智能電網建設是一項復雜的系統工程，涉及發電、輸電、變電、配電、用電及調度等六個環節，建設中國特色的堅強智能電網應該在既有電網的基礎上，對電力系統的各個環節進行分析，尋找突破點，逐步提升和完善。

一、智能發電

建設堅強智能電網在發電環節的發展目標：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）”發展戰略為導向，引導電源集約化發展，協調推進大煤電、大水電、大核電和大可再生能源基地的開發;加強廠網協調，提高電力系統安全運行水平;實施節能發電調度，提高常規電源的利用效率;減少發電環節溫室氣體的排放，降低對氣候變化的影響;優化電源和電網結構，促進大規模風電、光伏發電等新能源的科學合理利用。在智能電網建設過程中，系統中接入的諸如風能、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規劃、運行、控制、預測等問題，提升可再生能源的協調運行水平。在信息傳輸方面，實現廠網信息的雙向交互，提高電網對發電側的控制水平，提高能源利用效率，促進節能降耗。優化機組運行方式，提升廠網協調水平，保障電力系統安全穩定運行，減少對環境和氣候的影響，實現能源的可持續發展。

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

圖1 智能電網下電源變化示意圖

二、智能輸電

實現輸電網智能運行是智能電網建設的重要內容，國內各個區域電網都建立了廣域測量保護系統，初步實現了電網的動態監控，部分區域電網已經開始了高級調度中心的實踐，這些都為智能輸電的實現創造了條件。在輸電環節應該加快建設以特高壓為骨干電網、各級電網協調發展的堅強網架結構;全面實施輸電線路狀態檢修和全壽命周期管理，通過建設輸電線路狀態監測中心，實現對特高壓線路、重要輸電走廊、災害多發區的環境和運行狀態參數的集中監測和災害預警;廣泛采用柔性交流輸電（FACTS）技術，提高線路輸送能力和電壓、潮流控制的靈活性，在技術和裝備領域全面達到國際領先水平。

通過特高壓交流1000kV、直流±800kV與各級電網協調發展，構建堅強的物理網架基礎。從我國特高壓電網的發展規劃可以看出，在智能電網條件下，特高壓將是電網的基本骨架，用于連接大型的區域電網，而超高壓將是區域電網的核心部分。利用先進的FACTS技術、輸電快速仿真與模擬技術、高級保護與控制技術，大大提高輸電系統的傳輸容量，并能有效地抑制區域間電網的功率振蕩，增強輸電系統的穩態和動態運行性能。

三、智能變電

在智能電網建設中，變電環節需要制定智能變電站和智能設備的技術標準和規范，通過采用通信網絡技術、智能化的電氣設備、自動化的運行管理系統，將樞紐變電站全面建成或改造為智能變電站，使數據采集、傳輸和處理均實現數字化、智能化。在變電站建設完整、準確、實時的信息采集系統，實現電網運行數據的全面采集和實時共享，作為支撐電網實時控制、智能調節和各類高級應用的數據基礎;積極構建和完善各種智能設備的狀態預警能力和故障自我診斷能力。智能變電站應該具有智能檢修能力，時刻監測分析變電站各種設備（如變壓器、斷路器、母線、互感器、避雷器和隔離開關等）的狀態，實現設備的狀態檢修，從而優化使用和節約人力成本。

四、智能配電

配電網的智能化是智能電網的重要組成部分，尤其在歐美等發達國家，智能配電網是建設智能電網的核心內容。當前，我國的配電環節的網架結構相對薄弱，自動化程度較低，配電網技術標準和規范不完善，需要強化配電網基礎信息管理，構建智能配電技術架構體系，建成靈活、高效、合理的配電網絡。為適應智能電網建設的需求，配電網應該具備靈活重構、潮流優化能力，實現儲能裝置及分布式電源兼容接入與統一控制，在發生緊急狀況時能夠支撐主網安全穩定運行，使供電可靠性和電能質量都得到顯著提高;積極完成配電自動化系統的全面建設，全面推廣智能電網配電環節示范工程的應用成果，爭取使主要技術裝備達到國際領先水平。

智能配電網的建設需要采用更加先進的高級配網自動化技術、高級保護與控制技術、微電網技術、配電SCADA技術，實現對配電網運行狀態、資產設備狀態和供電可靠狀況的實時和全面監視，實現配電網的可觀測性和自愈控制、實現電能質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鍵技術研究，并全面推廣應用。

隨著經濟的持續發展，在城市和發達地區農村的負荷密度快速增長，傳統的10kV的配電電壓等級已經不能滿足負荷發展的要求。國內已經廣泛開展了對20kV配電電壓等級的研究，并在部分地區試點應用。20kV的配電網在提高線路輸送能力、增大供電半徑、減小電能損耗、提高供電質量等方面具有明顯的優勢，應該逐步推廣應用，而智能電網的建設為中低壓配電網的升級改造提供了契機。

五、智能用電

當前用電設備的智能化和信息采集交互能力較低，應該全面開展智能用電服務，推廣應用智能電表等高級量測裝置，構建智能化雙向互動體系，實現電網與用戶的積極交互，提升用戶服務質量，滿足多元化的用電需求。通過智能電表可以對用電設備實現全面監控，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，成為電網事實上的傳感器。建立計量數據管理系統（MDMS），作為具有分析功能的數據庫，通過與智能電表等高級量測裝置互聯，收集數據、處理和儲存智能電表的計量數值。積極開展網絡化管理，通過網關或用戶入口，把智能電表和用戶室內的可控電器或裝置連接起來，使用戶能夠根據電力公司的需要，積極參與需求響應和電力市場。積極推廣智能用電示范園區的建設，電網公司或政府在政策上予以支持，通過推動智能樓宇、智能家電等領域的技術創新，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是電力企業和用戶聯系的紐帶，不僅為電力公司提供遍布全部用戶的通信網絡，而且可以使用戶參與到電力市場中，為系統的運行和資源管理帶來顯著的經濟效益。智能電網通過電子終端將用戶和電網公司之間形成網絡互動和即時連接，實現電力數據讀取的實時、高速、雙向的總體效果，實現智能家電控制和電池集成充電等的多用途開發，實現用戶富余電能的回售;可以優化電網的管理，將電網提升為互動運轉的全新模式，形成電網全新的服務功能，提高整個電網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備將得到全面推廣應用。

六、智能調度

調度的智能化是智能電網的核心體現，智能調度是建設堅強智能電網的關鍵內容，是智能電網運行控制的神經中樞。為適應智能電網的需求，調度系統應該具備更為全面而準確的數據采集系統，具有強大的智能安全預警功能，在調度決策中注重系統安全與經濟的協調：在系統故障時，能夠快速的診斷故障和提供故障恢復決策;能夠利用可視化技術，將電網的實時運行情況全面而直觀地提供給調度員。

在智能電網建設過程中，調度環節應該在已有調度技術的基礎上，重點解決大電網安全穩定運行問題，實現資源大范圍優化配置;研究風電場及分布式電源的有效接入和控制技術，實現節能減排;開展智能調度技術支持系統、備用調度、應急指揮控制中心建設和調度通信數據網建設，在各級調度中心逐步建成智能調度決策支持系統;建設實時監控與預警、安全校核、調度計劃和調度管理等應用功能，全面提升大電網調度駕馭能力、資源優化配置能力和靈活高效調度能力，保障電網安全、穩定、經濟、優質運行。

智能電網是未來電力系統發展的必然趨勢，是應對能源、環境、氣候、經濟、社會等各方面挑戰的必然選擇。我國堅強智能電網的建設要吸收、消化國內外智能電網領域的研究成果和實踐經驗，立足于我國電網建設的實際水平，充分做好初期的規劃、標準規范、關鍵技術研究和各環節工程示范工作，以統一規劃、統一標準、統一建設為原則，最終實現具備信息化、自動化、互動化特征的自主創新、中國特色、世界領先的堅強智能電網目標。