2010-2013年中國(guó)智能電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)與投資分析報(bào)告2

-2013年中國(guó)智能電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)與投資分析報(bào)告第一篇智能電網(wǎng)基礎(chǔ)篇智能電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展基本概述智能電網(wǎng)的概念智能電網(wǎng)的定義所謂智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2．0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。智能電網(wǎng)的核心內(nèi)涵是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化和互動(dòng)化，簡(jiǎn)稱為“堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)（StrongSmartGrid）”。按照我國(guó)著名能源問(wèn)題專家武建東的描述，將“智能電網(wǎng)”稱之為“智能互動(dòng)電網(wǎng)”或“互動(dòng)電網(wǎng)”或許更加準(zhǔn)確，即“互動(dòng)電網(wǎng)”是指在開(kāi)放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，通過(guò)加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級(jí)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級(jí)調(diào)度、綜合服務(wù)等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級(jí)化互動(dòng)管理，是集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的綜合性的效率變革。智能電網(wǎng)的功能智能電網(wǎng)包括八個(gè)方面的主要功能，這些功能上描述了電網(wǎng)的特性，它們形成了智能電網(wǎng)完整的景象。這八個(gè)方面的功能分別是：第一、智能電網(wǎng)具有自愈電網(wǎng)功能第二、智能電網(wǎng)激勵(lì)和包括用戶功能第三、智能電網(wǎng)具有抵御攻擊功能第四、智能電網(wǎng)提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量第五、智能電網(wǎng)將減輕來(lái)自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量事件第六、智能電網(wǎng)將容許各種不同類型發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入第七、智能電網(wǎng)將使電力市場(chǎng)蓬勃發(fā)展第八、智能電網(wǎng)能優(yōu)化其資產(chǎn)應(yīng)用，使運(yùn)行更加高效智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)智能電網(wǎng)的核心是在電力系統(tǒng)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)新型信息與通信技術(shù)的集成，以促進(jìn)智能水平的提高。智能電網(wǎng)的覆蓋范圍，包括從需求側(cè)設(shè)施到廣泛分散的分布式發(fā)電，再到電力市場(chǎng)的整個(gè)電力系統(tǒng)及所有的相關(guān)環(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)是將智能能源技術(shù)應(yīng)用到供電和發(fā)電領(lǐng)域的產(chǎn)品，它通過(guò)將傳統(tǒng)的和邊緣的電力工程技術(shù)、先進(jìn)的傳感和監(jiān)視技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)及通信技術(shù)的集成，以顯著提高從輸電、配電到用電系統(tǒng)的性能，并支持廣泛的客戶附加服務(wù)，滿足二十一世紀(jì)數(shù)字化社會(huì)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的需要。

在智能電網(wǎng)中，不限制于僅使用某方面的技術(shù)，而是將基于現(xiàn)代新材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、電力電子器件技術(shù)、高溫超導(dǎo)技術(shù)、信息技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)以及現(xiàn)代通信技術(shù)的綜合，為現(xiàn)代電網(wǎng)提供各種類型先進(jìn)的測(cè)量、監(jiān)視、保護(hù)和控制的電力設(shè)備，對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造，構(gòu)造一個(gè)更加經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、環(huán)保的電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的實(shí)施，是必須采用上述各種技術(shù)來(lái)支撐所需的屬性的。這些技術(shù)不少是在電網(wǎng)中已采用或是正在完善的技術(shù)，這些技術(shù)包括如用于提供輸電系統(tǒng)穩(wěn)定的靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）和可控串聯(lián)補(bǔ)償（TCSC）技術(shù)；用于輸電系統(tǒng)穩(wěn)定控制的廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）中同步相量（PMU）技術(shù)；優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的饋線自動(dòng)化（FA）技術(shù)和自動(dòng)抄表（AMR）技術(shù)；改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量的靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC/STACOM）和有源濾波器（AF）技術(shù)；大型風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)等等。智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)可分為五類，即集成的通信技術(shù)，傳感、計(jì)量和測(cè)量技術(shù)，先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備，先進(jìn)的控制方法和決策支持和人機(jī)接口。附圖所示為上述關(guān)鍵支撐技術(shù)領(lǐng)域的相互關(guān)聯(lián)的特性，從圖中我們也可以看出，集成的通信技術(shù)為其余四個(gè)技術(shù)領(lǐng)域連接在一起的基礎(chǔ)元件。1．集成的通信技術(shù)智能電網(wǎng)應(yīng)建立起高速的、全面集成的高速雙向通信技術(shù)架構(gòu)，使智能電網(wǎng)變成一個(gè)動(dòng)態(tài)的、交互的，用于實(shí)時(shí)信息和功率交換的超級(jí)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。采用通信系統(tǒng)的開(kāi)放式架構(gòu)，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)智能傳感器和控制裝置、控制中心、保護(hù)系統(tǒng)和用戶建立一個(gè)安全的“即插即用”的應(yīng)用環(huán)境。在電力系統(tǒng)應(yīng)用的通信技術(shù)種類繁多，常見(jiàn)的類型有銅芯線、電力線載波、微波中繼、光纖通信等技術(shù)。通過(guò)這些載體，以及引入新的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以在更廣的范圍實(shí)現(xiàn)更多的信息和應(yīng)用的連接和集成，使數(shù)據(jù)在整個(gè)電力系統(tǒng)的不同主體及不同的應(yīng)用系統(tǒng)之間傳遞，滿足智能電網(wǎng)對(duì)通信系統(tǒng)的要求。新的集成通信技術(shù)，包括Internet2（IPv4和IPv6）、光纖以太網(wǎng)、通過(guò)電力線的寬帶通信（BPL）、第四代（4G）WiMax、第三代（3G）無(wú)線語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信、Zigbee/WiMedia/WiFi無(wú)線通信等。2．傳感、計(jì)量和測(cè)量技術(shù)在智能電網(wǎng)中，使用雙向通信、多種輸入（定價(jià)信號(hào)、分時(shí)計(jì)費(fèi)、區(qū)域輸電組織（RTO）減少的阻塞卸載）、多種輸出（實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量、電氣參數(shù)）、隔離和接入能力，和發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)運(yùn)行人員的接口，以及用戶入口的新的數(shù)字技術(shù)來(lái)擴(kuò)展電力測(cè)量，提供停電檢測(cè)和響應(yīng)，評(píng)估設(shè)備的健全情況和電網(wǎng)的完整性，并支持先進(jìn)的繼電保護(hù)功能；消除表記的估計(jì)、防止竊電、提供用戶的選擇以及實(shí)現(xiàn)供RTO阻塞卸載的需求側(cè)管理。此外，新的智能傳感器將用于各種電網(wǎng)監(jiān)視功能。在智能電網(wǎng)中，采用各種先進(jìn)的傳感器、結(jié)合雙向通信的智能表計(jì)與監(jiān)視系統(tǒng)，用以監(jiān)視用戶端用電狀況、電網(wǎng)設(shè)備的健全狀態(tài)與網(wǎng)絡(luò)安全狀態(tài)，提供智能電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最基礎(chǔ)的功能。從目前的應(yīng)用來(lái)看，我們可以大致上述技術(shù)的應(yīng)用分為以下三個(gè)方面：1）智能儀表和智能住宅經(jīng)過(guò)了近十年來(lái)的發(fā)展，基于微處理器的電子式多功能電表取代傳統(tǒng)的機(jī)械式電度表已成為必然趨勢(shì)，近幾年來(lái)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)已開(kāi)始得到廣泛的應(yīng)用。一些高端的電子式多功能電表，除了提供各種電量的測(cè)量和計(jì)量功能（如正反向有功計(jì)量、四象限無(wú)功計(jì)量、復(fù)費(fèi)率功能、分時(shí)計(jì)費(fèi)等）外，還可提供電力參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量、事件記錄、負(fù)荷曲線存儲(chǔ)、電能質(zhì)量分析、通信等功能。在通信接口方面，一般可提供可進(jìn)行靈活配置的單向RS485、GPRS、電話MODEM和紅外通信接口。智能電網(wǎng)中采用的智能儀表（SmartMeter）技術(shù)，它是一種有別于上述電子式多功能電表采用先進(jìn)的測(cè)量架構(gòu)（AMI）的新技術(shù)。它是更多技術(shù)和功能的混合，提供更詳盡的用電信息，并具有雙向通信性能。智能儀表現(xiàn)時(shí)一般是指用于計(jì)量和控制的智能電表，將來(lái)智能儀表可能擴(kuò)充至應(yīng)用至用戶的水、氣的計(jì)量和控制方面。AMI代表著下一階段的借助儀表具有易于控制的雙向通信、并在儀表測(cè)量設(shè)備中具有能與各種負(fù)荷相互配合的自動(dòng)抄表技術(shù)。對(duì)于力求充分去平衡供、用電方面的需求的不同公共事業(yè)單位，正在推進(jìn)實(shí)施這一領(lǐng)域的應(yīng)用。2）廣域測(cè)量和控制系統(tǒng)（WAMACS）廣域測(cè)量和控制系統(tǒng)是在功角遙測(cè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它是用于預(yù)防大電網(wǎng)可能發(fā)生大面積停電而開(kāi)發(fā)的。導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電的原因很多，涉及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理、自動(dòng)裝置和人員培訓(xùn)等方面。其中，由級(jí)聯(lián)事件和人為處理不當(dāng)而演變成的大停電事故，日益引起人們的關(guān)注。在存在風(fēng)險(xiǎn)的情況下，用以制止級(jí)聯(lián)跳閘和縮小停電范圍的主動(dòng)解列、靈活分區(qū)等措施，以及從集中監(jiān)視控制發(fā)展到分布協(xié)調(diào)控制，已成為目前電網(wǎng)安全控制的研究熱點(diǎn)。廣域測(cè)量和控制系統(tǒng)(WAMACS)通過(guò)測(cè)量稱之為同步相量（Synchrophasor）的測(cè)量量具有同步測(cè)量和電力系統(tǒng)即時(shí)狀態(tài)通信的能力。它可以動(dòng)態(tài)地監(jiān)視電力系統(tǒng)的狀態(tài)，以實(shí)時(shí)的方式評(píng)估正常和遭受應(yīng)力的系統(tǒng)狀態(tài)并執(zhí)行起作用的動(dòng)態(tài)控制。現(xiàn)時(shí)電力系統(tǒng)運(yùn)行人員在數(shù)秒到數(shù)分鐘的期限內(nèi)完成操作，但WAMACS可以在100毫秒內(nèi)做出和執(zhí)行決策。WAMACS架構(gòu)的開(kāi)發(fā)需要在變電站安裝測(cè)量和數(shù)據(jù)收集裝置、一個(gè)可靠的廣域通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)集中器以及可視化的決策設(shè)備。在電力公司增建其通信架構(gòu)時(shí)，他們必須注意到由實(shí)時(shí)同步相量通信規(guī)定的要求。許多項(xiàng)目可能需要5年或更長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)成熟。

3）電網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括電氣量監(jiān)測(cè)以及非電氣量監(jiān)測(cè)。電氣量監(jiān)測(cè)主要通過(guò)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)設(shè)備的電流、電壓、相角、功率、功率因數(shù)等特性量；非電氣量監(jiān)測(cè)則包括監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備中的介質(zhì)的壓力、流量、氣體成分、溫度等。采用先進(jìn)的傳感器通過(guò)對(duì)電氣量以及非電氣量監(jiān)測(cè)，可完成電網(wǎng)設(shè)備的在線診斷，為實(shí)施電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)檢修和管理提供必要的信息?，F(xiàn)時(shí)采用電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要包括變壓器在線監(jiān)測(cè)、斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及線路容量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等。3．先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的遠(yuǎn)行特性起著積極的作用。這些新一代智能電網(wǎng)中應(yīng)用的先進(jìn)電網(wǎng)設(shè)備，將采用新的材料技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、先進(jìn)的數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)等，以生產(chǎn)出高功率密度、高可靠性和改善實(shí)時(shí)診斷性能的新一代電力系統(tǒng)設(shè)備，以顯著改進(jìn)電網(wǎng)的運(yùn)行性能。利用這些技術(shù)生產(chǎn)的部分電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)時(shí)已在電網(wǎng)投入商業(yè)運(yùn)行或試運(yùn)行。在智能電網(wǎng)中采用的這些先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備，包括超導(dǎo)輸電電纜、故障電流限制器、復(fù)合導(dǎo)線、靈活交流輸電系統(tǒng)設(shè)備（FACTS）、先進(jìn)的儲(chǔ)能裝置、分布式發(fā)電裝置、先進(jìn)的變壓器和斷路器、智能電器、先進(jìn)的保護(hù)控制設(shè)備等。4．先進(jìn)的控制方法

電力系統(tǒng)自動(dòng)控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的快速診斷，并對(duì)特定的電網(wǎng)瓦解或停電提供周密的解決方案。通過(guò)從所有電網(wǎng)主要設(shè)備中收集數(shù)據(jù)，輸入到計(jì)算機(jī)的進(jìn)行算法運(yùn)算，可監(jiān)視這些電網(wǎng)設(shè)備，并通過(guò)以確定性的和隨機(jī)的觀點(diǎn)分析數(shù)據(jù)去進(jìn)行診斷和提供解決方案。電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可自治地采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)，將信息和解決方案提供給操作人員，并集成到企業(yè)過(guò)程和工藝中去。這些先進(jìn)的控制方法應(yīng)支持諸如分布式能源和需求響應(yīng)調(diào)度、配電自動(dòng)化和變電站自動(dòng)化、自適應(yīng)繼電保護(hù)、能量管理、市場(chǎng)定價(jià)、電網(wǎng)模擬、操作員顯示和先進(jìn)的可視化系統(tǒng)。此外，它們也可能集成到資產(chǎn)管理過(guò)程和工藝中去，以進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行和規(guī)劃。5．決策支持和人機(jī)接口

智能電網(wǎng)中使用信息系統(tǒng)技術(shù)，應(yīng)能使操作和管理人員在日益增加的可變因素下利用這些工具來(lái)減少?gòu)?fù)雜性，保持電網(wǎng)的高效運(yùn)行。在某些情形，可供操作員作出決策的時(shí)間縮短到秒級(jí)的水平。因此，現(xiàn)代電網(wǎng)需要非專門化的、無(wú)縫的、實(shí)時(shí)使用的應(yīng)用和工具，以滿足電網(wǎng)操作和管理人員作出快速?zèng)Q策的需要。帶有改進(jìn)接口的決策支持將擴(kuò)展決策至所有等級(jí)的電網(wǎng)，它包括用戶級(jí)的電網(wǎng)。決策支持和人機(jī)接口技術(shù)主要包括可減少大量的數(shù)據(jù)到易于理解的可視格式的可視化工具和系統(tǒng)、當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行人員操作時(shí)需提供的多種方案的軟件系統(tǒng)、用于操作培訓(xùn)和“what-if”分析的仿真器、用作演示的控制板、先進(jìn)的控制室設(shè)計(jì)等等。我們應(yīng)當(dāng)看到，智能電網(wǎng)并非只是為了展示某些先進(jìn)技術(shù)，或僅是著眼于某種局部問(wèn)題的解決方案。它實(shí)質(zhì)上是以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備和高級(jí)元器件等為基礎(chǔ)，通過(guò)引入新的通信、自動(dòng)控制和其他信息技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)改造，最終達(dá)到電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保這一根本目標(biāo)。關(guān)鍵支撐技術(shù)領(lǐng)域的相互關(guān)聯(lián)的特性智能電網(wǎng)的特點(diǎn)及目標(biāo)智能電網(wǎng)的特征要素分析智能電網(wǎng)主要特征要素（KeyElements）歸納為六點(diǎn)，即具有堅(jiān)強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化等特征。1．堅(jiān)強(qiáng)（Robust）在電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)和故障時(shí)，電網(wǎng)仍能保持對(duì)用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積的停電事故；在自然災(zāi)害和極端氣候條件下、或人為的外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行；具有確保信息安全的能力和防計(jì)算機(jī)病毒破壞的能力。2．自愈（Self-Healing）具有實(shí)時(shí)、在線連續(xù)的安全評(píng)估和分析能力，強(qiáng)大的預(yù)警控制系統(tǒng)和預(yù)防控制能力，自動(dòng)故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。3．兼容（Compatible）能支持可再生能源的正確、合理地接入，適應(yīng)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的接入，能使需求側(cè)管理的功能更加完善和提高，實(shí)現(xiàn)與用戶的交互和高效互動(dòng)。4．經(jīng)濟(jì)(Economical)支持電力市場(chǎng)和電力交易的有效開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置，降低電網(wǎng)損耗，提高能源利用效率。5．集成（Integrated）實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺(tái)和模型，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精細(xì)化的管理。6．優(yōu)化（Optimized）通過(guò)優(yōu)化提高資產(chǎn)的利用，降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。中國(guó)智能電網(wǎng)的特點(diǎn)中國(guó)的智能電網(wǎng)有三個(gè)特點(diǎn)。首先，中國(guó)現(xiàn)在還處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展階段，如從2008年到2020年，電力裝機(jī)還要翻一番。其次，中國(guó)的資源分布和能源消費(fèi)是逆向分布，這就意味著在中國(guó)的能源體系里，遠(yuǎn)距離大規(guī)模的能源運(yùn)輸必不可少，而且是必由之路。再次，中國(guó)還同時(shí)面臨國(guó)際社會(huì)的減排壓力和信息化社會(huì)帶來(lái)的壓力，中國(guó)雖然處于發(fā)展階段，但是整個(gè)社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了信息化和市場(chǎng)化的社會(huì)發(fā)展環(huán)境，這對(duì)電力供應(yīng)的質(zhì)量帶來(lái)很大壓力。因此，中國(guó)的智能電網(wǎng)應(yīng)該以“堅(jiān)強(qiáng)”的網(wǎng)架建設(shè)為基礎(chǔ)，以控制為手段。“堅(jiān)強(qiáng)”是發(fā)展的基礎(chǔ)，是滿足持續(xù)大幅度增長(zhǎng)的發(fā)展要求；其次才是智能。智能電網(wǎng)的目標(biāo)智能電網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全，電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo)，就可以稱其為智能電網(wǎng)。具體來(lái)說(shuō)具有以下三個(gè)目標(biāo)。第一、智能電網(wǎng)必須更加可靠—智能電網(wǎng)不管用戶在何時(shí)何地，都能提供可靠的電力供應(yīng)。它對(duì)電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題提出充分的告警，并能忍受大多數(shù)的電網(wǎng)擾動(dòng)而不會(huì)斷電。它在用戶受到斷電影響之前就能采取有效的校正措施，以使電網(wǎng)用戶免受供電中斷的影響。第二、智能電網(wǎng)必須更加安全—智能電網(wǎng)能夠經(jīng)受物理的和網(wǎng)絡(luò)的攻擊而不會(huì)出現(xiàn)大面積停電或者不會(huì)付出高昂的恢復(fù)費(fèi)用。它更不容易受到自然災(zāi)害的影響。智能電網(wǎng)必須更加經(jīng)濟(jì)—智能電網(wǎng)運(yùn)行在供求平衡的基本規(guī)律之下，價(jià)格公平且供應(yīng)充足。智能電網(wǎng)必須更加高效—智能電網(wǎng)利用投資，控制成本，減少電力輸送和分配的損耗，電力生產(chǎn)和資產(chǎn)利用更加高效。通過(guò)控制潮流的方法，以減少輸送功率擁堵和允許低成本的電源包括可再生能源的接入。第三、智能電網(wǎng)必須更加環(huán)境友好—智能電網(wǎng)通過(guò)在發(fā)電、輸電、配電、儲(chǔ)能和消費(fèi)過(guò)程中的創(chuàng)新來(lái)減少對(duì)環(huán)境的影響。進(jìn)一步擴(kuò)大可再生能源的接入。在可能的情況下，在未來(lái)的設(shè)計(jì)中，智能電網(wǎng)的資產(chǎn)將占用更少的土地，減少對(duì)景觀的實(shí)際影響。智能電網(wǎng)必須是使用安全的—智能電網(wǎng)必須不能傷害到公眾或電網(wǎng)工人，也就是對(duì)電力的使用必須是安全的。智能電網(wǎng)主要特征分析智能電網(wǎng)是自愈電網(wǎng)“自愈”指的是把電網(wǎng)中有問(wèn)題的元件從系統(tǒng)中隔離出來(lái)并且在很少或不用人為干預(yù)的情況下可以使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對(duì)用戶的供電服務(wù)。從本質(zhì)上講，自愈就是智能電網(wǎng)的“免疫系統(tǒng)”。這是智能電網(wǎng)最重要的特征。自愈電網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)不斷的在線自我評(píng)估以預(yù)測(cè)\o"電網(wǎng)"電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或正在發(fā)展的問(wèn)題，并立即采取措施加以控制或糾正。自愈電網(wǎng)確保了電網(wǎng)的可靠性、安全性、電能質(zhì)量和效率。自愈電網(wǎng)將盡量減少供電服務(wù)中斷，充分應(yīng)用數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，執(zhí)行決策支持算法，避免或限制電力供應(yīng)的中斷，迅速恢復(fù)供電服務(wù)?；趯?shí)時(shí)測(cè)量的概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估將確定最有可能失敗的設(shè)備、發(fā)電廠和線路；實(shí)時(shí)應(yīng)急分析將確定電網(wǎng)整體的健康水平，觸發(fā)可能導(dǎo)致電網(wǎng)故障發(fā)展的早期預(yù)警，確定是否需要立即進(jìn)行檢查或采取相應(yīng)的措施；和本地和遠(yuǎn)程設(shè)備的通信將幫助分析故障、\o"電壓"電壓降低、電能質(zhì)量差、過(guò)載和其他不希望的系統(tǒng)狀態(tài)，基于這些分析，采取適當(dāng)?shù)目刂菩袆?dòng)。自愈電網(wǎng)經(jīng)常應(yīng)用連接多個(gè)電源的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式。當(dāng)出現(xiàn)故障或發(fā)生其他的問(wèn)題時(shí)，在電網(wǎng)設(shè)備中的先進(jìn)的傳感器確定故障并和附近的設(shè)備進(jìn)行通信，以切除故障元件或?qū)⒂脩粞杆俚厍袚Q到另外的可靠的電源上，同時(shí)傳感器還有檢測(cè)故障前兆的能力，在故障實(shí)際發(fā)生前，將設(shè)備狀況告知系統(tǒng)，系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)地提出預(yù)警信息。智能電網(wǎng)激勵(lì)和包括用戶在智能電網(wǎng)中，用戶將是電力系統(tǒng)不可分割的一部分。鼓勵(lì)和促進(jìn)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理是智能電網(wǎng)的另一重要特征。從智能電網(wǎng)的角度來(lái)看，用戶的需求完全是另一種可管理的資源，它將有助于平衡供求關(guān)系，確保系統(tǒng)的可靠性；從用戶的角度來(lái)看，電力消費(fèi)是一種經(jīng)濟(jì)的選擇，通過(guò)參與電網(wǎng)的運(yùn)行和管理，修正其使用和購(gòu)買電力的方式，從而獲得實(shí)實(shí)在在的好處。在智能電網(wǎng)中，用戶將根據(jù)其電力需求和電力系統(tǒng)滿足其需求的能力的平衡來(lái)調(diào)整其消費(fèi)。同時(shí)需求響應(yīng)（\o"DR"DR）計(jì)劃將滿足用戶在能源購(gòu)買中有更多選擇的基本需求，減少或轉(zhuǎn)移高峰電力需求的能力使電力公司盡量減少資本開(kāi)支和營(yíng)運(yùn)開(kāi)支，通過(guò)降低線損和減少效率低下的調(diào)峰電廠的運(yùn)營(yíng)，同時(shí)也提供了大量的環(huán)境效益。在智能電網(wǎng)中，和用戶建立的雙向?qū)崟r(shí)的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)鼓勵(lì)和促進(jìn)用戶積極參與電力系統(tǒng)運(yùn)行和管理的基礎(chǔ)。實(shí)時(shí)通知用戶其電力消費(fèi)的成本、實(shí)時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)目前的狀況、計(jì)劃停電信息以及其他一些服務(wù)的信息，同時(shí)用戶也可以根據(jù)這些信息制定自己的電力使用的方案。智能電網(wǎng)將抵御攻擊電網(wǎng)的安全性要求一個(gè)降低對(duì)電網(wǎng)物理攻擊和網(wǎng)絡(luò)攻擊的脆弱性并快速?gòu)墓╇娭袛嘀谢謴?fù)的全系統(tǒng)的解決方案。智能電網(wǎng)將展示被攻擊后快速恢復(fù)的能力，甚至是從那些決心堅(jiān)定和裝備精良的攻擊者發(fā)起的攻擊。智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行都將阻止攻擊，最大限度地降低其后果和快速恢復(fù)供電服務(wù)。智能電網(wǎng)也能同時(shí)承受對(duì)電力系統(tǒng)的幾個(gè)部分的攻擊和在一段時(shí)間內(nèi)多重協(xié)調(diào)的攻擊。智能電網(wǎng)的安全策略將包含\o"威懾"威懾、預(yù)防、檢測(cè)、反應(yīng)，以盡量減少和減輕對(duì)電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。不管是物理攻擊還是網(wǎng)絡(luò)攻擊，智能電網(wǎng)要通過(guò)加強(qiáng)電力企業(yè)與政府之間重大威脅信息的密切溝通，在電網(wǎng)規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)安全風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全等手段，提高智能電網(wǎng)抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。智能電網(wǎng)提供滿足世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量電能質(zhì)量指標(biāo)包括電壓偏移、頻率偏移、三相不平衡、諧波、閃變、電壓驟降和突升等。由于用電設(shè)備的數(shù)字化，對(duì)電能質(zhì)量越來(lái)越敏感，電能質(zhì)量問(wèn)題可以導(dǎo)致生產(chǎn)線的停產(chǎn)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的損失，因此提供能滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量是智能電網(wǎng)的又一重要特征。但是電能質(zhì)量問(wèn)題又不是電力公司一家的問(wèn)題，因此需要制定新的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)，因?yàn)椴⒎撬械纳虡I(yè)企業(yè)用戶和居民用戶，都需要相同的電能質(zhì)量。電能質(zhì)量的分級(jí)可以從“標(biāo)準(zhǔn)”到“優(yōu)質(zhì)”，取決于消費(fèi)者的需求，它將在一個(gè)合理的價(jià)格水平上平衡負(fù)載的\o"敏感度"敏感度與供電的電能質(zhì)量。智能電網(wǎng)將以不同的價(jià)格水平提供不同等級(jí)的電能質(zhì)量，以滿足用戶對(duì)不同電能質(zhì)量水平的需求，同時(shí)要將優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)寫(xiě)入電力服務(wù)的合同中。智能電網(wǎng)將減輕來(lái)自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量事件通過(guò)其先進(jìn)的控制方法監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的基本元件，從而快速診斷并準(zhǔn)確地提出解決任何電能質(zhì)量事件的方案。此外，智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)還要考慮減少由于閃電、開(kāi)關(guān)涌流、線路故障和諧波源引起的電能質(zhì)量的擾動(dòng)，同時(shí)應(yīng)用超導(dǎo)、材料、儲(chǔ)能以及改善電能質(zhì)量的電力電子技術(shù)的最新研究成果來(lái)解決電能質(zhì)量的問(wèn)題。另外，智能電網(wǎng)將采取技術(shù)和管理手段，使電網(wǎng)免受由于用戶的電子負(fù)載所造成的電能質(zhì)量的影響，將通過(guò)監(jiān)測(cè)和執(zhí)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，限制用戶負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)。除此之外，智能電網(wǎng)將采用適當(dāng)?shù)臑V波器，以防止諧波污染送入電網(wǎng)，惡化電網(wǎng)的電能質(zhì)量。智能電網(wǎng)將容許各種不同類型發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入智能電網(wǎng)將安全、無(wú)縫地容許各種不同類型的發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)接入系統(tǒng)，簡(jiǎn)化聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程，類似于“即插即用”，這一特征對(duì)電網(wǎng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。改進(jìn)的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)將使各種各樣的發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)容易接入。從小到大各種不同容量的發(fā)電和儲(chǔ)能在所有的電壓等級(jí)上都可以互聯(lián)，包括分布式電源如光伏發(fā)電、風(fēng)電、先進(jìn)的電池系統(tǒng)、即插式混合動(dòng)力汽車和燃料電池。商業(yè)用戶可以安裝自己的發(fā)電設(shè)備（包括高效熱電聯(lián)產(chǎn)裝置）和電力儲(chǔ)能設(shè)施將更加容易和更加有利可圖。在智能電網(wǎng)中，大型集中式發(fā)電廠包括環(huán)境友好型電源，如風(fēng)電和大型太陽(yáng)能電廠和先進(jìn)的核電廠將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。加強(qiáng)輸電系統(tǒng)的建設(shè)使這些大型電廠仍然能夠遠(yuǎn)距離輸送電力。同時(shí)各種各樣