智能電網是不同于傳統電網的新一代電網。由于它是伴隨第三次工業革命而出現的新生事物，尚在成長中，因此對智能電網的認識有一個從片面到全面、從粗淺到深刻的過程，智能電網的建設也有一個從盲目被動到理性自覺的過程。

　　我國開展智能電網建設盡管已有數年時間，但至今仍然缺少一個具有長遠指導意義的頂層設計，說明我國的智能電網建設在某種程度上還未完全擺脫被動的狀態。對智能電網的研究，由于種種原因過去涉及技術層面的較多，涉及宏觀戰略層面的較少，因而使得一些對智能電網建設產生重大影響的原則問題至今尚未形成科學統一的認識，一定程度上影響了智能電網建設的健康發展。

　　本文根據我國目前智能電網建設的實際情況，對智能電網建設頂層設計需要回答的幾個基本問題，如智能電網建設的目標和指導方針、與交直流特高壓的關系、與“能源互聯網”的關系、全國電網格局的選擇、以及智能電網的規劃問題等，本著尊重客觀規律、尊重事實，力戒主觀性和片面性的態度，從學術研究的角度闡述了個人的觀點，可供有關部門參考。

　　本文中的電網為廣義電網，指包括發輸配在內的整個電力系統。

　　1、智能電網建設的目標和指導方針

　　我國傳統電網存在兩大問題：一是以化石能源為基礎，發展不可持續，目前我國煤電發電量的占比仍超過70%。二是能源利用率低下，電網整體經濟性差，主要表現在以下四個方面：(1)燃煤電廠熱效率低，平均不到40%，加上廠用電及輸配電環節10%以上的損失，煤用于發電的最終利用率不足30%，也就是說燃煤電廠燃燒的煤約有70%被損失掉了(如果燃煤電廠建在缺水的西北地區，采用空冷機組且遠距離輸電，損失至少還要再增加10%)。

　　這樣觸目驚心的能源浪費，在科技水平不高，經濟粗放型發展的情況下，被無奈地接受或有意地忽視了。(2)缺少經濟、靈活、多樣的調峰手段，多數電網采用煤電機組調峰，被迫增加了煤耗率；有的電網存在較嚴重棄水現象；全國機組年均利用小時數低。(3)用戶用電盲目隨意，未與電網的最佳運行方式協調一致，不僅影響電網的經濟運行，而且加大了用戶自身用電成本。(4)電網輸變電設備利用效率較低，根據對“十一五”電網運營情況調研，2010年全國接近60%的500 千伏輸電線路利用效率不到50%[1]。

　　解決上述傳統電網存在的兩大問題，實現能源的可持續發展，正是第三次工業革命賦予智能電網的使命。智能電網是與傳統電網有質的差別的現代電網[2-3]，它的總體目標就是要建設一個綠色、高效、經濟、互動，更加安全可靠、與環境更加友好、具有現代智能化水平、可持續發展的電網。

　　智能電網的英文名是“Smart Grid”， 其原意是“靈巧的、聰明的、機警的、巧妙的電網”。毫無疑問，提高電網的智能化水平十分重要，但它并不是智能電網建設的目的。“Smart Grid”要求的是一個能夠巧妙解決可再生能源的接入、儲存、以及高效、方便、可靠利用的方案。巧妙的解決方案不等于高度的智能化。比如儲能并不是傳統意義上的智能化技術，但它卻是智能電網獲得成功的關鍵。對于智能電網的建設，儲能技術比一般的電網智能化技術要重要得多。

　　在智能電網建設的頂層設計中，必須明確“綠色高效”與“智能化”兩者的關系。“綠色高效”是智能電網建設的目的，“智能化”是建設的手段，二者首先是目的與手段的關系。

　　從另一個角度看，“綠色高效”是對電網的電源和電能使用效果的要求，“智能化”是對電網采用的技術水平的要求，前者可看作是智能電網的內容，后者可看作是形式，二者也是內容與形式的關系。顯然這種關系是辯證的，即內容決定形式，而形式又反作用于內容。因此智能電網的建設要堅持以綠色高效為中心，智能化服務于綠色高效的指導方針。

　　2、智能電網與交直流特高壓的關系

　?、蹆杉壣龎海仍黾幽軗p，又降低輸電能力。交流特高壓輸電，電源一般都要先升壓匯集到500 千伏變電站，再升壓至交流特高壓電網。由于基本沒有與之配備的發電機機組直接接入，交流特高壓電網實際上是一個無源的“空架子”，這種情況在其它電壓等級的發展過程中是從未出現過的。電網的最高一級電壓網架，對于保證整個電網的穩定運行和功率平衡至關重要，它形成后一般直接接入其中的發電機容量都不會少于35%。比如截至2012 年底南方電網接入500 千伏電網的容量，廣東為36.6%，廣西為43.7%，云南為58.8%，貴州為50.6%；四川電網2013 年底接入500 千伏電網的容量約為47%。發電機經兩級升壓接入電網，是電力系統規劃設計中較為忌諱的做法，因為這樣必然加大系統阻抗，不僅導致電能損耗增加，還限制了輸電能力的提高。這種現象的出現從一個側面說明，沿著提高電壓等級的傳統路線前行，走到特高壓的時候，這條路已經走不通了。

　　由于存在上述問題，加之直流輸電技術的進步實現了電力的大容量遠距離輸送，歐美、俄羅斯、日本等發達國家，在經過上世紀七、八十年代出現的那次交流特高壓技術研究和實驗熱潮后，從此放棄了交流特高壓。歐洲互聯電網盡管規模很大，但最高電壓卻只有400千伏(比我國電網普遍采用的500 千伏還低100 千伏)，今后也肯定不會發展交流特高壓。

　　但即便如此他們電網的可再生能源比例卻遠高于我國。德國規劃2020 可再生能源占比達到35%，2030 年達到50%，2050 年達到80%。說明實現電網綠色化與電網電壓等級的高低沒有關聯。提高電網可再生能源比例的主要途徑：一是大力發展各種儲能技術，不斷擴大電網的儲能規模；二是開發、豐富、優化電網調峰手段，其中包括儲備和調動需求響應資源；三是最大限度實現各種可再生能源的互補運行。

　　至于治理霧霾的問題，由于建設交流特高壓電網要消耗更多本來可以不消耗的鋼鐵、鋁材和水泥，結果無疑是事與愿違。“電從遠方來”戰略主要依靠直流特高壓來實現，但僅有這個戰略是不夠的，還要同時實施“電從身邊來”戰略，即以分散化方式開發“身邊”一切可以開發利用的清潔能源。兩者并舉，才能達到有效治理霧霾的目的。

　　第三次工業革命所顯示的世界電網發展方向，決定了現代電網不能再走以提高電網電壓等級包打天下的老路，電壓等級越高不等于電網就越堅強。事實上，各種不斷創新發展的可再生能源開發利用技術、分布式電源微電網技術、儲能技術、超導輸電技術、多端直流技術、以及包括頁巖氣開發和核聚變在內的其它新能源技術，都是對交流特高壓的否定。

　　歷史已經證明并將繼續證明，交流特高壓是傳統技術路線的產物，它的身上帶有無法抹去的第二次工業革命的烙印。盡管它登上了傳統電網的技術頂峰，不過是為傳統電網豎起了一個更加吸引眼球的“新地標”而已。今天人們可以“創造條件”讓它繼續在第三次工業革命中扮演“重要角色”，也可以“順應潮流”讓它退出歷史舞臺。“聰者聽于無聲，明者見于未形”。中國電網的創新之路究竟怎么走？中國人應當有智慧作出正確抉擇。

　　3、我國電網格局的選擇

　　世界上沒有絕對不會出事故的電網[8]。華北、華東和華中若以交流特高壓聯成統一的同步電網，其用電負荷2020 年將超過9 億千瓦，成為世界上規模最大的同步電網。由于電網聯系緊密，一旦發生嚴重事故，其波及的范圍必然會比采用異步聯網時的大得多，這是無可否認的常識。此外，“三華”交流特高壓電網還有兩個問題增大了安全風險：一是網架采用縱橫交錯的網格式結構，將加劇交流同步電網潮流的不可控性，為事故的擴大埋下隱患；二是為促成交流和直流特高壓遠距離輸電，刻意強化火電電源在送端的集中度，減少本應分散接入受端電網的電源數量，從而降低了電網抵御各種嚴重災害的能力。

　　我國智能電網的建設要經過一個以化石能源為主，到初步低碳化、基本低碳化、再到綠色化的過程。由于我國目前的電力以煤電為主，因此低碳化、綠色化的主要目標是降低煤電在電網中的占比。這個過程可設想分為四個階段：第一階段用12 年左右的時間，到2025年將電網的煤電占比(指發電量占比，下同)由2013 年的75%左右降至60%以下。第二階段到2035 年，再將煤電占比降至45%以下，實現電網的初步低碳化。第三階段用大約15年的時間，即到建國100 周年的時候，實現電網的基本低碳化，屆時煤電的占比控制在25%以下。第四階段即2050 年后，根據新能源開發利用技術的進步情況，繼續推進電網綠色化建設。

　　低碳化、綠色化的階段目標如何確定，需要進行深入的研究和討論，這里提出的只是一個拋磚引玉的設想。毫無疑問，實現上述目標需要經過長期的艱苦努力。我國電網最近幾年煤電裝機速度已明顯放緩，其容量占比逐年下降。但就其發電量而言，占比卻一直還很高，下降速度也低于容量占比[10]。全國煤電裝機2010 年為68101萬千瓦，占比70.5%；2012 為75811 萬千瓦，占比降為66.2%；2013年煤電裝機容量大約接近8 億千瓦，占比約為64%；3 年內平均每年約下降2 個百分點。而煤電發電量的占比2010 年為77.8%，高于容量占比7.3個百分點；2012 年由于雨量較充沛，水電發電量增加，煤電占比降至73.9%；2013 年水電平均利用小時較2012 年下降了273 小時，估計煤電占比反而高于2012 年(尚無確切的統計數字)。

　　電網規劃是電網建設實踐的指南。要在不太長的時間里實現電網低碳化和提高能效的預期目標，編制科學的、符合實際的、具有前瞻性和指導意義的電網發展規劃，是一個十分關鍵的問題。各省和各區域電網應在全國智能電網頂層設計指導下，深入研究并制定本地2015-2050 年的智能電網發展規劃。要根據自身的實際情況，提出各自電網不同時期的低碳化和能效目標，以及智能電網的建設重點和具體措施，并在實施的過程中不斷滾動調整和完善。