智能电网就是电网的“智能化”，其关键就是电力的供给与需求、电能的配给与使用同电子信息技术的联接。 当人类在黑暗之中苦苦摸索时，电力技术为人类带来了光明；当智能电网即将问世时，电能又会为寰宇创造更多的福音。作为继互联网之后又一张可能覆盖全球的网络，智能电网带给人们的是追梦般的神奇和无限的想象空间。
电网2.0时代
对于许多人来说，智能电网（smart grid）还是一个并不熟悉甚至备感陌生的词汇。实际上，智能电网如同互联网一样，也是一张真正互联、互通、互动的网络，只不过除了数据的传输与运算外，智能电网还传递实实在在的能量。与传统电网相比，业界往往将智能电网称为第二代电网或电网2.0时代。
从字面上理解，智能电网就是电网的“智能化”，其关键就是电力的供给与需求、电能的配给与使用同电子信息技术的联接。如同互联网引起了人类生活与生产方式的显著变化一样，智能电网也将引发现实世界与日常生活中电力配置与使用的全新革命。
对于发电企业和输电系统而言，智能电网意味着实时在线监测系统，他们不仅可以轻松了解用户用电情况，还能远程监视和控制各种电力设施。如当1根大电力动脉发生故障，电能就能立刻从备选线路传输，保证停电永远不会发生。还有，传统的输电系统发生事故后，通常需要消费者打电话去电力公司报修，然后电力公司再进行检查并维修，这种被动的局面在智能电网中是不可能发生的。因为，智能电网系统能够实时采集电网输电信息，经过计算、处理、分析之后识别事故隐患，从而提前发出报警，确保系统的安全运行；另外，由于电网公司、住宅、企业间的网络是互联的，智能电网建成后，电力公司再也不会上门或委托他人查电表，这样就可以大大降低客服成本。
对于消费者而言，智能电网所创造的神奇则远远超出了人们的想象。首先，家用电的电价会根据一天中不同时段来自动定价，居民可以避开用电高峰期的高价电力，降低用电费用；其次，消费者可以看到整个城市、不同地区的用电情况，实现异地买电，如果对当地电价或者服务不满意，居民完全可以选择千里之外的异地供电；再次，居民还可以通过计算机网络了解家庭或个人的电力消费状况以及实时的价格与服务信息；最后，居民可以像买卖股票一样买进和抛售电量，普通家庭和小型商业用户富余的电能通过智能电网可以卖给邻居或是电网的其他用电方。更加令人关注和惊喜地是，由于智能电网的投入运营意味着所有电动车都可以入网，因此，在智能电网模式下，人们在马路两边就可以看到很多的充电站，它们就如同现在的汽车加油站一样，可以为电动汽车、油电混合动力车进行充电。驾驶这两种新能源汽车的人们，完全可以避免因无法及时充电而不能长途驾驶的苦恼。
为此，我们可以梳理出智能电网的基本特征：（1）坚强，即在电网发生大扰动和故障时，电网仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积的停电事故；在自然灾害和极端气候条件下、或人为的外力破坏下仍能保证电网的安全运行。（2）自愈，即通过强大的实时预警控制系统和预防控制能力，自动故障诊断、故障隔离和系统的自我恢复。（3）兼容，即能支持可再生能源的正确、合理地接入。（4）互动，即实现与用户的交互和高效互动。（5）经济，即支持电力市场和电力交易的有效开展，实现资源的合理配置。（6）集成，即实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精细化的管理。
国家的战略追逐
传统电网已在世界各国运行了100多年，而人们对于智能电网的关注与研究只是最近几年才发生的事。2006年，美国IBM公司与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。这一方案被形象地比喻为电力系统的“中枢神经系统”。在这一系统中，电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。这一结果可以看做是智能电网概念正式诞生的标志。
在全球范围内，美国政府对于智能电网的重视非其他国家所能比拟。2007年，布什政府制定和颁布了《美国能源独立和安全法》，首次把美国国家电网输配系统的现代化与智能电网的概念直接挂钩。奥巴马上台后，首先签署《美国复苏和重新投资法》，该法明确规定将为智能电网发展提供45亿美元的启动资金；无独有偶，在白宫出台的经济刺激方案中，用于智能电网研究和建设的政府直接投资资金达到了110亿美元；同时，奥巴马政府声称，将投入大量的财力集中对每年要耗费1 200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代。而就在不久前，美国商务部与能源部联合宣布了美国智能电网建设的第一批标准，这被认为标志着美国智能电网建设已正式迈步。
实际上，作为美国政府对智能电网建设的一个重要步骤，美国科罗拉多州的博尔德市在2008年已经成为了全球第一个智能电网城市。该市的每个家庭都安装了智能电表，人们可以直观地了解即时电价，优先使用风电和太阳能等清洁能源，而安装的变电站又可以收集到每家每户的用电情况，一旦有问题出现，便可以重新配备电力。
与美国几乎同时，欧洲也开始了一项超级智能电网的工程，欧盟理事会在能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。而就在前不久，欧盟进一步明确，将依靠智能电网技术，将北海和大西洋的海上风电、欧洲南部和北非的太阳能融入欧洲电网，以实现可再生能源大规模集成。
在亚洲，日本政府已从2010年开始在孤岛进行大规模的构建智能电网试验，韩国成立了具有官方性质的智能电网协会。特别是在中国，官方高层和企业推进智能电网的工作风生水起。目前，中国国家电网公司正在抓紧制定智能电网建设规划，实践中的中国智能电网建设分三步走：2009－2010年为规划试点阶段；2011－2015年为全面建设阶段；2016－2020年为引领提升阶段。
值得注意地是，对于智能电网的称呼各国可能并不一样，如中国倾向于用“互动智能电网”，欧洲的说法是“超级智能电网”，美国使用的是“统一智能电网”。另外，有些国家智能电网所依托的资源也有差异，如中国的智能电网以特高压电网为核心环节，而美国则以高温超导电网为核心；与此同时，美国的智能电网更多的是从终端客户入手，注重智能电表等配件产品和服务，而中国的智能电网是一个涉及配电和用户需求两侧更全面的管理方案，即包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度六个环节。
能源新革命
如果说电力技术的发明是人类对能源开发与利用的一次标志性革命，那么智能电网在能源领域所引发的变革也不亚于前者。
实现对清洁能源的稳定而有效使用是智能电网的最显著的功用。智能电网的本质就是能源替代和兼容，而从利用角度看，清洁能源只有转化为电力，才能实现更有效的利用。但是，与化石能源不同，太阳能和风力发电具有不稳定、不连续的特性，而且并网会引起电能质量的下降，这样，风电入网的效率就低，从而制约了风能的开发和利用。而在智能电网的基础上，太阳能和风力发电的弱点得到了有效的消除与屏蔽，实现了能源资源的有效优化配置。以中国为例，到2020年，中国风电装机将分别达到3500万千瓦和1.5亿千瓦，太阳能发电装机分别达到100万千瓦和2000万千瓦，核电装机分别达到1050万千瓦和8600万千瓦，3项装机容量占电力总装机的16%左右。如果有了智能电网的支持，这部分新能源电能将得到最大程度的利用。
传统电网所造成能源浪费与流失是不争的事实。据IBM公司的研究报告称，由于很少或完全未使用智能设备来平衡负载并监控电力，全球每年损失的电力足够印度、德国和加拿大使用。无独有偶，中国国家电网公司的分析报告指出，由于中国全社会用电量约80%来自煤电，以每千瓦平均损失20克计算，相当于每年浪费7 676万吨原煤。但是，在美国，智能电网的投入和使用将使该国能耗降低10%，并每年节省800亿美元新建电厂的费用。同时，美国能源部西北太平洋国家实验室的研究结果表明，仅使用数字工具设定家庭温度及融入价格信息，能源消耗每年可缩减15%。若推广使用需求侧监控系统20年，则在建设、维护、运营电厂、变电站和电网方面节省700亿美元。同样，如果中国实现了智能电网的转型，每年可以节省2.26亿吨原煤。
不仅如此，在节约能耗的基础上，智能电网对于有效地控制和减少温室气体排放具有明显的功效。应当说智能电网的推广是提高能源独立性的重要步骤，它可以降低人类对化石燃料的依赖，减少温室气体的排放量。据美国“智能电网联盟”的研究结果显示，美国国家电网的使用效率每提高5%，就相当于减少5300万辆汽车的燃料消耗和碳排放。而在中国，到2020年，智能电网技术预计将帮助电力企业减少14%的二氧化碳排放量。
经济强引擎
传统能源的有限性与开发使用过程的不经济极大地制约了全球经济的正常增长脚步，而智能电网实现了能源的替代，不仅拓展了人类能源利用的空间，而且也带来了相关产业的勃兴，其对经济的牵引力不言而喻智能电网首先催发和拉动的是新能源产业。除了能够拉动电力、通讯等传统产业发展外，智能电网在构建过程中将发展衍生出新兴技术并推进新兴产业如风电产业、太阳能产业以及新能源汽车产业的演化形成。因此，围绕智能电网建设的未来新能源产业将成为各国经济竞争的焦点。
经济发展节奏的快速提升是智能电网的必然结果。美国政府的智囊机构信息技术创新基金会与IBM公司共同提交的研究报告指出，如果一年投资100亿美元建设可提高供电效率的智能电网和密切监控电力行业输变电设备，可创造23.9万个工作岗位。而另一个类数据表明，目前美国大约有1.3亿块电表，倘若包括计算机、传感器和网络系统的投资在内，实现市场转型，这项改革将拉动超过万亿美元以上的投资。如果美国大力发展智能电网产业，8－10年内产业规模将超过5万亿美元；如果美国发展超导电网产业，8－10年内产业规模将超过30万亿美元。同样，由于特高压和智能电网的需要，预计今后几年中国每年电网投资都将在2000亿元以上，如果2009年就启动智能电网的改造，每年有可能拉动国民经济增长一个百分点左右。
具体到市场而言，智能电网无疑为企业创造了新的经营与竞争空间。应当说，智能电网第一次为互联网时代的巨头们提供了参与工业时代最大遗产改造的机会，也正是如此，国际IT巨头都已披挂上阵。如IBM公司已领先开发出了智能电表，该电表可实时进行用电量和电费的计算；谷歌公司已开发成功利用电表节约电费的应用软件，并且开始在公司员工家庭中试用。当然，传统产业在智能电网的商机面前也不甘示弱。如通用电气（GE）正在开发利用无线通信技术将各地电力消耗的信息传输给供电公司的先进技术，同时，GE即将在年底推出配合智能电网的电器产品，包括干衣机、烧水壶、烤炉等。据悉，这些产品都可以在三种耗电模式下工作：当整个电网用电量处在高峰的时候，会自动选择低耗电模式工作。洗碗机的显示面板上，更会显示当前电费价格，让用户选择电价便宜的时候洗碗。
难题有待破解
鉴于对能源领域的革命性作用以及对经济发展的强大牵引，智能电网在全球走红已不成问题。然而，从目前来看，智能电网的许多环节基本处于构想阶段，某些关键性技术还没有完全解决，因此，单就美国而言，实现智能电网的普及至少需要10到20年时间，其他国家所花费的时间可能更长。
――投资方式问题。智能电网既牵涉到原有电路网络的改造与升级，又必须对新的设备进行投入，是一项耗资巨大、耗时长久的工程。鉴于所需要资本的庞大和回报周期漫长，完全由企业投资可能性不大，而由政府单方面投入也会受到财政资金的制约，甚至会对民间资本形成“挤出效应”。因此，即使在美国，不同的城市也采取不同的投资方式，有的由政府完全投入，有的部分引进民间资本。不过，无论采取哪种方式，对于一些发展中国家而言，智能电网所需要的巨大资本将是一个不小的压力，智能电网的“全球化”也可能因为资金的约束而止步。
――商业模式问题。即使投资问题解决了，智能电网建成后采取怎样的商业模运营模式也是一个棘手的难题。在美国，80%的智能电网准备由私人部门拥有并运营，而博尔德市的电力供应从发电、输电到零售的企业都是由市政府所有的。至于其他国家是采取政府所有统一运营还是主要由企业管理运营、抑或是政府与企业联手运营，既要取决于前期投资方式，又要具体分析市场环境状况。在没有统一的商业运营模式前提下，可以通过各种不同的示范项目和工程寻找可行的操作模式。
――统一标准问题。智能电网具有全球化特征，因此其应该拥有一套国际化的标准。但是，目前不同的国家对于智能电网标准的制定存在诸多分歧，而且智能电网涉及许多电气产品和技术、供应商的利益，不同产品供应商会采用不同的技术、标准，选用某种产品有时会出现不同的发展方向和走势。基于此，美国“智能电网联盟”目前正与联合国15家机构和国际标准组织（ISO）进行合作，致力于制定一套智能电网的标准和互通原则，同时，中国与美国也在积极联合制定一项国际化的智能电网技术标准。
――关键技术问题。无论电网技术还是基础材料技术环节，目前还不能完全说都能达到智能电网的要求，甚至有些技术的安全性还有待论证。如同美国采用高温超导电网作为智能电网的支撑不同，中国采用的特高压输电尽管可以减少输电过程中的损失，还能降低导线成本，但由于电压等级越高，电流越大，这种电网因而极易受到强恶劣气候的影响。据美国宇航局的一份报告警告说，如果1859年曾经袭击地球的太阳风暴重演，将有可能对现代高压输电系统造成严重冲击，大多数变电站很可能会熔化，整个电力供应恢复的时间可能长达4－10年。FIC