智能電網是一種具有通信功能的電力網絡。這種理念是指通過利用互聯(lián)網和通信技術，從而使我們的電力系統(tǒng)對停電等問題時有更強的適應能力、對非傳統(tǒng)電源具有更好的兼容性，并通過向消費者提供即時電價信息來緩解對能源的需求。
智能電網基礎設施公共投資在過去幾年內迅速增長。中國和美國到目前為止一直引領著這一勢頭。美國政府2009年從經濟刺激計劃資金中撥出45億美元，用于資助電網現(xiàn)代化以及智能技術項目的部署。中國政府承諾的投資額也達到數(shù)十億美元。
可再生能源是智能電網理念的關鍵驅動力。雖然風力渦輪機和太陽能電池板發(fā)電只占全世界發(fā)電量的很少一部分，但是這兩種能源的裝機容量(或潛在可發(fā)電總量)正在快速增長。依賴大量風能和太陽能的電網必須能適應電力供應的突發(fā)變動，例如風力發(fā)電廠附近的風停了。這將產生新的需求：對電力系統(tǒng)更嚴格的數(shù)據(jù)監(jiān)控。
更智能的電網中將包含一系列實時監(jiān)控設備，這既能促進新型電力來源的整合，又能避免因停電而造成的數(shù)十億美元經濟損失。這些設備中有一種叫做相位測量設備(phasormeasurementunit，PMU)。北美電網在2011年在各戰(zhàn)略站點部署了約150臺這種設備，該設備以每秒30次的頻率詳細測量電力波動，這比傳統(tǒng)設備的頻率高得多;測量所得數(shù)據(jù)可通過GPS技術進行時間和位置標示，還可以把從多個電力公司獲取的信息同步整合成一張高分辨率全電網狀況示意圖。
美國西北太平洋國家實驗室(PacificNorthwestNationalLaboratory)高級電力工程師杰夫·達格爾(JeffDagle)把這種改變比作從X光照片升級到核磁共振成像。美國電力研究院(ElectricPowerResearchInstitute)預計，美國和加拿大將在未來20年內安裝大約1250臺相位測量設備。
北美電網中已聯(lián)網的相位測量設備
更智能的電網還將能讓消費者參與對電力需求的管理。有研究表明，如果消費者知道實際電價情況(一天內會大幅波動)，那么他們通常就會在高峰時段縮減用電量，從而緩和電網中的電力緊張情況。家庭用電戶在未來也許可以對智能恒溫器、家用電器、電動車充電器等進行編程，使這些設備可以自動適應電價變動，以保證用電花費不超過預算。我們現(xiàn)在仍然處在第一階段：電力企業(yè)在政府的資助下，正在為數(shù)百萬戶家庭安裝支持雙向無線通信的智能電表。
全球智能電表發(fā)貨量
到目前為止，公共事業(yè)公司安裝的絕大多數(shù)是這種電表，因為它能自動讀數(shù)并向客戶收費，其成本低于派抄表收費員挨家挨戶服務。不過，更多的電力企業(yè)最終還是會提供根據(jù)用戶當天用電時間收費的計費方案。
消費者將不僅可以從電表上獲取實時電價信息，還可以通過網站或直接從電冰箱等智能家用電器上獲取相關信息，這些智能電器只會在電價便宜的時候運行。分析人士預計，智能家用電器的市場將在未來幾年內快速擴張。
我們離實現(xiàn)智能電網還有很長一段路要走，甚至弄明白智能電網的成本也還需要很長時間。例如美國電力研究院在2011年估計，單是在美國建設一個功能完備的智能電網的成本就高達3390億—4760億美元，其中包括電力傳輸和配置基礎設施的升級改造費用以及消費者的設備購買和安裝費用。
對支持完全功能的智能電網的成本估計，單位為十億美元。
向智能電網轉換的復雜性不是由技術造成的，而是由于其他因素，例如美國電網受多種監(jiān)管制度約束，并由3000多家公共事業(yè)公司、地方政府和企業(yè)共同管理。此外，眾多消費者仍然對智能電表和智能電網的概念不太熟悉。PikeResearch公司在一項有1050名美國人參與的調查中發(fā)現(xiàn)，近半數(shù)參與者認為自己不太了解智能電表。這項研究還表明，對智能電表持反對態(tài)度的受訪者主要擔心這些設備會導致電費升高。
