發展環境2009年，國家電網首次提出「智能電網」概念；2010年3月，「加強智能電網建設」被寫入政府工作報告。自此，智能電網的發展已經上升為國家戰略。近年來，國務院、發改委、能源局等陸續出台行動意見、發展規劃等政策文件，促進智能電網產業高質量發展。2022年3月，發改委、能源局聯合印發《十四五現代能源體系規劃》，提出以電網為基礎平台，增強電力系統資源優化配置能力，提升電網智能化水平；2022年7月，住建部、發改委印發《十四五全國城市基礎設施建設規劃》，要求推進分布式可再生能源利用、混合電網應用，提高分布式電源和配電網協調能力。
《智能電網技術標準體系（2010版）》是我國制定的第一個智能電網標準規劃，將智能電網產業分為支撐層、電力層、運營層三個層次。隨着各層次技術的不斷改進和完善，智能電網逐漸具備了更為強大的資源優化配置能力，可實現高度智能化的電網調度。運營層面，智能電網綜合應用電網規劃技術、繼電保護技術、安全穩定分析與控制技術及調度自動化技術等；電力層面，智能電網涵蓋了特高壓輸電、智能輸電路線、配電網運行與控制、微電網、分布式電源併網、電能替代及用電自動化等方面；支撐層面，通過數字孿生、5G及深度學習等技術進行融合，極大的提高了電網數智化水平。
數字孿生是以數字化方式創建物理實體的虛擬實體，其在整體規劃、信息可視化、風險預測、輔助決策等方面具有重大價值，在智能電網的設計、施工、運維等應用階段起到了強有力的支撐作用。例如，設計階段，數字孿生技術以傾斜攝影技術為基準獲取電網建設的實景照片並以BIM三維電網建模的方式呈現，最大限度地節省人力成本並實現高效智能電網設計分析；運維階段，通過數字孿生技術的應用實現優化設備檢修頻率、電力設施配置、聯絡開關投切、相間負荷調整等，進而為工作人員提供科學的決策支撐。
5G技術提高網絡速度、降低網絡延遲、增強連接能力和提高安全可靠性等是智能電網規模化發展的關鍵一環。例如，基於5G的強連接能力實現用電信息的自動採集、計量異常監測、電能質量監測、用電分析與信息交互等，為用戶提供個性化需求服務。此外，5G+無人機實現無人巡檢，5G+智能配電終端解決配網通信「最後一公里」問題。
深度學習是一種基於人工神經網絡的人工智能技術，將深度學習應用於智能電網可以緩解智能電網高維複雜數據的挖掘特徵提取難度，彌補傳統機器學習方法在實際應用中的訓練數據不足，解決泛化能力差等問題，大大提高智能電網的穩定性和可靠性。
發展現狀
上游發電主要是各類發電能源，可以分為傳統能源和新能源兩大類。其中新能源包括風電、核電、光伏，傳統能源包括火電、水電等。
中游輸變配電指的是輸電、變電、配電三個層面，是產業的核心環節。輸電環節是發電廠和負荷中心之間進行電能傳輸的過程，國內輸電線路的電壓等級可分為安全電壓、低壓、高壓、超高壓和特高壓五個檔次。其中，特高壓輸電具有輸電容量大、距離遠、損耗低、占地少的特點，在能源優化配置中起到了主導作用，目前中國能建、永福股份等公司正在積極拓展特高壓業務；變電環節是將電壓由低等級轉變為高等級（升壓）或由高等級轉變為低等級（降壓）的過程，電力機器人的廣泛應用提升了該環節的數智化水平，實現對變電站、開閉所等場所內的電力設備進行帶電監測。例如，許繼電器的變電站智能輔助系統包括變電站設備在線監測、安防等監控子系統，實現設備狀態和運行環境的全面感知和智能巡視；配電環節則是向用戶分配電能的過程，配電系統由配電變電所、高壓配電線路、配電變壓器、低壓配電線路以及相應的控制保護設備組成，是當代電力供應的基礎。
智能電網產業鏈下游包括用電與智能調度系統。根據行業用電性質可劃分為工業用電、商業服務用電、居民用電和其他類用電等。
根據國家電網數據，我國「十三五」期間對智能電網投資最大的環節為用電，投資金額達505億元，占比達到35.3%。電網智能化進程正不斷向用電環節推進，更加智能化且信息交互能力更強的用電設備使得用戶多元化的用電需求得到滿足。此外，調度系統是電網運行控制的神經中樞，是實現電網資源優化配置和靈活高效調度的核心環節，現已成為智能電網產業發展重點。根據賽迪顧問數據，2021年用電環節和調度環節的市場規模在智能電網中占比已經達到了51.5%。
市場規模：「政策+技術」推動產業高速增長，產值規模將達千億級
近年來，我國電網規模持續擴大，線路複雜度的提升倒逼產業智能化升級轉型。同時，宏觀政策利好疊加新興技術不斷湧現，智能電網迎來規模化發展階段，市場規模由2017年的476.1億元增長至2021年的854.6億元，年均複合增長率達到15.7%。根據中商產業研究院預測，2022年產業市場規模有望達到979.4億元。
發展趨勢與展望「雙碳」背景下，國家正加大力度規劃建設以大型風光電基地為基礎、以清潔高效先進節能的煤電為支撐、以穩定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系。新能源的陸續投用實現了傳統能源結構與新能源的優勢互補，能源轉型深入推進，倒逼現有電網組織結構向着數字化、智能化的方向不斷演進。智能電網具備強大的資源優化配置能力和高度智能化的電網調度能力，能夠有效解決分布式能源中各種新能源發電的接入和調配的問題，提高現有電網對新能源發電的接納能力，從而助推我國新能源發電體系的加速構建，推動新能源發電量占比持續走高。
根據國際能源署數據，未來新能源將成為我國發電裝機增長最快的電源類型，2018-2040年風電、光伏裝機規模年均增速將分別達到5.6%和8.8%，遠超其他發電形式。預計到2030年，我國風電、太陽能發電等新能源發電裝機規模將超過煤電成為第一大電源，2060年前新能源發電量占比有望超過50%。
區塊鏈技術賦能智能電網，構建高效能源信任體系
一方面，區塊鏈技術可有效提高電網數據的安全性：以去中化的存儲方式代替傳統的中心化存儲方式，通過在電網數據採集層建立數據採集基站並分組管理數據鏈，構成多區塊鏈電網數據存儲系統，從而降低存儲資源消耗以及網絡攻擊者入侵篡改電網數據的成功概率；另一方面，區塊鏈技術支持智能電網的電力交易，通過利用與場景耦合的區塊鏈共識機制、智能合約技術實現點對點交易，可有效解決電力交易雙方信息不對稱導致的信任缺失問題*。未來面對日益增長的電力需求，智能電網產業體量將會不斷增長，這便對電力交易環境、資產存儲形態、平台的安全性提出極高的要求。而區塊鏈技術的交易機制可較好的解決這類問題，通過構建高效能源信任體系，提升電力交易市場主體的參與水平，實現市場交易效率的最大化。
*資料來源：國家電網發布《區塊鏈技術和應用十大場景》
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