2004年，當美國能源部啟動網(wǎng)絡(luò)智能化(Grid-Wise)時，其目標主要是針對配電系統(tǒng)。IBM公司在2006年的一份報告中則指出，智能電網(wǎng)是一個完整的信息架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施體系，實現(xiàn)對電力客戶、電力資產(chǎn)、電力運營的持續(xù)監(jiān)視，利用“隨需應(yīng)變”的信息提高電網(wǎng)公司的管理水平、工作效率、電網(wǎng)可靠性和服務(wù)水平。
從這種視角看來，智能電網(wǎng)的構(gòu)成包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、信息集成、分析優(yōu)化和信息展現(xiàn)等幾個方面。智能電網(wǎng)大大擴展了監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SupervisoryControl And Data Acquisition，SCADA)的數(shù)據(jù)采集范圍和數(shù)量，采集涉及電網(wǎng)運行、設(shè)備狀態(tài)和客戶計量在內(nèi)的多種實時數(shù)據(jù)。電網(wǎng)公司將這些實時數(shù)據(jù)和其它管理數(shù)據(jù)等通過更先進的通信方式進行傳輸、集成，并進行分析優(yōu)化，再將經(jīng)過分析優(yōu)化處理后的信息以用戶定制的門戶和儀表盤方式呈現(xiàn)給用戶。
從目前相關(guān)試點的經(jīng)驗看來，在實現(xiàn)智能電網(wǎng)的過程中，技術(shù)上相對來說并不是問題，更大程度上應(yīng)該關(guān)注相關(guān)機制，以及整體環(huán)境對于發(fā)展智能電網(wǎng)的支持。
根據(jù)“世界經(jīng)濟論壇”最近的一份報告，目前智能電網(wǎng)主要存在六大挑戰(zhàn)：監(jiān)管方激勵機制裹足不前，這種政策環(huán)境因素阻礙了智能電網(wǎng)創(chuàng)造有說服力的商業(yè)應(yīng)用案例；未來立法方向不夠明朗，在整個公用事業(yè)(2081.272,92.40,4.65%)價值鏈中，風險和收益很難進行調(diào)整和分配；數(shù)據(jù)隱私、網(wǎng)絡(luò)安全、可交互性和標準等方面仍面臨挑戰(zhàn)；目標沖突的情況依然存在；試點項目在客戶互動方面也遇到挑戰(zhàn)，包括如何與客戶有效交流等；一些智能電表項目試圖努力說服監(jiān)管機構(gòu)和客戶，但顯然并不容易。
目前，有關(guān)智能電表的項目是配電網(wǎng)智能化最重要的試點環(huán)節(jié)。除了實現(xiàn)自動抄表、計費、收費等功能外，智能電表更高級的功能在于采集更多的電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)，從而掌握更加詳細的用戶負荷情況，加強需求側(cè)管理，優(yōu)化電網(wǎng)運行。IBM工商企業(yè)部能源與公用事業(yè)部總監(jiān)鄭軍認為，智能電表還不單單是一個電表的概念，還牽扯到在用戶這里有非常多新的使用者，比如電動汽車，對于電網(wǎng)來講，電動汽車是不是有辦法作為電網(wǎng)消除新的可再生能源的不穩(wěn)定性還需要探討。
但是，實現(xiàn)這種高級功能需要電價的定價機制作出改變，即實行更有彈性的定價。僅僅依靠在電網(wǎng)負荷高時發(fā)送信息請求用戶減少用電負荷是不夠的，只有實行分時定價，在電網(wǎng)負荷高時對電力進行更高的定價，用經(jīng)濟成本的驅(qū)動力才能更好地實現(xiàn)需求響應(yīng)。相關(guān)研究顯示，通過價格杠桿實現(xiàn)的需求響應(yīng)可以使用電端的負荷下降20%。
分時電價又如何制定？必須完成智能電表安裝后，在一段試驗時間內(nèi)，對消費電量等信息進行統(tǒng)計。只有經(jīng)過相當長一段時間的統(tǒng)計后，才有可能基于這些信息進行科學(xué)定價。
在機制改變后，人的行為才可能逐漸改變。但是，依然可能有很多對新的機制(如電價機制)不敏感的人。那么，除了采用自動化程度更高的電表對用電端直接進行控制外，更重要的是通過教育、培訓(xùn)等手段對不敏感用戶的消費行為進行改變。而且，人們的用電行為不斷發(fā)展，基于新模式的定價機制也需要不斷改進。
資料顯示，在歐美等發(fā)達國家，用戶側(cè)管理投資(最后一英里)將占智能電網(wǎng)總投資的一半以上。然而在中國，基于自身特點，相對而言輸配電側(cè)和發(fā)電側(cè)的重要程度將顯著提高。
中國式智能電網(wǎng)將是以特高壓電網(wǎng)為主干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ)的，利用先進的通信信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的智能電網(wǎng)。中國式智能電網(wǎng)在發(fā)電側(cè)將側(cè)重發(fā)展清潔能源接入和諧波控制技術(shù)，在輸配電側(cè)將涵蓋智能調(diào)度與分析系統(tǒng)、柔性輸電系統(tǒng)、大容量儲能裝置、智能化變電站和配電自動化等多個領(lǐng)域。
特高壓的到網(wǎng)電價明顯低于中東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)煤電上網(wǎng)電價，特高壓到網(wǎng)電將與中東部火電形成競爭態(tài)勢，這有利于充分發(fā)揮市場配置作用，降低電力供應(yīng)成本。在特高壓骨干網(wǎng)中，高壓直流輸電系統(tǒng)(HVDC)等技術(shù)起到了非常重要的作用。國家電網(wǎng)公司的向家壩-上海的800千伏高壓直流項目，在輸電容量和傳輸距離方面都挑戰(zhàn)了世界紀錄，其6400萬千瓦輸電容量和近2000公里的輸電距離在世界上是絕無僅有的。
根據(jù)對該線路做出重要支持的ABB公司的資料顯示，該線路損耗僅僅只有不到7%。高壓直流輸電系統(tǒng)可以將從電廠發(fā)出的電力從交流轉(zhuǎn)換成直流進行傳輸，然后再轉(zhuǎn)回交流供用戶使用。
而作為智能輸電網(wǎng)物理媒介的數(shù)字化變電站的推廣也是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要目標。數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在IEC61850通信協(xié)議基礎(chǔ)上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。數(shù)字化變電站分為過程層、間隔層和站控層，各層內(nèi)部及各層之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信。在該方案中，通過智能控制裝置實現(xiàn)對一次和二次設(shè)備的智能化控制，大大減少了控制電纜，優(yōu)化了二次回路，簡化了設(shè)計，真正實現(xiàn)了智能開關(guān)功能。
中國式智能電網(wǎng)的核心是什么？因為資源稟賦和經(jīng)濟發(fā)展的不平衡造成的電力供需的不平衡，中國式智能電網(wǎng)將主要以調(diào)度的智能化為體現(xiàn)載體。智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)主要包括節(jié)能發(fā)電調(diào)度、實時監(jiān)視和控制、分析預(yù)警和輔助決策、優(yōu)化的調(diào)度計劃、提升特大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制水平和電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平，以及提升電網(wǎng)管理和決策水平。而實現(xiàn)智能調(diào)度也需要打造四個平臺，即實時監(jiān)控和預(yù)警平臺、調(diào)度計劃平臺、安全校核平臺、調(diào)度管理平臺。
