智能配電網(wǎng)正在深刻改變著發(fā)電、輸電、配電和用電系統(tǒng)，配電網(wǎng)面臨的最大挑戰(zhàn)來(lái)自于分布式電源(分布式發(fā)電、分布式儲(chǔ)能和需求響應(yīng))的大量使用，如何應(yīng)對(duì)諸多的挑戰(zhàn)，使智能電網(wǎng)最大限度地發(fā)揮其潛能，為國(guó)家?guī)?lái)更廣泛的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，變得非常迫切。

挑戰(zhàn)一：基礎(chǔ)設(shè)施大量增加。智能電網(wǎng)需要靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，但是未?lái)電網(wǎng)的典型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還不夠清晰;智能電能表的安裝范圍不斷擴(kuò)大，但是它們?nèi)绾沃С蛛娋W(wǎng)的規(guī)劃運(yùn)行仍然不確定，其功能還需要大力挖掘;采用基于新技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施，可能遇到經(jīng)費(fèi)、風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)行人員知識(shí)不足等問(wèn)題。

挑戰(zhàn)二：缺乏通信的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏，特別是與分布式電源和儲(chǔ)能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏會(huì)抑制各運(yùn)行單位(發(fā)電、輸電、配電和電力消費(fèi)者)之間的數(shù)據(jù)交換，阻礙系統(tǒng)的完全優(yōu)化，使系統(tǒng)效率降低。

挑戰(zhàn)三：互操作性標(biāo)準(zhǔn)有待完善?；ゲ僮餍詷?biāo)準(zhǔn)使電力系統(tǒng)的所有設(shè)備之間的協(xié)調(diào)成為可能。在一些領(lǐng)域，像分布式電源和儲(chǔ)能，雖然有標(biāo)準(zhǔn)，但還很有限，分布式電源跟系統(tǒng)的互聯(lián)，在缺乏協(xié)調(diào)功能的情況下，只能以局部的和自治的方式運(yùn)行。分布式電源的發(fā)展需要從電網(wǎng)角度考慮，與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行。

挑戰(zhàn)四：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全。數(shù)據(jù)的安全、隱私保護(hù)與信息訪問(wèn)的權(quán)限等問(wèn)題，還存在不確定性，這些問(wèn)題都會(huì)阻礙智能電網(wǎng)解決方案的采用。未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)、智能交通等系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，也將會(huì)造成新的數(shù)據(jù)安全的問(wèn)題。

挑戰(zhàn)五：研究適應(yīng)分布式電源發(fā)展的運(yùn)行和規(guī)劃模型。智能電網(wǎng)模型需要綜合考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施，市場(chǎng)，乃至國(guó)家政策方面的影響。未來(lái)的規(guī)劃模型需要考慮在分布式電源高滲透率的條件下，如何優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，這是個(gè)重大挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)六：負(fù)荷、電源計(jì)劃安排和調(diào)度。在基于逆變器的可再生能源發(fā)電的數(shù)量日益增加的趨勢(shì)下，電網(wǎng)兼容性標(biāo)準(zhǔn)需做出很大改變,而且必須修改成能同時(shí)管理傳統(tǒng)發(fā)電和基于逆變器的可再生能源發(fā)電?，F(xiàn)在對(duì)分布式電源的調(diào)度模式還不能使利益相關(guān)方均獲益,現(xiàn)在還缺乏能識(shí)別最優(yōu)負(fù)荷和電源平衡的好模型。

挑戰(zhàn)七：儲(chǔ)能。電網(wǎng)儲(chǔ)能還處于開(kāi)發(fā)和配置的初期階段，而且由于現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)成本高和有限的功能，還未廣泛使用。很難評(píng)價(jià)哪一種儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)是最適宜的，但是從可再生能源使用角度看，高效、長(zhǎng)壽命、可靠、價(jià)格合理、有較長(zhǎng)放電持續(xù)時(shí)間的化學(xué)電池的開(kāi)發(fā)是當(dāng)前最迫切的。

挑戰(zhàn)八：能源效率、需求響應(yīng)和負(fù)荷控制。我國(guó)現(xiàn)行電價(jià)是扭曲的，低電價(jià)很難通過(guò)智能電網(wǎng)來(lái)刺激居民用戶進(jìn)行需求響應(yīng)，由于電價(jià)低致使投資回收不確定，影響需求響應(yīng)的獲得和分布式電源投資的不確定性。

挑戰(zhàn)九：出臺(tái)旨在開(kāi)放電力市場(chǎng)和激勵(lì)智能電網(wǎng)投資的新法規(guī)。“電能”是一種商品，應(yīng)該得到合理的市場(chǎng)價(jià)值。我國(guó)目前的費(fèi)率結(jié)構(gòu)和電力公司的收入模式，不足以促進(jìn)和鼓勵(lì)分布式能源價(jià)值，因此建立一個(gè)好的商業(yè)模式極其重要。

挑戰(zhàn)十：信息管理。我們已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，智能電網(wǎng)要配備大量的傳感器，將會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，因此產(chǎn)生了數(shù)據(jù)挖掘、分析、儲(chǔ)存和管理大數(shù)據(jù)方面的新挑戰(zhàn)，以便能為電網(wǎng)最優(yōu)化、負(fù)載平衡、業(yè)務(wù)計(jì)劃和其他的目的而抽取有意義的信息。各種層面上的信息壟斷與信息孤島將會(huì)成為信息共享的嚴(yán)重障礙，與之相關(guān)的管理改革日益重要。

挑戰(zhàn)十一：態(tài)勢(shì)感知。智能電網(wǎng)將增加電力生產(chǎn)者和用戶的態(tài)勢(shì)感知能力，并提供本質(zhì)上實(shí)時(shí)的可控性，以提高電網(wǎng)的自愈功能和抗擾能力，為此需要提供系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)整體測(cè)量的有效描述、可視化信息;提供比實(shí)時(shí)還要快的預(yù)測(cè)分析，包括系統(tǒng)未來(lái)狀態(tài)的變化趨勢(shì)和可用于采取控制措施的時(shí)間，以便采取有效的措施。

計(jì)量科學(xué)和技術(shù)上的進(jìn)步，以及標(biāo)準(zhǔn)的制定，將貫穿這些挑戰(zhàn)和機(jī)遇，并影響智能電網(wǎng)的各個(gè)方面。希望電氣工程師與信息科學(xué)等領(lǐng)域的同行們密切合作，加快智能電網(wǎng)的創(chuàng)新。希望智能電網(wǎng)能夠像Internet那樣給人類(lèi)的生活帶來(lái)巨大的影響，也希望能出現(xiàn)像Internet那樣具有顛覆性的技術(shù)。

(本文根據(jù)余貽鑫院士在“泰山學(xué)術(shù)論壇”上的報(bào)告，由《供用電》編輯整理)