智能电网与未来能源

        电网的专业化管理和运营已经历了近百年，今后的发展方向是什么？如何在满足国家经济和社会日益增长的需求的同时，满足电网安全、稳定运行，以及对可再生能源和分布式发电的友好接入。智能电网正是在这种背景下提出，它既是电网今后自身发展的需要，也是解决能源结构调整和转型的关键环节，因此，得到了各国政府及相关企业的高度重视。

智能电网的使命和社会属性

        为了解决传统电网存在的问题，2003年4月2～3日，美国65位来自电力公司、电力设备制造商、联邦和州政府官员、大学和国家实验室的专家汇聚一堂，讨论美国未来的电力系统。会后，于2003年6月以美国能源部输配电办公室的名义发布了一份报告“Grid 2030—电力的下一个100年的国家设想”，描绘了美国未来电力系统的设想，并确定了各项研发和试验工作的分阶段目标。这份报告可谓是美国电力改革的纲领性文件，它提出了未来电网的发展宗旨是“打造更具活力的、更具竞争性的国家电力市场 — 一个可以连接任何人的、在任何时间、任何地方都能够提供充裕的、可供应的、清洁的、有效的和可靠的电能交易，并且为消费者提供世界上最安全的电力服务体系”。如果把智能电网当作人们对未来电网的称谓，这份报告是人们对未来电网提出的愿景。尽管后来，人们对智能电网给出了这样、那样的定义，大多都是从技术或功能层面提出了各自的认识而已。倘若你有幸参加了这65位专家的会议，以未来能源发展的视野，思考未来的电力系统，相信也会得出相同的结论。事实上，未来电网所强调的既不是某项功能，也不是实现的具体手段和技术，更不是规模和大小，以及电压等级的高低，而是如何通过现有及未来能够实现的技术和手段打造一个更好的电力市场，建立更好的电力服务体系。这既是对未来电网（或电力系统）的期许，也是智能电网的使命和社会属性，同时也为电网今后的发展指明了方向。

        人们在讨论智能电网时，往往关注的是具体功能和实现的技术方法，不同的观点反映了不同的技术方法，容易忽略它的社会属性。某一事物的社会属性是一定区域经济基础下的上层建筑形态所反映的内容，智能电网的社会属性有三个方面内容：

        一是开放的社会服务。智能电网是一个开放型系统，表现为与电力系统相关各方在规范的电力市场环境下进行信息、能量的交换，在为客户提供电力的同时，还需要通过市场和价格的杠杆作用引导人们节约用电、合理用电、科学用电，成为一个环境友好、可持续的能源服务平台。

        二是安全、可靠的服务保障。智能电网是一个安全、可靠的系统，通过信息通信技术与电力基础设施的集成，科学调配微型电网、分布式能源和分布式储能系统，分散大电网的安全和可靠性风险，提高电网自愈能力。

        三是支持未来能源的发展与社会变革。利用智能决策支持系统，实时挖掘需方用电的各种数据，及时获取需方相应机会，全方位调配风、光、水、核等电源优先上网，实现最低能源和成本消耗、最大经济和环境效益的目标。此外，利用电动车与智能电网互动及能量交换，形成大量分布式储能电源，参与电网调峰，接纳间歇式电源入网，对于改变能源结构、迎接未来能源发展带来的挑战都具有重大意义。
       因此，只有从智能电网的社会属性和未来电网的发展目标出发，才能正确认识智能电网的重点和发展方向。

智能电网的原理及主要应用

        智能电网涵盖的内容十分广泛，但就其实现方法和手段来说，就是将信息技术、通信技术、计算机技术和原有的输、配电基础设施高度集成，形成的新型电网，以实现提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性、减少输电损耗等目标，基本原理就是在电网（或电力系统）内的每个元件（发电设备、储能装置、变压器、开关等），以及每个变电站、发电厂、储能站中皆设置一套具有强健功能操作系统的处理器（Processor）或独立的代理服务器（Agent），它们之间能够在电力系统信息网络安全Ⅰ区实现双向高速通信，从而形成一个庞大的分布式计算平台。每个代理服务器与相应元部件的传感器或广域相量测量系统(WAMS)的向量测量单元（PMU）相连接，将数据和信息送至相应的处理中心进行快速分析、优化决策，使其具有自平衡、自检测、自调节和自愈能力，从而实现对电网的准确控制、安全控制和智能控制的目标，配合用户的数字化工厂和智能家居，通过需求侧管理和双向互动为用户提供增值服务［5］。