息流，為用戶提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)；具有快速診斷、消除故障的自愈等功能，能為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和節(jié)能環(huán)保提供保障。

(二)智能電網(wǎng)VS傳統(tǒng)電網(wǎng)

很多人可能會(huì)感覺(jué)“電網(wǎng)”一詞可能比較專業(yè)和難以接近，甚至有些不明所以。這樣的說(shuō)法在某種程度上是對(duì)的，因?yàn)樗�代表了人們�?duì)“傳統(tǒng)電網(wǎng)”時(shí)代的認(rèn)識(shí)。

傳統(tǒng)的電網(wǎng)是一個(gè)相對(duì)封閉的系統(tǒng)，一般情況下只有專業(yè)人員才能深入了解。而智能電網(wǎng)則完全不同，它是一個(gè)開(kāi)放性的網(wǎng)絡(luò)，用戶可以主動(dòng)參與，并可與電網(wǎng)真正互動(dòng)起來(lái)，而不是像現(xiàn)在一樣被動(dòng)的接受。

智能電網(wǎng)在用戶端最主要的特征在于使用了智能電表。它可以讓電力供應(yīng)商實(shí)行分時(shí)電價(jià)，允許負(fù)荷控制開(kāi)關(guān)來(lái)控制能耗較大的設(shè)備，讓它們?cè)陔娏Ρ阋藭r(shí)工作�；�于通訊技術(shù)的智能電表讓用戶和電力供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互，電表顯示分時(shí)價(jià)格和當(dāng)前電力消耗功率，讓用戶在時(shí)間上有選擇性的進(jìn)行能量消費(fèi)。

智能電網(wǎng)的應(yīng)用可以降低發(fā)電容量的需求，負(fù)荷曲線可以通過(guò)市場(chǎng)電價(jià)來(lái)調(diào)節(jié)�？稍偕�能源的支持者也偏好智能電網(wǎng)，因?yàn)榭稍偕�能源，例如太�?yáng)能、風(fēng)能在自然界中是間歇式的，可再生能源發(fā)電占比較高的系統(tǒng)必須具備較好的負(fù)荷調(diào)控系統(tǒng)，在風(fēng)能、太陽(yáng)能不充足的時(shí)期可以提高電價(jià)，降低系統(tǒng)對(duì)電力的需求，相反，在可再生能源豐富時(shí)，降低電價(jià)，促進(jìn)電力消費(fèi)。由此可見(jiàn)，智能電網(wǎng)的交互式能源消費(fèi)模式對(duì)于電網(wǎng)的穩(wěn)定具有重要意義。

總之，與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)重視實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間的雙向互動(dòng)，可以幫助家居生活實(shí)現(xiàn)更加清潔、高效、安全、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，既保證了家居用電的安全性和經(jīng)濟(jì)性，又提高了電網(wǎng)設(shè)備的使用效率，能極大地促進(jìn)節(jié)能減排，非常符合當(dāng)前“低碳生活”的潮流。

(三)智能電網(wǎng)國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用

1.國(guó)外應(yīng)用。

美國(guó)方面，2009年8月5日，奧巴馬于在印地安納州北部城市埃爾克哈特的汽車制造企業(yè)北極星公司發(fā)表講話時(shí)再次重申，要“建設(shè)一個(gè)可實(shí)現(xiàn)電力在東西兩岸傳輸?shù)男碌闹悄茈娋W(wǎng)”，明確提出“建設(shè)一個(gè)更堅(jiān)強(qiáng)，更智能的電網(wǎng)”，最大限度發(fā)揮美國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的價(jià)值和效率。

2004年，由美國(guó)能源部牽頭成立電網(wǎng)智能化建筑委員會(huì)(GridWiseArchitectureCoucil，GWAC)，其目的是定義一個(gè)可操作、互動(dòng)通信的智能電網(wǎng)整體框架。

關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域分為三個(gè)方面：

(1)電網(wǎng)運(yùn)行與管理方面。這方面技術(shù)包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、快速仿真與建模、輸配電自動(dòng)化、需求側(cè)響應(yīng)、集成通信技術(shù)、先進(jìn)大容量導(dǎo)線、決策支持與人機(jī)接口技術(shù)、電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)與信息融合等；

(2)分布式能源方面。主要包括分布式發(fā)電互聯(lián)與儲(chǔ)能技術(shù)集成兩方面。其中，儲(chǔ)能技術(shù)方面，石墨-酸性電池組應(yīng)用較為普遍，鈉硫電池已經(jīng)可以商用，而潮流可逆的電池組正在研發(fā)和實(shí)證中。一些超導(dǎo)儲(chǔ)能(將能量?jī)?chǔ)存于超導(dǎo)線圈中)單元也正在運(yùn)行中，而小規(guī)模的飛輪已經(jīng)出現(xiàn)在定點(diǎn)后備系統(tǒng)中。

(3)用戶管理方面。主要包括四個(gè)方面的研究工作：智能表計(jì)，每時(shí)每刻對(duì)電能使用進(jìn)行數(shù)字化記錄，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上報(bào)；智能建筑和設(shè)備，可在電網(wǎng)處于較大壓力下時(shí)主動(dòng)減少用電需求；用戶電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，通過(guò)將調(diào)節(jié)單放置于用戶側(cè)，將電壓調(diào)節(jié)至恰好能夠滿足需求的基本水平，在節(jié)省電能的同時(shí)延長(zhǎng)電器壽命；用戶門戶，使得用戶可以通過(guò)其接入電力系統(tǒng)，從而能參與電力市場(chǎng)交易，提供反饋信息并采取行動(dòng)以響應(yīng)系統(tǒng)的變化。

2006年10月，美國(guó)圣迭戈(SanDiego)法學(xué)院能源策略研究中心在全美地區(qū)，完成了一項(xiàng)對(duì)智能電網(wǎng)概念進(jìn)行實(shí)踐的研究。在對(duì)圣迭戈地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行初步分析基礎(chǔ)上，研究實(shí)施智能電網(wǎng)技術(shù)的技術(shù)可行性及成本效益估算。圖中給出的是圣迭戈的智能電網(wǎng)研究步驟。

項(xiàng)目組分析圣迭戈天然氣發(fā)電現(xiàn)狀、輸配電基礎(chǔ)設(shè)施、通信及相關(guān)的政策和市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展，認(rèn)為隨著環(huán)保限制日益嚴(yán)格，該地區(qū)將會(huì)建立越來(lái)越多的私有發(fā)電系統(tǒng)，如光伏發(fā)電系統(tǒng)；對(duì)電網(wǎng)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求將顯著提高，必須進(jìn)行通信系統(tǒng)、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和技術(shù)、輸電導(dǎo)線制造技術(shù)的研究，并安裝新型的數(shù)據(jù)采集裝置。

在成本利潤(rùn)分析方面，項(xiàng)目組提出了13項(xiàng)改進(jìn)措施，并估計(jì)在20年后將給公共事業(yè)帶來(lái)14億美元的回報(bào)，而總投資額只需要4.90億美元。

2008年3月12日，美國(guó)科羅拉多州愛(ài)科塞爾能源公司(Xcel)宣布投資1億美元將科羅拉多州的Boulder市建成全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市(SmartGridCity)。

Boulder位于科羅拉多州首府丹佛西北40公里，是一個(gè)只有9萬(wàn)多人口的小城，面積65.7平方公里。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中在城市里建立了新的電能測(cè)量系統(tǒng)，不僅可以測(cè)量用電，還可以將信息實(shí)時(shí)、高速、雙向地與電網(wǎng)互聯(lián)；升級(jí)電網(wǎng)來(lái)支持獨(dú)立的發(fā)電和儲(chǔ)電設(shè)備接入，如家用太陽(yáng)能電池板、電池、風(fēng)力渦輪機(jī)和混合動(dòng)力車等設(shè)備；安裝了2萬(wàn)5千只新的智能電能表，方便用戶根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)合理安排電器使用。城市中很多交通工具使用電力能源，而風(fēng)能、水能和太陽(yáng)能等清潔能源