“四步走”是構建技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖智能電網(wǎng)的中國式思考，盡管目前世界各國對于何謂智能電網(wǎng)還存有爭議，但作為當今世界電力系統發(fā)展變革的最新動(dòng)向，智能電網(wǎng)的發(fā)展還是被認為是21世紀電力系統的重大科技創(chuàng )新和發(fā)展趨勢。
　　不同的要義
　　應該看到，當前各國專(zhuān)家針對電力工業(yè)應致力于提高電網(wǎng)智能化水平及等級已經(jīng)達成共識，但是智能電網(wǎng)建設仍處于初期研究階段，國際上尚無(wú)統一、明確的定義。
　　目前，關(guān)于智能電網(wǎng)有幾個(gè)主流概念。
　　第一是通過(guò)傳感器、計量表、數字控件和分析工具，自動(dòng)監控電網(wǎng)，優(yōu)化電網(wǎng)性能，防止斷電，更快地恢復供電，增強能源利用率；通過(guò)智能電表與分時(shí)電價(jià)、設備狀態(tài)檢測等手段，最大限度降低電網(wǎng)設備損耗，減少電網(wǎng)的固定資產(chǎn)投資和電網(wǎng)運行的費用；消費者可通過(guò)智能電表的實(shí)時(shí)監控，做到自主選擇用電量；對可再生能源發(fā)電具有最大高兼容性。
　　第二是在發(fā)電方式多樣化與分布式能源體系下，采用最經(jīng)濟與最安全的輸配電方式，將電能輸送給終端用戶(hù)；同時(shí)，運用高度自動(dòng)化智能設備，對輸配電網(wǎng)和用電端(用電客戶(hù)端)采取實(shí)時(shí)監控，實(shí)現對電能的最優(yōu)配置與利用。
　　第三是在開(kāi)放和互聯(lián)的信息模式基礎上，通過(guò)加載系統數字設備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )管理系統，實(shí)現發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶(hù)售電、電網(wǎng)分級調度、綜合服務(wù)等全流程的智能化、信息化、分級化互動(dòng)管理。形成電網(wǎng)全新的服務(wù)功能，提高整個(gè)電網(wǎng)的可靠性、可用性和綜合效率。
　　第四是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的堅強網(wǎng)架為基礎，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征，包含發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個(gè)環(huán)節，覆蓋所有電壓等級，實(shí)現“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現代電網(wǎng)。
　　從這四個(gè)定義來(lái)看，各有差異與側重。其中，第一個(gè)定義是由美國電力科學(xué)研究院提出的，其定義強調電網(wǎng)可靠性，降低損耗，減少投資；第二個(gè)定義則強調了電網(wǎng)的系統集成；第三個(gè)定義由美國智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提出的，意在強調了多樣化能源的接入；第四個(gè)定義是由我國國家電網(wǎng)公司提出的，配合特高壓，涵蓋發(fā)電、調度、輸變電、配電和用戶(hù)各個(gè)環(huán)節。
　　事實(shí)上，由于發(fā)展環(huán)境和驅動(dòng)因素不同，不同國家的電網(wǎng)企業(yè)和組織都在以自己的方式來(lái)理解智能電網(wǎng)，對智能電網(wǎng)進(jìn)行研究和實(shí)踐，各國智能電網(wǎng)發(fā)展的思路、路徑和重點(diǎn)也各不相同。
　　不過(guò)CONTROL ENGINEERING China版權所有，不同的定義之間也存在相似之處。例如就智能電網(wǎng)的主要功能而言，第一是要增加增強系統靈活性，縮小負荷峰谷差，實(shí)現可再生能源、分布式能源的接入；第二是增強電網(wǎng)可靠性和避免系統崩潰；第三是開(kāi)放電力市場(chǎng)和提高透明度，這對于智能電網(wǎng)發(fā)展是非常重要的；第四是提高電能質(zhì)量；第五是應具備提高效率、節能環(huán)保的作用。
　　未來(lái)的智能電網(wǎng)應實(shí)現4A系統集成，主要包括高級計量體系(AMI)、高級配電運行系統(ADO)、高級輸電運行系統(ATO)、高級資產(chǎn)管理系統(AAM)。盡管期間在應用過(guò)程中會(huì )出現不同的設備、不同的實(shí)現方式，但這四個(gè)系統的最大集成化將涵蓋智能電網(wǎng)的主要內容。其核心是具備智能判斷與自適應調節能力的調度、保護、反饋控制系統，并由先進(jìn)的控制原理和系統研發(fā)、高集成度自動(dòng)化電力設備、高自動(dòng)化系統集成、自動(dòng)化操作元件及基礎元器件所組成。
　　值得引起重視的是，在現階段，重要的不是統一智能電網(wǎng)的定義，關(guān)鍵是要實(shí)現設備的智能化，保障技術(shù)的先進(jìn)性。為此，智能電網(wǎng)的主要特征應具備設備智能化、二次設備網(wǎng)絡(luò )化、通信平臺標準化。其中，關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域又包括了通信集成、傳感與度量、先進(jìn)功能組件、先進(jìn)控制、決策支持等內容。
　　智能電網(wǎng)的戰略選擇
　　盡管我國的智能電網(wǎng)建設已經(jīng)開(kāi)始如火如荼的展開(kāi)，但究其未來(lái)發(fā)展，還有很多挑戰需要一一克服。
　　其一是體制問(wèn)題，包括發(fā)電廠(chǎng)和電網(wǎng)是何種關(guān)系CONTROL ENGINEERING China版權所有，政府和電網(wǎng)是何種關(guān)系，考慮到我國當前的社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展狀況，我國的電力市場(chǎng)并不是完全開(kāi)放的市場(chǎng)，這是未來(lái)智能電網(wǎng)建設中需要考慮的首要問(wèn)題；其二是技術(shù)標準問(wèn)題，應該說(shuō)，目前無(wú)論是國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)公司以及行業(yè)協(xié)會(huì )組織，都對智能電網(wǎng)的技術(shù)標準做了大量的準備工作，但是由于各方對于智能電網(wǎng)的定義尚未明確，所以標準的制定還需不斷完善、調整；其三是監管問(wèn)題，未來(lái)智能電網(wǎng)的建設由誰(shuí)來(lái)監管，是電監會(huì )、能源局還是發(fā)改委？目前我國的電力監管本身還存在一定問(wèn)題，倘若未來(lái)電網(wǎng)實(shí)現了電網(wǎng)的互動(dòng)、開(kāi)放，卻又缺乏公平、公正的監管體系，那將意味著(zhù)智能電網(wǎng)的建設很可能會(huì )面臨更大挑戰；其四是認識問(wèn)題，這里的認識問(wèn)題不僅強調業(yè)界對于智能電網(wǎng)的認識，更是全社會(huì )對于智能電網(wǎng)的認識問(wèn)題。
　　此外，電力中斷和電能損失的公眾承受度、管理和處理復雜信息、使用可再生能源挑戰、對分布式能源支持等問(wèn)題，也是需要正視的環(huán)節。
　　因此，在智能電網(wǎng)發(fā)展的戰略選擇上，應首先明確知易行難的挑戰。大家都了解智能電網(wǎng)的優(yōu)勢與重要性，但是真正運作起來(lái)很難，如各方需解決很多問(wèn)題，諸如政治意愿變?yōu)樯虡I(yè)行為，促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)向具有廣泛的市場(chǎng)開(kāi)放，成本挑戰，解決生產(chǎn)與消費全過(guò)程技術(shù)推廣等。
　　未來(lái)智能電網(wǎng)建設的三項基本原則，首先，需要平衡各種(社會(huì )組織)推動(dòng)性與(市場(chǎng))拉動(dòng)性因素，以及在不同創(chuàng )新階段提供政策引導與支持；其次，盡快最大規模地推廣現在已有的、成本有效的、經(jīng)濟可行的技術(shù)給需要發(fā)展的地方和需要用的地方；再次，應該形成大規模、高速度、高效率的技術(shù)轉化機制。
　　在此過(guò)程中，亦應關(guān)注建立可行的產(chǎn)業(yè)化模式。倘若產(chǎn)業(yè)化模式不對，將阻礙智能電網(wǎng)良性發(fā)展。國家應盡快制訂包括支持、運作、監管在內的一系列政策，用制度化手段調整、規范智能電網(wǎng)發(fā)展；建立公平的系統規則及技術(shù)成果共享機制。
　　智能電網(wǎng)在中國
　　未來(lái)智能電網(wǎng)的發(fā)展需要建立試點(diǎn)工程，通過(guò)技術(shù)和市場(chǎng)來(lái)拉動(dòng)。需要制定和建立科學(xué)技術(shù)政策和措施、規劃程序和方法。技術(shù)制定要考慮目前的發(fā)展現狀，不能盲目追求超前研發(fā)；更需要確定技術(shù)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，著(zhù)手技術(shù)路線(xiàn)圖制定。
　　總之，要建立起面向未來(lái)的、真正可持續發(fā)展的智能電網(wǎng)體系，需要以技術(shù)創(chuàng )新、管理戰略和新的思維模式，從根本上改變能源的生產(chǎn)、分配和消費方式。提升可靠性、服務(wù)質(zhì)量、效率和規則透明度。
　　筆者注意到，目前美國電網(wǎng)網(wǎng)架趨于穩定成熟，有充裕的輸配電供應能力，但設備陳舊老化，網(wǎng)架強二次設備弱。因此，其在智能電網(wǎng)的規劃中注重區域協(xié)調、電力市場(chǎng)、電力網(wǎng)絡(luò )基礎架構的升級更新；而歐洲則更注重新能源接入。對于中國而言，智能電網(wǎng)的發(fā)展首先要考慮我國是發(fā)展中國家的國情，因此智能電網(wǎng)的建設不可能依照美國、歐洲的智能電網(wǎng)路徑與方式進(jìn)行。而且，我國目前還承擔著(zhù)用電需求快速增長(cháng)的艱巨任務(wù)，近年來(lái)電網(wǎng)投資的多數還是為了補電力投資的“欠債”，要在滿(mǎn)足發(fā)展增量的同時(shí)發(fā)展智能電網(wǎng)難度非常大，而這些則是歐美不需要考慮的問(wèn)題。因此，在未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展方面，我國應實(shí)行政府主導、電網(wǎng)(發(fā)電)企業(yè)作為實(shí)施主體，用戶(hù)和消費者參與的三結合方式。
　　就發(fā)展步驟而言，智能電網(wǎng)發(fā)展應主要經(jīng)歷四個(gè)階段：第一，試點(diǎn)階段，大致需要2年時(shí)間，用于示范工程建設、宣傳、培訓、交流；第二，初步應用階段，需要5年時(shí)間，用于統一網(wǎng)絡(luò )數據模型，可視化的運行在線(xiàn)分析和實(shí)時(shí)預警，多維度、全視角信息集成分析。實(shí)現分時(shí)電價(jià)；第三，推廣階段，需要5年左右時(shí)間，用于建立電網(wǎng)預防控制與緊急控制的實(shí)時(shí)協(xié)調決策和快速仿真、電網(wǎng)數字化、運行控制實(shí)時(shí)化、資產(chǎn)管理精細化、能效電廠(chǎng)建設、負荷管理系統建設；第四，全面升級階段，需要10年左右時(shí)間，用于建設具有自愈能力的智能電網(wǎng)，通過(guò)提供更大的容錯性和孤島檢測控制工程網(wǎng)版權所有，提供更安全和更可靠的接入，支持各種類(lèi)型電源的友好接入和與客戶(hù)側的智能互動(dòng)，實(shí)現實(shí)時(shí)電價(jià)。
　　應該看到，目前國內已展開(kāi)了對數字化變電站、智能可視化調度與預警系統等方面的研究，特別是設備企業(yè)也針對數字設備、二次設備智能化等技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)始進(jìn)行前瞻性研發(fā)，但我國智能電網(wǎng)仍處于起步階段。在此階段，筆者認為，當務(wù)之急是應積極謀劃智能電網(wǎng)的中國路線(xiàn)圖，不僅僅是技術(shù)路線(xiàn)控制工程網(wǎng)版權所有，也包括整個(gè)電網(wǎng)體系的建設路線(xiàn)圖，惟此，才通過(guò)高效、良性的技術(shù)創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)升級CONTROL ENGINEERING China版權所有，搶占未來(lái)戰略制高點(diǎn)。