2010-2013年中國智能電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展預測與投資分析報告2

-2013年中國智能電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展預測與投資分析報告第一篇智能電網(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，通過先進的傳感和測量技術(shù)、先進的設(shè)備技術(shù)、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。智能電網(wǎng)的核心內(nèi)涵是實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化和互動化，簡稱為“堅強的智能電網(wǎng)（StrongSmartGrid）”。按照我國著名能源問題專家武建東的描述，將“智能電網(wǎng)”稱之為“智能互動電網(wǎng)”或“互動電網(wǎng)”或許更加準確，即“互動電網(wǎng)”是指在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級調(diào)度、綜合服務(wù)等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互動管理，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世紀用戶需求的電能質(zhì)量第五、智能電網(wǎng)將減輕來自輸電和配電系統(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)電和儲能系統(tǒng)的接入第七、智能電網(wǎng)將使電力市場蓬勃發(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)，實現(xiàn)新型信息與通信技術(shù)的集成，以促進智能水平的提高。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，再到電力市場的整個電力系統(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，它通過將傳統(tǒng)的和邊緣的電力工程技術(shù)、先進的傳感和監(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)，滿足二十一世紀數(shù)字化社會對電網(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)、計算機軟硬件技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、電力電子器件技術(shù)、高溫超導技術(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)提供各種類型先進的測量、監(jiān)視、保護和控制的電力設(shè)備，對傳統(tǒng)電網(wǎng)進行升級改造，構(gòu)造一個更加經(jīng)濟、安全、可靠、環(huán)保的電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的實施，是必須采用上述各種技術(shù)來支撐所需的屬性的。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)定的靜止無功補償器（SVC）和可控串聯(lián)補償（TCSC）技術(shù)；用于輸電系統(tǒng)穩(wěn)定控制的廣域測量系統(tǒng)（WAMS）中同步相量（PMU）技術(shù)；優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)運行的配電自動化系統(tǒng)中的饋線自動化（FA）技術(shù)和自動抄表（AMR）技術(shù)；改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量的靜止無功補償器（SVC/STACOM）和有源濾波器（AF）技術(shù)；大型風電場接入電網(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、計量和測量技術(shù)，先進的電網(wǎng)設(shè)備，先進的控制方法和決策支持和人機接口。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)變成一個動態(tài)的、交互的，用于實時信息和功率交換的超級架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。采用通信系統(tǒng)的開放式架構(gòu)，可以對網(wǎng)絡(luò)智能傳感器和控制裝置、控制中心、保護系統(tǒng)和用戶建立一個安全的“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)、通過電力線的寬帶通信（BPL）、第四代（4G）WiMax、第三代（3G）無線語音和數(shù)據(jù)通信、Zigbee/WiMedia/WiFi無線通信等。2．傳感、計量和測量技術(shù)在智能電網(wǎng)中，使用雙向通信、多種輸入（定價信號、分時計費、區(qū)域輸電組織（RTO）減少的阻塞卸載）、多種輸出（實時用電數(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、電網(wǎng)運行人員的接口，以及用戶入口的新的數(shù)字技術(shù)來擴展電力測量，提供停電檢測和響應(yīng)，評估設(shè)備的健全情況和電網(wǎng)的完整性，并支持先進的繼電保護功能；消除表記的估計、防止竊電、提供用戶的選擇以及實現(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，采用各種先進的傳感器、結(jié)合雙向通信的智能表計與監(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)濟運行的最基礎(chǔ)的功能。從目前的應(yīng)用來看，我們可以大致上述技術(shù)的應(yīng)用分為以下三個方面：1）智能儀表和智能住宅經(jīng)過了近十年來的發(fā)展，基于微處理器的電子式多功能電表取代傳統(tǒng)的機械式電度表已成為必然趨勢，近幾年來在國內(nèi)各行各業(yè)已開始得到廣泛的應(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量和計量功能（如正反向有功計量、四象限無功計量、復費率功能、分時計費等）外，還可提供電力參數(shù)實時測量、事件記錄、負荷曲線存儲、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的測量架構(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)時一般是指用于計量和控制的智能電表，將來智能儀表可能擴充至應(yīng)用至用戶的水、氣的計量和控制方面。AMI代表著下一階段的借助儀表具有易于控制的雙向通信、并在儀表測量設(shè)備中具有能與各種負荷相互配合的自動抄表技術(shù)。對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，正在推進實施這一領(lǐng)域的應(yīng)用。2）廣域測量和控制系統(tǒng)（WAMACS）廣域測量和控制系統(tǒng)是在功角遙測基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是用于預防大電網(wǎng)可能發(fā)生大面積停電而開發(fā)的。導致電網(wǎng)大面積停電的原因很多，涉及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運行管理、自動裝置和人員培訓等方面。其中，由級聯(lián)事件和人為處理不當而演變成的大停電事故，日益引起人們的關(guān)注。在存在風險的情況下，用以制止級聯(lián)跳閘和縮小停電范圍的主動解列、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。廣域測量和控制系統(tǒng)(WAMACS)通過測量稱之為同步相量（Synchrophasor）的測量量具有同步測量和電力系統(tǒng)即時狀態(tài)通信的能力。它可以動態(tài)地監(jiān)視電力系統(tǒng)的狀態(tài)，以實時的方式評估正常和遭受應(yīng)力的系統(tǒng)狀態(tài)并執(zhí)行起作用的動態(tài)控制。現(xiàn)時電力系統(tǒng)運行人員在數(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)的開發(fā)需要在變電站安裝測量和數(shù)據(jù)收集裝置、一個可靠的廣域通信網(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，他們必須注意到由實時同步相量通信規(guī)定的要求。許多項目可能需要5年或更長的時間才會成熟。

3）電網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)主要包括電氣量監(jiān)測以及非電氣量監(jiān)測。電氣量監(jiān)測主要通過監(jiān)測電網(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)測則包括監(jiān)測電氣設(shè)備中的介質(zhì)的壓力、流量、氣體成分、溫度等。采用先進的傳感器通過對電氣量以及非電氣量監(jiān)測，可完成電網(wǎng)設(shè)備的在線診斷，為實施電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)檢修和管理提供必要的信息?，F(xiàn)時采用電網(wǎng)在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用主要包括變壓器在線監(jiān)測、斷路器狀態(tài)監(jiān)測以及線路容量動態(tài)監(jiān)測等。3．先進的電網(wǎng)設(shè)備先進的電網(wǎng)設(shè)備對電網(wǎng)的遠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)、超導技術(shù)、先進的數(shù)字設(shè)計技術(shù)等，以生產(chǎn)出高功率密度、高可靠性和改善實時診斷性能的新一代電力系統(tǒng)設(shè)備，以顯著改進電網(wǎng)的運行性能。利用這些技術(shù)生產(chǎn)的部分電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)時已在電網(wǎng)投入商業(yè)運行或試運行。在智能電網(wǎng)中采用的這些先進的電網(wǎng)設(shè)備，包括超導輸電電纜、故障電流限制器、復合導線、靈活交流輸電系統(tǒng)設(shè)備（FACTS）、先進的儲能裝置、分布式發(fā)電裝置、先進的變壓器和斷路器、智能電器、先進的保護控制設(shè)備等。4．先進的控制方法

電力系統(tǒng)自動控制可實現(xiàn)對電網(wǎng)的快速診斷，并對特定的電網(wǎng)瓦解或停電提供周密的解決方案。通過從所有電網(wǎng)主要設(shè)備中收集數(shù)據(jù)，輸入到計算機的進行算法運算，可監(jiān)視這些電網(wǎng)設(shè)備，并通過以確定性的和隨機的觀點分析數(shù)據(jù)去進行診斷和提供解決方案。電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可自治地采取適當?shù)男袆樱瑢⑿畔⒑徒鉀Q方案提供給操作人員，并集成到企業(yè)過程和工藝中去。這些先進的控制方法應(yīng)支持諸如分布式能源和需求響應(yīng)調(diào)度、配電自動化和變電站自動化、自適應(yīng)繼電保護、能量管理、市場定價、電網(wǎng)模擬、操作員顯示和先進的可視化系統(tǒng)。此外，它們也可能集成到資產(chǎn)管理過程和工藝中去，以進一步優(yōu)化電網(wǎng)的運行和規(guī)劃。5．決策支持和人機接口

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減少復雜性，保持電網(wǎng)的高效運行。在某些情形，可供操作員作出決策的時間縮短到秒級的水平。因此，現(xiàn)代電網(wǎng)需要非專門化的、無縫的、實時使用的應(yīng)用和工具，以滿足電網(wǎng)操作和管理人員作出快速決策的需要。帶有改進接口的決策支持將擴展決策至所有等級的電網(wǎng)，它包括用戶級的電網(wǎng)。決策支持和人機接口技術(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)、當系統(tǒng)運行人員操作時需提供的多種方案的軟件系統(tǒng)、用于操作培訓和“what-if”分析的仿真器、用作演示的控制板、先進的控制室設(shè)計等等。我們應(yīng)當看到，智能電網(wǎng)并非只是為了展示某些先進技術(shù)，或僅是著眼于某種局部問題的解決方案。它實質(zhì)上是以先進的計算機、電子設(shè)備和高級元器件等為基礎(chǔ)，通過引入新的通信、自動控制和其他信息技術(shù)，從而實現(xiàn)對整個電力網(wǎng)絡(luò)的升級改造，最終達到電力網(wǎng)絡(luò)運行更加可靠、經(jīng)濟、環(huán)保這一根本目標。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)的特點及目標智能電網(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，即具有堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟、集成、優(yōu)化等特征。1．堅強（Robust）在電網(wǎng)發(fā)生大擾動和故障時，電網(wǎng)仍能保持對用戶的供電能力，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)的安全運行；具有確保信息安全的能力和防計算機病毒破壞的能力。2．自愈（Self-Healing）具有實時、在線連續(xù)的安全評估和分析能力，強大的預警控制系統(tǒng)和預防控制能力，自動故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復的能力。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，實現(xiàn)與用戶的交互和高效互動。4．經(jīng)濟(Economical)支持電力市場和電力交易的有效開展，實現(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）實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺和模型，實現(xiàn)標準化、規(guī)范化和精細化的管理。6．優(yōu)化（Optimized）通過優(yōu)化提高資產(chǎn)的利用，降低投資成本和運行維護成本。中國智能電網(wǎng)的特點中國的智能電網(wǎng)有三個特點。首先，中國現(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，電力裝機還要翻一番。其次，中國的資源分布和能源消費是逆向分布，這就意味著在中國的能源體系里，遠距離大規(guī)模的能源運輸必不可少，而且是必由之路。再次，中國還同時面臨國際社會的減排壓力和信息化社會帶來的壓力，中國雖然處于發(fā)展階段，但是整個社會已經(jīng)進入了信息化和市場化的社會發(fā)展環(huán)境，這對電力供應(yīng)的質(zhì)量帶來很大壓力。因此，中國的智能電網(wǎng)應(yīng)該以“堅強”的網(wǎng)架建設(shè)為基礎(chǔ)，以控制為手段?！皥詮姟笔前l(fā)展的基礎(chǔ)，是滿足持續(xù)大幅度增長的發(fā)展要求；其次才是智能。智能電網(wǎng)的目標智能電網(wǎng)的目標是實現(xiàn)電網(wǎng)運行的可靠、安全、經(jīng)濟、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，就可以稱其為智能電網(wǎng)。具體來說具有以下三個目標。第一、智能電網(wǎng)必須更加可靠—智能電網(wǎng)不管用戶在何時何地，都能提供可靠的電力供應(yīng)。它對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題提出充分的告警，并能忍受大多數(shù)的電網(wǎng)擾動而不會斷電。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)的攻擊而不會出現(xiàn)大面積停電或者不會付出高昂的恢復費用。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—智能電網(wǎng)運行在供求平衡的基本規(guī)律之下，價格公平且供應(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)通過在發(fā)電、輸電、配電、儲能和消費過程中的創(chuàng)新來減少對環(huán)境的影響。進一步擴大可再生能源的接入。在可能的情況下，在未來的設(shè)計中，智能電網(wǎng)的資產(chǎn)將占用更少的土地，減少對景觀的實際影響。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)中有問題的元件從系統(tǒng)中隔離出來并且在很少或不用人為干預的情況下可以使系統(tǒng)迅速恢復到正常運行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對用戶的供電服務(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)進行連續(xù)不斷的在線自我評估以預測\o"電網(wǎng)"電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或正在發(fā)展的問題，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，迅速恢復供電服務(wù)?；趯崟r測量的概率風險評估將確定最有可能失敗的設(shè)備、發(fā)電廠和線路；實時應(yīng)急分析將確定電網(wǎng)整體的健康水平，觸發(fā)可能導致電網(wǎng)故障發(fā)展的早期預警，確定是否需要立即進行檢查或采取相應(yīng)的措施；和本地和遠程設(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、過載和其他不希望的系統(tǒng)狀態(tài)，基于這些分析，采取適當?shù)目刂菩袆印Ｗ杂娋W(wǎng)經(jīng)常應(yīng)用連接多個電源的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方式。當出現(xiàn)故障或發(fā)生其他的問題時，在電網(wǎng)設(shè)備中的先進的傳感器確定故障并和附近的設(shè)備進行通信，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，同時傳感器還有檢測故障前兆的能力，在故障實際發(fā)生前，將設(shè)備狀況告知系統(tǒng)，系統(tǒng)就會及時地提出預警信息。智能電網(wǎng)激勵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。鼓勵和促進用戶參與電力系統(tǒng)的運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；從用戶的角度來看，電力消費是一種經(jīng)濟的選擇，通過參與電網(wǎng)的運行和管理，修正其使用和購買電力的方式，從而獲得實實在在的好處。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調(diào)整其消費。同時需求響應(yīng)（\o"DR"DR）計劃將滿足用戶在能源購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支和營運開支，通過降低線損和減少效率低下的調(diào)峰電廠的運營，同時也提供了大量的環(huán)境效益。在智能電網(wǎng)中，和用戶建立的雙向?qū)崟r的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)鼓勵和促進用戶積極參與電力系統(tǒng)運行和管理的基礎(chǔ)。實時通知用戶其電力消費的成本、實時電價、電網(wǎng)目前的狀況、計劃停電信息以及其他一些服務(wù)的信息，同時用戶也可以根據(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)的安全性要求一個降低對電網(wǎng)物理攻擊和網(wǎng)絡(luò)攻擊的脆弱性并快速從供電中斷中恢復的全系統(tǒng)的解決方案。智能電網(wǎng)將展示被攻擊后快速恢復的能力，甚至是從那些決心堅定和裝備精良的攻擊者發(fā)起的攻擊。智能電網(wǎng)的設(shè)計和運行都將阻止攻擊，最大限度地降低其后果和快速恢復供電服務(wù)。智能電網(wǎng)也能同時承受對電力系統(tǒng)的幾個部分的攻擊和在一段時間內(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、預防、檢測、反應(yīng)，以盡量減少和減輕對電網(wǎng)和經(jīng)濟發(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)要通過加強電力企業(yè)與政府之間重大威脅信息的密切溝通，在電網(wǎng)規(guī)劃中強調(diào)安全風險，加強網(wǎng)絡(luò)安全等手段，提高智能電網(wǎng)抵御風險的能力。智能電網(wǎng)提供滿足世紀用戶需求的電能質(zhì)量電能質(zhì)量指標包括電壓偏移、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，對電能質(zhì)量越來越敏感，電能質(zhì)量問題可以導致生產(chǎn)線的停產(chǎn)，對社會經(jīng)濟發(fā)展具有重大的損失，因此提供能滿足21世紀用戶需求的電能質(zhì)量是智能電網(wǎng)的又一重要特征。但是電能質(zhì)量問題又不是電力公司一家的問題，因此需要制定新的電能質(zhì)量標準，對電能質(zhì)量進行分級，因為并非所有的商業(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)量的分級可以從“標準”到“優(yōu)質(zhì)”，取決于消費者的需求，它將在一個合理的價格水平上平衡負載的\o"敏感度"敏感度與供電的電能質(zhì)量。智能電網(wǎng)將以不同的價格水平提供不同等級的電能質(zhì)量，以滿足用戶對不同電能質(zhì)量水平的需求，同時要將優(yōu)質(zhì)優(yōu)價寫入電力服務(wù)的合同中。智能電網(wǎng)將減輕來自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量事件通過其先進的控制方法監(jiān)測電網(wǎng)的基本元件，從而快速診斷并準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)計還要考慮減少由于閃電、開關(guān)涌流、線路故障和諧波源引起的電能質(zhì)量的擾動，同時應(yīng)用超導、材料、儲能以及改善電能質(zhì)量的電力電子技術(shù)的最新研究成果來解決電能質(zhì)量的問題。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載所造成的電能質(zhì)量的影響，將通過監(jiān)測和執(zhí)行相關(guān)的標準，限制用戶負荷產(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?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)電和儲能系統(tǒng)的接入智能電網(wǎng)將安全、無縫地容許各種不同類型的發(fā)電和儲能系統(tǒng)接入系統(tǒng)，簡化聯(lián)網(wǎng)的過程，類似于“即插即用”，這一特征對電網(wǎng)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。改進的互聯(lián)標準將使各種各樣的發(fā)電和儲能系統(tǒng)容易接入。從小到大各種不同容量的發(fā)電和儲能在所有的電壓等級上都可以互聯(lián)，包括分布式電源如光伏發(fā)電、風電、先進的電池系統(tǒng)、即插式混合動力汽車和燃料電池。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，如風電和大型太陽能電廠和先進的核電廠將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。加強輸電系統(tǒng)的建設(shè)使這些大型電廠仍然能夠遠距離輸送電力。同時各種各樣