“智能電網”這幾個字眼兒進入到腦海中是從國網蘭州供電公司開展智能電能表建設開始的。那時候，沒有真正感受到“智能電網”究竟會帶給我們什么。只記得2009年5月，國家電網公司在“2009特高壓輸電技術國際會議”上就提出了名為“堅強智能電網”的發(fā)展規(guī)劃。
現在，讓我用通俗易懂的語言來解釋這些專業(yè)冷門卻與您的生活息息相關的內容吧。
首先，先來看看電網到底是指什么？所謂電網，一般是指排除發(fā)電側之外的，由變電裝置和輸配電線組成的整體。中高壓變電裝置一般都會配套建有專門的變電站，低壓變電裝置小區(qū)里也隨處可見。對，就是大家平時馬路邊看到的這些：
田埂風景：
高壓衛(wèi)士：
小區(qū)里的神秘物件：
神秘莫測的變電站：
它們都是電網的組成部分。電網包含變電、輸電、配電三個環(huán)節(jié)。變電，是指通過變電設備將電壓由低等級轉變?yōu)楦叩燃墸ㄉ龎海蛴筛叩燃夀D變?yōu)榈偷燃墸ń祲海┑沫h(huán)節(jié)。輸電，是指通過輸電線路，將電能進行傳輸的環(huán)節(jié)。配電，是指通過配電變壓，將電能從高壓輸電線路分配給用戶的環(huán)節(jié)。電能從發(fā)電廠制造出來，通過變電升壓，進入高壓輸電線路，再經過變電降壓，配電給各個用戶。其中高壓輸電的部分又稱為主網，低壓配電的部分又稱為配（電）網。
此外，我們剛剛提到的發(fā)電機、變電箱、高壓電線，包括線路中的各種“開關”--斷路器、接觸器、隔離開關、刀閘等，都是直接用于生產和傳輸電能的，被稱為“一次設備”。
估計會有人問了，你說的這些平時我們可以看到啊，難道電網里還存在什么其他的隱秘的部分嗎？沒錯，那就是所謂的“二次設備”。所謂二次設備，是指對電網內一次設備進行監(jiān)察，測量，控制，保護，調節(jié)的輔助設備。二次設備包括電表、監(jiān)控裝置、繼電保護裝置、錄波器、直流源等。
舉一個簡單的例子，可以想象一下發(fā)射火箭。那么火箭本身就可以視為類似的“一次設備”，而監(jiān)控火箭的軌道、速度、各種參數的裝置，就可以視為類似的“二次設備”。
現在，讓我們來看看這智能電網到底“智能”在什么方面吧。
電網透明，用戶互動
怎么理解這個用戶互動呢？在過去，用戶對于電網來說，能做的幾乎就只有一個選項：按時交電費。哦，也許還有一個，就是用戶可以自個兒看一看電表，這個月走了幾度電。除此以外，似乎真的沒有什么能做的了。
老式電表和智能電表對比：
那么智能電網呢？用戶將是電力系統不可分割的一部分。鼓勵和促進用戶參與自身運行和管理，是智能電網一大重要特征。
對供電公司而言，掌握了用戶的需求，也就可以更好地衡量供求關系。通過統計用戶的用電信息，供電公司可以從數據分析中了解一個區(qū)域內的用電規(guī)律，譬如什么時段用電多，什么時段用電少，進而相應地制定各個區(qū)域內，經濟節(jié)能的發(fā)電和輸配電的方案。
此外，通過調節(jié)用戶的用電時間，便可有效提高電網終端用電效率，削峰填谷，平滑電網負荷曲線，減輕電網負荷壓力。這樣做的好處是，減少或轉移用電高峰時的電力需求，使電力公司盡量減少資本開支和營運開支。電力成本減少了，電價自然也會下調。而對于用戶來說，電力消費成為和手機話費一樣，可以選擇性的消費。用戶可以選擇不同的方案來購買電能、選擇用電。譬如用戶可以隨時查詢到，高峰時段電價高，那么我就盡量少用；低谷時段電價便宜，就配合智能化電器定時操作或遠程控制，選擇在低電價的時段用電。
想要做到這一點，就需要供電公司和用戶建立的雙向實時的通信系統（網絡渠道），供電公司可以實時通知用戶其電力消費的成本、實時電價、電網的狀況、計劃停電信息以及其他一些服務的信息等等，實現透明化。與此同時，用戶也可以根據這些信息制定合適的用電方案。在北美，這種用電方案已經逐漸成熟，可以通過選擇適合自己的用電方案，如同訂套餐一樣選擇用電。
智能設備，實現物聯
就像上文提到的，智能家電、智能控制設備等智能終端，將在智能電網中占據很重要的地位。通過在手機上安裝的用電APP，就能遠程遙控電熱水器、空調、冰箱、電熱水壺等電器，可以輕松實現在電價便宜的時候用電。
現在，讓我設想一個有趣的場景，當冬天外出，回家之前通過APP提前打開空調，開門就能觸摸溫暖。想在早晨6點之前用半價電燒一壺水，但又不想那么早起床操作，可以借助APP定時功能，確保6點前自動完成燒水……通過APP，還能如同查詢手機流量一樣，隨時了解某個電器設備在某一段時間內的耗電量，使用戶對于自己的用電賬本一目了然。
而智能電網中的配變電量采集箱，也不單單只是過去的單向采集功能了，它們會自帶WIFI和網絡功能，將用戶的用電信息、數據收集之后，通過網絡發(fā)送到供電公司的數據終端。供電公司將對這些數據進行歸類、對比分析，再根據用戶用電的實際情況，為其量身定制用電方案，并通過手機短信等形式發(fā)送告知。舉個例子，用戶通過查詢高能耗電器的實時使用數據，便可以隨時了解自己家中的哪些電器存在浪費。譬如電視開著卻沒有看，家里沒人卻開著空調等等現象就可以避免。
自我預測、修復、調節(jié)
在智能電網中，通過分析包括調度、輸配電、發(fā)電和用戶信息等大數據（這些數據大都是實時并且高度信息化集成的），通過軟件實現實時可視化運算分析，可以全面完整地展示電網運行狀態(tài)中每一個細節(jié)，為管理層提供輔助決策支持和依據。不僅如此，通過大數據分析電網負載的歷史數據和實時數據，展示全網實時負載狀態(tài)，可以預測電網負載變化趨勢。并通過綜合性的管理，提高設備的使用率，降低電能損耗，使得電網運行更加經濟和高效。
在智能電網中，將電網中的故障設備，以最快的速度從電網系統中隔離出來，并且在幾乎自動化的狀態(tài)下（很少或不用人為干預）實現系統自我恢復到正常運行狀態(tài)，從而做到幾乎不中斷對用戶的供電服務。我們可以類比一下人體的免疫系統，這和智能電網的自我修復很類似。結合上兩條的預測，電網系統可以進行持續(xù)自我預測，當發(fā)現已經存在或可能出現的故障時，立即采取措施加以控制或糾正。
新能源登場，即插即用
我們傳統的發(fā)電一般都是火力發(fā)電和水力發(fā)電，現在核電也在逐步發(fā)展中。而光伏發(fā)電、風電、地熱發(fā)電等新能源發(fā)電，過去都很難和傳統電網相連接。而智能電網將改變這一現狀。
智能電網會簡化新能源發(fā)電入電網的過程，通過改進的互聯標準將使各種各樣的發(fā)電和儲能系統容易接入。做到“無縫接入、即插即用”。從小到大各種不同容量的發(fā)電和儲能設備，在所有的電壓等級上都可以實現互聯（包括光伏發(fā)電、風電、電池系統、即插式混合動力汽車和燃料電池等）。未來，用戶甚至可以安裝自己的發(fā)電設備，實現自產自銷。
位于甘肅的風能及光伏發(fā)電系統：
甘肅玉門風力發(fā)電廠：
儲能技術、電動汽車
在過去，電能的生產是一次性的，生產出來就必須立刻用掉，很難實現大容量儲存。而智能電網中的儲能技術將是重頭戲。無論是集中式的大容量的儲能電站，還是分布式的小容量的儲能電站，甚至小到電動汽車電池的儲能作用，乃至太陽能路燈的儲能電池等等。都是智能電網中的各種儲能形式。而這其中，電動汽車對于普通用戶來說，距離最近也最容易實現，可以由此預見，電動汽車的發(fā)展將是不可阻擋的。
而儲能技術，主要分為物理儲能(譬如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等），化學儲能(譬如各類蓄電池、可再生燃料電池、液流電池、超級電容器等）和電氣儲能(譬如超導電磁儲能等）。在儲能技術發(fā)展上，德國發(fā)展得非?？欤麄兊膬δ茈姵匮邪l(fā)是世界領先的。
未來，用戶都將擁有自己的發(fā)電和儲能設施，在自給自足的同時，還可能倒送給電網以實現相互調劑。譬如，在我家的用電低谷時，電網供應的能量用不完，就可以先儲存起來，以備自己或鄰居在用電高峰時進行支援，而當我家用電出現高峰，用上自己儲存的電能都供應不足時，通過鄰居儲存的電能，就可以立即補足我的用電需求。
有效防御恐怖襲擊
在當前世界反恐的大環(huán)境下，智能電網作為一個國家的命脈產業(yè)，提升自我防御能力當然是不可或缺的。這就要求電網安全性可以達到很高的水準。智能電網的安全策略將包含威懾、預防、檢測、反應等等，以盡量減少和減輕恐怖襲擊對電網和經濟發(fā)展的影響。值得一提的是，無論是物理攻擊還是網絡攻擊，都是需要的防御的。智能電網的內部通信系統，將實現和外網完全隔離，獨立運行，每個節(jié)點都實現自主化，為電網安全運行保駕護航。
怎么樣？智能電網，您了解了嗎？希望每一位用電客戶都能夠更多的了解我們的國網電網，了解我們的智能電網知識，享受全新的用電體驗。
