早在本世纪初，智能电网的概念就提出来了，并且经过风风光光的发展，在中国，智能电网已经成为风风光光的事业。但是智能电网到底是什么?你真的明白吗?
美国是这样定义：
美国能源部《Grid2030》：一个完全自动化的电力传输网络，能够监事和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程所有节点之间的信息和电能双向流动。
国内是这样定义：
国家电网中国电力科学研究院：以物理电网为基础(中国的智能电网以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，现将先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
看过枯燥乏味的官方定义，我们来用通俗易懂的语言解释一下，智能电网到底“智能”在哪些方面吧?
用户互动，电网透明
怎么理解用户互动呢?在过去，用户对于电网来说，能做的几乎就只有：按时交电费，或者看看自家的机械式的铝盘电表上走了几度电。除此以外，似乎真的没有什么能做的了。
那么智能电网呢?用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与自身运行和管理，是智能电网一大重要特征。
对供电公司而言，掌握用户的需求，也就是更好地衡量了供求关系。通过统计用户的用电信息，可以从数据分析中理解一个区域的用电规律，比如什么段时间用电多，什么时间段用电少，进而相应的制定各区域内，经济节能的发电和输配电的方案。此外，通过调节用户的用电时间，便可有效的提高电网终端额用电效率，削峰填谷，平滑电网负荷曲线，减轻电网的负荷压力。调节的好处是，减少或转移用电高峰时的电力需求，是电力公司尽量减少资本的开支和营运开支。电力成本减少，电价自然会下调。
对用户来说，电力消费和手机话费一样，可以选择性消费。用户可以选择不同的方案来购买电能、选择用电。比如，用户可以随时了解，高峰时段电价高，可以选择少用电;低谷时段电价便宜，就配合智能化电器的试试操作和远程控制，选择在低电价的时段用电。
智能设备，实现物联网
就像上文提到的，智能家电、智能控制设备等智能终端，将在智能电网中占据很重要的地位。通过在手机上安装的用电APP，就能远程遥控电热水器、空调、冰箱、电热水壶等电器，可以轻松实现在电价便宜的时候用电。
不妨设想一下好了，当冬天外出，回家之前通过APP提前打开空调，开门就能触摸温暖……想在早晨6点之前用半价电烧一壶水，但又不想那么早起床操作，可以借助APP定时功能，确保6点前自动完成烧水……通过APP，还能如同查询手机流量一样，随时了解某个电器设备在某一段时间内的耗电量，使用户对于自己的用电账本一目了然。
一幅全景式的智能电网家庭用户示意图
而智能电网中的配变电量采集箱，也不单单只是过去的单向采集功能了，它们会自带WIFI和网络功能，将用户的用电信息、数据收集之后，通过网络发送到供电公司的数据终端。供电公司将对这些数据进行归类、对比分析，再根据用户用电的实际情况，为其量身定制用电方案，并通过手机短信等形式发送告知。
举个例子，用户通过查询高能耗电器的实时使用数据，便可以随时了解自己家中的哪些电器存在浪费。譬如电视开着却没有看，家里没人却开着空调等等现象就可以避免。
从电厂到用户的智能电网全景图展示
测量升级，大数据时代
上文里提到的老式机械电表，既不精确也容易被盗电。在智能电网时代，它们不仅仅将被数字化电表所取代，而且采集的时间间隔将大幅缩小。譬如目前常见的智能电表可能要15分钟才采集一次数据，而理想状态下的智能电网，采集数据的间隔可能短至1秒钟，甚至更短。 同样的，在输电网，采集各种开关信号量、遥测信息(电压、电流、相位、相角、有功功率、无功功率乃至变压器油温等等)，也将做到实时更新，刷新的速率也将达到至少每秒一次。这样精确的数据量，将大大提高电网的可靠性，也可以有效进行故障预判和快速调整。
电力系统的各种响应时间一览
而如此一来，所形成数据量也将是极为可观的，是实实在在的洋量“大数据”。比如智能电表的采集量从15分钟缩短到1秒，1万台智能电表采集的用电信息的数据就会从32.61GB提高到114.6TB。而这数据量对于一个大国高度发达的智能电网来说，只是沧海一粟罢了。
所以现在国内现在新兴的电网海量实时数据系统，其核心数据库大都采用了Hadoop的HDFS系统，通过使用分布式数据存储和MapReduce运算模型，来实时存储如此巨大的数据。这和淘宝网的数据库是相似的。除了Hadoop的No-SQL数据库，普通的关系数据库也是必不可少的，起到辅助作用。
北京的电网数据分布系统(局部)
自我预测、自我修复、自我调节
大数据当然自有它的好处。通过大数据平台搭配云计算技术，技术人员可实时观察到全网范围内的电能流动状态、电能负载热区、设备故障高发区和客户集中区等数据，实现更加智能化的电网。具体的新概念和新技术包括以下这些：
1、电网数据可视化
在智能电网中，通过分析包括调度、输配电、发电和用户信息等大数据(这些数据大都是实时并且高度信息化集成的)，通过软件实现实时可视化运算分析，可以全面完整地展示电网运行状态中每一个细节，为管理层提供辅助决策支持和依据。
2、电网负载趋势预测
不仅如此，通过大数据分析电网负载的历史数据和实时数据，展示全网实时负载状态，可以预测电网负载变化趋势。并通过综合性的管理，提高设备的使用率，降低电能损耗，使得电网运行更加经济和高效。
3、设备故障趋势预测
通过大数据分析电网中故障设备的故障类型、历史状态和运行参数之间的相关性，预测电网故障发生的规律，评估电网运行风险，可以实现实时预警，让技术人员提前做好设备维护和检查工作。
4、电网实现自我修复
在智能电网中，将电网中的故障设备，以最快的速度从电网系统中隔离出来，并且在几乎自动化的状态下(很少或不用人为干预)实现系统自我恢复到正常运行状态，从而做到几乎不中断对用户的供电服务。我们可以类比一下人体的免疫系统，这和智能电网的自我修复很类似。结合上两条的预测，电网系统可以进行持续自我预测，当发现已经存在或可能出现的故障时，立即采取措施加以控制或纠正。
5、二次设备独立通信
在现有的电网系统中，二次设备的通信往往要通过总线和专用通信设备来实现。这种设备用内部的话说叫做”总控单元“(国外一般称为RTU)。而在智能电网中，监控、保护等二次设备都将配有自适应和自我交互信息的模块，能够自适应地相互通信。这种的灵活性和自适应能力，将极大地提高可靠性，就好比让设备实现”自治“。如此一来，即使部分系统出现了故障，其他设备仍然能够稳定工作。
文章来源：电子发烧友
