智能配電網正在深刻改變著發電、輸電、配電和用電系統，配電網面臨的最大挑戰來自于分布式電源(分布式發電、分布式儲能和需求響應)的大量使用，如何應對諸多的挑戰，使智能電網最大限度地發揮其潛能，為國家帶來更廣泛的社會和經濟效益，變得非常迫切。

挑戰一：基礎設施大量增加。智能電網需要靈活的網絡拓撲，但是未來電網的典型網絡拓撲結構還不夠清晰;智能電能表的安裝范圍不斷擴大，但是它們如何支持電網的規劃運行仍然不確定，其功能還需要大力挖掘;采用基于新技術的基礎設施，可能遇到經費、風險和運行人員知識不足等問題。

挑戰二：缺乏通信的標準和協議。標準化的缺乏，特別是與分布式電源和儲能相關的標準化的缺乏會抑制各運行單位(發電、輸電、配電和電力消費者)之間的數據交換，阻礙系統的完全優化，使系統效率降低。

挑戰三：互操作性標準有待完善。互操作性標準使電力系統的所有設備之間的協調成為可能。在一些領域，像分布式電源和儲能，雖然有標準，但還很有限，分布式電源跟系統的互聯，在缺乏協調功能的情況下，只能以局部的和自治的方式運行。分布式電源的發展需要從電網角度考慮，與電網協調運行。

挑戰四：計算機網絡安全。數據的安全、隱私保護與信息訪問的權限等問題，還存在不確定性，這些問題都會阻礙智能電網解決方案的采用。未來能源互聯網、智能交通等系統都會產生大量的數據，也將會造成新的數據安全的問題。

挑戰五：研究適應分布式電源發展的運行和規劃模型。智能電網模型需要綜合考慮計算機網絡、基礎設施，市場，乃至國家政策方面的影響。未來的規劃模型需要考慮在分布式電源高滲透率的條件下，如何優化系統運行，這是個重大挑戰。

挑戰六：負荷、電源計劃安排和調度。在基于逆變器的可再生能源發電的數量日益增加的趨勢下，電網兼容性標準需做出很大改變,而且必須修改成能同時管理傳統發電和基于逆變器的可再生能源發電。現在對分布式電源的調度模式還不能使利益相關方均獲益,現在還缺乏能識別最優負荷和電源平衡的好模型。

挑戰七：儲能。電網儲能還處于開發和配置的初期階段，而且由于現有儲能技術成本高和有限的功能，還未廣泛使用。很難評價哪一種儲能技術對智能電網是最適宜的，但是從可再生能源使用角度看，高效、長壽命、可靠、價格合理、有較長放電持續時間的化學電池的開發是當前最迫切的。

挑戰八：能源效率、需求響應和負荷控制。我國現行電價是扭曲的，低電價很難通過智能電網來刺激居民用戶進行需求響應，由于電價低致使投資回收不確定，影響需求響應的獲得和分布式電源投資的不確定性。

挑戰九：出臺旨在開放電力市場和激勵智能電網投資的新法規。“電能”是一種商品，應該得到合理的市場價值。我國目前的費率結構和電力公司的收入模式，不足以促進和鼓勵分布式能源價值，因此建立一個好的商業模式極其重要。

挑戰十：信息管理。我們已經進入大數據時代，智能電網要配備大量的傳感器，將會產生大量的數據，因此產生了數據挖掘、分析、儲存和管理大數據方面的新挑戰，以便能為電網最優化、負載平衡、業務計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成為信息共享的嚴重障礙，與之相關的管理改革日益重要。

挑戰十一：態勢感知。智能電網將增加電力生產者和用戶的態勢感知能力，并提供本質上實時的可控性，以提高電網的自愈功能和抗擾能力，為此需要提供系統當前狀態整體測量的有效描述、可視化信息;提供比實時還要快的預測分析，包括系統未來狀態的變化趨勢和可用于采取控制措施的時間，以便采取有效的措施。

計量科學和技術上的進步，以及標準的制定，將貫穿這些挑戰和機遇，并影響智能電網的各個方面。希望電氣工程師與信息科學等領域的同行們密切合作，加快智能電網的創新。希望智能電網能夠像Internet那樣給人類的生活帶來巨大的影響，也希望能出現像Internet那樣具有顛覆性的技術。

(本文根據余貽鑫院士在“泰山學術論壇”上的報告，由《供用電》編輯整理)