一 智能电网概念产生的背景

（一）电网面临的挑战与智能电网概念的提出

世界电力工业发展130年来，电网的主要功能是将公用电厂生产的电能安全、可靠地输送到终端电力用户，而这些公用电厂是由一个电力调度机构统一进行发电调度和控制的。进入21世纪后，随着经济社会发展对电力供应的依赖程度与日俱增^［1］，化石能源资源紧缺和化石能源消耗引起的气候变化和生态环境破坏日益严重，分布式电源和可再生能源发电技术及其应用发展迅速。与此同时，风电等可再生能源和分布式能源的大量接入，给电网的安全稳定运行带来了前所未有的冲击和变革的生机——具有波动性、间歇性、不确定性和逆调峰特性的风电接入电网，使得原来依靠传统电源实现电力平衡的单向控制方式变得“力不从心”，还要充分利用分布式电源、可中断负荷、电储能系统等需求侧电力资源，使电源和负荷协同、互动来保障电力系统的实时平衡和电网安全。面对电力工业运营模式正在发生的根本性变化，电力工业界开展未来电网愿景规划研究，提出了智能电网（Smart Grid）的概念。

（二）智能电网的发展及其意义

2005年美国明尼苏达大学（University of Minnesota）的两位教授马苏德·阿明（Massoud Amin，S.）和沃伦伯格（Wollenberg，B. F.）在学术论文“Toward a Smart Grid”（发表于IEEE Power and Energy Magazine）中提出了“Smart Grid”即“智能电网”的概念，并指出智能电网需将基于计算机、控制和通信先进技术的实用方法、工具和技术应用于电网及其他基础设施以实现局部自我调节，同时文章还提到了智能处理器、即插即用技术、自我诊断的监视系统、电网自适应和自愈以及电力系统计算机网络化等在智能电网中的应用。

生态环境问题、化石能源资源短缺、经济危机、清洁能源发电接入以及电网自身不断发展需要等多方面因素，构成了世界各国大力研究和建设智能电网的主要驱动力。然而由于社会经济、资源禀赋和电网发展现状的不同，各国对自身智能电网的发展规划也各有侧重。

美国电科院（EPRI）于2001年在美国未来电网规划的研究中就提出了“Intelligrid”概念（后来也统称为“Smart Grid”）。2002年5月，美国能源部（DOE）公开发布了题为《全国输电网研究》（National Transmission Grid Study）的报告^［2］，提出了实现美国现代电网建设51条建议。2003年6月，美国能源部发布题为《2030年的电网——下一个百年电力蓝图》（“Grid 2030”—A National Vision For Electricity’s Second 100 Years）的报告，提出了美国智能电网长远发展的蓝图。2008年美国爆发次贷危机，社会面临近30年来最为严重的经济大萧条。美国政府频频出台各种强力干预措施，力图将危机范围限制在金融领域，但收效甚微。为了促进可再生能源、新能源、信息和通信等领域科技创新，进而拉动需求、创造就业机会，实现经济复苏，奥巴马政府显著提升了智能电网的战略地位，强调发展成熟度较高、商业化前景明朗的技术，提升电网基础设施建设对于清洁能源发展及经济、就业的带动作用；将布什时期以高温超导、可再生能源和分布式系统并网、储能与电力电子技术、可视化与控制以及输变电设备升级换代等为主导的输电网智能化发展的技术路线，调整为以清洁能源、信息与通信技术为先导并更侧重于配电网智能化发展的技术路线，同时强调通过广域测量系统（WAMS）等先进技术提高电网整体的可靠性。目前，美国在推动智能电网建设的组织机构、激励政策、标准体系、关键技术研发、宣传和人力资源保障等方面已经取得了重要进展。

欧洲新一代电网规划起步同样较早，在1998～2002年实施的欧盟第五框架计划中就开设了“欧洲电网中的可再生能源和分布式发电整合”专题。2005年，“智能电网欧洲技术论坛”正式成立，2006年欧盟推出了研究报告《欧洲智能电网技术框架》。欧盟规划的超级智能电网（Super Smart Grid）实质上是将高压直流输电网络与智能电网结合起来的广域智能电网。欧盟计划建设覆盖欧盟甚至中东北非的超级智能电网，以充分利用潜力巨大的北非沙漠的太阳能和风能；同时，开发智能电表、分布式发电自动接入平台和电动汽车充放电平台等以用户为中心的技术，实现电网各类用户（包括发电商和消费者等）的智能接入，达到高效、可持续、经济和安全输送电力的目的，提升电网客户满意度。欧盟认为智能电